DE102007021106B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems (220), umfassend: – Anordnen (102) des Kamerasystems in einer Kalibrierposition; – Projizieren (104) einer Kalibriertafel (331) in eine Ebene vor einen Bildaufnehmer des Kamerasystems; und – Kalibrieren (106) des Kamerasystems basierend auf einem vorbestimmten Algorithmus unter Verwendung der in die Ebene projizierten Kalibriertafel, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriertafel (331) so projiziert wird, dass eine vorgesehene Verbauposition des Kamerasystems (220) nachgestellt wird, bei der es sich um eine projektierte Einbaulage des Kamerasystems (220) in einem Fahrzeug handelt, wobei beim Kalibrieren (106) des Kamerasystems (220) die projektierte Einbaulage des Kamerasystems (220) im Fahrzeug berücksichtigt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems gemäß Anspruch 1 bzw. 14.
  • Für Fahrerassistenzsysteme in Fahrzeugen werden zunehmend Kamerasysteme verbaut, welche die Umgebung vor bzw. hinter einem Fahrzeug erfassen und möglichst genau, d. h. maßstabsgetreu abbilden sollen. Wenn eine Kamera zur Vermessung von Objekten in ihrer Umgebung eingesetzt wird, ist eine möglichst „verzerrungsfreie” Abbildung der Umgebung wichtig. Hierfür wird in der Regel eine Kalibrierung einer Kamera durchgeführt, insbesondere unter Einsatz eines Kameramodells bzw. Abbildungsmodells eines Kamerasystems, das in ein Steuergerät eingebaut sein kann.
  • Um ein solches Modell zu erstellen ist es erforderlich, dass Modellparameter des Kamerasystems bekannt sind. Bei solchen Modellparametern handelt es sich beispielsweise um eine Position, eine Einbaulage oder einen mechanischen oder optischen Aufbau des Kamerasystems. Diese Modellparameter werden in der Regel in einem Kalibriervorgang ermittelt. Bei den Modellparametern wird zwischen extrinsischen und intrinsischen Parametern unterschieden. Extrinsische Parameter sind insbesondere alle Parameter, welche die Einbaulage und Position des Kamerasystems beschreiben. Intrinsische Parameter beschreiben systeminterne Parameter des Abbildungssystems. Der Hauptpunkt des Kamerasystems bzw. eines Steuergerätes, in welches das Kamerasystem integriert ist, ist beispielsweise ein solcher intrinsischer Parameter und stellt ein Zentrum der optischen Abbildung auf den Bildaufnehmer oder Imager der Kamera dar.
  • Es sind verschiedene Verfahren zur Ermittlung der intrinsischen und extrinsischen Parameter eines Kameramodells bekannt. Beispielsweise sei auf ”An Efficient and Accurate Camera Calibration Technique for 3D Machine Vision”, Roger Y. Tsai, Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Miami Beach, FL, 1986, pages 364–374 (im Folgenden kurz als Tsai bezeichnet) verwiesen.
  • Bei den bekannten Verfahren können verschiedenste Kalibriermuster verwendet werden. Ferner kann bei den bekannten Verfahren die Ermittlung der intrinsischen und extrinsischen Parameter des Kameramodells durch unbekannte Einflussgrößen, die sich beispielsweise aus Toleranzen des Kamerasystems oder des Steuergerätes ergeben, und damit auch die Kalibrierung gestört werden.
  • Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Kalibrieren von Kamerasystemen sind aus den nachfolgend erläuterten Schriften bekannt:
    Aus der DE 10 2005 061 931 A1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung einer optischen Einrichtung bekannt, welche eine Vielzahl von strahlungsaussendenden und/oder strahlungsempfangenden Bildpunkten umfasst. Hier wird zur Kalibrierung im Wesentlichen nur ein Bilderzeuger mit einer Vielzahl von strahlungsaussendenden Messpunkten benötigt. Durch die Berechnung von Sichtstrahlen für jeden Bildpunkt wird eine einfache Beschreibung einer beliebigen Kameraoptik geschaffen, wobei gänzlich auf Modellannahmen verzichtet wird. Vielmehr wird jedem Bildpunkt der kalibrierten optischen Einrichtung ein Sichtstrahl zugeordnet, so dass bei einer nachfolgenden Messung mit dem kalibrierten System beispielsweise durch Verschneiden von Sichtstrahlen Positionen von Objekten im Raum bestimmt werden können.
  • Aus der DE 102 29 336 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung wenigstens eines Bildsensorsystems, das sich vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug befindet, mittels wenigstens eines Kalibrierobjektes bekannt. Das wenigstens eine Bildsensorsystem nimmt wenigstens einen Teil des wenigstens einen Kalibrierobjektes auf, und das aufgenommene Kalibrierobjekt wird zur Kalibrierung verwendet. Durch die Verwendung eines Wertes, der die Lage und/oder die Ausrichtung des wenigstens einen Kalibrierobjektes und des wenigstens einen Bildsensorsystems zueinander repräsentiert, kann die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht werden.
  • Die DE 10 2005 035 678 A1 stellt eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer Kamera vor, die im Sichtbereich der Kamera mit einem Kalibriermuster versehen und an einer vorgegebenen Position angeordnet ist. Das Kalibriermuster umfasst mehrere Referenzmarken und zumindest eine Orientierungsmarke. Der Kontrastübergang der Orientierungsmarke ist im Vergleich zu dem der Referenzmarken invertiert.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 14 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass bei der Kalibrierung des Kamerasystems eine spätere Einbauposition des Kamerasystems berücksichtigt wird. Dies ermöglicht, dass bei der Kalibrierung und insbesondere auch zur Bestimmung des Hauptpunktes des Kamerasystems Einflussgrößen aufgrund der Einbauposition mit berücksichtigt werden können, wodurch die Kalibrierung bzw. Hauptpunktbestimmung und damit auch die Abbildungsgenauigkeit des Kamerasystems verbessert werden kann. Wird beispielsweise die Hauptpunktbestimmung in der späteren Verbauposition durchgeführt, so können auch Einflüsse der durch die spätere Verbauposition geänderten optischen Abbildung mit berücksichtigt werden. Somit ermöglicht das Anordnen des Kamerasystems, entsprechend der vorgesehenen Einbauposition, das Erfassen nahezu aller Einflüsse, welche durch die Einbaulage der Kamera entstehen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems, umfassend:
    • – Anordnen des Kamerasystems in einer Kalibrierposition;
    • – Projizieren einer Kalibriertafel in eine Ebene vor einen Bildaufnehmer des Kamerasystems; und
    • – Kalibrieren des Kamerasystems basierend auf einem vorbestimmten Algorithmus unter Verwendung der in die Ebene projizierten Kalibriertafel.
    Erfindungsgemäß wird die Kalibriertafel so projiziert, dass eine vorgesehene Verbauposition des Kamerasystems nachgestellt wird, bei der es sich um eine projektierte Einbaulage des Kamerasystems in einem Fahrzeug handelt, wobei beim Kalibrieren des Kamerasystems die projektierte Einbaulage des Kamerasystems im Fahrzeug berücksichtigt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Kalibriertafel in eine Ebene projiziert werden, die in einem vorbestimmten Winkel zur optischen Achse des Kamerasystems ausgerichtet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Ebene senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet sein. Die Ausrichtung des projizierten Kalibriermusters senkrecht zur optischen Achse ermöglicht eine sehr einfache Ausrichtung des projizierten Kalibriermusters.
  • Ferner kann die Ebene gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens in einem Abstand von etwa 0,5 m bis etwa 2 m zu dem Bildaufnehmer des Kamerasystems angeordnet sein. Bei diesem Abstand des Kalibriermusters von dem Kamerasystem lassen sich gute Kalibrierergebnisse erzielen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Ebene in einem Abstand von etwa 1 m zu einem Bildaufnehmer des Kamerasystems angeordnet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann der vorbestimmte Algorithmus ein Bestimmen mindestens eines extrinsischen Parameters des Kamerasystems ermöglichen. Vorteilhafterweise können für den vorbestimmten Algorithmus bereits bekannte und verwendete Algorithmen, wie der von Tsai beschriebene, eingesetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann der Schritt des Kalibrierens ein Bereitstellen mindestens eines angenommenen intrinsischen Parameter des Kamerasystems an den vorbestimmten Algorithmus umfassen und kann der vorbestimmte Algorithmus ausgebildet sein, um den mindestens einen extrinsischen Parameter basierend auf dem mindestens einen angenommenen intrinsischen Parameter zu bestimmen. Durch die Verwendung angenommener intrinsischer Parameter kann die Bestimmung extrinsischer Parameter verbessert werden.
  • Der Schritt des Kalibrierens kann ferner gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ein Variieren des mindestens einen angenommenen intrinsischen Parameters umfassen und der vorbestimmte Algorithmus kann ausgebildet sein, um den mindestens einen extrinsischen Parameter basierend auf unterschiedlichen Werten des mindestens einen angenommenen intrinsischen Parameters zu bestimmen. Durch das Variieren der Werte für die angenommenen intrinsischen Parameter kann die Bestimmung extrinsischer Parameter weiter verbessert werden.
  • Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der mindestens eine angenommene intrinsische Parameter ein angenommener Hauptpunkt des Kamerasystems sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann der vorbestimmte Algorithmus ein Bestimmen mindestens eines intrinsischen Parameters des Kamerasystems ermöglichen. Dies ermöglicht die Berücksichtigung interner Parameter des Kamerasystems.
  • Der mindestens eine intrinsische Parameter kann gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens basierend auf einem extrinsischen Abbildungsmodell des Kamerasystems bestimmt werden. Dadurch kann ein mit bekannten Algorithmen erstelltes Abbildungsmodell vorteilhafterweise zur weiteren Kalibrierung des Kamerasystems verwendet werden.
  • Mindestens ein intrinsischer Parameter kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens basierend auf einem Vergleich einer simulierten Abbildung der Kalibriertafel mit einer realen Abbildung der Kalibriertafel bestimmt werden. Ferner ermöglicht die Bestimmung intrinsischer Parameter basierend auf dem Abbildungsmodell eine Überprüfung des bereits erstellten Abbildungsmodells.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann der mindestens eine intrinsische Parameter ein Hauptpunkt des Kamerasystems sein. Dies ermöglicht die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Hauptpunktes des Kamerasystems.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems, umfassend:
    • – eine Einrichtung zum Anordnen des Kamerasystems in einer Kalibrierposition;
    • – eine Einrichtung zum Projizieren einer Kalibriertafel in eine Ebene vor einen Bildaufnehmer des Kamerasystems, die konfiguriert ist, die Kalibriertafel so zu projizieren, dass eine vorgesehene Verbauposition des Kamerasystems nachgestellt wird, bei der es sich um die projektierte Einbaulage des Kamerasystems in einem Fahrzeug handelt; und
    • – eine Einrichtung zum Kalibrieren des Kamerasystems basierend auf einem vorbestimmten Algorithmus unter Verwendung der in die Ebene projizierten Kalibriertafel, die konfiguriert ist, beim Kalibrieren des Kamerasystems die projektierte Einbaulage des Kamerasystems im Fahrzeug zu berücksichtigen.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
  • Die Zeichnungen zeigen in
  • 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 eine projizierte Kalibriertafel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Im Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die im Folgenden angegebenen absoluten Werte und Maßangaben sind nur beispielhafte Werte und stellen keine Einschränkung der Erfindung auf derartige Dimensionen dar.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Kamerasystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Kalibrieren kann beispielsweise von einer Vorrichtung zum Kalibrieren des Kamerasystems ausgeführt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Kamerasystem kalibriert werden. Insbesondere kann ein Hauptpunkt des Kamerasystems bestimmt werden. Das Verfahren kann auf einem Algorithmus basieren, der extrinsische und intrinsische Parameter des Kamerasystems verwendet. Beispielsweise kann der von Tsai beschriebene Algorithmus für das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren eingesetzt werden.
  • Extrinsische Parameter sind alle Parameter welche die Einbaulage und Position des Kamerasystems beschreiben. Beispielsweise betreffend die extrinsischen Kalibrierparameter einen Einbau der Kamera in einem Steuergerät bzw. in einem Kraftfahrzeug (Kfz). Intrinsische Parameter beschreiben systeminterne Parameter des Abbildungssystems oder Kamerasystems. Beispielsweise betreffen intrinsische Parameter die Lage eines Bildaufnehmers oder Imager im Kamerasystem oder Steuergerät selbst. Die Lage des Bildaufnehmers wird durch die Lage einer optischen Achse zum Bildaufnehmer, also beispielsweise mittig bzw. mit einem Winkel zwischen optischer Achse und Bildaufnehmer von 90°, bestimmt. Der Hauptpunkt des Kamerasystems ist ein solcher intrinsischer Parameter und stellt das Zentrum einer optischen Abbildung auf dem Bildaufnehmer dar. Eine Position des Hauptpunktes kann bezüglich eines von einer Algorithmik angenommenen Zentrums ausgedrückt werden. Im Idealfall stellt der Hauptpunkt den Durchstoßpunkt der optischen Achse des Kamerasystems durch die Bilderaufnehmerfläche dar. Real enthält die Position des Hauptpunktes zusätzliche mechanische oder optische Toleranzen des Kamerasystems. Bei solchen Toleranzen kann es sich um eine zusätzliche Verkippung der optischen Achse oder um eine inhomogene Verzeichnung der optischen Abbildung handeln.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens zum Kalibrieren erfolgt ein Anordnen 102 des Kamerasystems in einer Kalibrierposition. Bei der Kalibrierposition kann es sich um jede zur Kalibrierung des Kamerasystems geeignete Position handeln.
  • In einem nächsten Schritt erfolgt ein Projizieren 104 einer Kalibriertafel in eine Ebene vor einen Bildaufnehmer des Kamerasystems. Die Kalibriertafel wird hierbei an eine Position projiziert, an der sie von dem Bildaufnehmer des Kamerasystems erfasst werden kann. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kalibrieren wird die Kalibriertafel so vor das Kamerasystem projiziert, dass eine vorgesehene Verbauposition des Kamerasystems nachgestellt wird. Bei der vorgesehenen Verbauposition kann es sich um die projektierte Einbaulage des Kamerasystems handeln. Ist das Kamerasystem beispielsweise zum Einsatz in einem Kfz gedacht, so kann es sich bei der vorgesehenen Verbauposition um die Ausrichtung des Kamerasystems in dem Kfz handeln. Bei der Kalibriertafel kann es sich um ein beliebiges Kalibriermuster handeln, das von dem Bildaufnehmer erfassbar und zur Kalibrierung des Kamerasystems geeignete ist.
  • Die Kalibriertafel wird in eine Ebene projiziert, die in einem vorbestimmten Winkel zur optischen Achse des Kamerasystems ausgerichtet ist. Das Projizieren der Kalibriertafel kann mit jedem geeigneten Verfahren oder jeder geeigneten Einrichtung erfolgen. Der vorbestimmte Winkel kann 90° oder annähernd 90° betragen. Alternativ kann der vorbestimmte Winkel jeden anderen geeigneten Wert aufweisen. Die Ebene kann in jedem geeigneten Abstand von dem Kamerasystem angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ebene in einer Entfernung angeordnet sein, in der sich während eines späteren Einsatzes der Kamera typischerweise zu erfassende Gegenstände befinden.
  • In einem nächsten Schritt erfolgt ein Kalibrieren 106 des Kamerasystems basierend auf einem vorbestimmten Algorithmus. Der vorbestimmte Algorithmus ist ausgebildet, um extrinsische und/oder intrinsischer Parameter des Kamerasystems zu berechnen. Dabei kann der Algorithmus Daten eines von dem Bildaufnehmer aufgenommenen Abbilds der projizierten Kalibriertafel verwenden. Der Schritt des Kalibrierens 106 bzw. Ausführens des Algorithmus kann von einer geeigneten Einrichtung, die Teil des Kamerasystems oder Teil der Vorrichtung zum Kalibrieren ist, durchgeführt werden.
  • Das Verfahren zum Kalibrieren kann als Ergebnis den Hauptpunkt des Kamerasystems, weitere Parameter des Kamerasystems, ein Kameramodell oder weitere Kalibrierparameter bereitstellen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Kalibrieraufbaus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 2 gezeigte Anordnung zeigt ein Kamerasystem 220, eine nominale Hauptachse oder optische Achse 222 des Kamerasystems 220 und eine projizierte Kalibriertafel 230. Bei der projizierten Kalibriertafel 230 kann es sich um ein Kalibrierpattern oder ein Testbild handeln. Ein Winkel 232 zwischen der optischen Achse 222 und der projizierten Kalibriertafel 230 beträgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel 90°. Ferner zeigt 2 einen Referenzpunkt 234, der einen Schnittpunkt der optischen Achse 222 mit der projizierten Kalibriertafel 230 definiert.
  • 2 zeigt auch eine Nominalposition eines Kamera-Chips in dem Kamerasystem 220. Die Nominalposition kann in einem x-, y-, z-Koordinatensystem angegeben werden. Das Kamerasystem kann eine Länge L aufweisen und ist kann in einer Entfernung H von der projizierten Kalibriertafel angeordnet sein.
  • Der Messaufbau kann einer späteren Einbaulage des Kamerasystems 220 entsprechen. Beispielsweise kann es sich um die Position der in einem Fahrzeug eingebauten Kamera handeln. Auf diese Weise entsteht eine während des Kalibriervorganges entstehende optische Abbildung unter denselben Voraussetzungen wie eine Abbildung in der späteren Einbaulage. Somit kann eine Berücksichtigung der Einbauposition, beispielsweise bei einer Hauptpunktbestimmung, während der Fertigung des Kamerasystems 220 vorgenommen werden.
  • Im Gegensatz zu einer Kalibrierung des Kamerasystems 220 in einem verbauten Zustand, bei der die extrinsischen Parameter bestimmt werden, sind gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Abmessungen des Messaufbaus zur Bestimmung des Hauptpunktes und die Ausrichtung der Kalibriertafel und des Kamerasystems 220 sehr genau bekannt. Diese bekannten Parameter können bei der Kalibrierung eingesetzt werden. Beispielsweise indem sie dem vorbestimmten Algorithmus bereitgestellt werden.
  • Der gezeigte Messaufbau zur Hauptpunktbestimmung ist einfach zu justieren, da das Kamerasystem 220 senkrecht auf das Kalibriermuster in Form der projizierten Kalibriertafel 230 ausgerichtet werden kann. Die Verbauposition des Kamerasystems 220 kann durch eine Projektion des Kalibriermusters in die Ebene senkrecht zur optischen Achse erreicht werden.
  • Die intrinsischen Parameter können mit Hilfe eines extrinsischen Abbildungsmodells des Kamerasystems bestimmt werden. Beispielsweise können die intrinsischen Parameter durch einen Vergleich einer simulierten Abbildung mit einer realen Abbildung bestimmt werden. Dazu kann eine Fehlerminimierung durchgeführt werden, um die intrinsischen Parameter zu bestimmen. Bei der realen Abbildung kann es sich um eine von dem Kamerasystem aufgenommene Abbildung der Kalibriertafel handeln. Bei der simulierten Abbildung kann es sich um eine berechnete Abbildung der Kalibriertafel handeln, die mit Hilfe des Abbildungsmodells des Kamerasystems berechnet wurde.
  • 3 zeigt eine Prinzipskizze eines Kalibrieraufbaus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Gezeigt ist eine Kalibriertafel 331, eine in eine Ebene projizierte Kalibriertafel 230 und der Ursprung eines Koordinatensystems. Das Kamerasystem kann in dem Ursprung des Koordinatensystems angeordnet sein. Wie in 3 angedeutet kann die Kalibriertafel 331 durch eine Projektion ”Kalibrierboard-Tafel” auf die projizierte Kalibriertafel 230 abgebildet werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt die projizierte Kalibriertafel 230 in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse des Kamerasystems. Die projizierte Kalibriertafel 230 ist in einem vorbestimmten Abstand ”Tafel-ECU” (Electronic Control Unit; hier ist die Kamera in einem Steuergerät ECU eingebaut) von dem Ursprung des Koordinatensystems angeordnet. Die Kalibriertafel 331 ist in einem Abstand ”Tafel-Kamerasystem” von dem Kamerasystem angeordnet. Ferner zeigt 3 eine Höhe des Kamerasystems, einen Durchstoßpunkt der optischen Achse durch die Kalibriertafel und eine Höhe der Patternmitte des Kalibrierpatterns.
  • Um mit dem in 2 gezeigten Aufbau die reale Einbauposition darstellen zu können, kann das Kalibrierpattern in Form der Kalibriertafel 331 in eine Ebene senkrecht zur optischen Achse projiziert werden. Der Abstand kann beispielsweise einen Meter betragen. Dies ermöglicht eine sehr einfache Ausrichtung des Kalibriermusters bei gleichzeitiger Beibehaltung der realen Verhältnisse bei einem späteren Verbau des Kamerasystems. Mit anderen Worten ist der Aufbau zur Hauptpunktbestimmung einfach zu justieren, da das Kamerasystem senkrecht auf das Kalibriermuster ausgerichtet werden kann. Die Verbauposition des Kamerasystems kann durch eine Projektion des Kalibriermusters in die Ebene senkrecht zur optischen Achse erreicht werden.
  • 4 zeigt ein Kalibrierpattern in Form einer projizierten Kalibriertafel 230 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Durch die in 3 gezeigte Projektion wird die Kalibriertafel unter dem Verbauwinkel des Kamerasystems projiziert. Durch diese Projektion lässt sich das in 4 gezeigte Kalibrierpattern 230 erhalten. Das Kalibrierpattern 230 kann in dem in 2 gezeigten Messaufbau vor dem Steuergerät ausgerichtet werden. Die in 4 gezeigte projizierte Kalibriertafel 230 weist eine Mehrzahl von runden Löchern sowie Schlitzen auf. Alternativ kann die projizierte Kalibriertafel 230 ein beliebiges anderes Muster aufweisen, das zur Kalibrierung des Kamerasystems und zur Bestimmung des Hauptpunktes des Kamerasystems geeignet ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 102
    Anordnen des Kamerasystems
    104
    Projizieren einer Kalibriertafel
    106
    Kalibrieren des Kamerasystems
    220
    Kamerasystem
    222
    optische Achse
    230
    projizierte Kalibriertafel
    232
    Winkel
    234
    Referenzpunkt
    331
    Kalibriertafel

Claims (14)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines Kamerasystems (220), umfassend: – Anordnen (102) des Kamerasystems in einer Kalibrierposition; – Projizieren (104) einer Kalibriertafel (331) in eine Ebene vor einen Bildaufnehmer des Kamerasystems; und – Kalibrieren (106) des Kamerasystems basierend auf einem vorbestimmten Algorithmus unter Verwendung der in die Ebene projizierten Kalibriertafel, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriertafel (331) so projiziert wird, dass eine vorgesehene Verbauposition des Kamerasystems (220) nachgestellt wird, bei der es sich um eine projektierte Einbaulage des Kamerasystems (220) in einem Fahrzeug handelt, wobei beim Kalibrieren (106) des Kamerasystems (220) die projektierte Einbaulage des Kamerasystems (220) im Fahrzeug berücksichtigt wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriertafel in eine Ebene projiziert wird, die in einem vorbestimmten Winkel zur optischen Achse des Kamerasystems (220) ausgerichtet ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet ist.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene in einem Abstand von 0,5 m bis 2 m zu dem Bildaufnehmer des Kamerasystems (220) angeordnet ist.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene in einem Abstand von 1 m zu einem Bildaufnehmer des Kamerasystems (220) angeordnet ist.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Algorithmus ein Bestimmen mindestens eines extrinsischen Parameters des Kamerasystems (220) ermöglicht.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Kalibrierens (106) ein Bereitstellen mindestens eines angenommenen intrinsischen Parameters des Kamerasystems (220) an den vorbestimmten Algorithmus umfasst und wobei der vorbestimmte Algorithmus ausgebildet ist, um den mindestens einen extrinsischen Parameter basierend auf dem mindestens einen angenommenen intrinsischen Parameter zu bestimmen.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Kalibrierens (106) ein Variieren des mindestens einen angenommenen intrinsischen Parameters umfasst und wobei der vorbestimmte Algorithmus ausgebildet ist, um den mindestens einen extrinsischen Parameter basierend auf unterschiedlichen Werten des mindestens einen angenommenen intrinsischen Parameters zu bestimmen.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine angenommene intrinsische Parameter ein angenommener Hauptpunkt des Kamerasystems (220) ist.
  10. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Algorithmus ein Bestimmen mindestens eines intrinsischen Parameters des Kamerasystems (220) ermöglicht.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine intrinsische Parameter basierend auf einem extrinsischen Abbildungsmodell des Kamerasystems (220) bestimmt wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine intrinsische Parameter basierend auf einem Vergleich einer simulierten Abbildung der Kalibriertafel mit einer realen Abbildung der Kalibriertafel bestimmt wird.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine intrinsische Parameter ein Hauptpunkt des Kamerasystems (220) ist.
  14. Vorrichtung zum Kalibrieren eines Kamerasystems (220), umfassend: – eine Einrichtung zum Anordnen des Kamerasystems in einer Kalibrierposition; – eine Einrichtung zum Projizieren einer Kalibriertafel (230) in eine Ebene vor einen Bildaufnehmer des Kamerasystems, die konfiguriert ist, die Kalibriertafel (331) so zu projizieren, dass eine vorgesehene Verbauposition des Kamerasystems (220) nachgestellt wird, bei der es sich um die projektierte Einbaulage des Kamerasystems (220) in einem Fahrzeug handelt; und – eine Einrichtung zum Kalibrieren des Kamerasystems basierend auf einem vorbestimmten Algorithmus unter Verwendung der in die Ebene projizierten Kalibriertafel, die konfiguriert ist, beim Kalibrieren des Kamerasystems (220) die projektierte Einbaulage des Kamerasystems (220) im Fahrzeug zu berücksichtigen.
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