DE102013002375A1 - Method for calibrating camera of motor car in parking aid, involves detecting reference object in image using camera, and processing image, in order to recognize parameter stored in reference pattern of camera - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kalibrierung einer Kamera eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for calibrating a camera of a motor vehicle.
Kameras, beispielsweise Frontkameras, werden zunehmend bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um relevante Informationen im Vorfeld des Kraftfahrzeugs zu erfassen, die an ein oder mehrere elektronische Assistenzsysteme zu Verbesserung der Sicherheit im Straßenverkehr übertragen werden. Dazu zählen beispielsweise Spurhalteassistenten, Bremsassistenten, Fahrlichtassistenten oder dergleichen. Die Frontkamera ist üblicherweise im oberen Bereich der Windschutzscheibe angeordnet und erfasst kontinuierlich Bilder der Umgebung im Vorfeld des Kraftfahrzeugs.Cameras, such as front cameras, are increasingly used in motor vehicles to capture relevant information in advance of the motor vehicle, which are transmitted to one or more electronic assistance systems to improve road safety. These include, for example, lane departure warning systems, brake assistants, driving light assistants or the like. The front camera is usually arranged in the upper region of the windshield and continuously captures images of the surroundings in advance of the motor vehicle.
Bei der Produktion von Kraftfahrzeugen wird die Frontkamera in einem letzten Schritt vor Produktionsende kalibriert. Dazu werden üblicherweise zwei Referenzobjekte (auch Referenzziele oder im englischen Sprachraum „targets” genannt) voneinander beabstandet in einer vorbestimmten Entfernung zur Kamera angeordnet, wobei anschließend Bilder der Kamera aufgezeichnet werden, um den Kalibriervorgang durchzuführen. Für eine funktionierende Kalibrierung werden einige Parameter benötigt, wie zum Beispiel der Abstand der Referenzobjekte zueinander, der Abstand zum Fahrzeug und die Hohe der Referenzobjekte im Vergleich zum Kraftfahrzeug beziehungsweise der Frontkamera. Diese Parameter werden vor dem eigentlichen Kalibriervorgang in die Kamera eingelesen.In the production of motor vehicles, the front camera is calibrated in a final step before the end of production. For this purpose, usually two reference objects (also called reference targets or targets in the English language) are arranged at a distance from each other at a predetermined distance from the camera, wherein subsequently images of the camera are recorded in order to carry out the calibration process. For a functioning calibration, some parameters are needed, such as the distance of the reference objects to each other, the distance to the vehicle and the height of the reference objects in comparison to the motor vehicle or the front camera. These parameters are read into the camera before the actual calibration process.
Aus der
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Kalibrierung einer Kamera eines Kraftfahrzeugs anzugeben, dass eine einfache und zuverlässige Kalibrierung ermöglicht, ohne dabei Parameter vor dem eigentlichen Kalibriervorgang in die Kamera einzulesen.An object of the invention is to provide a method for calibrating a camera of a motor vehicle, which allows a simple and reliable calibration, without reading parameters into the camera before the actual calibration process.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.This object is solved by the features of
Vorgesehen ist demgemäß ein Verfahren zur Kalibrierung einer Kamera eines Kraftfahrzeugs, bei dem folgende Schritte ausgeführt werden:
- – Bereitstellen eines Referenzobjekts vor der Kamera des Kraftfahrzeugs, wobei das Referenzobjekt ein Referenzmuster umfasst;
- – Erfassen des Referenzobjekts mit der Kamera in einem Bild;
- – Verarbeitung des Bildes, um wenigstens einen Parameter der Kamera zu erkennen, der im Referenzmuster hinterlegt ist; und
- – Speichern des Parameters.
- - Providing a reference object in front of the camera of the motor vehicle, wherein the reference object comprises a reference pattern;
- - Capturing the reference object with the camera in an image;
- Processing the image to detect at least one parameter of the camera deposited in the reference pattern; and
- - Save the parameter.
Demgemäß ist es möglich, ohne das vorherige Einlesen von Kalibrierungsdaten einen Parameter für die Kamera zur Verfügung zu stellen, der dann für die zukünftige Verwendung nach abgeschlossener Produktion abgespeichert wird. Demgemäß kann die Kalibrierung der Kamera in vielen Produktionsstätten gleich ablaufen, da werksspezifische Kalibrierungsdaten nunmehr in dem Referenzmuster hinterlegt sind, ohne dass dabei eine Vielzahl von unterschiedlichen Dateien bereitgehalten werden muss. Dadurch wird die Kalibrierung der Kamera vereinfacht und somit eine Kostensenkung erreicht. Als Kamera können sowohl Frontkameras, wie sie bei Fahrzeugassistenten Verwendung finden, oder Heckkameras einer Einparkhilfe eingesetzt werden.Accordingly, it is possible to provide a parameter for the camera without the prior reading of calibration data, which is then stored for future use after completion of production. Accordingly, the calibration of the camera in many production facilities can proceed in the same way since factory-specific calibration data are now stored in the reference pattern without having to provide a large number of different files. This simplifies calibration of the camera and thus reduces costs. As a camera, both front cameras, such as those used in vehicle assistants, or rear cameras of a parking aid can be used.
In einer Ausführungsform ist eine Höhe der Kamera in dem Kraftfahrzeug, ein Abstand zu einer Frontachse des Kraftfahrzeugs oder ein Kalibrierwert des Referenzobjekts als Parameter hinterlegt.In one embodiment, a height of the camera in the motor vehicle, a distance to a front axle of the motor vehicle or a calibration value of the reference object is stored as a parameter.
Diese Parameter stellen typische Kalibrierungsdaten dar, die sowohl für das Fahrzeug als auch für die Produktionsstätten individuell sind.These parameters represent typical calibration data that is unique to both the vehicle and the manufacturing facilities.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzmuster als Textfeld ausgebildet.In a further embodiment, the reference pattern is designed as a text field.
Ein Textfeld ist eine einfache Möglichkeit, einen Parameter für die Kalibrierung der Kamera im Referenzmuster zu hinterlegen. Die Bestimmung des Parameters kann mit einer geeigneten Bilderkennungssoftware durchgeführt werden.A text box is an easy way to set a parameter for calibrating the camera in the reference pattern. The determination of the parameter can be carried out with a suitable image recognition software.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Textfeld eine Kennzeichnung des Parameters und einen Wert des Parameters.In another embodiment, the text field includes an identifier of the parameter and a value of the parameter.
Somit ist es möglich, den Parameter zu bestimmen und ihm einen Wert zuzuweisen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mehrere Parameter in dem Referenzmuster auf dem Referenzobjekt hinterlegt sind.Thus, it is possible to determine the parameter and assign a value to it. This is particularly advantageous if several Parameters in the reference pattern are stored on the reference object.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzmuster als Symbol ausgebildet.In a further embodiment, the reference pattern is formed as a symbol.
Ein Symbol stellt eine weitere Möglichkeit dar, einen Parameter für die Kalibrierung der Kamera im Referenzmuster zu hinterlegen. Die Bestimmung des Parameters kann mit einer geeigneten Bilderkennungssoftware durchgeführt werden.A symbol represents another possibility to deposit a parameter for the calibration of the camera in the reference pattern. The determination of the parameter can be carried out with a suitable image recognition software.
In einer weiteren Ausführungsform repräsentieren die Form des Symbols eine Kennzeichnung des Parameters und die Größe des Symbols eine Wert des Parameters.In a further embodiment, the shape of the symbol represents an identification of the parameter and the size of the symbol represents a value of the parameter.
Somit ist es möglich, den Parameter über die Form des Symbols zu bestimmen und ihm über die Größe des Symbols, beispielsweise die Fläche, einen Wert zuzuweisen.Thus, it is possible to determine the parameter via the shape of the symbol and to assign a value to it via the size of the symbol, for example the area.
In einer weiteren Ausführungsform ist Referenzmuster als Zeichen mit einem Textfeld ausgebildet.In another embodiment, reference pattern is formed as a character with a text field.
Diese Ausführungsform kombiniert ein Textfeld mit einem Symbol.This embodiment combines a text box with a symbol.
In einer weiteren Ausführungsform repräsentieren das Zeichen oder die Position des Zeichens einer Kennzeichnung des Parameters und das Textfeld einen Wert des Parameters.In a further embodiment, the character or position of the character represents an identification of the parameter and the text field represents a value of the parameter.
Somit ist es möglich, den Parameter über die Form oder Anordnung des Symbols zu bestimmen und ihm über das Textfeld, beispielsweise eine Ziffernfolge, einen Wert zuzuweisen. Die Bestimmung des Parameters kann wiederum mit einer geeigneten Bilderkennungssoftware durchgeführt werden.Thus, it is possible to determine the parameter via the shape or arrangement of the symbol and to assign a value to it via the text field, for example a number sequence. The determination of the parameter can in turn be carried out with a suitable image recognition software.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzmuster als Strichcode ausgebildet.In a further embodiment, the reference pattern is designed as a bar code.
Ein Strichcode stellt eine weitere Möglichkeit dar, einen Parameter für die Kalibrierung der Kamera im Referenzmuster zu hinterlegen. Die Bestimmung des Parameters kann wiederum mit einer geeigneten Bilderkennungssoftware durchgeführt werden.A barcode is another way of storing a parameter for calibrating the camera in the reference pattern. The determination of the parameter can in turn be carried out with a suitable image recognition software.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Parameter in der Kamera oder in einer Steuereinheit der Kamera nicht-flüchtig abgespeichert.In a further embodiment, the parameter is stored non-volatile in the camera or in a control unit of the camera.
Um die Kalibrierung auch nach Abschluss des Verfahrens wirksam zu halten, kann der mit dem Verfahren bestimmte Parameter abgespeichert werden, beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicherchip (Flash-Speicher) auf der Kamera oder der der Kamera zugeordneten Steuereinheit.In order to keep the calibration effective even after the procedure has been completed, the parameter determined by the method can be stored, for example in a non-volatile memory chip (flash memory) on the camera or the control unit assigned to the camera.
Das beschriebene Verfahren sowie die vorteilhaften Ausgestaltungen können in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einer Steuereinheit für eine Kamera, vorgesehen sein.The described method and the advantageous embodiments can be provided in a motor vehicle, in particular in a control unit for a camera.
Die Steuereinheit kann eine mit einem Speichersystem und einem Bussystem datenverbundene digitale Mikroprozessoreinheit (CPU), einen Arbeitsspeicher (RAM) sowie ein Speichermittel besitzen. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen, auf dem ein entsprechendes Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie der vorteilhaften Ausgestaltungen gespeichert ist. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit die Kamera steuern kann.The control unit may have a digital microprocessor unit (CPU) data-connected to a memory system and a bus system, a random access memory (RAM) and a memory means. The CPU is adapted to execute instructions executed as a program stored in a memory system, to detect input signals from the data bus, and to output signals to the data bus. The storage system may have various storage media such as optical, magnetic, solid state and other non-volatile media on which a corresponding computer program for carrying out the method and the advantageous embodiments is stored. The program may be arranged to be capable of embodying the methods described herein so that the CPU may perform the steps of such methods and thereby control the camera.
Zur Durchführung eines Verfahrens geeignet ist ein Computerprogramm, welches Programmcode-Mittel aufweist, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.Suitable for performing a method is a computer program having program code means for performing all the steps of any one of the claims when the program is run on a computer.
Das Computerprogramm kann mit einfachen Mitteln in bereits bestehende Steuereinheiten eingelesen und verwendet werden, um eine Kalibrierung einer Fronkamera zu regeln.The computer program can be easily read into existing control units and used to regulate a calibration of a front camera.
Hierfür vorgesehen ist ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann als auch Nachrüstoption in Steuereinheiten integriert werden.Provided for this purpose is a computer program product with program code means, which are stored on a computer-readable data carrier in order to carry out the method according to any of the claims, when the program product is executed on a computer. The computer program product can be integrated as a retrofit option in control units.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Apparat zur Kalibrierung einer Kamera eines Kraftfahrzeugs, umfassend:
- a) Mittel zum Bereitstellen eines Referenzobjekts vor der Kamera des Kraftfahrzeugs, wobei das Referenzobjekt ein Referenzmuster umfasst;
- b) Mittel zum Erfassen des Referenzobjekts mit der Kamera in einem Bild;
- c) Mittel zum Verarbeitung des Bildes, um wenigstens einen Parameter der Kamera zu erkennen, der im Referenzmuster hinterlegt ist; und
- d) Mittel zum Speichern des Parameters.
- a) means for providing a reference object in front of the camera of the motor vehicle, wherein the reference object comprises a reference pattern;
- b) means for capturing the reference object with the camera in an image;
- c) means for processing the image to detect at least one parameter of the camera deposited in the reference pattern; and
- d) means for storing the parameter.
In einer Ausführungsform des Apparats ist eine Höhe der Kamera in dem Kraftfahrzeug, ein Abstand zu einer Frontachse des Kraftfahrzeugs oder ein Kalibrierwert des Referenzobjekts als Parameter hinterlegt.In one embodiment of the apparatus is a height of the camera in the motor vehicle, a Distance to a front axle of the motor vehicle or a calibration value of the reference object stored as a parameter.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats ist das Referenzmuster als Textfeld ausgebildet.In a further embodiment of the apparatus, the reference pattern is designed as a text field.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats umfasst das Textfeld eine Kennzeichnung des Parameters und einen Wert des Parameters.In a further embodiment of the apparatus, the text field comprises an identification of the parameter and a value of the parameter.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats ist das Referenzmuster als Symbol ausgebildet.In a further embodiment of the apparatus, the reference pattern is formed as a symbol.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats repräsentieren die Form des Symbols eine Kennzeichnung des Parameters und die Große des Symbols eine Wert des Parameters.In a further embodiment of the apparatus, the shape of the symbol represents an identification of the parameter and the size of the symbol represents a value of the parameter.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats ist Referenzmuster als Zeichen mit einem Textfeld ausgebildet.In a further embodiment of the apparatus reference pattern is formed as a character with a text field.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats repräsentieren das Zeichen oder die Position des Zeichens einer Kennzeichnung des Parameters und das Textfeld einen Wert des Parameters.In a further embodiment of the apparatus, the character or position of the character represents an identification of the parameter and the text field represents a value of the parameter.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats ist das Referenzmuster als Strichcode ausgebildet.In a further embodiment of the apparatus, the reference pattern is formed as a bar code.
In einer weiteren Ausführungsform des Apparats wird der Parameter in der Kamera oder in einer Steuereinheit der Kamera nicht-flüchtig abgespeichert.In a further embodiment of the apparatus, the parameter is stored non-volatile in the camera or in a control unit of the camera.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Some embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical components are provided with the same reference numerals.
In
Die Kamera
Ausführungsbeispiele des Referenzobjekts
Wie in
Das Referenzmuster
Darüber hinaus weist das Referenzmuster
Das aufgenommene Bild der Kamera
Es versteht sich von selbst, dass die in
In
Das erste Symbol
In
In
In
In Schritt
Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.Although some possible embodiments of the invention have been disclosed in the foregoing description, it is to be understood that numerous other variants of embodiments exist through the possibility of combining all of the cited and further all of the obvious technical features and embodiments. It is further understood that the embodiments are to be understood as examples only, which in no way limit the scope, applicability and configuration. Rather, the foregoing description would suggest a suitable way for the skilled person to realize at least one exemplary embodiment. It should be understood that in an exemplary embodiment, numerous changes in the function and arrangement of the elements may be made without departing from the scope and equivalents disclosed in the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Höheheight
- 33
- Referenzobjektreference object
- 44
- Kameracamera
- 55
- Abstanddistance
- 66
- Frontachsefront axle
- 77
- Verbindungconnection
- 88th
- Steuereinheitcontrol unit
- 99
- rechtes Targetright target
- 1010
- linkes Targetleft target
- 1111
- Referenzmusterreference pattern
- 1212
- erstes Textfeldfirst text field
- 12'12 '
- erstes Textfeldfirst text field
- 12''12 ''
- erstes Textfeldfirst text field
- 1313
- zweites Textfeldsecond text field
- 13'13 '
- zweites Textfeldsecond text field
- 13''13 ''
- zweites Textfeldsecond text field
- 1414
- erstes Symbolfirst symbol
- 1515
- zweites Symbolsecond symbol
- 1616
- drittes Symbolthird icon
- 17, 18, 1917, 18, 19
- Zeichencharacter
- 20, 21, 2220, 21, 22
- weitere Textfelderadditional text fields
- 2323
- Strichcodebarcode
- 100–106100-106
- Schrittesteps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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