CN208314858U - 车载环视系统标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载环视系统标定装置，属于摄像头标定领域。该车载环视系统包括：装配在车体前、后、左、右的四路摄像头，该标定装置包括：对应设置在每路摄像头下方地面上的四个第一标定板；分别设置于相邻两个第一标定板之间地面上的四个第二标定板；第二标定板位于相邻两路摄像头的重合摄像区间内。通过使用与各路摄像头一一对应的第一标定板及同时与相邻两个摄像头对应的第二标定板，可进行两级标定，利于提高标定成功率。在采用第一标定板未能标定成功时，可将第一标定板对应的第一外参作为初始外参来生成俯视校正图，用来辅助第二标定板的标定过程，显著提高了摄像头外部参数的标定精度和标定成功率。

Description

车载环视系统标定装置

技术领域

本实用新型涉及摄像头标定领域，特别涉及一种车载环视系统标定装置。

背景技术

车载环视系统通过为驾驶员提供车身四周无死角的动态影像，为驾驶员提供在起步、停车等场景下的视觉辅助。车载环视系统是由装配在车体前、后、左、右的摄像头(例如广角、或鱼眼摄像头)构成，每台摄像头覆盖一定摄像区间，摄像头所摄取的图像经过视点变换生成俯视校正图，并进行拼接得到车载环视俯瞰图。为了使车载环视俯瞰图实现无缝拼接，且不会发生畸变，上述各摄像头相对于车身坐标系的外部参数必须被精确标定，所以，提供一种车载环视系统标定装置是十分必要的。

现有技术提供了一种基于灵活标定板的车载环视系统标定装置，该车载环视系统包括装配在车体前、后、左、右的四个摄像头，该标定装置包括：对应设置在每个摄像头下方的四个标定板。标定时，对各摄像头配置初始外参(初始外参指的是根据各摄像头的预先设计参数，所确定的设计外参)，根据该初始外参生成俯视校正图，在俯视校正图上检测和提取各标定板的角点信息，根据角点信息计算各摄像头的外参，使摄像头的外部参数被精确标定。

设计人发现，现有技术至少存在以下技术问题：

利用现有技术提供的标定装置进行标定时，为了消除标定板的透视形变，多对各摄像头配置初始外参，以提高标定精度。然而，一旦各摄像头的实际参数与预先设计参数相差较大，会使初始外参配置不准确，导致俯视校正图生成错误，进而影响摄像头外部参数的标定精度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种车载环视系统标定装置，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种车载环视系统标定装置，所述车载环视系统包括：装配在车体前、后、左、右的四路摄像头，所述标定装置包括：对应设置在四路摄像头下方地面上的四个第一标定板，所述标定装置还包括：分别设置于相邻两个所述第一标定板之间地面上的四个第二标定板；

所述第二标定板位于相邻两路所述摄像头的重合摄像区间内。

在一种可能的实现方式中，所述第一标定板包括：间隔设置，且颜色不同的多个第一矩形块。

在一种可能的实现方式中，多个所述第一矩形块包括：尺寸相同的多个第一黑色矩形块和多个第一白色矩形块。

在一种可能的实现方式中，所述第二标定板包括：间隔设置，且颜色不同的多个第二矩形块。

在一种可能的实现方式中，多个所述第二矩形块包括：多个第二黑色矩形块和多个第二白色矩形块。

在一种可能的实现方式中，所述多个第二黑色矩形块包括：位于所述第二标定板中心的一个中心矩形块、以及，多个周缘矩形块；

所述中心矩形块的尺寸大于所述周缘矩形块的尺寸。

在一种可能的实现方式中，所述标定装置还包括：摄像头标定机构，所述摄像头标定机构包括：

图像获取模块，用于在标定过程中获取所述摄像头拍摄的所述第一标定板和所述第二标定板的图像；

坐标确定模块，用于根据所述图像，确定所述第一标定板和所述第二标定板上各角点在车身坐标系中的坐标；

摄像头外参标定模块，用于根据所述第一标定板和所述第二标定板上各角点在车身坐标系中的坐标，分别标定所述摄像头相对于所述车身坐标系的外部参数。

在一种可能的实现方式中，所述坐标确定模块包括：第一坐标确定单元，用于根据所述摄像头拍摄的所述第一标定板的图像，确定所述第一标定板上各角点在车身坐标系中的坐标；

第二坐标确定单元，用于根据所述摄像头拍摄的所述第二标定板的图像，确定所述第二标定板上各角点在车身坐标系中的坐标；

所述摄像头外参标定模块包括：第一摄像头外参标定单元，用于根据所述第一标定板上各角点在车身坐标系中的坐标，标定所述摄像头相对于所述车身坐标系的第一外部参数；

第二摄像头外参标定单元，用于根据所述第二标定板上各角点在车身坐标系中的坐标，标定所述摄像头相对于所述车身坐标系的第二外部参数。

在一种可能的实现方式中，所述摄像头标定机构还包括：外参处理模块，用于根据所述第一外部参数，生成俯视校正图；

所述第二坐标确定单元还用于根据所述摄像头拍摄的所述第二标定板的图像，在所述俯视校正图上确定所述第二标定板上各角点的坐标，确定所述第二标定板上各角点在车身坐标系中的坐标。

在一种可能的实现方式中，所述标定装置还包括：导向机构，用于使待标定车辆的行驶路径不经过所述第一标定板和所述第二标定板。

在一种可能的实现方式中，所述导向机构包括：设置于所述待标定车辆的车轮内侧地面上的两条导轨。

在一种可能的实现方式中，所述导向机构包括：多个位置传感器，设置在地面预设行驶区域，用于检测所述待标定车辆的位置信息；

控制器，设置在所述待标定车辆上，用于接收并处理所述位置传感器发送的位置信息，判断所述待标定车辆是否驶离所述预设行驶区域，并在确定所述待标定车辆驶离所述预设行驶区域时，发出报警指令；

报警器，设置在所述待标定车辆上，用于根据所述报警指令进行报警作业。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的车载环视系统标定装置，通过在相邻的两个第一标定板之间设置一个第二标定板，由于第二标定板同时位于相邻两路摄像头的摄像区间内，其能够同时标定与其相邻的两路摄像头。应用时，可不配置初始外参(即，预先设计好的外参)，直接采用第一标定板来标定各摄像头相对于车身坐标系的第一外参。若标定精度达到要求，则意味着标定成功。反之，则将第一外参作为初始外参，并对应生成俯视校正图。通过在俯视校正图上确定第二标定板上各角点的坐标，获取第二标定板上各角点在车身坐标系中的坐标，进而用来标定各摄像头相对于车身坐标系的第二外参，其相比第一外参显著提高了标定精度。如若第二外参的标定精度仍未达到标定要求，则通过移动待标定车辆，重新利用第二标定板进行标定，直至达到要求的标定精度即可。

可见，本实用新型实施例提供的标定装置，通过使用与各路摄像头一一对应的第一标定板，以及同时与相邻两个摄像头对应的第二标定板，可进行两级标定，利于提高标定成功率。在采用第一标定板未能标定成功时，可将第一标定板对应的第一外参作为初始外参来生成俯视校正图，用来辅助第二标定板的标定过程，显著提高了摄像头外部参数的标定精度和标定成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的车载环视系统标定装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第一标定板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第二标定板的结构示意图。

附图标记分别表示：

1-第一标定板，

101-第一黑色矩形块，102-第一白色矩形块，

2-第二标定板，

201-第二黑色矩形块，2011-中心矩形块，2012-周缘矩形块，

202-第二白色矩形块，

3-导向机构，

M-摄像头，

N-车辆。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种车载环视系统标定装置，如附图1所示，该车载环视系统包括：装配在车体前、后、左、右的四路摄像头M，该标定装置包括：对应设置在四路摄像头M下方地面上的四个第一标定板1，进一步地，该标定装置还包括：分别设置于相邻两个第一标定板1之间地面上的四个第二标定板2。其中，第二标定板2位于相邻两路摄像头M的重合摄像区间内。

本实用新型实施例提供的车载环视系统标定装置，通过在相邻的两个第一标定板1之间设置一个第二标定板2，由于第二标定板2同时位于相邻两路摄像头M的摄像区间内，其能够同时标定与其相邻的两路摄像头M。应用时，可不配置初始外参(即，预先设计好的外参)，直接采用第一标定板1来标定各摄像头M相对于车身坐标系的第一外参。若标定精度达到要求，则意味着标定成功。反之，则将第一外参作为初始外参，并对应生成俯视校正图。通过在俯视校正图上确定第二标定板2上各角点的坐标，获取第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标，进而用来标定各摄像头M相对于车身坐标系的第二外参，其相比第一外参显著提高了标定精度。如若第二外参的标定精度仍未达到标定要求，则通过移动待标定车辆N，重新利用第二标定板2进行标定，直至达到要求的标定精度即可。可见，本实用新型实施例提供的标定装置，通过使用与各路摄像头M一一对应的第一标定板1，以及同时与相邻两个摄像头M对应的第二标定板2，可进行两级标定，利于提高标定成功率。在采用第一标定板1未能标定成功时，可将第一标定板1对应的第一外参作为初始外参来生成俯视校正图，用来辅助第二标定板2的标定过程，显著提高了摄像头M外部参数的标定精度和标定成功率。

需要说明的是，术语“外参”与术语“外部参数”可替换使用，本实用新型实施例中，两者所要表达的含义相同。举例来说，上述的第一外参可理解为第一外部参数。

本实用新型实施例中，车载环视系统中所涉及的四路摄像头M分别装配在车体前、后、左、右，举例来说，可分别设置于前车头、后车尾、左后视镜和右后视镜处，或者其他位置，只要确保能够满足实现360°环视拼接条件即可。

上述的摄像头M包括但不限于广角摄像头或者鱼眼摄像头，并且，每一路摄像头M可包括一个或多个摄像头M。可以理解的是，在利用标定装置对各个摄像头M进行外参标定时，需要针对每个摄像头M分别进行标定。

举例来说，该车载环视系统可包括分别装配在车体前、后、左、右的四个广角摄像头M，并且，四个第一标定板1可分别理解为：在前的第一标定板1，在后的第一标定板1，在右的第一标定板1，在后的第一标定板1。四个第二标定板2可分别理解为：位于在前和在右的两个第一标定板1之间的右前侧第二标定板2，位于在前和在左的两个第一标定板1之间的左前侧第二标定板2，位于在后和在右的两个第一标定板1之间的右后侧第二标定板2，位于在后和在左的两个第一标定板1之间的左后侧第二标定板2。

上述提及，“第二标定板2位于相邻两路摄像头M的重合摄像区间内”，以右前侧第二标定板2举例来说，其所在地面上的位置，能够同时被前的摄像头 M和在右的摄像头M拍摄到。

标定过程中，标定板的选择十分重要，本实用新型实施例中，第一标定板1 和第二标定板2均可以采用本领域常见的标定结构，只要其具有矩形结构的任意尺寸的元素或其组合，能够有效检测出各矩形结构的角点即可。

为了使标定过程更加方便，以下就第一标定板1和第二标定板2的结构给予示例说明：

示例地，第一标定板1包括：间隔设置，且颜色不同的多个第一矩形块。通过使多个第一矩形块间隔设置，且颜色不同，便于清楚地识别第一标定板1 上的各个角点信息。多个第一矩形块的排列形式、尺寸、个数等可根据实际标定场景来适应性调整，只要确保在摄像头M对第一标定板1所拍摄的图像上，能够清楚有效地检测出各第一矩形块的角点即可。

举例来说，为了使角点信息识别更加清楚，如附图2所示，多个第一矩形块包括：尺寸相同的多个第一黑色矩形块101和多个第一白色矩形块102，即，第一标定板1可设置成棋盘格结构。

示例地，第二标定板2包括：间隔设置，且颜色不同的多个第二矩形块。对第二标定板2结构的解释可参见上述对第一标定板1的解释，在此不再赘述。

举例来说，如附图3所示，多个第二矩形块包括：多个第二黑色矩形块201 和多个第二白色矩形块202。

进一步地，如附图3所示，多个第二黑色矩形块201包括：位于第二标定板2中心的一个中心矩形块2011、以及，多个周缘矩形块2012，且，中心矩形块2011的尺寸大于周缘矩形块2012的尺寸。由于第二标定板2位于相邻两个摄像头M的边缘拍摄区间，为了使第二标定板2上的角点信息能够被清楚地识别，本实用新型实施例在第二标定板2的中心位置处设置尺寸较大的中心矩形块2011。

周缘矩形块2012位于第二标定板2非中心位置处的其他位置，举例来说，如附图3所示，除去中心位置处的一个中心矩形块2011之外，可设置角部与中心矩形块2011的角度点对点连接的4个周缘矩形块2012，相应地，第二白色矩形块202也设置有4个，其侧边分别与中心矩形块2011的侧边线-线连接。

基于上述同样的目的，本实用新型实施例中，中心矩形块2011的尺寸同时还可大于第一黑色矩形块101的尺寸。

可以理解的是，在标定板被确定后，可以利用摄像头标定机构来对各摄像头M进行标定。示例地，本实用新型实施例中，该标定装置还包括：摄像头标定机构，该摄像头标定机构包括：

图像获取模块，用于在标定过程中获取摄像头M拍摄的第一标定板1和第二标定板2的图像。

坐标确定模块，用于根据上述的图像，确定第一标定板1和第二标定板2 上各角点在车身坐标系中的坐标。

摄像头外参标定模块，用于根据第一标定板1和第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标，标定摄像头M相对于车身坐标系的外部参数。

具体地，该坐标确定模块包括：第一坐标确定单元，用于根据上述图像(具体是摄像头M拍摄的第一标定板1的图像)，确定第一标定板1上各角点在车身坐标系中的坐标。

第二坐标确定单元，用于根据上述图像(具体是摄像头M拍摄的第二标定板2的图像)，确定第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标。

该摄像头外参标定模块包括：第一摄像头外参标定单元，用于根据第一标定板1上各角点在车身坐标系中的坐标，标定摄像头M相对于车身坐标系的第一外部参数；

第二摄像头外参标定单元，用于根据第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标，标定摄像头M相对于车身坐标系的第二外部参数。

进一步地，该摄像头标定机构还包括：外参处理模块，用于根据第一外部参数，生成俯视校正图。

同时，第二坐标确定单元还用于根据摄像头M拍摄的第二标定板2的图像，在俯视校正图上确定第二标定板2上各角点的坐标，确定第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标。

可以理解的是，待第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标确定后，第二摄像头外参标定单元根据第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标，标定摄像头M相对于车身坐标系的第二外部参数。

基于上述对摄像头标定机构的描述可知，本实用新型实施例提供的标定装置可按照下述流程进行标定作业：

步骤101：在标定过程中，利用图像获取模块获取各个摄像头M拍摄的第一标定板1的图像和第二标定板2的图像。

步骤102：利用第一坐标确定单元，根据第一标定板1的图像，确定第一标定板1上各角点在车身坐标系中的坐标。

步骤103、利用第一摄像头外参标定单元，根据第一标定板1上各角点在车身坐标系中的坐标，标定各个摄像头M相对于车身坐标系的第一外部参数。

若所标定的第一外部参数达到标定精度，则标定成功，完成标定作业。反之，则进行步骤104：利用外参处理模块，根据各个摄像头M相对于车身坐标系的第一外部参数，生成俯视校正图。

步骤105：利用第二坐标确定单元，根据摄像头M拍摄的第二标定板2的图像，在俯视校正图上确定第二标定板2上各角点的坐标，进而获取第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标。

步骤106：利用第二摄像头外参标定单元，根据第二标定板2上各角点在车身坐标系中的坐标，标定摄像头M相对于车身坐标系的第二外部参数。

若所标定的第二外部参数达到标定精度，则标定成功，完成标定作业。反之，则使待标定车辆N移动，重新采用第二标定板2进行标定，直至所标定的第二外部参数达到标定精度，则标定成功。

可见，本实用新型实施例提供的标定装置，通过上述标定过程，利于提高标定成功率，并且，通过基于第一标定板1所获取的第一外部参数作为初始外参，用来辅助第二标定板2的标定过程，消除标定板的透视形变，不仅能提高标定精度，且进一步确保了标定成功率。

上述提及，当所标定的第二外部参数未达到标定精度时，可通过移动待标定车辆N，以更新标定场景，进而达到标定精度，确保成功标定。当待标定车辆N移动过程中，为了防止其碾压第一标定板1和第二标定板2，造成两者发生形变和污损，进而影响标定成功率和标定精度。本实用新型实施例中，如附图1所示，该标定装置还包括：导向机构3，用于使待标定车辆N的行驶路径不经过第一标定板1和第二标定板2。

可见，通过设置导向机构3，来对待标定车辆N进行限位，使其行驶路径不会经过第一标定板1和第二标定板2，进而避免对它们造成碾压，有效解决了上述技术问题。

对于该导向机构3来说，只要其能够实现使待标定车辆N不会碾压标定板即可。考虑到标定区域的空间利用，以及结构简单，易于操作等问题，示例地，该导向机构3包括：设置于待标定车辆N的车轮内侧地面上的两条导轨。通过将导向机构3设置成包括两条导轨，用来对待标定车辆N进行导向，防止待标定车辆N发生不期望的位移，确保第一标定板1和第二标定板2不会被碾压。

可以理解的是，这两条导轨平行相对，且两条导轨之间的横向间距小于待标定车辆N的横向车轮间距，以在不影响车辆N行驶的前提下实现对其的限位。

示例地，上述导轨设置成杆状结构、或者警示条结构等，当设置成杆状结构时，可以使车辆N内侧与杆状结构相抵，确保精确限位。

可以理解的是，导向机构3不仅仅可以如上设置，也可以设置成其他形式，举例来说，导向机构3还可以包括：多个位置传感器，设置在地面预设行驶区域，用于检测待标定车辆N的位置信息；

控制器，设置在待标定车辆N上，用于接收并处理位置传感器发送的位置信息，判断待标定车辆N是否驶离预设行驶区域，并在确定待标定车辆N驶离预设行驶区域时，发出报警指令；

报警器，设置在待标定车辆N上，用于根据报警指令进行报警作业。

可以理解的是，位置传感器、控制器、报警器顺次电性连接，当车辆N驶离预设形式区域时，报警器进行报警以警示驾驶员。

该报警器的报警作业可以单纯的警示声音来体现，还可以警告驾驶员驾驶方位的形式来体现，本实用新型实施例在此不作具体限定。

考虑到控制器和报警器的使用寿命，两者均可以设置在车辆N内部，例如车顶位置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种车载环视系统标定装置，所述车载环视系统包括：装配在车体前、后、左、右的四路摄像头(M)，所述标定装置包括：对应设置在四路摄像头(M)下方地面上的四个第一标定板(1)，其特征在于，所述标定装置还包括：分别设置于相邻两个所述第一标定板(1)之间地面上的四个第二标定板(2)；

所述第二标定板(2)位于相邻两路所述摄像头(M)的重合摄像区间内。

2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述第一标定板(1)包括：间隔设置，且颜色不同的多个第一矩形块。

3.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，多个所述第一矩形块包括：尺寸相同的多个第一黑色矩形块(101)和多个第一白色矩形块(102)。

4.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述第二标定板(2)包括：间隔设置，且颜色不同的多个第二矩形块。

5.根据权利要求4所述的标定装置，其特征在于，多个所述第二矩形块包括：多个第二黑色矩形块(201)和多个第二白色矩形块(202)。

6.根据权利要求5所述的标定装置，其特征在于，所述多个第二黑色矩形块(201)包括：位于所述第二标定板(2)中心的一个中心矩形块(2011)、以及，多个周缘矩形块(2012)；

所述中心矩形块(2011)的尺寸大于所述周缘矩形块(2012)的尺寸。

7.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括：摄像头标定机构，所述摄像头标定机构包括：

图像获取模块，用于在标定过程中获取所述摄像头(M)拍摄的所述第一标定板(1)和所述第二标定板(2)的图像；

坐标确定模块，用于根据所述图像，确定所述第一标定板(1)和所述第二标定板(2)上各角点在车身坐标系中的坐标；

摄像头外参标定模块，用于根据所述第一标定板(1)和所述第二标定板(2)上各角点在车身坐标系中的坐标，分别标定所述摄像头(M)相对于所述车身坐标系的外部参数。

8.根据权利要求7所述的标定装置，其特征在于，所述坐标确定模块包括：第一坐标确定单元，用于根据所述摄像头(M)拍摄的所述第一标定板(1)的图像，确定所述第一标定板(1)上各角点在车身坐标系中的坐标；

第二坐标确定单元，用于根据所述摄像头(M)拍摄的所述第二标定板(2)的图像，确定所述第二标定板(2)上各角点在车身坐标系中的坐标；

所述摄像头外参标定模块包括：第一摄像头外参标定单元，用于根据所述第一标定板(1)上各角点在车身坐标系中的坐标，标定所述摄像头(M)相对于所述车身坐标系的第一外部参数；

第二摄像头外参标定单元，用于根据所述第二标定板(2)上各角点在车身坐标系中的坐标，标定所述摄像头(M)相对于所述车身坐标系的第二外部参数。

9.根据权利要求1-8任一项所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括：导向机构(3)，用于使待标定车辆(N)的行驶路径不经过所述第一标定板(1)和所述第二标定板(2)。

10.根据权利要求9所述的标定装置，其特征在于，所述导向机构(3)包括：设置于所述待标定车辆(N)的车轮内侧地面上的两条导轨。

11.根据权利要求9所述的标定装置，其特征在于，所述导向机构(3)包括：多个位置传感器，设置在地面预设行驶区域；

控制器，设置在所述待标定车辆(N)上；

报警器，设置在所述待标定车辆(N)上；

所述位置传感器、所述控制器、所述报警器顺次电性连接。