CN109509232A - 用于全景影像系统的下线自动标定系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：所述标定系统包括标定布，所述标定布上布置有棋盘格，所述标定布附近设置有标定工位，使得所述标定布覆盖车辆全景影像系统的视野范围；基于上述结构，所述标定系统包括以下步骤：S1、将车辆驶入标定工位，检查车辆四周环境；S2、全景控制器采集图片，后台执行自动标定程序；S3、检查标定效果，并保存标定结果。具有适用性强，工作效率高，使用寿命长的优点。

Description

用于全景影像系统的下线自动标定系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及汽车影像技术。

背景技术

随着国民经济的快速发展，汽车逐步走进千家万户，汽车行业也日益更新，今后会有越来越多的车型配置全景影像系统。全景影像系统是基于安装在车辆四周前后左右的四个鱼眼相机采集到的视频图像，传输给主控制器进行实时图像处理生成全景拼接图显示在车内显示器上，可以方便地帮助司机观看车辆四周的盲区情况，避免刮擦、碰撞等意外情况发生。

相机标定通常分为内参和外参两部分，内参是与相机自身特性相关的参数，外参是在世界坐标系中的参数，通过相机内外参可以确定空间物体表面某点的三维集合位置与其在图像中对应点之间的相互位置，因此相机标定的主要目的就是三维重建，即从图像出发恢复出空间点三维坐标的过程。

目前汽车生产线的自动化程度越来越高，每生产一辆车的节拍也越来越快，所以全景影像系统的下线自动标定的效率也越来越重要。目前的车厂采用较多的标定方法是：将车辆行驶到标定工位处，通过激光仪将四轮定位到预设位置，然后在工位上进行自动标定并检查结果。但是，这种方法需要采用价格昂贵的四轮定位设备，而且需要在标定工位上停留较长时间，影响了车辆生产效率。

因此，对现有的标定方法进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供的一种适用性强，工作效率高，使用寿命长的用于全景影像系统的下线自动标定系统。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：所述标定系统包括标定布，所述标定布上布置有棋盘格，所述标定布附近设置有标定工位，使得所述标定布覆盖车辆全景影像系统的视野范围；基于上述结构，所述标定系统包括以下步骤：

S1、将车辆驶入标定工位，检查车辆四周环境；

S2、全景控制器采集图片，后台执行自动标定程序；

S3、检查标定效果，并保存标定结果。

进一步的，上述步骤S1中的驶入标定工位包括以下两种具体实施方式：

S11、如果标定工位是地面导轨，则标定工程师通过地面导轨将车辆由后向前直线驶入标定工位，并检查四周环境是否满足要求；

S12、如果标定工位是四轮定位设备，则标定工程师将车辆驶入指定位置处，然后通过四轮定位设备再精准定位，并检查四周环境是否满足要求。

进一步的，上述步骤S2中的执行自动标定程序包括以下两种具体实施方式：

S21、如果标定工位配有诊断仪，则标定工程师利用诊断仪通过ODB口与全景控制器连接，发送开始标定指令，全景控制器在收到开始标定指令后采集当前图片，并执行自动标定程序。

S22、如果标定工位没有配置诊断仪，标定工程师通过硬连接或UI进入标定界面，根据采集到的图片后台执行自动标定程序，并驶离标定工位，此时下一辆车可以驶入工位进行标定。

进一步的，上述步骤S3中的检查标定效果，并保存标定结果包括以下两种具体实施方式：

S31、如果标定工位配有诊断仪，待标定完成后标定工程师检查标定结果，如果标定结果显示标定失败，全景控制器将错误码通过诊断仪打印出来，标定工程师通过错误码检查失败原因；若标定结果显示标定成功，还需标定工程师通过肉眼检查标定效果，如果标定效果满足要求，则标定工程师将车驶离标定工位；如果标定效果不佳，则标定工程师在工位上重新标定，如果再次标定后效果依旧不佳，标定工程师需根据现场情况查找原因；

S32、如果标定工位没有配置诊断仪，标定工程师待标定结束后检查标定结果以及标定效果，若标定界面提示标定成功还需标定工程师通过肉眼检查标定效果，如果标定效果满足要求，则选择完成标定，同时控制器将四幅标定原始图和标定效果图存入flash中；如果标定成功且标定效果不满足要求，可根据模糊区域在保存下来的原始图上手动选点重新标定，也可以驶回原工位重新采集图片标定；如果在标定失败情况下，可以选择放弃标定退回主界面，并将失败的错误码和四张原始图保存到flash中，以供标定工程师后续分析；也可以选择将车辆驶回标定工位，重新采集图片标定；或者根据提示的失败错误码在其中的一张或多张原始图上重新选点标定。

具体的，上述步骤S2中的自动标定程序包括以下步骤：

S41、利用全景控制器采集前、后、左、右四张原始鱼眼图像；

S42、根据采集到的图像，检测图像中棋盘格中的角点在原图中坐标；

S43、根据设计的标定布规则，计算出棋盘格角点在世界坐标系下的坐标；

S44、根据给定的初始相机内外参，计算出世界坐标投影到图像中的位置与检测出的坐标之间的误差，基于此误差优化相机参数从而使误差最小。

作为改进，所述标定布满足标定要求，所述标定要求包括空间限制要求、可重用性要求、耐久性要求和不反光要求。

作为优选，所述标定要求具体为：

(1)占地面积适中，满足空间限制要求；

(2)设计的长宽能够适用不同车型，可以共用一个标定工位，满足可重用性要求；

(3)避开车辆的行进轨迹，长时间使用不易被损坏，不影响标定成功率，满足耐久性要求；

(4)不受光照影响导致标定精度下降，满足不反光要求。

更进一步的讲，标定布需要满足上述标定要求的原因如下：

(1)考虑到车厂面积有限，标定布和标定工位不应占地面积过大浪费土地资源，也不宜过小导致无法覆盖全景系统车辆的视野范围；

(2)考虑到同一款车型车出货量不多的情况，车厂将多款车身长度近似的车型共用同一标定工位，提高利用率，需要满足可重用性要求；

(3)考虑到车厂更换标定布的复杂度，以及花费的时间影响车辆生产效率，标定布的使用寿命应当尽可能的长，需要满足耐久性要求；

(4)考虑到车厂为了节约成本，标定工位没有搭建封闭式门帘，如果有其他光照源的影响，光照斜射到棋盘格标定布上发生反光情况，会导致棋盘格中的角点漏检，从而导致检测精度下降问题，需要满足不反光要求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、标定布的设计能够满足车身长度近似的不同车型，避开车辆的行进轨迹，长时间使用不易被损坏。

2、基于在后台自动标定的方法，只需在工位采集图片，可以节省车辆停留在工位的时间，从而提高车厂的生产效率。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例中标定布的结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的流程图；

图3是根据本发明的一个优选实施例在标定过程中的检测结果图；

图4是根据本发明的一个优选实施例在标定后的全景拼接图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

如图1所示，是本发明设计的用于全景影像的下线自动标定系统的标定布的一个实施例，本发明涉及的标定布不局限于本实施例，也可以是四块方格、两侧直线等方案。本发明的一个优选实施例包括标定布1，标定布1上布置有棋盘格11，标定布1附近设置有标定工位2，其中标定布1具体设计为：

1.本发明设计的标定布占地面积为7730mm*4540mm(长*宽)，可以节省工厂面积，不占用过大面积。

2.本发明设计的标定布中间停车区域(标定工位)可支持车长范围为4000mm～5000mm的车型，车宽范围为1600mm～2000mm的车型，该标定工位可支持多款车身长度近似的车型可共用。

3.本发明设计的标定布有考虑到使用过程中车轮对地面的污染，在前后预留车辆行进的轨迹，从而排除了标定工位在使用数月后被污染导致检测精度降低的风险。

4.本发明设计的标定布有考虑到光照斜射到棋盘格标定布上发生反光导致检测精度下降问题。所用标定布采用哑光大理石瓷砖材质，该材质不发生镜面反射，直观现象为采集到的原始图像中无明显光斑。

如图2所示，是本发明用于全景影像系统下线自动标定的标定流程图。具体步骤如下：

步骤一：标定工程师将车辆由后向前直线驶入标定工位，如果有诊断仪，则通过诊断仪进入标定界面；如果没有诊断仪，则通过硬连接或UI进入标定界面，并检查四周环境是否满足要求。打开自动标定设置界面，选择自动标定按钮，通过输入密码或者指定手势进入环视标定系统。

步骤二：进入自动标定界面后，在开始标定前检查标定图像是否正常显示，主要包括：所有画面是否正常显示；图中所有的棋盘格的顶点没有被遮挡；所有棋盘格的顶点肉眼可分辨。在执行开始标定操作后，画面跳转到正在标定界面，此时确保车辆不要熄火直到标定结束。当选择开始标定按钮后，控制器会采集当时前、后、左、右四个相机图片用于后台自动标定，此时车辆即可驶离工位，供给下一辆车使用，也可以在工位上等待标定结束，检查标定效果后再驶离工位。

步骤三：执行自动标定程序，在此期间车辆不能熄火，防止全景控制器突然断电导致标定失败。

步骤四：待自动标定结束后，标定工程师需检查标定结果，若标定界面提示标定成功还需标定工程师通过肉眼检查标定效果，如果标定效果满足要求，则选择完成标定，同时控制器将四幅标定原始图和标定效果图存入flash中。如果标定成功且标定效果不满足要求，可根据模糊区域在保存下来的原始图上手动选点重新标定，或者在标定工位上重新采集图片标定。如果在标定失败情况下，可以选择放弃标定退回主界面，并将失败的错误码和四张原始图保存到flash中，以供标定工程师后续分析；也可以选择将车辆驶回标定工位，重新采集图片标定；或者根据提示的失败错误码在其中的一张或多张原始图上重新选点标定。

上面所述的自动标定方法又具体包括以下步骤：

1、利用全景控制器采集前、后、左、右，四张原始鱼眼图像；

2、根据采集到的图像，检测图像中棋盘格中的角点在原图中坐标；

3、根据设计的标定布规则，计算出棋盘格角点在世界坐标系下的坐标；

4、根据给定的初始相机内外参，计算出世界坐标投影到图像中的位置与检测出的坐标之间的误差，基于此误差优化相机参数从而使误差最小。

如图3和图4所示，分别显示了标定过程中的检测结果和下线自动标定后的全景拼接图，以便更好的理解本发明的技术方案。

本发明实施例采用的自动标定系统，基于满足可重用性、耐久性的标定布，在没有诊断仪情况下可以在标定工位上只需采集当前时刻图像，即可自动执行标定程序。该系统节省了在标定工位的停留时间，提高了车厂的生产节拍，而且无需依赖其他诊断仪等设备，节约了成本。

虽然以上对本发明的标定布设计以及具体实施例进行了描述，但并非每一步实施例仅局限于上述唯一的实施方案，本领域技术人员可以理解上述的思想，所做的任何变形或等同替换，均不影响本发明的覆盖范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：所述标定系统包括标定布，所述标定布上布置有棋盘格，所述标定布附近设置有标定工位，使得所述标定布覆盖车辆全景影像系统的视野范围；基于上述结构，所述标定系统包括以下步骤：

S1、将车辆驶入标定工位，检查车辆四周环境；

S2、全景控制器采集图片，后台执行自动标定程序；

S3、检查标定效果，并保存标定结果。

2.根据权利要求1所述的用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：上述步骤S1中的驶入标定工位包括以下两种具体实施方式：

S11、如果标定工位是地面导轨，则标定工程师通过地面导轨将车辆由后向前直线驶入标定工位，并检查四周环境是否满足要求；

S12、如果标定工位是四轮定位设备，则标定工程师将车辆驶入指定位置处，然后通过四轮定位设备再精准定位，并检查四周环境是否满足要求。

3.根据权利要求1所述的用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：上述步骤S2中的执行自动标定程序包括以下两种具体实施方式：

S21、如果标定工位配有诊断仪，则标定工程师利用诊断仪通过ODB口与全景控制器连接，发送开始标定指令，全景控制器在收到开始标定指令后采集当前图片，并执行自动标定程序。

S22、如果标定工位没有配置诊断仪，标定工程师通过硬连接或UI进入标定界面，根据采集到的图片后台执行自动标定程序，并驶离标定工位，此时下一辆车可以驶入工位进行标定。

4.根据权利要求1所述的用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：上述步骤S3中的检查标定效果，并保存标定结果包括以下两种具体实施方式：

S31、如果标定工位配有诊断仪，待标定完成后标定工程师检查标定结果，如果标定结果显示标定失败，全景控制器将错误码通过诊断仪打印出来，标定工程师通过错误码检查失败原因；若标定结果显示标定成功，还需标定工程师通过肉眼检查标定效果，如果标定效果满足要求，则标定工程师将车驶离标定工位；如果标定效果不佳，则标定工程师在工位上重新标定，如果再次标定后效果依旧不佳，标定工程师需根据现场情况查找原因；

S32、如果标定工位没有配置诊断仪，标定工程师待标定结束后检查标定结果以及标定效果，若标定界面提示标定成功还需标定工程师通过肉眼检查标定效果，如果标定效果满足要求，则选择完成标定，同时控制器将四幅标定原始图和标定效果图存入flash中；如果标定成功且标定效果不满足要求，可根据模糊区域在保存下来的原始图上手动选点重新标定，也可以驶回原工位重新采集图片标定；如果在标定失败情况下，可以选择放弃标定退回主界面，并将失败的错误码和四张原始图保存到flash中，以供标定工程师后续分析；也可以选择将车辆驶回标定工位，重新采集图片标定；或者根据提示的失败错误码在其中的一张或多张原始图上重新选点标定。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：上述步骤S2中的自动标定程序包括以下步骤：

S41、利用全景控制器采集前、后、左、右四张原始鱼眼图像；

S42、根据采集到的图像，检测图像中棋盘格中的角点在原图中坐标；

S43、根据设计的标定布规则，计算出棋盘格角点在世界坐标系下的坐标；

S44、根据给定的初始相机内外参，计算出世界坐标投影到图像中的位置与检测出的坐标之间的误差，基于此误差优化相机参数从而使误差最小。

6.根据权利要求5所述的用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：所述标定布满足标定要求，所述标定要求包括空间限制要求、可重用性要求、耐久性要求和不反光要求。

7.根据权利要求6所述的用于全景影像系统的下线自动标定系统，其特征在于：所述标定要求具体为：

(1)占地面积适中，满足空间限制要求；

(2)设计的长宽能够适用不同车型，可以共用一个标定工位，满足可重用性要求；

(3)避开车辆的行进轨迹，长时间使用不易被损坏，不影响标定成功率，满足耐久性要求；

(4)不受光照影响导致标定精度下降，满足不反光要求。