CN112348903A - 行车记录仪外参数标定方法、装置及电子设备 - Google Patents

行车记录仪外参数标定方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN112348903A CN202110013180.7A CN202110013180A CN112348903A CN 112348903 A CN112348903 A CN 112348903A CN 202110013180 A CN202110013180 A CN 202110013180A CN 112348903 A CN112348903 A CN 112348903A
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Abstract

本申请是关于一种行车记录仪外参数标定方法、装置及电子设备。该方法包括：获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据；根据所述视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段，以及根据所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段；根据所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数。本申请提供的方案，能够实现行车记录仪外参数的自动校准。

Description

行车记录仪外参数标定方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及导航技术领域，尤其涉及一种行车记录仪外参数标定方法、装置及电子设备。
背景技术
定位系统例如GPS（英文全称：Global Positioning System，中文全称：全球定位系统）具有性能好、精度高、应用广的特点。但在某些场景下，例如桥下，涵洞，隧道，密集楼宇之间等定位信号不好的位置，相关技术的定位系统的定位偏差很大，甚至无法提供定位结果。而SLAM（英文全称：Simultaneous Localization And Mapping，中文全称：即时定位与地图构建）可以利用车载相机拍摄的视频数据进行车辆在未知环境中的定位导航。SLAM技术利用车载相机拍摄的视频数据进行定位导航时，需要用到车载相机的内参数和外参数。
外参数确定了相机在某个三维空间中的位置和朝向。车载相机例如行车记录仪，在车辆行驶过程由于道路等原因可能会产生振动，从而会导致车载相机外参数发生变化。这样，若利用车载相机拍摄的视频数据进行定位导航时，如果没有及时对相机外参数进行校准，将会影响定位导航的精度。
而相关技术的相机外参数的校准需要进行大量数据处理，计算复杂，过程繁琐，而且无法保证外参数的精度。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种行车记录仪外参数标定方法、装置及电子设备，能够实现行车记录仪外参数的自动校准。
本申请第一方面提供一种行车记录仪外参数标定方法，所述方法包括：
获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据；
根据所述视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段，以及根据所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段；
根据所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数。
优选的，所述根据所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数，包括：
根据多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数；
根据所述第二轨迹段获得车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角；
根据所述车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定所述车辆相对于所述定位系统坐标系的第二旋转参数；
根据所述第一旋转参数和第二旋转参数，确定所述行车记录仪的外参数。
优选的，所述根据多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数，包括：
在所述第二轨迹段的轨迹点之间以插值方式插入轨迹点；
获取多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点；
根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
优选的，所述根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数，包括：
根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，计算所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将所述最小轨迹误差对应的参数确定为所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
优选的，所述根据所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段，包括：
根据RTK定位系统测得的定位数据确定在同一个所述时间段内的所述第二轨迹段；或者，
根据GPS测得的定位数据确定在同一个所述时间段内的所述第二轨迹段。
本申请第二方面提供一种行车记录仪外参数标定装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据；
轨迹模块，用于根据所述获取模块获取的所述视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段，以及根据所述获取模块获取的所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段；
参数模块，用于根据所述轨迹模块确定的所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数。
优选的，所述参数模块包括第一参数子模块、第二参数子模块、参数转换子模块；
所述第一参数子模块，用于根据多个同一时刻的所述轨迹模块确定的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数；
所述第二参数子模块，用于根据所述轨迹模块确定的所述第二轨迹段获得车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角，根据所述车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定所述车辆相对于所述定位系统坐标系的第二旋转参数；
所述参数转换子模块，用于根据所述第一参数子模块确定的所述第一旋转参数和所述第二参数子模块确定的第二旋转参数，确定所述行车记录仪的外参数。
优选的，所述第一参数子模块具体用于：
在所述轨迹模块确定的所述第二轨迹段的轨迹点之间以插值方式插入轨迹点；
获取多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点；
根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
优选的，所述第一参数子模块具体用于：
根据所述多个同一时刻的所述轨迹模块确定的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，计算所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将所述最小轨迹误差对应的参数确定为所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
本申请第三方面提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
本申请第四方面提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请实施例示出的行车记录仪外参数标定方法，数据处理量和计算量少，能够实现行车记录仪外参数的及时自动校准，保证行车记录仪外参数的精度，在利用行车记录仪拍摄的视频数据进行定位导航时，能够对行车记录仪的外参数进行自动校准，获得精度更高的行车记录仪的外参数，能够提高利用行车记录仪拍摄的视频数据进行定位导航的精度，消除GPS信号偏移带来的误差。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请一实施例的行车记录仪外参数标定方法的流程示意图；
图2是本申请一实施例的行车记录仪外参数标定装置的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本申请实施例的行车记录仪外参数标定方法，能够获得行车记录仪的外参数，实现行车记录仪外参数的及时校准。本申请实施例的行车记录仪的外参数包括行车记录仪相对于车辆的旋转参数，行车记录仪相对于车辆的旋转参数包括行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数、车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
实施例一：
图1是本申请一实施例的行车记录仪外参数标定方法的流程示意图。
参见图1，一种行车记录仪外参数标定方法，包括：
在步骤101中，获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据。
在一实施例中，车辆上设有行车记录仪、定位系统。定位系统可以包括但不限于GPS、北斗卫星定位系统、RTK（英文全称：RealTimeKinematic，中文全称：实时动态）定位系统等中的至少一种。行车记录仪的相机可以是但不限于单目相机。
在一种具体实施方式中，行车记录仪可以设置于车辆的前挡风玻璃处或者设置于车辆的后视镜处。在车辆行驶过程中，可以获取行车记录仪拍摄的车辆前方的视频数据。
在一种具体实施方式中，可以获取定位系统测得的定位数据，该定位数据可以包括但不限于车辆的位置、速度、姿态等信息。可以理解的是，获取的定位系统测得的定位数据与行车记录仪拍摄的视频数据在时间上是对齐的，以避免因两者参考时间不同而使结果不准确。
在步骤102中，根据视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段。
在一种具体实施方式中，可以根据行车记录仪拍摄的视频数据、行车记录仪开始拍摄视频数据的起点位置，利用SLAM技术，确定车辆在一个时间段t内的第一轨迹段PSLAM。
在一种具体实施方式中，行车记录仪开始拍摄视频数据的起点位置可以是行车记录仪开始拍摄视频数据时车辆的位置，可以通过但不限于RTK定位系统获得车辆的位置。
在步骤103中，根据定位数据确定在同一个时间段内的第二轨迹段。
在一种具体实施方式中，可以根据RTK定位系统信号无干扰、信号良好时测得的车辆在同一个时间段t内行驶过程中的定位数据，获得时间段t内每个时刻的轨迹点，由轨迹点确定车辆在同一个时间段t内的第二轨迹段PD。
在另一种具体实施方式中，可以根据GPS信号无干扰、信号良好时测得的车辆在同一个时间段t内行驶过程中的定位数据，获得在同一个时间段t内每个时刻的轨迹点，由轨迹点确定车辆在同一个时间段t内的第二轨迹段PD。GPS可以测得车辆每个时刻的定位数据，定位数据包括经度信息、纬度信息、东向速度信息和北向速度信息，可以根据GPS测得的定位数据获得车辆的位置、速度、姿态，即可以获得车辆在同一个时间段t内每个时刻的轨迹点。
在步骤104中，根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在一实施例中，同一时刻的第二轨迹段的轨迹点与同一时刻的第一轨迹段的轨迹点具有如下的转换关系：
PD，i = s∙RD，SLAM∙PSLAM，i + t
式中，PD，i是第二轨迹段PD的时刻i的轨迹点，s是尺度因子，t是平移参数，PSLAM，i是第一轨迹段PSLAM的时刻i的轨迹点，RD，SLAM是行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在一实施例中，根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，利用优化算法计算多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将最小轨迹误差对应的参数确定为行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在一种具体实施方式中，行车记录仪坐标系可以是行车记录仪相机的相机坐标系，相机坐标系以相机的光心为原点，以相机光轴为Z轴建立的三维直角坐标系，X轴和Y轴与图像的X轴、Y轴平行，Z轴与图形平面垂直。定位系统坐标系也可以称为大地坐标系，以指向东向为X轴方向，指向北向为Y轴方向，Z轴垂直X轴和Y轴指向天空。可以利用第二轨迹段PD的和第一轨迹段PSLAM的多个同一时刻的轨迹点，将多个同一时刻的第一轨迹段PSLAM和第二轨迹段PD的轨迹点进行匹配，利用同一时刻的第二轨迹段的轨迹点PD，i 与同一时刻的第一轨迹段的轨迹点PSLAM，i 的转换关系，采用最小二乘优化算法，计算得到多个同一时刻的第一轨迹段PSLAM和第二轨迹段PD的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将最小轨迹误差对应的参数确定为行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数RD，SLAM。
在一种具体实施方式中，行车记录仪拍摄图像的频率大于定位系统采集定位数据的频率，在根据行车记录仪拍摄的图像利用SLAM技术确定的第一轨迹段PSLAM中，同一个时间段内的第一轨迹段PSLAM的轨迹点多于同一个时间段内根据定位数据确定的第二轨迹段PD的轨迹点，为更好匹配同一时刻的第二轨迹段的轨迹点与同一时刻的第一轨迹段的轨迹点，提高第一旋转参数的精度，在第二轨迹段的轨迹点之间以插值方式插入轨迹点，获取多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。例如，在时刻1、2、3三个时刻点，由于行车记录仪拍摄图像的频率大于定位系统采集定位数据的频率，第一轨迹段在时刻1、2、3三个时刻点都有对应的轨迹点，定位系统采集定位数据的频率较小，第二轨迹段在时刻1、2、3三个时刻点只在时刻1和3有对应的轨迹点。因此，在时刻1和3的轨迹点之间，以插值方式在时刻1和3的轨迹点之间插入轨迹点，使得第二轨迹段在时刻1、2、3三个时刻点也有对应的轨迹点。根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在步骤105中，根据第二轨迹段获得车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角。
在一种具体实施方式中，车辆坐标系以车辆的中心为原点、指向车辆右方方向为X轴方向、指向车辆下方方向为Y轴方向、指向车辆前方方向为Z轴方向，形成三维直角坐标系。根据某个轨迹点前后两个或多个轨迹点的坐标，通过拟合或直接计算的方式求出轨迹段在该轨迹点的斜率，而后通过斜率求出该轨迹点的车辆行驶方向（切线方向）与定位系统坐标系的正北方向的顺时针夹角，即车辆坐标系Z轴与定位系统坐标系Y轴的夹角，确定车辆行驶方向与定位系统坐标系的正北方向的顺时针夹角为车辆的航向角。
在一种具体实施方式中，根据车辆在第一轨迹段的初始轨迹点，利用第二轨迹段的轨迹点坐标，获得第一轨迹段的初始轨迹点的前后两个或多个轨迹点的坐标；根据第一轨迹段的初始轨迹点的前后两个或多个轨迹点的坐标，确定车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角。
在步骤106中，根据车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数。
在一种具体实施方式中，设车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角θ，P点在定位系统坐标系的坐标为（x，y，z），P点在车辆坐标系的坐标为（x'，y'，z'），则：
Figure 451458DEST_PATH_IMAGE001
式中，车辆在定位系统坐标系的坐标为（x，y，z）可以根据定位系统的定位数据获得，
Figure 251DEST_PATH_IMAGE002
为车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数RCar，D。
在步骤107中，根据第一旋转参数和第二旋转参数，确定行车记录仪的外参数。
在一种具体实施方式中，行车记录仪的外参数包括行车记录仪相对于车辆的旋转参数，行车记录仪相对于车辆的旋转参数包括行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数RD，SLAM、车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数RCar，D。根据行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数RD，SLAM、车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数RCar，D，确定行车记录仪相对于车辆的旋转参数R=RCar，D∙RD，SLAM。
本申请实施例示出的行车记录仪外参数标定方法，数据处理量和计算量少，能够实现行车记录仪外参数的及时自动校准，保证行车记录仪外参数的精度，在利用行车记录仪拍摄的视频数据进行定位导航时，能够对行车记录仪的外参数进行自动校准，获得精度更高的行车记录仪的外参数，能够提高利用行车记录仪拍摄的视频数据进行定位导航的精度，消除GPS信号偏移带来的误差。
与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了一种行车记录仪外参数标定装置、电子设备及相应的实施例。
实施例二：
图2是本申请一实施例的行车记录仪外参数标定装置的结构示意图。
参见图2，一种行车记录仪外参数标定装置，该装置包括获取模块201、轨迹模块202、参数模块203。
获取模块201，用于获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据。
在一实施例中，车辆上设有行车记录仪、定位系统。定位系统可以包括但不限于GPS、北斗卫星定位系统、RTK（英文全称：RealTimeKinematic，中文全称：实时动态）定位系统等中的至少一种。行车记录仪的相机可以是但不限于单目相机。
在一种具体实施方式中，行车记录仪可以设置于车辆的前挡风玻璃处或者设置于车辆的后视镜处。在车辆行驶过程中，获取模块201可以获取行车记录仪拍摄的车辆前方的视频数据。
在一种具体实施方式中，获取模块201可以获取定位系统测得的定位数据，该定位数据可以包括但不限于车辆的位置、速度、姿态等信息。可以理解的是，获取模块201获取的定位系统测得的定位数据与行车记录仪拍摄的视频数据在时间上是对齐的，以避免因两者参考时间不同而使结果不准确。
轨迹模块202，用于根据获取模块201获取的视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段，以及根据获取模块201获取的定位数据确定在同一个时间段内的第二轨迹段。
在一种具体实施方式中，轨迹模块202可以根据行车记录仪拍摄的视频数据、行车记录仪开始拍摄视频数据的起点位置，利用SLAM技术，确定车辆在一个时间段t内的第一轨迹段PSLAM。
在一种具体实施方式中，行车记录仪开始拍摄视频数据的起点位置可以是行车记录仪开始拍摄视频数据时车辆的位置，轨迹模块202可以通过但不限于RTK定位系统获得车辆的位置。
在一种具体实施方式中，轨迹模块202可以根据RTK定位系统信号无干扰、信号良好时测得的车辆在同一个时间段t内行驶过程中的定位数据，获得时间段t内每个时刻的轨迹点，由轨迹点确定车辆在同一个时间段t内的第二轨迹段PD。
在另一种具体实施方式中，轨迹模块202可以根据GPS信号无干扰、信号良好时测得的车辆在同一个时间段t内行驶过程中的定位数据，获得在同一个时间段t内每个时刻的轨迹点，由轨迹点确定车辆在同一个时间段t内的第二轨迹段PD。GPS可以测得车辆每个时刻的定位数据，定位数据包括经度信息、纬度信息、东向速度信息和北向速度信息，轨迹模块202可以根据GPS测得的定位数据获得车辆的位置、速度、姿态，即可以获得车辆在同一个时间段t内每个时刻的轨迹点。
参数模块203，用于根据轨迹模块202确定的第一轨迹段和第二轨迹段，确定行车记录仪相对于车辆的旋转参数。
在一实施例中，参数模块203包括第一参数子模块2031、第二参数子模块2032、参数转换子模块2033。
在一实施例中，第一参数子模块2031，用于根据多个同一时刻的轨迹模块202确定的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在一实施例中，同一时刻的第二轨迹段的轨迹点与同一时刻的第一轨迹段的轨迹点具有如下的转换关系：
PD，i = s∙RD，SLAM∙PSLAM，i + t
式中，PD，i是第二轨迹段PD的时刻i的轨迹点，s是尺度因子，t是平移参数，PSLAM，i是第一轨迹段PSLAM的时刻i的轨迹点，RD，SLAM是行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在一实施例中，第一参数子模块2031根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，利用优化算法计算多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将最小轨迹误差对应的参数确定为行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
在一种具体实施方式中，行车记录仪坐标系可以是行车记录仪相机的相机坐标系，相机坐标系以相机的光心为原点，以相机光轴为Z轴建立的三维直角坐标系，X轴和Y轴与图像的X轴、Y轴平行，Z轴与图形平面垂直。定位系统坐标系也可以称为大地坐标系，以指向东向为X轴方向，指向北向为Y轴方向，Z轴垂直X轴和Y轴指向天空。第一参数子模块2031可以利用轨迹模块202确定的第二轨迹段PD的和第一轨迹段PSLAM的多个同一时刻的轨迹点，将多个同一时刻的第一轨迹段PSLAM和第二轨迹段PD的轨迹点进行匹配，利用同一时刻的第二轨迹段的轨迹点PD，i 与同一时刻的第一轨迹段的轨迹点PSLAM，i 的转换关系，采用最小二乘优化算法，计算得到多个同一时刻的第一轨迹段PSLAM和第二轨迹段PD的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将最小轨迹误差对应的参数确定为行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数RD，SLAM。
在一种具体实施方式中，行车记录仪拍摄图像的频率大于定位系统采集定位数据的频率，在轨迹模块202根据行车记录仪拍摄的图像利用SLAM技术确定的第一轨迹段PSLAM中，同一个时间段内的第一轨迹段PSLAM的轨迹点多于同一个时间段内根据定位数据确定的第二轨迹段PD的轨迹点，为更好匹配同一时刻的第二轨迹段的轨迹点与同一时刻的第一轨迹段的轨迹点，提高第一旋转参数的精度，第一参数子模块2031在第二轨迹段的轨迹点之间以插值方式插入轨迹点，获取多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。例如，在时刻1、2、3三个时刻点，由于行车记录仪拍摄图像的频率大于定位系统采集定位数据的频率，第一轨迹段在时刻1、2、3三个时刻点都有对应的轨迹点，定位系统采集定位数据的频率较小，第二轨迹段在时刻1、2、3三个时刻点只在时刻1和3有对应的轨迹点。因此，在时刻1和3的轨迹点之间，第一参数子模块2031以插值方式在时刻1和3的轨迹点之间插入轨迹点，使得第二轨迹段在时刻1、2、3三个时刻点也有对应的轨迹点。根据多个同一时刻的第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数。
第二参数子模块2032，用于根据轨迹模块202确定的第二轨迹段获得车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角，根据车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数。
在一种具体实施方式中，车辆坐标系以车辆的中心为原点、指向车辆右方方向为X轴方向、指向车辆下方方向为Y轴方向、指向车辆前方方向为Z轴方向，形成三维直角坐标系。第二参数子模块2032根据某个轨迹点前后两个或多个轨迹点的坐标，通过拟合或直接计算的方式求出轨迹段在该轨迹点的斜率，而后通过斜率求出该轨迹点的车辆行驶方向（切线方向）与定位系统坐标系的正北方向的顺时针夹角，即车辆坐标系Z轴与定位系统坐标系Y轴的夹角，确定车辆行驶方向与定位系统坐标系的正北方向的顺时针夹角为车辆的航向角。
在一种具体实施方式中，第二参数子模块2032根据车辆在第一轨迹段的初始轨迹点，利用第二轨迹段的轨迹点坐标，获得第一轨迹段的初始轨迹点的前后两个或多个轨迹点的坐标；根据第一轨迹段的初始轨迹点的前后两个或多个轨迹点的坐标，确定车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角；根据车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数。
在一种具体实施方式中，设车辆在第一轨迹段初始轨迹点的航向角θ，P点在定位系统坐标系的坐标为（x，y，z），P点在车辆坐标系的坐标为（x'，y'，z'），则：
Figure 557135DEST_PATH_IMAGE001
式中，车辆在定位系统坐标系的坐标为（x，y，z）可以根据定位系统的定位数据获得，
Figure 558589DEST_PATH_IMAGE003
为第二参数子模块2032确定的车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数RCar，D。
参数转换子模块2033，用于根据第一参数子模块2031确定的第一旋转参数和第二参数子模块2032确定的第二旋转参数，确定行车记录仪相的外参数。
在一种具体实施方式中，参数转换子模块2033确定的行车记录仪的外参数包括行车记录仪相对于车辆的旋转参数，行车记录仪相对于车辆的旋转参数包括第一参数子模块2031确定的行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数RD，SLAM、第二参数子模块2032确定的车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数RCar，D。参数转换子模块2033根据第一参数子模块2031确定的行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数RD，SLAM、第二参数子模块2032确定的车辆相对于定位系统坐标系的第二旋转参数RCar，D，确定行车记录仪相对于车辆的旋转参数R=RCar，D∙RD，SLAM。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。
本申请实施例示出的技术方案，数据处理量和计算量少，能够实现行车记录仪外参数的及时自动校准，保证行车记录仪外参数的精度，在利用行车记录仪拍摄的视频数据进行定位导航时，能够对行车记录仪的外参数进行自动校准，获得精度更高的行车记录仪的外参数，能够提高利用行车记录仪拍摄的视频数据进行定位导航的精度，消除GPS信号偏移带来的误差。
图3是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。
参见图3，电子设备30包括存储器301和处理器302。
处理器302可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (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、分立硬件组件等。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。
存储器301可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器（ROM），和永久存储装置。其中，ROM可以存储处理器302或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置（例如磁或光盘、闪存）作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备（例如软盘、光驱）。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器301可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片（DRAM，SRAM，SDRAM，闪存，可编程只读存储器），磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器301可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片（CD）、只读数字多功能光盘（例如DVD-ROM，双层DVD-ROM）、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡（例如SD卡、min SD卡、Micro-SD卡等等）、磁性软盘等等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。
存储器301上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器302处理时，可以使处理器302执行上文述及的方法中的部分或全部。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
此外，根据本申请的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。
或者，本申请还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质（或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质），其上存储有可执行代码（或计算机程序、或计算机指令代码），当所述可执行代码（或计算机程序、或计算机指令代码）被电子设备（或电子设备、服务器等）的处理器执行时，使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的申请所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种行车记录仪外参数标定方法，其特征在于，包括：
获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据；
根据所述视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段，以及根据所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段；
根据所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数，包括：
根据多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数；
根据所述第二轨迹段获得车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角；
根据所述车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定所述车辆相对于所述定位系统坐标系的第二旋转参数；
根据所述第一旋转参数和第二旋转参数，确定所述行车记录仪的外参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数，包括：
在所述第二轨迹段的轨迹点之间以插值方式插入轨迹点；
获取多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点；
根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数，包括：
根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，计算所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将所述最小轨迹误差对应的参数确定为所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段，包括：
根据RTK定位系统测得的定位数据确定在同一个所述时间段内的所述第二轨迹段；或者，
根据GPS测得的定位数据确定在同一个所述时间段内的所述第二轨迹段。
6.一种行车记录仪外参数标定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取定位系统的定位数据和行车记录仪的视频数据；
轨迹模块，用于根据所述获取模块获取的所述视频数据利用SLAM技术确定在一个时间段内的第一轨迹段，以及根据所述获取模块获取的所述定位数据确定在同一个所述时间段内的第二轨迹段；
参数模块，用于根据所述轨迹模块确定的所述第一轨迹段和第二轨迹段，确定所述行车记录仪的外参数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参数模块包括第一参数子模块、第二参数子模块、参数转换子模块；
所述第一参数子模块，用于根据多个同一时刻的所述轨迹模块确定的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于定位系统坐标系的第一旋转参数；
所述第二参数子模块，用于根据所述轨迹模块确定的所述第二轨迹段获得车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角，根据所述车辆在所述第一轨迹段初始轨迹点的航向角，确定所述车辆相对于所述定位系统坐标系的第二旋转参数；
所述参数转换子模块，用于根据所述第一参数子模块确定的所述第一旋转参数和所述第二参数子模块确定的第二旋转参数，确定所述行车记录仪的外参数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一参数子模块具体用于：
在所述轨迹模块确定的所述第二轨迹段的轨迹点之间以插值方式插入轨迹点；
获取多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点；
根据所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，确定所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第一参数子模块具体用于：
根据所述多个同一时刻的所述轨迹模块确定的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点，计算所述多个同一时刻的所述第一轨迹段和第二轨迹段的轨迹点的误差，得到最小轨迹误差以及对应的参数，并将所述最小轨迹误差对应的参数确定为所述行车记录仪相对于所述定位系统坐标系的所述第一旋转参数。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。
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