CN109887036A - 一种汽车环视全景的半自动标定系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车环视全景的半自动标定系统，安装于一计算机介质中，分别与安装于汽车前侧的摄像头、安装于汽车后侧的摄像头、安装于汽车左侧的摄像头、安装于汽车右侧的摄像头进行连接，该汽车环视全景的半自动标定系统包括图像生成模块、标定布特征识别模块、特征判断模块、参数获取模块、显示模块和标记描点模块；本发明又公开了汽车环视全景的半自动标定方，包括：于汽车的四侧均设有摄像头，于汽车的周边四方均设有标定布；获取标定布特征，判断是否识别到所有的子棋盘格；获得四个摄像头的内参和外参；手工选择子棋盘格，环视全景合成。本发明减少标定过程的繁琐和时间长度，还可以弥补自动标定容易受光线影响的不足。
Description
技术领域
本发明涉及汽车视觉技术领域，具体涉及一种汽车环视全景的半自动标定系统及方法。
背景技术
汽车环视全景分为标定和拼接两个部分。标定的方法是将各个摄像头参数以及相邻摄像头之间的关系参数通过一些投影映射关系计算出来。一般标定过程中使用的是人工特征来产生这种投影映射关系。目前市面上的标定方法分成两类：一种是手动标定，手动把人工特征点描出来，然后通过投影映射关系计算出相关参数；另外一种是自动标定，自动检测人工特征点，然后再计算相关参数。手动描点方法比较稳定，但描述过程比较麻烦，而且需要的时间长；自动检测人工特征点的方法容易受到光线的影响，因光线影响导致有些人工特征检测不出来，从而造成标定失败。在实际的自动标定过程中，所有摄像头图像中的人工特征点都检测不出来的可能性很小，一般都是局部光线不均匀导致个别人工特征点检测不出来。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提出一种汽车环视全景的半自动标定方法，以解决上述背景技术中的缺点，从而避免标定过程的繁琐，减少定标过程的所用时间，还可以避免定标过程受光线影响。
为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
一种汽车环视全景的半自动标定系统，安装于一计算机介质中，分别与安装于汽车前侧的摄像头、安装于汽车后侧的摄像头、安装于汽车左侧的摄像头、安装于汽车右侧的摄像头进行连接，该汽车环视全景的半自动标定系统包括图像生成模块、标定布特征识别模块、特征判断模块、参数获取模块、显示模块和标记描点模块；
所述图像生成模块用于获得各个摄像头的图像信息，并生成标定图像；
所述标定布特征识别模块用于对所述图像生成模块生成的标定图像进行标定布的特征识别；
所述特征判断模块用于判断所述标定布特征识别模块是否获取到所有的标定布的标识特征；
所述参数获取模块用于通过所有的标定布的标识特征获得四个摄像头的标定参数；
所述显示模块用于显示标定图像，并显示所述标记描点模块的作用结果；
所述标记描点模块用于对所述标定布特征识别模块未获取到的标识特征，通过手工选择或定位点的信息进行识别。
一种汽车环视全景的半自动标定方法，应用于如上所述的汽车环视全景的半自动标定系统，该汽车环视全景的半自动标定方法包括以下步骤：
S1，于汽车的前侧、后侧、左侧和右侧均设有摄像头；
于汽车的前方区域、后前方区域、左前方区域和右前方区域均设有标定布；每个标定布均设有至少一个子棋盘格；
S2，系统自动获取每个摄像头获得的标定布特征，然后判断是否识别到所有的子棋盘格；若判断为是，则执行S3；若判断为否，则执行S4；
S3，系统通过一投影映射关系分别获得四个摄像头的控制参数，然后退出标定过程；
S4，通过系统的操作画面进行手工选择系统未自动标定的子棋盘格，然后控制系统进行环视全景合成。
进一步地，于S3中，所述投影映射关系为：P＝[R T]·M·X；其中，P是摄影图像上的投影点，X是世界坐标系统中子棋盘格的角点，R和T分别为摄像头的旋转外参和平移外参，M是摄像头的内参。
进一步地，于S4中，通过系统的操作画面进行手工选择系统未自动标定的子棋盘格，具体为使用标记描点模块将子棋盘格点定位到图像中，系统记录被定位的子棋盘格点。
本发明的有益效果为：
本发明不仅可以充分利用自动标定的优势，减少标定过程的繁琐和时间长度，还可以弥补自动标定容易受光线影响的不足。
附图说明
图1为本发明的一种汽车环视全景的半自动标定系统的结构示意图；
图2为本发明的一种汽车环视全景的半自动标定方法的工作流程图；
图3为本发明涉及的标定布的布置示意图；
图4为本发明涉及的标定布的俯视图；
图5为本发明涉及的显示模块显示的用以手工描点的操作界面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
实施例
如图1所示，一种汽车环视全景的半自动标定系统，安装于一计算机介质中，分别与安装于汽车前侧的摄像头、安装于汽车后侧的摄像头、安装于汽车左侧的摄像头、安装于汽车右侧的摄像头进行连接，该汽车环视全景的半自动标定系统包括图像生成模块、标定布特征识别模块、特征判断模块、参数获取模块、显示模块和标记描点模块；
所述图像生成模块用于获得各个摄像头的图像信息，并生成标定图像；
所述标定布特征识别模块用于对所述图像生成模块生成的标定图像进行标定布的特征识别；
所述特征判断模块用于判断所述标定布特征识别模块是否获取到所有的标定布的标识特征；
所述参数获取模块用于通过所有的标定布的标识特征获得四个摄像头的标定参数；
所述显示模块用于显示标定图像，并显示所述标记描点模块的作用结果；
所述标记描点模块用于对所述标定布特征识别模块未获取到的标识特征，通过手工选择或定位点的信息进行识别。
如图2、图3所示，一种汽车环视全景的半自动标定方法，应用于如上所述的汽车环视全景的半自动标定系统，该汽车环视全景的半自动标定方法包括步骤S1-S4：
S1，于汽车的前侧、后侧、左侧和右侧均设有摄像头；
于汽车的前方区域、后前方区域、左前方区域和右前方区域均设有标定布；每个标定布均设有至少一个子棋盘格；进一步地，摄像头的内参是已知的；如图4所示，优选地，每个标定布均设有三个子棋盘格，标定布的中间和两侧各有一个子棋盘格。
S2，系统自动获取每个摄像头获得的标定布特征，然后判断是否识别到所有的子棋盘格；若判断为是，则执行S3；若判断为否，则执行S4；
S3，系统通过一投影映射关系分别获得四个摄像头的控制参数，然后退出标定过程；
S4，通过系统的操作画面进行手工选择系统未自动标定的子棋盘格，然后控制系统进行环视全景合成。
具体地，第一次标定则选择自动标定，系统在每个摄像头图像中查找对应的子棋盘格的特征点，每个标定布中都有3个子棋盘格，子棋盘格都是分开检测，如果所有的摄像头的所有子棋盘格都检测出来，则直接通过投影映射关系来计算4个摄像头的内参和外参，计算完成后退出标定过程，如果出现未能检测出来某些子棋盘格，就会造成标定不成功，此时可以下一步进行手动补充未检测出来的子棋盘格点。
进一步地，于S3中，所述投影映射关系为：P＝[R T]·M·X；其中，P是摄影图像上的投影点，X是世界坐标系统中子棋盘格的角点，R和T分别为摄像头的旋转外参和平移外参，M是摄像头的内参；所述内参是摄像头的图像中心点、焦距、畸变数据等参数，用于对鱼眼摄像头图像的校正；所述外参是摄像头安装的姿态参数，包含旋转和平移参数，用于对全景拼接的投影映射；S3所述的控制参数包括摄像头的外参和内参。
进一步地，如图5所示，于S4中，通过系统的操作画面进行手工选择系统未自动标定的子棋盘格，具体为使用标记描点模块将子棋盘格点定位到图像中，系统记录被定位的子棋盘格点。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种汽车环视全景的半自动标定系统，安装于一计算机介质中，分别与安装于汽车前侧的摄像头、安装于汽车后侧的摄像头、安装于汽车左侧的摄像头、安装于汽车右侧的摄像头进行连接，其特征在于，该汽车环视全景的半自动标定系统包括图像生成模块、标定布特征识别模块、特征判断模块、参数获取模块、显示模块和标记描点模块；
所述图像生成模块用于获得各个摄像头的图像信息，并生成标定图像；
所述标定布特征识别模块用于对所述图像生成模块生成的标定图像进行标定布的特征识别；
所述特征判断模块用于判断所述标定布特征识别模块是否获取到所有的标定布的标识特征；
所述参数获取模块用于通过所有的标定布的标识特征获得四个摄像头的标定参数；
所述显示模块用于显示标定图像，并显示所述标记描点模块的作用结果；
所述标记描点模块用于对所述标定布特征识别模块未获取到的标识特征，通过手工选择或定位点的信息进行识别。
2.一种汽车环视全景的半自动标定方法，应用于如权利要求1所述的汽车环视全景的半自动标定系统，其特征在于，该汽车环视全景的半自动标定方法包括以下步骤：
S1，于汽车的前侧、后侧、左侧和右侧均设有摄像头；
于汽车的前方区域、后前方区域、左前方区域和右前方区域均设有标定布；每个标定布均设有至少一个子棋盘格；
S2，系统自动获取每个摄像头获得的标定布特征，然后判断是否识别到所有的子棋盘格；若判断为是，则执行S3；若判断为否，则执行S4；
S3，系统通过一投影映射关系分别获得四个摄像头的控制参数，然后退出标定过程；
S4，通过系统的操作画面进行手工选择系统未自动标定的子棋盘格，然后控制系统进行环视全景合成。
3.根据权利要求1所述的种汽车环视全景的半自动标定方法，其特征在于，于S3中，所述投影映射关系为：P＝[R T]·M·X；其中，P是摄影图像上的投影点，X是世界坐标系统中子棋盘格的角点，R和T分别为摄像头的旋转外参和平移外参，M是摄像头的内参。
4.根据权利要求1所述的种汽车环视全景的半自动标定方法，其特征在于，于S4中，通过系统的操作画面进行手工选择系统未自动标定的子棋盘格，具体为使用标记描点模块将子棋盘格点定位到图像中，系统记录被定位的子棋盘格点。
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