CN112407106B - 分体式双目摄像头的安装方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分体式双目摄像头的安装方法及装置，该安装方法包括：确定车辆的中心对称面；通过位于前挡风玻璃的第一水平仪确定目标水平线；通过位于前挡风玻璃的第二和第三水平仪确定安装特征点；第二和第三水平仪位于中心对称面的两侧，当第二和第三水平仪发出的水平标定线与目标水平线重合，且第二和第三水平仪与中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时，第二和第三水平仪发出的竖直标定线与目标水平线的交点即为安装特征点。本发明可提高双目摄像头的安装精度。

Description

分体式双目摄像头的安装方法及装置
技术领域
本发明涉及无人驾驶领域，尤其涉及一种分体式双目摄像头的安装方法及装置。
背景技术
随着无人驾驶的技术发展和视觉识别技术的升级更新，越来越多的无人驾驶方案采用双目摄像头作为传感器的方案。
不同于单目摄像头通过先识别障碍物再进行测距，双目摄像头可以根据两幅图像的视差计算来确定距离。由于单目摄像头采用障碍物识别后再测距的方式需要进行大量的数据训练，而大量数据的搜集和标签会提高运营成本。因此，采用双目摄像头进行测距的方式具有较大的成本优势，进而基于双目的视觉测距和识别被越来越广泛地应用在无人驾驶领域。
基于双目摄像头的特性，其布置的基线越长，可探测的深度值也越大。目前，市面上集成的双目摄像头的基线多为12cm，深度探测距离在100m左右，难以满足无人驾驶所需的探测距离(目前，无人驾驶的探测距离需求一般为大于250m)。而适用于卡车等负载较大、刹车距离更长的无人驾驶场景，所需探测深度距离更长。因此，为了以后迭代更新可以达到深度探测1000m的需求，目前使用大基线(可达1.2m)的双目摄像头。
双目摄像头对左右摄像头的安装一致性有较高的要求，需要俯仰角、横摆角、偏航角及广心的高度在很小的偏差范围内。虽然目前较好的校准程序可以将一些角度进行校准，但是对于出厂的安装精度还是有非常高的精度要求。基于该要求，目前市面上的比较成熟的小基线的双目摄像头大多是以左右摄像头集成模块的形式进行后续的安装。
但是，对于适用于卡车等需要大基线的双目摄像头而言，由于前挡风玻璃以及仪表盘的空间限制，同时考虑减少对驾驶员的视野遮挡，以及减少相应支架的造价，目前市面上业已成熟的集成模块的安装方式难以适用，而只能采用分体式安装。
然而，分体式双目摄像头的安装需要考虑上述的安装精度的问题。也就是，如何减小分体式双目摄像头的安装精度误差，是亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种分体式双目摄像头的安装方法及装置，可提高双目摄像头的安装精度。
为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。
一种分体式双目摄像头的安装方法，包括：
确定车辆的中心对称面；
通过位于车辆前挡风玻璃上的第一水平仪确定目标水平线；其中，当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述中心对称面重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线即为所述目标水平线；
通过位于所述前挡风玻璃的第二水平仪和第三水平仪确定安装特征点；其中，所述第二水平仪和第三水平仪位于所述中心对称面的两侧；当所述第二水平仪和第三水平仪发出的水平标定线与所述目标水平线重合，且所述第二水平仪与所述中心对称面的距离和所述第三水平仪与所述中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时，所述第二水平仪和第三水平仪发出的竖直标定线与所述目标水平线的交点即为所述安装特征点。
优选地，在确定所述安装特征点后，所述安装方法还包括：将双目摄像头安装在所述安装特征点上。
优选地，用于供所述车辆停放的工位上设置标定尺，所述标定尺的长度与所述车辆的轮距，所述标定尺的两端与所述车辆的两前轮对齐，所述标定尺的中点位置设置光敏元件；
确定所述中心对称面的步骤包括：位于所述标定尺上方的第四水平仪工作；当所述光敏元件感应到所述第四水平仪发出竖直标定线时，所述第四水平仪发出竖直标定线所在的面即为所述中心对称面。
优选地，在确定目标水平线的步骤中，当第一水平仪发出的竖直标定线与第四水平仪发出竖直标定线重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线即为所述目标水平线。
优选地，所述第一水平仪、第二水平仪、第三水平仪和第四水平仪均为激光水平仪。
一种分体式双目摄像头的安装装置，包括：
中心对称面确定组件，用于确定车辆的中心对称面；
第一水平仪，设在所述车辆的前挡风玻璃处；当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述中心对称面重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线为目标水平线；
第二水平仪和第三水平仪，设在所述车辆的前挡风玻璃处，并位于所述中心对称面的两侧；当所述第二水平仪和第三水平仪发出的水平标定线与所述目标水平线重合，且所述第二水平仪与所述中心对称面的距离和所述第三水平仪与所述中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时，所述第二水平仪和第三水平仪发出的竖直标定线与所述目标水平线的交点即为所述安装特征点。
优选地，还包括：安装组件，用于将双目摄像头安装在所述安装特征点上。
优选地，所述中心对称面确定组件包括：设在工位上的标定尺以及位于所述标定尺上方的第四水平仪；所述标定尺的两端与所述车辆的两前轮对齐，所述标定尺的中点位置设置光敏元件；当所述光敏元件感应到所述第四水平仪发出竖直标定线时，所述第四水平仪发出竖直标定线所在的面即为所述中心对称面。
优选地，当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述第四水平仪发出竖直标定线重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线即为所述目标水平线。
优选地，所述第一水平仪、第二水平仪、第三水平仪和第四水平仪均为激光水平仪。
借由以上的技术方案，本发明的有益效果在于：
本发明实施例的分体式双目摄像头的安装方法及装置，可提高双目摄像头的安装精度。实践证明，采用本发明实施例的安装方法进行双目摄像头的安装，摄像头相对于光心连线与地面的夹角小于0.2度，左右摄像头安装高度的误差小于2mm。并且，双目摄像头支架相对于前挡风玻璃的安装位置的一致性不受整车安装一致性的影响，从而可以对大基线的前视双目摄像头进行精确安装。
附图说明
图1为本发明实施例的分体式双目摄像头的安装方法运用在卡车上的结构示意图；
图2为本发明实施例的分体式双目摄像头的安装方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例的分体式双目摄像头的安装方法以及实现上述安装方法的装置。如图1和图2所示，该安装装置包括：用于确定车辆的中心对称面的中心对称面确定组件、第一水平仪1、第二水平仪2和第三水平仪3。
在一个可选的实施例中，该安装装置还包括用于供车辆停放的工位。当车辆需要安装双目摄像头时，车辆驶入并停放在工位上，工位的设置使得在安装双目摄像头时，车辆位于预设位置。中心对称面确定组件包括设在工位上的标定尺8以及位于标定尺8上方的第四水平仪4。在本实施例中，标定尺8为根据待安装双目摄像头的车辆进行特制，其长度与车辆的轮距相等，中点位置设置光敏元件例如LED灯带。当车辆驶入工位时，标定尺8的两端与车辆的两前轮对齐。第四水平仪4可以为激光水平仪，可发出互相垂直的水平标定线和竖直标定线5。当光敏元件感应到第四水平仪4发出竖直标定线5时，具体表现为光敏元件发光，则第四水平仪4发出的竖直标定线5所在的面即为中心对称面。中心对称面穿过车辆的前挡风玻璃。
第一水平仪1设在车辆的前挡风玻璃处，用于确定目标水平线9。第一水平仪1也可以为激光水平仪，当其发出的竖直标定线与中心对称面重合时，具体的，可以为其发出的竖直标定线与第四水平仪4发出竖直标定线重合时，第一水平仪1发出的水平标定线即为目标水平线9。目标水平线9可以设置为分体式双目摄像头的左右摄像头的高度位置线。
第二水平仪2和第三水平仪3设在车辆的前挡风玻璃处，并位于中心对称面的两侧。第二水平仪2和第三水平仪3同样可以为激光水平仪，当第二水平仪2和第三水平仪3发出的水平标定线与第一水平仪1发出的水平标定线即目标水平线9重合(即第二水平仪2、第三水平仪3与第一水平仪1位于同一高度)，且第二水平仪2与中心对称面的距离和第三水平仪3与中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时(即第二水平仪2、第三水平仪3与第一水平仪1的距离相等，都等于目标基线的一半)，第二水平仪2和第三水平仪3发出的竖直标定线7、6与目标水平线9的交点为安装特征点。安装特征点的数量为两个，分别位于中心对称面的两侧，实质上也就是第二水平仪2和第三水平仪3所在位置。
在本实施例中，目标基线可根据实际情况进行设定，本实施例对此不作唯一限定。例如，在一个具体的实施例中，目标基线为1.2m，则第二水平仪2、第三水平仪3与第一水平仪1之间的距离为600mm。
在确定了安装特征点，即可将双目摄像头的左右摄像头安装在安装特征点上。其中，双目摄像头的安装可以为人为手动安装。当然，本实施例的安装装置还可包括用于将双目摄像头安装在安装特征点上的安装组件，安装组件可以为机械手臂，实现双目摄像头的自动化安装。
在一些实施例中，水平仪可以为激光水平仪，在另一些实施例中，水平仪可以为诸如红外水平仪、超声水平仪或其他水平仪。
基于上述安装装置，本发明实施例的分体式双目摄像头的安装方法包括如下步骤：
步骤S10：确定车辆的中心对称面；
步骤S20：通过位于车辆前挡风玻璃上的第一水平仪1确定目标水平线9。其中，当第一水平仪1发出的竖直标定线与中心对称面重合时，第一水平仪1发出的水平标定线即为所述目标水平线9；
步骤S30：通过位于前挡风玻璃的第二水平仪2和第三水平仪3确定安装特征点。其中，第二水平仪2和第三水平仪3位于中心对称面的两侧；当第二水平仪2和第三水平仪3发出的水平标定线与目标水平线9重合，且第二水平仪2与中心对称面的距离和第三水平仪3与中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时，第二水平仪2和第三水平仪3发出的竖直标定线与目标水平线9的交点即为所述安装特征点。
在确定了安装特征点之后，上述安装方法还包括步骤S40：将双目摄像头安装在安装特征点上。
承接上文描述，用于供车辆停放的工位上设置标定尺8，标定尺8的长度与车辆的轮距相等，当车辆驶入工位时，标定尺8的两端与车辆的两前轮对齐。标定尺8的中点位置设置光敏元件。确定中心对称面的步骤包括：位于标定尺8上方的第四水平仪4工作。当光敏元件感应到第四水平仪4发出竖直标定线时，第四水平仪4发出竖直标定线所在的面即为中心对称面。
在确定目标水平线9的步骤中，当第一水平仪1发出的竖直标定线与第四水平仪4发出竖直标定线重合时，第一水平仪1发出的水平标定线即为所述目标水平线9。
利用本发明实施例的分体式双目摄像头的安装方法时，首先将第四水平仪4布置在特定的高度值，使得其发出的竖直标定线可以打在地面上，通过标定尺8进行对中的确认，且同时不影响车辆的行驶。第二水平仪2的中心位置相对于第四水平仪4偏置一特定高度，其发出的竖直标定线与第四水平仪4发出的竖直标定线平行。第三水平仪3相对于第二水平仪2水平偏置基线的一半距离，其发出的水平标定线与第一水平仪1发出的水平标定线重合。确认第二水平仪2的水平高度精确无误，且没有偏转角后，可确保其发出的竖直标定线构成的平面平行于车辆的中心对称面。第二水平仪2和第三水平仪3到车辆的中心对称面的平面偏移距离可自动设置，为基线的一半，其与第一水平仪1发出的水平标定线的交点分别为左右摄像头的安装特征点，从而进行左右摄像头支架的定位。第一水平仪1发出的水平标定线与前挡风玻璃左右两侧的标志物重合，第一水平仪1发出的竖直标定线与前挡风玻璃的上下两侧的标志物重合，从而同时进行挡风玻璃的精确安装。
本发明实施例的安装方法不仅适用于分体式双目摄像头的安装，其他分体式的传感器安装至前挡风玻璃的精密安装，以及精密安装的检测工序，也同样适用。
双目摄像头如果需要精确测距，对左右摄像头的安装具有非常高的需求。商用车的前挡风玻璃为人工安装并非机械手安装，因此会产生一些一致性问题。而本安装方法可以使得前挡风玻璃的安装有非常高的精度。因为如果前挡风玻璃安装有0.5度的误差，在1.2m长基线的情况下会产生10.5mm高度上的误差，对于双目摄像头是不可接受的。而实践证明，采用本发明实施例的安装方法进行前挡风玻璃以及双目摄像头的安装，摄像头相对于光心连线与地面的夹角小于0.2度，左右摄像头安装高度的误差小于2mm。并且，双目摄像头支架相对于前挡风玻璃的安装位置的一致性不受整车安装一致性的影响，从而可以对大基线的前视双目摄像头进行精确安装。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容，可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种分体式双目摄像头的安装方法，其特征在于，包括：
确定车辆的中心对称面；其中，用于供所述车辆停放的工位上设置标定尺，所述标定尺的长度与所述车辆的轮距相等，所述标定尺的两端与所述车辆的两前轮对齐，所述标定尺的中点位置设置光敏元件；确定所述中心对称面的步骤包括：位于所述标定尺上方的第四水平仪工作；当所述光敏元件感应到所述第四水平仪发出竖直标定线时，所述第四水平仪发出竖直标定线所在的面即为所述中心对称面；
通过位于所述车辆的前挡风玻璃上的第一水平仪确定目标水平线；其中，当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述中心对称面重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线即为所述目标水平线，所述目标水平线为分体式双目摄像头的左右摄像头的高度位置线；
通过位于所述前挡风玻璃的第二水平仪和第三水平仪确定安装特征点；其中，所述第二水平仪和第三水平仪位于所述中心对称面的两侧；当所述第二水平仪和第三水平仪发出的水平标定线与所述目标水平线重合，且所述第二水平仪与所述中心对称面的距离和所述第三水平仪与所述中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时，所述第二水平仪和第三水平仪发出的竖直标定线与所述目标水平线的交点即为所述安装特征点。
2.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，在确定所述安装特征点后，所述安装方法还包括：将双目摄像头安装在所述安装特征点上。
3.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，在确定目标水平线的步骤中，当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述第四水平仪发出竖直标定线重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线即为所述目标水平线。
4.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述第一水平仪、第二水平仪、第三水平仪和第四水平仪均为激光水平仪。
5.一种分体式双目摄像头的安装装置，其特征在于，包括：
中心对称面确定组件，用于确定车辆的中心对称面；其中，所述中心对称面确定组件包括：设在工位上的标定尺以及位于所述标定尺上方的第四水平仪；所述标定尺的长度与所述车辆的轮距相等，所述标定尺的两端与所述车辆的两前轮对齐，所述标定尺的中点位置设置光敏元件；当所述光敏元件感应到所述第四水平仪发出竖直标定线时，所述第四水平仪发出竖直标定线所在的面即为所述中心对称面；
第一水平仪，设在所述车辆的前挡风玻璃处；当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述中心对称面重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线为目标水平线，所述目标水平线为分体式双目摄像头的左右摄像头的高度位置线；
第二水平仪和第三水平仪，设在所述车辆的前挡风玻璃处，并位于所述中心对称面的两侧；当所述第二水平仪和第三水平仪发出的水平标定线与所述目标水平线重合，且所述第二水平仪与所述中心对称面的距离和所述第三水平仪与所述中心对称面的距离均为双目摄像头目标基线的一半时，所述第二水平仪和第三水平仪发出的竖直标定线与所述目标水平线的交点即为安装特征点。
6.如权利要求5所述的安装装置，其特征在于，还包括：安装组件，用于将双目摄像头安装在所述安装特征点上。
7.如权利要求5所述的安装装置，其特征在于，当所述第一水平仪发出的竖直标定线与所述第四水平仪发出竖直标定线重合时，所述第一水平仪发出的水平标定线即为所述目标水平线。
8.如权利要求5所述的安装装置，其特征在于，所述第一水平仪、第二水平仪、第三水平仪和第四水平仪均为激光水平仪。
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