CN113884089B - 一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统 - Google Patents

一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统，通过相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，用以补偿相机杆臂参数，能够弥补相机杆臂的测量标定方式中传感器输出中心点评估的不准确引起的不确定性误差。本发明利用GNSS/IMU/DR融合定位系统在GNSS信号开阔路段定位精度为厘米级的特点，显著提高相机应用精度，且该过程可在多源融合定位系统中实时完成，对外界环境引起的相机杆臂参数变化构成自动补偿方案。

Description

一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统
技术领域
本发明涉及智能驾驶定位技术领域，尤其涉及一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法。
背景技术
随着智能驾驶服务和产品的推广，智能驾驶系统对定位的精度、稳定性和实时性要求越来越高。在GNSS（全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System）/IMU（惯性测量单元，Inertial Measurement Unit）/ DR（航位推算，Dead Reckoning）/高精度地图匹配多源融合定位中，系统整体精度一方面取决于融合算法和传感器自身精度，另一方面取决于多传感器之间时空同步精度。
针对相机杆臂的测量标定，通常采用事先测量的方法，即各传感器统一指定车体某空间点作为定位中心，采用测量工具度量各传感器输出中心于定位中心点之间的空间距离，而各传感器输出中心点评估的不准确将给这种测量方式带来一定误差。
发明内容
本发明实施例提供一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统，用以解决现有相机杆臂的测量标定方式中传感器输出中心点评估的不准确引起的不确定性误差。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，包括：
获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差。
优选地，所述获取相机输出的地面曲线要素，与高精度地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，包括：
101，获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合；
102，基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子；其中，匹配精度因子是表征匹配修正数组精度高低的状态量；
103，筛选匹配精度因子最高的一组匹配修正数组，作为相机与多源融合定位中心点的一组杆臂误差值。
优选地，在步骤101之前，该方法还包括：
100，选取路面印刷有纵向车道线和横向停止线，且GNSS信号开阔的路段，采用多源融合定位结果对地图中横线和纵线要素进行坐标转换，使地图要素与相机要素处于同一坐标系内。
优选地，在步骤103之后，该方法还包括：
104，重复多次执行步骤101~步骤103，对得到的多组杆臂误差值进行验证和平滑处理，得到选定的相机杆臂误差，用于补偿相机杆臂参数。
优选地，步骤101中，所述匹配修正数组包括横向修正数组、纵向修正数组、航向修正数组和曲线拟合系数数组。
优选地，步骤102中，基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子，具体包括：
根据所述横向修正数组、纵向修正数组、航向修正数组、曲线拟合系数数组以及匹配修正数组变化值，采用加权模型计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子。
根据本发明实施例的第二方面，还提供一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿系统，包括：
相机杆臂补偿模块，用于获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差。
优选地，所述相机杆臂补偿模块包括：
坐标转换单元，用于选取路面印刷有纵向车道线和横向停止线，且GNSS信号开阔的路段，采用多源融合定位结果对地图中横线和纵线要素进行坐标转换，使地图要素与相机要素处于同一坐标系内；
曲线匹配单元，用于获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合；
加权计算单元，用于基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子；其中，匹配精度因子是表征匹配修正数组精度高低的状态量；
筛选单元，用于筛选匹配精度因子最高的一组匹配修正数组，作为相机与多源融合定位中心点的一组杆臂误差值。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行第一方面实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法。
本发明实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统，通过相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，用以补偿相机杆臂参数，能够弥补相机杆臂的测量标定方式中传感器输出中心点评估的不准确引起的不确定性误差。本发明利用GNSS/IMU/ DR融合定位系统在GNSS信号开阔路段定位精度为厘米级的特点，显著提高相机应用精度，且该过程可在多源融合定位系统中实时完成，对外界环境引起的相机杆臂参数变化构成自动补偿方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
目前，针对相机杆臂的测量标定，通常采用事先测量的方法，即各传感器统一指定车体某空间点作为定位中心，采用测量工具度量各传感器输出中心于定位中心点之间的空间距离，而各传感器输出中心点评估的不准确将给这种测量方式带来一定误差。
针对现有技术的上述问题，本发明实施例提供了一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，解决现有相机杆臂的测量标定方式中传感器输出中心点评估不准确从而引起不确定性误差的缺陷。以下将结合附图通过多个实施例进行展开说明和介绍。
本发明提供了一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，通过相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，用以补偿相机杆臂参数。
其中，相机输出的地面曲线要素是指相机感知输出的地面横线和纵线要素。地图中对应要素是指高精度地图中对应的横线和纵线在IMU/GNSS/DR融合位置下的投影。多源融合定位中心点是指GNSS（全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System）/IMU（惯性测量单元，Inertial Measurement Unit）/ DR（航位推算，Dead Reckoning）融合定位系统的定位中心点。
本实施例中，在GNSS信号开阔的路段，通过相机感知输出的地面横线和纵线要素，以及高精度地图中对应的横线和纵线在IMU/GNSS/DR融合位置下的投影，对相机与IMU/GNSS/DR融合定位中心点之间的杆臂误差进行估算和补偿。其中，IMU/GNSS/DR融合定位系统已通过外部测量和算法内部实时估计的方式，将各传感器输出进行时空同步。
图1为本发明实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法流程示意图，参照图1，本发明提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，获取相机输出的地面曲线要素，与高精度地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，包括但不限于以下步骤：
步骤101，获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合。
本实施例中，将相机感知输出的地面横线和纵线要素，与高精度地图中对应的横线和纵线在IMU/GNSS/DR融合位置下的投影进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合。其中，匹配修正数组集合中包含多组匹配修正数组，匹配修正数组包括横向修正数组、纵向修正数组、航向修正数组和曲线拟合系数数组。
步骤102，基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子。
具体地，根据所述横向修正数组、纵向修正数组、航向修正数组、曲线拟合系数数组以及匹配修正数组变化值，采用加权模型计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子。其中，匹配修正数组变化值指当前时刻匹配修正数组与前一次最优匹配结果之间的差值。匹配精度因子表征了匹配修正数组精度高低的状态量。
步骤103，筛选匹配精度因子最高的一组匹配修正数组，作为相机与多源融合定位中心点的一组杆臂误差值。
匹配精度因子最高的匹配修正数组作为相机与IMU/GNSS/DR融合定位中心点的一组杆臂误差值，此时得到的杆臂误差值的精度最高。其中匹配修正数组的横向修正系数、纵向修正系数即表示在GNSS固定解条件下，相机相对IMU/GNSS/DR融合定位中心点安装位置偏差（杆臂误差）。
图2为本发明另一实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法流程示意图，参照图2，基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在步骤101之前，该方法还包括：
步骤100，选取路面印刷有纵向车道线和横向停止线，且GNSS信号开阔的路段，采用多源融合定位结果对地图中横线和纵线要素进行坐标转换，使地图要素与相机要素处于同一坐标系内。
此处，地图要素即是高精度地图中对应的横线和纵线在IMU/GNSS/DR融合位置下的投影。相机要素即是相机感知输出的地面横线和纵线要素。地图中对应要素是指高精度地图中对应的横线和纵线在IMU/GNSS/DR融合位置下的投影。
本实施例中，由于IMU/GNSS/DR融合定位精度为厘米级精度，因此高精度地图中对应要素在车体系下精度也是厘米级。
本发明利用GNSS/IMU/ DR融合定位系统在GNSS信号开阔路段定位精度为厘米级的特点，显著提高相机应用精度，且该过程可在多源融合定位系统中实时完成，对外界环境引起的相机杆臂参数变化构成自动补偿方案。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，参照图2，在步骤103之后，该方法还包括：
步骤104，重复多次执行步骤101~步骤103，对得到的多组杆臂误差值进行验证和平滑处理，得到选定的相机杆臂误差，用于补偿相机杆臂参数。
本实施例多次筛选匹配精度因子最高的匹配修正数组，得到相机的多组杆臂误差值数据进行验证和平滑处理，得到选定的相机杆臂误差，提高了获得的相机杆臂误差数据的可靠性。
在一个实施例中，本发明实施例还提供了一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿系统，包括：
相机杆臂补偿模块，用于获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差。
其中，所述相机杆臂补偿模块包括：
坐标转换单元，用于选取路面印刷有纵向车道线和横向停止线，且GNSS信号开阔的路段，采用多源融合定位结果对地图中横线和纵线要素进行坐标转换，使地图要素与相机要素处于同一坐标系内；
曲线匹配单元，用于获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合；
加权计算单元，用于基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子；其中，匹配精度因子是表征匹配修正数组精度高低的状态量；
筛选单元，用于筛选匹配精度因子最高的一组匹配修正数组，作为相机与多源融合定位中心点的一组杆臂误差值。
可以理解的是，本发明提供的一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿系统与前述各实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法相对应，具体的如何利用该系统进行相机杆臂参数补偿，可以参照前述实施例中基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法的相关技术特征，本实施例在此不再赘述。
在一个实施例中，本发明实施例提供了本发明实施例提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、通信接口(CommunicationsInterface)302、存储器(memory)303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行上述各实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法的步骤，例如包括：获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差。
在一个实施例中，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法的步骤，例如包括：获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差。
综上所述，本发明实施例提供了一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法及系统，通过相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，用以补偿相机杆臂参数，能够弥补相机杆臂的测量标定方式中传感器输出中心点评估的不准确引起的不确定性误差。本发明利用GNSS/IMU/ DR融合定位系统在GNSS信号开阔路段定位精度为厘米级的特点，显著提高相机应用精度，且该过程可在多源融合定位系统中实时完成，对外界环境引起的相机杆臂参数变化构成自动补偿方案。
需要说明的是，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，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（方法）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的方法。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，其特征在于，包括：
获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差；
所述获取相机输出的地面曲线要素，与高精度地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差，包括：
101，获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合；
102，基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子；其中，匹配精度因子是表征匹配修正数组精度高低的状态量；
103，筛选匹配精度因子最高的一组匹配修正数组，作为相机与多源融合定位中心点的一组杆臂误差值。
2.根据权利要求1所述的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，其特征在于，在步骤101之前，所述方法还包括：
100，选取路面印刷有纵向车道线和横向停止线，且GNSS信号开阔的路段，采用多源融合定位结果对地图中横线和纵线要素进行坐标转换，使地图要素与相机要素处于同一坐标系内。
3.根据权利要求1所述的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，其特征在于，在步骤103之后，所述方法还包括：
104，重复多次执行步骤101～步骤103，对得到的多组杆臂误差值进行验证和平滑处理，得到选定的相机杆臂误差，用于补偿相机杆臂参数。
4.根据权利要求1所述的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，其特征在于，步骤101中，所述匹配修正数组包括横向修正数组、纵向修正数组、航向修正数组和曲线拟合系数数组。
5.根据权利要求4所述的基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法，其特征在于，步骤102中，基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子，具体包括：
根据所述横向修正数组、纵向修正数组、航向修正数组、曲线拟合系数数组以及匹配修正数组变化值，采用加权模型计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子。
6.一种基于曲线匹配的相机杆臂补偿系统，其特征在于，包括：
相机杆臂补偿模块，用于获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，根据曲线匹配结果筛选获得相机与多源融合定位中心点的杆臂误差；
坐标转换单元，用于选取路面印刷有纵向车道线和横向停止线，且GNSS信号开阔的路段，采用多源融合定位结果对地图中横线和纵线要素进行坐标转换，使地图要素与相机要素处于同一坐标系内；
曲线匹配单元，用于获取相机输出的地面曲线要素，与地图中对应要素进行曲线匹配，得到匹配修正数组集合；
加权计算单元，用于基于所述匹配修正数组集合，加权计算匹配修正数组中每一匹配修正数组对应的匹配精度因子；其中，匹配精度因子是表征匹配修正数组精度高低的状态量；
筛选单元，用于筛选匹配精度因子最高的一组匹配修正数组，作为相机与多源融合定位中心点的一组杆臂误差值。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法的步骤。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述基于曲线匹配的相机杆臂补偿方法的步骤。
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