專利名稱：攝像頭外部參數(shù)校正方法、裝置及輔助泊車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及攝像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像頭外部參數(shù)校正方法、裝置及輔助泊車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著汽車數(shù)量的不斷增加，日漸擁堵的道路環(huán)境給駕駛員帶來越來越多的不便。駕駛員在泊車時(shí)，會受到視野和車位狹小等客觀條件的限制，極易發(fā)生擦碰事故，進(jìn)而帶來不必要的損失。目前，各種輔助泊車系統(tǒng)中，可視化的全景輔助泊車系統(tǒng)能夠提供車身周圍實(shí)時(shí)的俯視圖像，而且其提供的全景圖像消除了車身周圍的視野盲區(qū)，能給駕駛員泊車提供有效的輔助。汽車上使用的全景輔助泊車系統(tǒng)一般采用多個(gè)廣角攝像頭，并且分別設(shè)置在車身周圍，分別采集車身周圍一定范圍內(nèi)的圖像。系統(tǒng)對各個(gè)攝像頭采集到的圖像進(jìn)行處理，并且拼接成一幅車周的鳥瞰圖。由于攝像頭在安裝時(shí)會有一定的安裝誤差，導(dǎo)致并不能拼接出鳥瞰圖，因此，需要在安裝的同時(shí)對攝像頭的外部參數(shù)進(jìn)行校正?，F(xiàn)有的攝像頭外部參數(shù)校正嚴(yán)格依賴于基于車身幾何邊界構(gòu)建的世界坐標(biāo)系，世界坐標(biāo)系包括以車身某一端點(diǎn)作為原點(diǎn)，基于右手螺旋法則建立有相互垂直的X軸、y軸及z軸,攝像頭外部參數(shù)與世界坐標(biāo)系對應(yīng),其主要包括X軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、y軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、z軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、X軸平移參數(shù)、y軸平移參數(shù)及z軸平移參數(shù)等，而調(diào)試模板需要嚴(yán)格依照車身的幾何邊界大面積鋪設(shè)，如圖1所 示，調(diào)試模板一般采用2-4塊不同規(guī)格黑白格子相間的矩形布101，矩形布101的邊需要與車身邊界對齊(如圖1中矩形布邊a與車身邊界b、矩形布邊c與車身邊界d等所示)，系統(tǒng)內(nèi)部存儲有與矩形布101對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖像，系統(tǒng)從攝像頭拍攝的源圖像中提取模板圖像之后，可將標(biāo)準(zhǔn)圖像與模板圖像進(jìn)行對比，根據(jù)對比所得圖像差值調(diào)整攝像頭的外部參數(shù)，使最終獲得的模板圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像近似，進(jìn)而完成攝像頭外部參數(shù)校正。但是，由于調(diào)試模板的鋪設(shè)條件較嚴(yán)格，在進(jìn)行輔助泊車系統(tǒng)攝像頭外部參數(shù)校正時(shí)，需要對停好的每一輛車都嚴(yán)格進(jìn)行調(diào)試模板的鋪設(shè)，極大地降低了攝像頭外部參數(shù)校正的效率，尤其是在輔助泊車系統(tǒng)大批量安裝時(shí)，安裝效率會因此受到很大程度的制約。

發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┮环N攝像頭外部參數(shù)校正方法、裝置及輔助泊車系統(tǒng)，以簡化調(diào)試模板的鋪設(shè)條件，提高攝像頭外部參數(shù)校正效率。根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N攝像頭外部參數(shù)校正方法，包括:獲得具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭及待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的調(diào)試模板分別拍攝的第一源圖像及第二源圖像；從所述第一源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像；以與所述調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像及第二模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像及第二擬合圖像；分別獲得所述第一擬合圖像及第二擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)及第二組尺寸參數(shù)；由所述第一組尺寸參數(shù)與第二組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和；以所述參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。根據(jù)本申請的第二方面，本申請?zhí)峁┮环N攝像頭外部參數(shù)校正方法，包括:獲得具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭對展開的第一調(diào)試模板拍攝的第一源圖像、待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的所述第一調(diào)試模板及與第一調(diào)試模板相同的第二調(diào)試模板拍攝的第二源圖像，以及具有可靠外部參數(shù)的第三攝像頭對所述第二調(diào)試模板拍攝的第三源圖像；從所述第一源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像以及第二調(diào)試模板對應(yīng)的第三模板圖像，從所述第三源圖像中獲得第二調(diào)試模板對應(yīng)的第四模板圖像；以與所述第一調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像、第二模板圖像、第三模板圖像及第四模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像；
分別獲得所述第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)；由所述第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和；以所述參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。根據(jù)本申請的第三方面，本申請?zhí)峁┮环N攝像頭外部參數(shù)校正裝置，包括:圖像獲取模塊，用于獲得具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭及待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的第一調(diào)試模板分別拍攝的第一源圖像及第二源圖像；模板圖像檢索模塊，用于從所述第一源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像；擬合模塊，用于以與所述調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像及第二模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像及第二擬合圖像；參數(shù)計(jì)算模塊，用于分別獲得所述第一擬合圖像及第二擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)及第二組尺寸參數(shù)；誤差計(jì)算模塊，用于由所述第一組尺寸參數(shù)與第二組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和；校正模塊，用于以參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。根據(jù)本申請的第四方面，本申請?zhí)峁┮环N攝像頭外部參數(shù)校正裝置，包括:圖像獲取模塊，用于具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭對展開的第一調(diào)試模板拍攝的第一源圖像、待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的所述第一調(diào)試模板及與第一調(diào)試模板相同的第二調(diào)試模板拍攝的第二源圖像，以及具有可靠外部參數(shù)的第三攝像頭對所述第二調(diào)試模板拍攝的第三源圖像；
模板圖像檢索模塊，用于從所述第一源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像以及第二調(diào)試模板對應(yīng)的第三模板圖像，從所述第三源圖像中獲得第二調(diào)試模板對應(yīng)的第四模板圖像；擬合模塊，用于以與所述第一調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像、第二模板圖像、第三模板圖像及第四模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像；參數(shù)計(jì)算模塊，用于分別獲得所述第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)；誤差計(jì)算模塊，用于由所述第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和；校正模塊，用于以所述參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。根據(jù)本申請的第五方面，本申請?zhí)峁┮环N輔助泊車系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)攝像頭，所述系統(tǒng)還包括:如上述的攝像頭外部參數(shù)校正裝置，以及，輸出裝置，用于在對所述第二攝像頭進(jìn)行外部參數(shù)校正后，將各攝像頭拍攝的最終圖像進(jìn)行拼接并輸出。 本申請的有益效果是:通過提供一種攝像頭外部參數(shù)校正方法、裝置及輔助泊車系統(tǒng)，將調(diào)試模板置于至少兩個(gè)攝像頭均可以探測到的區(qū)域，其中部分?jǐn)z像頭具有可靠外部參數(shù)，某一攝像頭需要進(jìn)行外部參數(shù)校正，從各攝像頭拍攝的源圖像中獲得同一調(diào)試模板對應(yīng)的模板圖像，并對其進(jìn)行擬合，得到至少兩個(gè)擬合圖像，根據(jù)各擬合圖像的尺寸參數(shù)，確定與攝像頭外部參數(shù)相關(guān)的擬合圖像的參數(shù)誤差，并以參數(shù)誤差校正上述某一攝像頭的外部參數(shù)，這樣，只需使調(diào)試模板展開置于攝像頭可探測到的區(qū)域，并設(shè)置具有可靠外部參數(shù)的攝像頭，就可以采用上述方法進(jìn)行攝像頭外部參數(shù)的調(diào)整，簡化了調(diào)試模板的鋪設(shè)條件，進(jìn)而提高了攝像頭外部參數(shù)校正效率，當(dāng)進(jìn)行輔助泊車系統(tǒng)大批量安裝時(shí)，只需在預(yù)定位置展開放置調(diào)試模板，車輛只需以流水線作業(yè)方式開到指定位置，即可進(jìn)行攝像頭外部參數(shù)大批量校正，使得輔助泊車系統(tǒng)安裝效率大大提高。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的攝像頭外部參數(shù)校正時(shí)的調(diào)試模板鋪設(shè)示意圖；圖2為本申請實(shí)施例一的攝像頭外部參數(shù)校正時(shí)的調(diào)試模板鋪設(shè)示意圖；圖3為本申請實(shí)施例一的攝像頭外部參數(shù)校正方法的流程圖；圖4為本申請實(shí)施例一的調(diào)試模板、攝像頭、源圖像及模板圖像之間的關(guān)系示意圖；圖5為本申請實(shí)施例一的攝像頭外部參數(shù)校正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為申請實(shí)施例二的攝像頭外部參數(shù)校正時(shí)的調(diào)試模板鋪設(shè)示意圖；圖7為本申請實(shí)施例二的攝像頭外部參數(shù)校正方法的流程圖；圖8為本申請實(shí)施例二的調(diào)試模板、攝像頭、源圖像及模板圖像之間的關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一:本實(shí)施例的攝像頭外部參數(shù)校正方法主要基于一種輔助泊車系統(tǒng)，其包括兩個(gè)攝像頭、一個(gè)調(diào)試模板、攝像頭外部參數(shù)校正裝置，以及輸出裝置，其中第一攝像頭203具有可靠的外部參數(shù)，換言之，第一攝像頭203具有比較精確的外部參數(shù)。如圖2所示，校正前，調(diào)試模板201被展開放置于圖中區(qū)域202中，區(qū)域202是兩個(gè)攝像頭203、204均能探測到的區(qū)域，調(diào)試模板201可以采用白色軟性材料或者裝飾有圖案等?；诖?，上述方法主要包括如圖3所示的流程:步驟301，獲得兩個(gè)攝像頭203、204對展開的調(diào)試模板201分別拍攝的兩個(gè)源圖像401、403，具體地，第一攝像頭203拍攝的第一源圖像401中存在調(diào)試模板201對應(yīng)的第一模板圖像402，如圖4所示，而第二攝像頭204拍攝的第二源圖像403中存在調(diào)試模板201對應(yīng)的第二模板圖像404，由于攝像頭安裝誤差，使得第一模板圖像402及第二模板圖像404會產(chǎn)生扭曲，例如，原本為圓形的調(diào)試模板，第一模板圖像402及第二模板圖像404將會被扭曲成邊界類似橢圓的圖像， 而原本為正方形的調(diào)試模板，第一模板圖像402及第二模板圖像404將會被扭曲成邊界類似菱形或矩形的圖像等；步驟302，從第一源圖像401中獲得第一模板圖像402，從第二源圖像403中獲得第二模板圖像404，具體地，可通過先驗(yàn)知識，排除源圖像中的干擾(如光線陰影、其他物體、地面紋路等在圖像中的顯像干擾)，獲得模板圖像；步驟303，以與調(diào)試模板201形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像402及第二模板圖像404進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像及第二擬合圖像，具體地，由于第一模板圖像402及第二模板圖像404是分別存在于第一源圖像401及第二源圖像403中的像素點(diǎn)的集合，擬合時(shí)，可根據(jù)調(diào)試模板201的形狀選擇對應(yīng)的擬合形狀對第一模板圖像402及第二模板圖像404進(jìn)行擬合，一種實(shí)施方式是，人為配置與調(diào)試模板201的形狀對應(yīng)的一個(gè)擬合形狀，或者當(dāng)預(yù)置有與調(diào)試模板201形狀對應(yīng)的至少兩個(gè)預(yù)置形狀時(shí)，隨機(jī)從預(yù)置形狀中選擇一個(gè)作為擬合形狀進(jìn)行后續(xù)處理，例如，當(dāng)調(diào)試模板201的形狀為圓形，那么可選擇擬合形狀為橢圓形對第一模板圖像402及第二模板圖像404進(jìn)行擬合，所得到的第一擬合圖像及第二擬合圖像就是橢圓形；當(dāng)調(diào)試模板201的形狀為圓形，那么可選擇擬合形狀為矩形或菱形對第一模板圖像402及第二模板圖像404進(jìn)行擬合，所得到的第一擬合圖像及第二擬合圖像就是矩形或菱形；擬合可采用將圖像二值化、抽取輪廓，并用霍夫(Hough)變換擬合模板圖像的輪廓，進(jìn)而得到擬合圖像；步驟304，分別獲得第一擬合圖像及第二擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)及第二組尺寸參數(shù)，具體地，當(dāng)擬合形狀為橢圓形時(shí)，擬合圖像的尺寸參數(shù)可以包括中心坐標(biāo)及軸長等，軸長可包括短軸長與長軸長；當(dāng)擬合形狀為菱形時(shí)，擬合圖像的尺寸參數(shù)可以包括菱形兩邊的夾角、中心坐標(biāo)及中心到菱形邊的距離等；步驟305，由第一組尺寸參數(shù)與第二組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭204的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和，具體地，一般攝像頭的外部參數(shù)是基于一世界坐標(biāo)系確定的，該世界坐標(biāo)系以車身某一端點(diǎn)為原點(diǎn)，基于右手螺旋法則建立有相互垂直的X軸、y軸及z軸，攝像頭的外部參數(shù)與世界坐標(biāo)系對應(yīng)，其主要包括X軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、I軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、Z軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、X軸平移參數(shù)、y軸平移參數(shù)及z軸平移參數(shù)，即三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及三個(gè)平移參數(shù)；而基于上述尺寸參數(shù)可以獲得與第二攝像頭204的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和，例如，當(dāng)擬合形狀為橢圓形時(shí)，參數(shù)誤差和可包括兩部分:第一部分是依據(jù)中心坐標(biāo)所得的第一擬合圖像與第二擬合圖像的中心間距的平方，第二部分是第一擬合圖像及第二擬合圖像的各軸長與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)半徑的差的平方和；當(dāng)擬合形狀為菱形時(shí)，參數(shù)誤差和可類似確定；步驟306，以參數(shù)誤差和校正第二攝像頭204的外部參數(shù)，具體地，由于第二攝像頭204的外部參數(shù)與上述參數(shù)誤差和相關(guān)，那么可建立以參數(shù)誤差和為因變量，以第二攝像頭204的外部參數(shù)為自變量的函數(shù)，當(dāng)變動第二攝像頭204的外部參數(shù)時(shí)，依據(jù)上述步驟301-305所得參數(shù)誤差和也會相應(yīng)變化，直到參數(shù)誤差和小于一個(gè)預(yù)定閾值或者上述校正外部參數(shù)的次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)，此時(shí)所得第二攝像頭204的外部參數(shù)才基本符合要求，對每個(gè)需要校正外部參數(shù)的攝像頭均同樣處理，各攝像頭所拍攝的最終圖像才能完成拼接。相應(yīng)地，本實(shí)施例的輔助泊車系統(tǒng)中，攝像頭外部參數(shù)校正裝置可包括如圖5所示的結(jié)構(gòu):圖像獲取模塊501，用于獲得兩個(gè)攝像頭203、204對展開的調(diào)試模板201分別拍攝的兩個(gè)源圖像401、403 ;第一攝像頭203具有可靠的外部參數(shù)，第二攝像頭204待進(jìn)行外部參數(shù)校正；模板圖像檢索模塊502，用于從第一攝像頭203拍攝的第一源圖像401中獲得調(diào)試模板201對應(yīng)的第一模板圖像402，從第二攝像頭204拍攝的第二源圖像403中獲得調(diào)試模板201對應(yīng)的第二模板圖像404 ；擬合模塊503，用于 以與調(diào)試模板201形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像402及第二模板圖像404進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像及第二擬合圖像；參數(shù)計(jì)算模塊504，用于獲得第一擬合圖像及第二擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)及第二組尺寸參數(shù)；誤差計(jì)算模塊505，用于由第一組尺寸參數(shù)與第二組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭204的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和；校正模塊506，用于以參數(shù)誤差和校正第二攝像頭204的外部參數(shù)，具體地，校正模塊506可包括:調(diào)整模塊，用于校正第二攝像頭204的外部參數(shù)；控制模塊，用于在每進(jìn)行一次第二攝像頭204的外部參數(shù)的校正，都控制圖像獲取模塊501、模板圖像檢索模塊502、擬合模塊503、參數(shù)計(jì)算模塊504及誤差計(jì)算模塊505進(jìn)行對應(yīng)處理，使所得到的參數(shù)誤差和不斷變小，直到校正外部參數(shù)的次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)，或者所得到的參數(shù)誤差和小于預(yù)定閾值，具體可采用梯度下降算法、模擬退火算法、遺傳算法、微粒群算法、進(jìn)化算法等算法來實(shí)現(xiàn)，主要是在高維曲面上尋找極值點(diǎn)。而相應(yīng)的輸出裝置用于將第一攝像頭203拍攝的圖像及經(jīng)外部參數(shù)校正后第二攝像頭204拍攝的最終圖像進(jìn)行拼接并輸出，形成全景圖像供駕駛員泊車所用。在實(shí)施例一中，由于僅基于一個(gè)調(diào)試模板201對應(yīng)的模板圖像進(jìn)行攝像頭外部參數(shù)的校正，因此，基本上可實(shí)現(xiàn)第二攝像頭204部分外部參數(shù)的校正，但同樣能起到校正的效果。
實(shí)施例二:本實(shí)施例的攝像頭外部參數(shù)校正方法主要基于一種輔助泊車系統(tǒng)，其包括四個(gè)攝像頭、四個(gè)調(diào)試模板、攝像頭外部參數(shù)校正裝置，以及輸出裝置，其中第一攝像頭603、第三攝像頭607具有可靠的外部參數(shù)，換言之，第一攝像頭603及第三攝像頭607均具有比較精確的外部參數(shù)。如圖6所示，校正前，第一調(diào)試模板601被展開放置于圖中第一區(qū)域602中，第一區(qū)域602是兩個(gè)攝像頭603、604均能探測到的區(qū)域，與第一調(diào)試模板601相同的第二調(diào)試模板605被展開放置于圖中第二區(qū)域606中，第二區(qū)域606是兩個(gè)攝像頭604、607均能探測到的區(qū)域，第三調(diào)試模板608被展開放置于圖中第三區(qū)域609中，第三區(qū)域609是兩個(gè)攝像頭607、610均能探測到的區(qū)域，第四調(diào)試模板611被展開放置于圖中第四區(qū)域612中，第四區(qū)域612是兩個(gè)攝像頭610、603均能探測到的區(qū)域，調(diào)試模板均采用白色軟性材料，并且同一規(guī)格為固定大小的圓形?；诖?，上述方法主要包括如圖7所示的流程，該流程是為了校正第二攝像頭604的外部參數(shù)，當(dāng)然校正其他攝像頭的外部參數(shù)也同樣類似處理:步驟701，獲得三個(gè)攝像頭603、604、607對展開的第一調(diào)試模板601分別拍攝的三個(gè)源圖像801、802、803，具體地，第一攝像頭603拍攝的第一源圖像801中存在第一調(diào)試模板601對應(yīng)的第一模板圖像804以及第四調(diào)試模板611對應(yīng)的第二模板圖像805,如圖8所示，而第二攝像頭604拍攝的第二源圖像802中存在第一調(diào)試模板601對應(yīng)的第三模板圖像806以及第二調(diào)試模板605對應(yīng)的第四模板圖像807，而第三攝像頭607拍攝的第三源圖像803中存在第二調(diào)試模板605對應(yīng)的第五模板圖像808以及第三調(diào)試模板608對應(yīng)的第六模板圖像809，由于攝像頭安裝誤差，使得第一模板圖像804、第二模板圖像805、第三模板圖像806、第四模板圖像807、第五模板圖像808及第六模板圖像809會產(chǎn)生扭曲，原本為圓形的調(diào)試模板，第一模板圖像804、第二模板圖像805、第三模板圖像806、第四模板圖像807、第五模板圖像808及第六模板圖像809將會被扭曲成邊界類似橢圓的圖像；步驟702，從第一源圖像801中獲得第一模板圖像804，從第二源圖像802中獲得第三模板圖像806以及第四模板圖像807，從第三源圖像803中獲得第五模板圖像808 ；
步驟703，以與調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀即橢圓形分別對第一模板圖像804、第三模板圖像806、第四模板圖像807及第五模板圖像808進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像、第三擬合圖像、第四擬合圖像及第五擬合圖像，具體地，由于第一模板圖像804、第三模板圖像806、第四模板圖像807及第五模板圖像808是分別存在于第一源圖像801、第二源圖像802及第三源圖像803中的像素點(diǎn)的集合，擬合時(shí)，可根據(jù)調(diào)試模板為圓形選擇對應(yīng)的擬合形狀即橢圓形對第一模板圖像804、第三模板圖像806、第四模板圖像807及第五模板圖像808進(jìn)行擬合；步驟704，分別獲得第一擬合圖像、第三擬合圖像、第四擬合圖像及第五擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)、第四組尺寸參數(shù)及第五組尺寸參數(shù)，具體地，由于擬合形狀為橢圓形，擬合圖像的尺寸參數(shù)包括中心坐標(biāo)(XpYi)及軸長等，軸長包括短軸長Lil與長軸長Li2，其中i為擬合圖像的編號；步驟705，由第一組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)、第四組尺寸參數(shù)及第五組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭604的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和，具體地，一般攝像頭的外部參數(shù)是基于一世界坐標(biāo)系確定的，該世界坐標(biāo)系以車身某一端點(diǎn)為原點(diǎn)，基于右手螺旋法則建立有相互垂直的X軸、y軸及z軸，攝像頭的外部參數(shù)與世界坐標(biāo)系對應(yīng)，其主要包括X軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、y軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、z軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)、X軸平移參數(shù)、y軸平移參數(shù)及z軸平移參數(shù),即三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及三個(gè)平移參數(shù)；而基于上述參數(shù)可以獲得與第二攝像頭604的外部參數(shù)相關(guān)的兩個(gè)參數(shù)誤差，第一參數(shù)誤差是依據(jù)中心坐標(biāo)(XpYi)所得的第一擬合圖像與第三擬合圖像的中心間距的平方以及第四擬合圖像與第五擬合圖像的中心間距的平方之和ED，第二參數(shù)誤差為第三擬合圖像及第四擬合圖像的軸長與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)半徑的差的平方和Ek，具體計(jì)算如下:Ed= I^1+Ij權(quán)利要求
1.一種攝像頭外部參數(shù)校正方法，其特征在于，包括: 獲得具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭及待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的調(diào)試模板分別拍攝的第一源圖像及第二源圖像； 從所述第一源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像； 以與所述調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像及第二模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像及第二擬合圖像； 分別獲得所述第一擬合圖像及第二擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)及第二組尺寸參數(shù)；由所述第一組尺寸參數(shù)與第二組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和； 以所述參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。
2.一種攝像頭外部參數(shù)校正方法，其特征在于，包括: 獲得具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭對展開的第一調(diào)試模板拍攝的第一源圖像、待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的所述第一調(diào)試模板及與第一調(diào)試模板相同的第二調(diào)試模板拍攝的第二 源圖像，以及具有可靠外部參數(shù)的第三攝像頭對所述第二調(diào)試模板拍攝的第三源圖像； 從所述第一源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像以及第二調(diào)試模板對應(yīng)的第三模板圖像，從所述第三源圖像中獲得第二調(diào)試模板對應(yīng)的第四模板圖像； 以與所述第一調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像、第二模板圖像、第三模板圖像及第四模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像； 分別獲得所述第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)； 由所述第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和； 以所述參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述第一調(diào)試模板形狀及第二調(diào)試模板形狀為圓形時(shí)，所述擬合形狀為橢圓形；所述第一組參數(shù)、第二組參數(shù)、第三組參數(shù)及第四組參數(shù)分別包括第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像的中心坐標(biāo)，以及所述第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像的軸長；所述參數(shù)誤差和包括第一參數(shù)誤差及第二參數(shù)誤差，所述第一參數(shù)誤差為依據(jù)所述中心坐標(biāo)所得的第一擬合圖像與第二擬合圖像的中心間距的平方以及第三擬合圖像與第四擬合圖像的中心間距的平方之和；所述第二參數(shù)誤差為所述第二擬合圖像及第三擬合圖像的軸長與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)半徑的差的平方和。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，重復(fù)進(jìn)行所述校正，直到所述校正的次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)，或者所述校正后的參數(shù)誤差和小于預(yù)定閾值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述處理所得的第一攝像頭、第二攝像頭及第三攝像頭的最終圖像進(jìn)行拼接。
6.一種攝像頭外部參數(shù)校正裝置，其特征在于，包括: 圖像獲取模塊，用于獲得具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭及待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的第一調(diào)試模板分別拍攝的第一源圖像及第二源圖像； 模板圖像檢索模塊，用于從所述第一源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像； 擬合模塊，用于以與所述調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像及第二模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像及第二擬合圖像； 參數(shù)計(jì)算模塊，用于分別獲得所述第一擬合圖像及第二擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)及第二組尺寸參數(shù)； 誤差計(jì)算模塊，用于由所述第一組尺寸參數(shù)與第二組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和； 校正模塊，用于 以參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述校正模塊包括: 調(diào)整模塊，用于校正所述第二攝像頭的外部參數(shù)； 控制模塊，用于在每進(jìn)行一次所述校正，控制所述圖像獲取模塊、模板圖像檢索模塊、擬合模塊、參數(shù)計(jì)算模塊及誤差計(jì)算模塊進(jìn)行對應(yīng)處理，直到所述校正的次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)，或者所述校正后的參數(shù)誤差和小于預(yù)定閾值。
8.一種攝像頭外部參數(shù)校正裝置，其特征在于，包括: 圖像獲取模塊，用于具有可靠外部參數(shù)的第一攝像頭對展開的第一調(diào)試模板拍攝的第一源圖像、待進(jìn)行外部參數(shù)校正的第二攝像頭對展開的所述第一調(diào)試模板及與第一調(diào)試模板相同的第二調(diào)試模板拍攝的第二源圖像，以及具有可靠外部參數(shù)的第三攝像頭對所述第二調(diào)試模板拍攝的第三源圖像； 模板圖像檢索模塊，用于從所述第一源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第一模板圖像，從所述第二源圖像中獲得第一調(diào)試模板對應(yīng)的第二模板圖像以及第二調(diào)試模板對應(yīng)的第三模板圖像，從所述第三源圖像中獲得第二調(diào)試模板對應(yīng)的第四模板圖像； 擬合模塊，用于以與所述第一調(diào)試模板形狀類似的擬合形狀分別對第一模板圖像、第二模板圖像、第三模板圖像及第四模板圖像進(jìn)行擬合，得到第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像； 參數(shù)計(jì)算模塊，用于分別獲得所述第一擬合圖像、第二擬合圖像、第三擬合圖像及第四擬合圖像的第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)； 誤差計(jì)算模塊，用于由所述第一組尺寸參數(shù)、第二組尺寸參數(shù)、第三組尺寸參數(shù)及第四組尺寸參數(shù)確定與第二攝像頭的外部參數(shù)相關(guān)的參數(shù)誤差和； 校正模塊，用于以所述參數(shù)誤差和校正第二攝像頭的外部參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述校正模塊包括: 調(diào)整模塊，用于校正整所述第二攝像頭的外部參數(shù)； 控制模塊，用于在每進(jìn)行一次所述校正，控制所述圖像獲取模塊、模板圖像檢索模塊、擬合模塊、參數(shù)計(jì)算模塊及誤差計(jì)算模塊進(jìn)行對應(yīng)處理，直到所述校正的次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)，或者所述校正后的參數(shù)誤差和小于預(yù)定閾值。
10.一種輔助泊車系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)攝像頭，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:如權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的攝像頭外部參數(shù)校正裝置，以及， 輸出裝置，用于在對所述第二攝像頭進(jìn)行外部參數(shù)校正后，將各攝像頭拍攝的最終圖像進(jìn)行拼接并 輸出。
全文摘要
本申請公開了一種攝像頭外部參數(shù)校正方法、裝置及輔助泊車系統(tǒng)，將調(diào)試模板置于至少兩個(gè)攝像頭均可以探測到的區(qū)域，其中部分?jǐn)z像頭具有可靠外部參數(shù)，某一攝像頭需要進(jìn)行外部參數(shù)校正，從各攝像頭拍攝的源圖像中獲得同一調(diào)試模板對應(yīng)的模板圖像，并對其進(jìn)行擬合，得到至少兩個(gè)擬合圖像，根據(jù)各擬合圖像的尺寸參數(shù)，確定與攝像頭外部參數(shù)相關(guān)的擬合圖像的參數(shù)誤差，并以參數(shù)誤差校正上述某一攝像頭的外部參數(shù)，這樣，只需使調(diào)試模板展開置于攝像頭可探測到的區(qū)域，并設(shè)置具有可靠外部參數(shù)的攝像頭，就可以采用上述方法進(jìn)行攝像頭外部參數(shù)的調(diào)整，簡化了調(diào)試模板的鋪設(shè)條件，進(jìn)而提高了攝像頭外部參數(shù)校正效率。
文檔編號G06T7/00GK103226827SQ201310092299
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者周建波, 羅海風(fēng), 吳澤俊, 王婷 申請人:深圳市漢華安道科技有限責(zé)任公司