CN110930462A - 车辆摄像头外部参数标定方法、装置、系统及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种车辆摄像头外部参数标定方法、装置、系统及计算机设备，方法包括调整标定板的高度，以将标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；调整标定板的平行度，以使标定板与车辆的横向截面平行；调整标定板在水平方向上的位置，以使标定板的基准线在车辆的纵向中截面内；获取标定板在车辆坐标系中的位置坐标；获取标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标；基于标定板在车辆坐标系中的位置坐标，以及标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标，以实现准确的放置标定板，进而提高车辆摄像头外部参数标定精度的目的。

Description

车辆摄像头外部参数标定方法、装置、系统及计算机设备

技术领域

本申请实施例涉及视觉SLAM技术领域，具体涉及一种车辆摄像头外部参数标定方法、装置、系统及计算机设备。

背景技术

在车辆上实现自动驾驶功能时，需要手工加装摄像头，毫米波等传感器，手工安装摄像头存在安装误差，所以每辆车安装的所有摄像头都需要用标定板标定坐标参数，以确定各个摄像头在车身坐标系下的坐标参数。摄像头就相当于车辆的“眼睛”，自动驾驶车辆通过“眼睛”实现高精度的车辆定位。

通过准确的放置标定板，然后让摄像头拍照，再通过软件计算从而计算出摄像头在车身坐标系下的坐标值，这个过程叫做标定摄像头外部参数。其中，标定板放置准确性影响着计算结果。因此，保证标定板精确的放置在摄像头标定外参所需要的位置处至关重要，如何准确的放置标定板成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种车辆摄像头外部参数标定方法、装置、系统及计算机设备，以实现准确的放置标定板，进而提高车辆摄像头外部参数标定精度的目的。

第一方面，本申请实施例提出一种车辆摄像头外部参数标定方法，所述方法包括：

调整标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整所述标定板的平行度，以使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标；

获取所述标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标；

基于所述标定板在所述车辆坐标系中的位置坐标，以及所述标定板在所述待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定所述待标定摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

第二方面，本申请实施例提出一种车辆摄像头外部参数标定装置，所述装置包括：

高度调整模块，用于调整标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域；

平行度调整模块，用于调整所述标定板的平行度，以使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

水平调整模块，用于调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

第一坐标获取模块，用于获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标；

第二坐标获取模块，用于获取所述标定板在车载摄像头坐标系中的位置坐标；

参数标定模块，用于基于所述标定板在所述车辆坐标系中的坐标，以及所述标定板在所述待标定车载摄像头坐标系中的坐标，确定所述待标定车载摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

第三方面，本申请实施例提出一种车辆摄像头外部参数标定系统，所述系统包括控制部件、位姿调整部件和标定板；

所述控制部件用于驱动所述位姿调整部件运行，以实现如下至少一个调整：

调整所述标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整所述标定板的平行度，使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

所述控制部件还用于获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标；获取所述标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标；以及，基于所述标定板在所述车辆坐标系中的位置坐标，以及所述标定板在所述待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定所述待标定摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

第四方面，本申请实施例提出一种计算机设备，所述计算机设备包括：处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行本申请实施例提供的任一项所述方法的步骤。

可见，本申请实施例的至少一个实施例中，通过调整标定板的高度、平行度、在水平方向上的位置，可以使得标定板准确地放置于恰当的位置处，便于后续准确获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标以及所述标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，进而得到所述待标定摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标，有利于实现提高车辆摄像头外部参数标定精度的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车辆摄像头外部参数标定过程中车辆与车辆摄像头外部参数标定系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车辆摄像头标定系统的整体架构图；

图3是本申请实施例提供的一种车辆摄像头标定系统的立体示意图；

图4是图3的爆炸视图；

图5是图3中车辆摄像头标定系统的主视图；

图6是图3中车辆摄像头标定系统的左视图；

图7是图3中标定板背面的结构示意图；

图8是图3中平行度调整组件的结构示意图；

图9是图3中水平方向调整组件的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种车辆摄像头外部参数标定装置；

图11为本申请提供的一种车辆摄像头外部参数标定方法的流程图；

图12是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

针对现有技术缺乏使得标定板准确放置的方法，使得车辆摄像头外部参数标定精度低的问题，本申请实施例提供一种通过调整标定板的高度、平行度、在水平方向上的位置，可以使得标定板准确地放置于恰当的位置处，便于后续准确获取标定板在车辆坐标系中的位置坐标以及标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，进而得到待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标的方案，实现准确放置标定板位置，提高车辆摄像头外部参数标定精度的效果。

本申请实施例提供的车辆摄像头外部参数标定方法，可应用于智能驾驶车辆的摄像头外部参数标定。

图1为本申请实施例提供的一种车辆摄像头外部参数标定过程中车辆与车辆摄像头外部参数标定系统的结构示意图。图2为本申请实施例提供的一种车辆摄像头标定系统的整体架构图。

参见图1，车辆(即智能驾驶车辆)80包括：传感器组、智能驾驶系统、车辆底层执行系统以及其他可用于驱动车辆和控制车辆运行的部件。

其中的传感器组，用于采集车辆外界环境的数据和探测车辆的位置数据。传感器组例如包括但不限于摄像头、激光雷达、毫米波雷达、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)和IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)中的至少一个。本申请实施例中涉及的技术方案，主要是针对智能驾驶车辆上设置的传感器组中的摄像头的外部参数进行标定。

在一些实施例中，智能驾驶车辆也可以为无人驾驶车辆，车辆的驾驶控制全部由智能驾驶系统来执行。

参见图1和图2，车辆摄像头外部参数标定系统包括控制部件60、位姿调整部件100和标定板50；控制部件60用于驱动位姿调整部件100运行，以实现如下至少一个调整：调整标定板50的高度，以将标定板50调整到待标定摄像头的图像采集区域内；调整标定板50的平行度，使标定板50与车辆80的横向截面平行；调整标定板50在水平方向上的位置，以使标定板50的基准线在车辆80的纵向中截面内；控制部件60还用于获取标定板50在车辆坐标系中的位置坐标；获取标定板50在待标定摄像头坐标系中的位置坐标；以及，基于标定板50在车辆坐标系中的位置坐标，以及标定板50在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标。

上述技术方案通过调整标定板50的高度、平行度、在水平方向上的位置，可以使得标定板50准确地放置于恰当的位置处，便于后续准确获取标定板50在车辆坐标系中的位置坐标以及标定板50在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，进而得到待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标，实现准确放置标定板50位置，提高车辆摄像头外部参数标定精度的效果。

在一些实施例中，继续参见图2，位姿调整部件100包括高度调整组件30、平行度调整组件20和水平方向调整组件10；控制部件60用于驱动高度调整组件30调整标定板50的高度，以将标定板50调整到待标定摄像头的图像采集区域内；控制部件60用于驱动平行度调整组件20调整标定板50的平行度，使标定板50与车辆80的横向截面平行；控制部件60用于驱动水平方向调整组件10调整标定板50在水平方向上的位置，以使标定板50的基准线在车辆80的纵向中截面内。这样设置的实质是从功能上，将位姿调整部件100拆分为三个组件，每个组件具有一个功能，不同组件功能不同。这样有利于降低位姿调整部件100的整体设计难度。

图3是本申请实施例提供的一种车辆摄像头标定系统的立体示意图。图4是图3的爆炸视图。图5是图3中车辆摄像头标定系统的主视图。图6是图3中车辆摄像头标定系统的左视图。图7是图3中标定板背面的结构示意图。参见图3-图7，该高度调整组件30包括第一传动系统以及均竖直设置的第一导轨31和第二导轨32，第一导轨31上设置有第一滑块311，第二导轨32上设置有第二滑块321，标定板50固定在第一滑块311和第二滑块321上，第一传动系统与第一滑块311连接；控制部件60与第一传动系统连接，以控制第一传动系统运行，带动第一滑块311沿第一导轨31移动，直至标定板50调整到待标定摄像头的图像采集区域内。标定板50通过第一导轨31和第二导轨32设置在高度调整组件30上可以实现标定板50在竖直方向上上下移动，有利于调整标定板50的位置，方便车辆摄像头的捕捉。同样，双导轨的设置也有利于标定板50上下移动的稳定。

在一些实施例中，第一传动系统还可以包括第一丝杠33和用于驱动第一丝杠33旋转的第一驱动部件34；第一滑块311开设有与第一丝杠33配合的螺孔，第一丝杠33设置于第一滑块311上的螺孔中，并与第一导轨31平行，控制部件60与第一驱动部件34连接。标定板50采用丝杠传动的方式驱动，有利于安装调试。第一驱动部件34可采用电机，并均具有自锁功能，在调整好位置后即可自锁，保证使用的高效性。

图8是图3中平行度调整组件的结构示意图。参见图1、图3-图6以及图8，在一些实施例中，平行度调整组件20包括水平转动系统和设置于水平转动系统上的两个测距仪24；测距仪24连接于水平转动系统上，并能够随水平转动系统同步旋转；两个测距仪24之间的连线平行于标定板50；控制部件60与水平转动系统连接，控制水平转动系统转动，直至两个测距仪24与车辆80的距离测量值相等。平行度调节组件20用于调节标定板50与车辆80平行的原理是，当两个测距仪24测量的距离相等时说明两个测距仪24之间的连线与车辆80的横向平行，相应的，标定板50也与车辆80的横向平行。上述方案通过设置控制部件60自动控制水平转动系统旋转，可以是简化操控过程、而且采用电控的方式进行转动，运行更稳定。

在一些实施例中，测距仪24可以是仅仅显示数据，操作者通过观察数据的变化遥控控制部件60，当观察到两个测距仪24的数值相等时，控制水平转动系统停止转动。两个测距仪24也可以与控制部件60电连接，在控制部件60中设定好程序，两个测距仪24测得的数据直接传输到控制部件60，当两个数值相等时，控制部件60自动控制水平转动系统停止转动。采用这种方案，在车辆摄像头标定时候可以一个人直接操控，节省人工，提高效率。

在实际设置时，平行度调节组件的具体设置方式有多种，示例性地，参见图1、图3-图6以及图8，在一些实施例中，水平转动系统包括第二驱动部件21、T型行星减速器22以及可旋转安装组件23；控制部件60与第二驱动部件21电连接，以控制第二驱动部件21工作；第二驱动部件21与T型行星减速器22的输入轴连接，以驱动T型行星减速器22旋转；T型行星减速器22输出轴的第一端与可旋转安装组件23连接，以控制可旋转安装组件23旋转，可旋转安装组件23设置于水平方向调整组件10上，高度调整组件30连接于可旋转安装组件23；T型行星减速器22输出轴的第二端与两个测距仪24连接；T型行星减速器22的输入轴和输出轴通过斜齿轮啮合传动。

T型行星减速器22本身可以选用现有技术中的符合尺寸要求的减速器，这种减速器的输出轴两端均露出，本方案利用该结构特点将T型行星减速器22的两端分别连接可旋转安装组件23和测距仪24，不但实现了测距仪24和高度调整组件30的同步旋转，而且使得水平转动系统转动得更稳定，而且第二驱动部件21具有自锁功能，在调整好标定板50的位置后无需另外对水平转动系统锁定，从而简化操作，提高了工作效率。

在一个具体的实施例中，可旋转安装组件23包括第一连接板231、轴承232以及第二连接板233；第一连接板231设置于水平方向调整组件10上，轴承232连接于第一连接板231和第二连接板233之间，T型行星减速器22输出轴的第一端穿过第一连接板231和轴承232的中心孔与第二连接板233连接；高度调整组件30和激光投线仪40均设置于第二连接板233上，并能够随第二连接板233同步旋转。第一连接板231与水平方向调整组件10上可采用螺栓固定在一起，第一连接板231由于具有较大的接触面，从而保证安装的稳定性，第二连接板233可以承载其他部件，例如高度调整组件30，保证高度调整组件30的稳定安装。通过轴承232的连接使得第一连接板231和第二连接板233相对转动地更平稳。

在一些实施例中，对于两个测距仪24，可以通过一个测距仪安装架25来安装，具体地：T型行星减速器22输出轴的第二端设置有测距仪安装架25，测距仪安装架25的长度方向与标定板50所在的平面平行，两个测距仪24对称地设置于测距仪安装架25的两端。测距仪安装架25的长度越长，则标定板50与车辆的平行度越精确。

在实际设置时，水平方向调整组件的具体设置方式有多种，本申请对此不作限制。图9是图3中水平方向调整组件的结构示意图。参见图1、图3-图6以及图9，水平方向调整组件10包括行走架11、设置于行走架11上的互相平行且水平设置的第三导轨12和第四导轨13、设置于第三导轨12上的第三滑块121、设置于第四导轨13上的第四滑块131以及第二传动系统；水平转动系统设置在第三滑块121和第四滑块131上，第二传动系统与第三滑块121连接；控制部件60与第二传动系统连接，以控制第二传动系统运行，带动第三滑块121沿第三导轨12移动，直至标定板50的基准线在车辆的纵向中截面内，这样设置确保移动的平稳性。

具体地，第二传动系统包括第二丝杠14和用于驱动第二丝杠14旋转的第三驱动部件15；第三滑块121开设有与第二丝杠14配合的螺孔，第二丝杠14设置于第三滑块121上的螺孔中，并与第三导轨12平行，控制部件60与第三驱动部件15电连接。丝杠传动具有传动精准平稳的特点，很好地结合到本实施方式中，使得装置整体稳定性进一步提高。

确定标定板的基准线在车辆的纵向中截面内的方法有多种，在一些实施例中，设置激光投线仪40连接于可旋转安装组件23，并可随高度调整组件30同步旋转。这样设置的实质是使得无论怎样调整位姿调整部件，均使得激光投射仪投射出的激光十字线中的十字竖线与标定板50的基准线对齐，这样可以利用激光十字线中的十字竖线在车辆横向截面的位置表征在标定板50的基准线在车辆横向截面的位置，使得在调整标定板的基准线位于车辆的纵向中截面内变得可视化。

在一些实施例中，激光投线仪40可设置于所述第二连接板233上，由于高度调整组件30也设置于所述第二连接板233上，这样可以使得激光投线仪40与高度调整组件30同步旋转。

在一些实施例中，行走架11的底部设置有行走轮16，控制部件60设置于行走架11上，控制部件60与激光投线仪40电连接，以控制激光投线仪40工作。激光投线仪40由控制装置60控制，可进一步提高自动化程度，便于人员操作。当然，激光投线仪40也可以单独由人控制。

继续参见图4，在一些实施例中，高度调整组件30包括支座35和插接在支座35上的条形架36，支座35的安装平面固定在第二连接板233上；第一导轨31和第二导轨32均设置于条形架36上。支座35作为一个中间连接件，既保证了与第二连接板233的稳定安装，又使得条形架36安装牢固。在本实施方式中，条形架36为“日”字形，本领域技术人员也可以根据结构稳定的要求设计其他结构的条形架36，在此不予详细介绍。

图10为本申请实施例提供的一种车辆摄像头外部参数标定装置，该标定装置可以实现上述控制部件的全部或者部分功能。具体地。参见图1-10，该车辆摄像头外部参数标定装置包括：高度调整模块210、平行度调整模块220、水平调整模块230、第一坐标获取模块240、第二坐标获取模块250以及参数标定模块260。其中，

高度调整模块210，用于调整标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域。

标定板50上设置有至少一个用于辅助进行标定的参照物。参照物的具体设置方式本申请不做限制。在一些实施例中，参照物为棋盘格。在棋盘格中，任意相邻的两个格子填充颜色不同(如一个填充黑色，一个填充白色)。

调整标定板50的高度，即沿图1中Z轴方向调整标定板50距地面的距离。

高度调整模块210具体用于驱动标定板50沿竖直方向移动，并通过待标定摄像头进行图像采集，以使标定板50位于待标定摄像头的图像采集区域内。

平行度调整模块220，用于调整所述标定板的平行度，以使所述标定板与所述车辆的横向截面平行。

其中，车辆80的横向是指垂直于车头和车尾连线的方向。在图1中车辆80的横向与Y轴和Z轴确定的平面平行。因此调整标定板的平行度目的是使得标定板50设置有参照物的表面与Y轴和Z轴确定的平面平行。

结合图1，平行度调整模块220具体用于：驱动标定板50绕中轴线转动，并检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80的距离测量值；

在标定板50两侧的测距仪24与车辆80的距离测量值相等时，确定标定板50与车辆80的横向截面平行。

进一步地，考虑到在实际中，可能出现两个测距仪24之间的距离较小，且在Z方向上距地面的距离较小，使得在测距的时候，测距仪24发射的信号无法作用在车辆80上，而是作用两个轮胎之间的区域。为此，在一些实施例中，检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80的距离测量值包括：在车辆80前轮处放置遮挡板70，检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80前轮处遮挡板70的距离测量值；或者，在车辆80后轮处放置遮挡板70，检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80后轮处遮挡板70的距离测量值。

在一些实施例中，遮挡板70为长方体形，其长边(即沿Y轴方向的距离)大于横向设置的两个轮胎(如两个前轮或两个后轮)之间的距离，这样可以利用遮挡板70表征车辆80的位置，确保在测距的时候，测距仪24发射的信号作用在遮挡板70上。此时，测距仪24与车辆80的距离等于测距仪24和遮挡板70之间的距离与遮挡板70在X轴方向的厚度之和。

需要说明的是，在实际中，待标定的摄像头可能设置于车辆80的前方，也可能设置于车辆80的后方。当待标定的摄像头设置于车辆80的前方时，在车辆80前轮处放置遮挡板70；当待标定的摄像头设置于车辆80的后方时，在车辆80后轮处放置遮挡板70。

水平调整模块230，用于调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

其中，水平方向是指图1中Y轴方向。

标定板的基准线是预先确定的竖直线(即与Z轴方向平行的线)，其可以为标定面上的任意一条竖直线，本申请对此不作限制。在一些实施例中，可以将标定面的沿竖直方向延伸的中轴线作为标定板50的基准线，以在后续确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标时，简化计算过程，提高标定效率。

车辆80的纵向中截面平行于Z轴和X轴所确定的平面的截面。车辆80关于纵向中截面对称。

水平调整模块230具体用于，驱动标定板50在水平方向上左右移动，并监控标定板50的基准线的位置，以使标定板50的基准线在车辆80的纵向中截面内。

在一些实施例中，水平调整模块230进一步具体用于：控制激光投线仪40投射出激光十字线，激光十字线中的十字竖线与标定板50的基准线对齐；驱动激光投线仪40和标定板50同步在水平方向上左右移动；确定激光投线仪40投射出激光十字线车辆坐标系的原点对齐。这样设置可以直观地判定标定板50的基准线是否在车辆80的纵向中截面内。

其中，车辆坐标系原点可以为车辆的纵向中截面上的任意一点。本申请对此不作限制。但是坐标系原点选取不同，标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值不同。

在一些实施例中，车辆坐标系原点可以选择车辆横梁中点或者车辆横梁中点在地面的垂直投影。这样设置的好处是，后续在确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标时，可以简化计算过程，提高标定效率。

第一坐标获取模块240，用于获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标。

第一坐标获取模块240具体用于，获取标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值，作为标定板50上各参照物在X轴上的坐标；获取标定板50上各参照物在竖直方向上距离地面的高度值，作为标定板50上各参照物在Z轴上的坐标；获取标定板50上各参照物在水平左右方向上相对于基准线的距离，作为标定板上各参照物在Y轴上的坐标。

对于确定型号的车辆，构成车辆的各部件的尺寸、以及部件与部件之间的距离是已知的。标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值可以依赖测距仪24测得的其与遮挡板70之间的距离、遮挡板70尺寸，结合车辆部件参数得到。示例性地，在图1中，设定车辆原点在后横梁的中点，则标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值等于测距仪24测得的距离、遮挡板70在X轴的尺寸以及车辆前横梁和后横梁之间的距离三者之和。

标定板50上各参照物在竖直方向上距离地面的高度值可以直接对当前标定板50各参照物进行测量得到。

在一些实施例中，可以预先测量第一滑块311相对于第一导轨31处于不同位置时标定板50下边缘(即与地面平行且最靠近地面的边缘)距地面的高度，以及各参照物在竖直方向上距标定板下边缘的距离。在获取标定板50上某个参照物在竖直方向上距离地面的高度值时，可以通过对第一滑块311相对于第一导轨31处于不同位置时标定板50下边缘(即与地面平行且最靠近地面的边缘)距地面的高度和该参照物在竖直方向上距标定板下边缘的距离求和得到。

标定板50上各参照物在水平左右方向上相对于基准线的距离，可以预先测量各参照物在水平左右方向上相对于基准线的距离。在执行本步骤时，直接采用即可。

第二坐标获取模块250，用于获取所述标定板在车载摄像头坐标系中的位置坐标。

第二坐标获取模块250具体用于，通过待标定摄像头对标定板进行图像采集，获取对应的采集图像；基于采集图像确定标定板在待标定摄像头坐标系的位置坐标。

相对于标定板中实际设置的参照物相比，在采集图像中的参照物会发生畸变，根据畸变特征可以确定标定板在待标定摄像头坐标系的位置坐标。

参数标定模块260，用于基于所述标定板在所述车辆坐标系中的坐标，以及所述标定板在所述待标定车载摄像头坐标系中的坐标，确定所述待标定车载摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

参数标定模块260工作的实质是通过坐标系变化，得到待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标。

上述车辆摄像头外部参数标定装置通过设置高度调整模块、平行度调整模块以及水平调整模块，可以对标定板的高度、平行度、在水平方向上的位置进行调整，使得标定板准确地放置于恰当的位置处，便于后续准确获取标定板在车辆坐标系中的位置坐标以及标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，进而得到待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标的方案，实现准确放置标定板位置，提高车辆摄像头外部参数标定精度的效果。

在一些实施例中，高度调整模块、平行度调整模块和水平调整模块组合为一体，成为驱动位姿调整部件。通过驱动位姿调整部件，以实现如下至少一个调整步骤：

调整所述标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整所述标定板的平行度，使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内。

这样设置的实质是仅利用一个部件(即位姿调整部件)就可代替高度调整模块、平行度调整模块和水平调整模块，实现高度、平行度以及在水平方向上的位置的调整，这样可以使得位姿调整部件集成度高，使得车辆摄像头外部参数标定系统更加智能。

图11为本申请提供的一种车辆摄像头外部参数标定方法的流程图。该车辆摄像头外部参数标定方法由控制部件执行。参见图1-图11，在一些实施例中，该车辆摄像头外部参数标定方法包括：

S110、调整标定板50的高度，以将标定板50调整到待标定摄像头的图像采集区域内。

其中，标定板50上设置有至少一个用于辅助进行标定的参照物。参照物的具体设置方式本申请不做限制。在一些实施例中，参照物为棋盘格。在棋盘格中，任意相邻的两个格子填充颜色不同(如一个填充黑色，一个填充白色)。

调整标定板50的高度即沿图1中Z轴方向调整标定板50距地面的距离。

“将标定板50调整到待标定摄像头的图像采集区域内”是指，当利用待标定摄像头对标定板50进行图像采集时，其图像采集结果包括所有的棋盘格的像。

本步骤在具体实现过程中，可以为：驱动标定板50沿竖直方向移动，并通过待标定摄像头进行图像采集，以使标定板50位于待标定摄像头的图像采集区域内。

S120、调整标定板50的平行度，以使标定板50与车辆80的横向截面平行。

其中，车辆80的横向是指垂直于车头和车尾连线的方向。在图1中车辆80的横向与Y轴和Z轴确定的平面平行。因此本步骤的目的是使得标定板50设置有参照物的表面与Y轴和Z轴确定的平面平行。

结合图1，本步骤的具体实现方式可以为：驱动标定板50绕中轴线转动，并检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80的距离测量值；

在标定板50两侧的测距仪24与车辆80的距离测量值相等时，确定标定板50与车辆80的横向截面平行。

进一步地，考虑到在实际中，可能出现两个测距仪24之间的距离较小，且在Z方向上距地面的距离较小，使得在测距的时候，测距仪24发射的信号无法作用在车辆80上，而是作用两个轮胎之间的区域。为此，在一些实施例中，检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80的距离测量值包括：在车辆80前轮处放置遮挡板70，检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80前轮处遮挡板70的距离测量值；或者，在车辆80后轮处放置遮挡板70，检测标定板50两侧的测距仪24与车辆80后轮处遮挡板70的距离测量值。

在一些实施例中，遮挡板70为长方体形，其长边(即沿Y轴方向的距离)大于横向设置的两个轮胎(如两个前轮或两个后轮)之间的距离，这样可以利用遮挡板70表征车辆80的位置，确保在测距的时候，测距仪24发射的信号作用在遮挡板70上。此时，测距仪24与车辆80的距离等于测距仪24和遮挡板70之间的距离与遮挡板70在X轴方向的厚度之和。

需要说明的是，在实际中，待标定的摄像头可能设置于车辆80的前方，也可能设置于车辆80的后方。当待标定的摄像头设置于车辆80的前方时，在车辆80前轮处放置遮挡板70；当待标定的摄像头设置于车辆80的后方时，在车辆80后轮处放置遮挡板70。

S130、调整标定板50在水平方向上的位置，以使标定板50的基准线在车辆80的纵向中截面内。

其中，水平方向是指图1中Y轴方向。

标定板的基准线是预先确定的竖直线(即与Z轴方向平行的线)，其可以为标定面上的任意一条竖直线，本申请对此不作限制。在一些实施例中，可以将标定面的沿竖直方向延伸的中轴线作为标定板50的基准线，以在后续确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标时，简化计算过程，提高标定效率。

车辆80的纵向中截面平行于Z轴和X轴所确定的平面的截面。车辆80关于纵向中截面对称。

本步骤在具体实现过程中，可以为，驱动标定板50在水平方向上左右移动，并监控标定板50的基准线的位置，以使标定板50的基准线在车辆80的纵向中截面内。

在一些实施例中，驱动标定板50在水平方向上左右移动，并监控标定板50的基准线的位置，以使标定板50的基准线在车辆80的纵向中截面内，包括：控制激光投线仪40投射出激光十字线，激光十字线中的十字竖线与标定板50的基准线对齐；驱动激光投线仪40和标定板50同步在水平方向上左右移动；确定激光投线仪40投射出激光十字线车辆坐标系的原点对齐。这样设置可以直观地判定标定板50的基准线是否在车辆80的纵向中截面内。

其中，车辆坐标系原点可以为车辆的纵向中截面上的任意一点。本申请对此不作限制。但是坐标系原点选取不同，标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值不同。

在一些实施例中，车辆坐标系原点可以选择车辆横梁中点或者车辆横梁中点在地面的垂直投影。这样设置的好处是，后续在确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标时，可以简化计算过程，提高标定效率。

S140、获取标定板50在车辆坐标系中的位置坐标。

本步骤的实现方法可以为，获取标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值，作为标定板50上各参照物在X轴上的坐标；获取标定板50上各参照物在竖直方向上距离地面的高度值，作为标定板50上各参照物在Z轴上的坐标；获取标定板50上各参照物在水平左右方向上相对于基准线的距离，作为标定板上各参照物在Y轴上的坐标。

对于确定型号的车辆，构成车辆的各部件的尺寸、以及部件与部件之间的距离是已知的。标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值可以依赖测距仪24测得的其与遮挡板70之间的距离、遮挡板70尺寸，结合车辆部件参数得到。示例性地，在图1中，设定车辆原点在后横梁的中点，则标定板50相对于车辆坐标系原点在X轴的距离值等于测距仪24测得的距离、遮挡板70在X轴的尺寸以及车辆前横梁和后横梁之间的距离三者之和。

标定板50上各参照物在竖直方向上距离地面的高度值可以直接对当前标定板50各参照物进行测量得到。

在一些实施例中，可以预先测量第一滑块311相对于第一导轨31处于不同位置时标定板50下边缘(即与地面平行且最靠近地面的边缘)距地面的高度，以及各参照物在竖直方向上距标定板下边缘的距离。在获取标定板50上某个参照物在竖直方向上距离地面的高度值时，可以通过对第一滑块311相对于第一导轨31处于不同位置时标定板50下边缘(即与地面平行且最靠近地面的边缘)距地面的高度和该参照物在竖直方向上距标定板下边缘的距离求和得到。

标定板50上各参照物在水平左右方向上相对于基准线的距离，可以预先测量各参照物在水平左右方向上相对于基准线的距离。在执行本步骤时，直接采用即可。

S150、获取标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标。

本步骤的具体实现方式可以为，通过待标定摄像头对标定板进行图像采集，获取对应的采集图像；基于采集图像确定标定板在待标定摄像头坐标系的位置坐标。

相对于标定板中实际设置的参照物相比，在采集图像中的参照物会发生畸变，根据畸变特征可以确定标定板在待标定摄像头坐标系的位置坐标。

S160、基于标定板在车辆坐标系中的位置坐标，以及标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标。

本步骤的实质是通过坐标系变化，得到待标定摄像头在车辆坐标系中的位置坐标。

上述车辆摄像头外部参数标定方法，可以确保标定板准确放置在恰当的位置，进而提高车辆摄像头外部参数标定精度的效果。

在一些实施例中，在执行上述车辆摄像头外部参数标定方法时，通过驱动位姿调整部件，以实现如下至少一个调整步骤：

调整标定板的高度，以将标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整标定板的平行度，使标定板与车辆的横向截面平行；

调整标定板在水平方向上的位置，以使标定板的基准线在车辆的纵向中截面内。

这样设置的实质是仅利用一个部件(即位姿调整部件)就可实现高度、平行度以及在水平方向上的位置的调整，这样可以使得位姿调整部件集成度高，使得车辆摄像头外部参数标定系统更加智能。

基于相同的发明构思，本申请还提供一种计算机设备。图12是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。如图12所示，车载设备包括：至少一个处理器401、至少一个存储器402和至少一个通信接口403。车载设备中的各个组件通过总线系统404耦合在一起。通信接口403，用于与外部设备之间的信息传输。可理解，总线系统404用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统404除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但为了清楚说明起见，在图12中将各种总线都标为总线系统404。

可以理解，本实施例中的存储器402可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

在一些实施方式中，存储器402存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统和应用程序。

其中，操作系统，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序，包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。实现本申请实施例提供的车辆摄像头外部参数标定方法的程序可以包含在应用程序中。

在本申请实施例中，处理器401通过调用存储器402存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序中存储的程序或指令，处理器401用于执行本申请实施例提供的车辆摄像头外部参数标定方法各实施例的步骤。

本申请实施例提供的车辆摄像头外部参数标定方法可以应用于处理器401中，或者由处理器401实现。处理器401可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器401中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器401可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本申请实施例提供的车辆摄像头外部参数标定方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器402，处理器401读取存储器402中的信息，结合其硬件完成方法的步骤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员能够理解，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行(例如调整标定板的高度、调整标定板的平行度以及调整标定板在水平方向上的位置这三个步骤的先后顺序可以任意设置)。另外，本领域技术人员能够理解，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

本领域的技术人员能够理解，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (16)

1.一种车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，包括：

调整标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整所述标定板的平行度，以使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标；

获取所述标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标；

基于所述标定板在所述车辆坐标系中的位置坐标，以及所述标定板在所述待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定所述待标定摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，所述调整所述标定板的高度，以将所述标定板调整到所述待标定摄像头的图像采集区域内包括：

驱动所述标定板沿竖直方向移动，并通过所述待标定摄像头进行图像采集，以使所述标定板位于所述待标定摄像头的图像采集区域内。

3.根据权利要求1所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，所述调整标定板的平行度，以使所述标定板与所述车辆的横向截面平行包括：

驱动所述标定板绕中轴线转动，并检测所述标定板两侧的测距仪与车辆的距离测量值；

在所述标定板两侧的测距仪与车辆的距离测量值相等时，确定所述标定板与所述车辆的横向截面平行。

4.根据权利要求3所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，所述检测所述标定板两侧的测距仪与车辆的距离测量值包括：

在所述车辆前轮处放置遮挡板，检测所述标定板两侧的测距仪与所述车辆前轮处遮挡板的距离测量值；或者，

在所述车辆后轮处放置遮挡板，检测所述标定板两侧的测距仪与所述车辆后轮处遮挡板的距离测量值。

5.根据权利要求1所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，所述调整标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内包括：

驱动所述标定板在水平方向上左右移动，并监控所述标定板的基准线的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内。

6.根据权利要求5所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，所述驱动所述标定板在水平方向上左右移动，并监控所述标定板的基准线的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内，包括：

控制激光投线仪投射出激光十字线，所述激光十字线中的十字竖线与所述标定板的基准线对齐；

驱动所述激光投线仪和所述标定板同步在水平方向上左右移动；

确定所述激光投线仪投射出激光十字线所述车辆坐标系的原点对齐。

7.根据权利要求6所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，获取确定所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标包括：

获取所述标定板相对于所述车辆坐标系原点在X轴的距离值，作为所述标定板上各参照物在X轴上的坐标；

获取所述标定板上各参照物在竖直方向上距离地面的高度值，作为所述标定板上各参照物在Z轴上的坐标；

获取所述标定板上各参照物在水平左右方向上相对于所述基准线的距离，作为所述标定板上各参照物在Y轴上的坐标。

8.根据权利要求1所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，

所述获取所述标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标包括：

通过待标定摄像头对标定板进行图像采集，获取对应的采集图像；

基于所述采集图像确定所述标定板在所述待标定摄像头坐标系的位置坐标。

9.根据权利要求1所述的车辆摄像头外部参数标定方法，其特征在于，通过驱动位姿调整部件，以实现如下至少一个调整步骤：

调整所述标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整所述标定板的平行度，使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内。

10.一种车辆摄像头外部参数标定装置，其特征在于，包括：

高度调整模块，用于调整标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域；

平行度调整模块，用于调整所述标定板的平行度，以使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

水平调整模块，用于调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

第一坐标获取模块，用于获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标；

第二坐标获取模块，用于获取所述标定板在车载摄像头坐标系中的位置坐标；

参数标定模块，用于基于所述标定板在所述车辆坐标系中的坐标，以及所述标定板在所述待标定车载摄像头坐标系中的坐标，确定所述待标定车载摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

11.一种车辆摄像头外部参数标定系统，其特征在于，包括控制部件、位姿调整部件和标定板；

所述控制部件用于驱动所述位姿调整部件运行，以实现如下至少一个调整：

调整所述标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

调整所述标定板的平行度，使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内；

所述控制部件还用于获取所述标定板在车辆坐标系中的位置坐标；获取所述标定板在待标定摄像头坐标系中的位置坐标；以及，基于所述标定板在所述车辆坐标系中的位置坐标，以及所述标定板在所述待标定摄像头坐标系中的位置坐标，确定所述待标定摄像头在所述车辆坐标系中的位置坐标。

12.根据权利要求11所述的标定系统，其特征在于，所述位姿调整部件包括高度调整组件、平行度调整组件和水平方向调整组件；

所述控制部件用于驱动高度调整组件调整所述标定板的高度，以将所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内；

所述控制部件用于驱动平行度调整组件调整所述标定板的平行度，使所述标定板与所述车辆的横向截面平行；

所述控制部件用于驱动水平方向调整组件调整所述标定板在水平方向上的位置，以使所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内。

13.根据权利要求12所述的标定系统，其特征在于，

所述高度调整组件包括第一传动系统以及均竖直设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨上设置有第一滑块，所述第二导轨上设置有第二滑块，所述标定板固定在所述第一滑块和所述第二滑块上，所述第一传动系统与所述第一滑块连接；

所述控制部件与所述第一传动系统连接，以控制所述第一传动系统运行，带动所述第一滑块沿所述第一导轨移动，直至所述标定板调整到待标定摄像头的图像采集区域内。

14.根据权利要求12所述的标定系统，其特征在于，

所述平行度调整组件包括水平转动系统和设置于所述水平转动系统上的两个测距仪；所述测距仪连接于所述水平转动系统上，并能够随所述水平转动系统同步旋转；两个所述测距仪之间的连线平行于所述标定板；

所述控制部件与所述水平转动系统连接，控制所述水平转动系统转动，直至两个所述测距仪与车辆的距离测量值相等。

15.根据权利要求14所述的标定系统，其特征在于，

所述水平方向调整组件包括行走架、设置于所述行走架上的互相平行且水平设置的第三导轨和第四导轨、设置于所述第三导轨上的第三滑块、设置于所述第四导轨上的第四滑块以及第二传动系统；

所述水平转动系统设置在所述第三滑块和所述第四滑块上，所述第二传动系统与所述第三滑块连接；

所述控制部件与所述第二传动系统连接，以控制所述第二传动系统运行，带动所述第三滑块沿所述第三导轨移动，直至所述标定板的基准线在所述车辆的纵向中截面内。

16.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1至9任一项所述方法的步骤。

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