基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法
【專利摘要】基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，涉及一種相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法。它是為了解決現(xiàn)有汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)只能依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，使參數(shù)精度低、參數(shù)調(diào)試過程復(fù)雜，進(jìn)而導(dǎo)致汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)檢測(cè)精度低的問題。本發(fā)明所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，對(duì)所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)進(jìn)行迭代，獲得迭代結(jié)果的最小值和最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)，對(duì)比本次迭代結(jié)果的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)和上一次迭代結(jié)果的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)，從而使參數(shù)范圍縮小到原區(qū)間的0.618，并且能夠使汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)檢測(cè)精度提高60%。本發(fā)明適用于對(duì)相機(jī)外參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
【專利說明】基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)中，視覺系統(tǒng)是平臺(tái)的核心部分，大部分的檢測(cè)用例都和圖像處理、圖像識(shí)別有關(guān)。其中相機(jī)作為視覺系統(tǒng)的核心組成部分，它的參數(shù)好壞，直接影響了檢測(cè)平臺(tái)的檢測(cè)精度，這就要求找到一種能夠快速準(zhǔn)確標(biāo)定相機(jī)參數(shù)最優(yōu)值的方法。[0003]相機(jī)有內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，內(nèi)參數(shù)在相機(jī)出廠之后就不能再改變了，而外參數(shù)是可以隨時(shí)調(diào)整的，這些參數(shù)包括快門時(shí)間、相機(jī)增益、對(duì)比度等。在實(shí)際應(yīng)用中，這些相機(jī)外參數(shù)并沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、合理的算法來確定這些參數(shù)，基本上都是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過不斷的調(diào)試找到一組相對(duì)合理的參數(shù)。在汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)中，圖像處理的算法往往是確定的，算法的實(shí)現(xiàn)程序編寫完成后并不希望改變，但是當(dāng)檢測(cè)平臺(tái)內(nèi)的光線，汽車儀表本身的亮度、顏色發(fā)生改變時(shí)，我們又必須做出相應(yīng)的改變，這時(shí)我們希望只改變相機(jī)外參數(shù)就能達(dá)到算法要求。但是由于檢測(cè)平臺(tái)的相機(jī)有許多外參數(shù)，如果僅靠經(jīng)驗(yàn)來調(diào)試外參數(shù)，往往找不到滿意的一組參數(shù)，這對(duì)汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)算法的可復(fù)用性是不利的，因此找到一種快速準(zhǔn)確的標(biāo)定方法是非常必需的。
[0004]區(qū)間消去是一種通過不斷縮小區(qū)間長度從而逐漸逼近目標(biāo)函數(shù)極值點(diǎn)的一種優(yōu)化方法，即在每次迭代過程中，都消去一部分不含有極值點(diǎn)的區(qū)間，直到剩余的區(qū)間按照一定的精度要求收斂到極值點(diǎn)。
[0005]目前對(duì)相機(jī)外參數(shù)的調(diào)整沒有一個(gè)公認(rèn)的優(yōu)秀算法，大部分都是采用最直接的“試驗(yàn)法”，人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和主觀感覺來調(diào)整參數(shù)?！霸囼?yàn)法”的思想是:給定一組參數(shù)初值，每次依據(jù)經(jīng)驗(yàn)改變一個(gè)參數(shù)，通過主觀感覺判斷新的參數(shù)值是否更合理，如果合理改變下一個(gè)參數(shù)值，如果不合理繼續(xù)改變這個(gè)參數(shù)，不斷修改參數(shù)直到主觀上覺得合理。這個(gè)方法最致命的缺點(diǎn)是它具有很大的隨意性，最后標(biāo)定的參數(shù)是否合理并不確定。這個(gè)缺點(diǎn)在汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)中體現(xiàn)的非常明顯，檢測(cè)平臺(tái)的相機(jī)參數(shù)很多，調(diào)試相機(jī)參數(shù)的過程非常的復(fù)雜，而且很難找到一組滿意的參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)只能依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，使參數(shù)精度低、參數(shù)調(diào)試過程復(fù)雜，進(jìn)而導(dǎo)致汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)檢測(cè)精度低的問題，現(xiàn)提供基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法。
[0007]基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法為:
[0008]對(duì)所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)進(jìn)行迭代，獲得迭代結(jié)果的最小值f (X^min和該最小值f 00 min對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)P，其中j為迭代次數(shù)，初始值為I ;當(dāng)j=2時(shí)，執(zhí)行下述步驟:
[0009]對(duì)比本次迭代結(jié)果的最小值f (X^min對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)f和上一次迭代結(jié)果的最小值f (XH)min對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)χΗ，如果I |xLxH|| ( S，則本次迭代結(jié)果的最小值f (Xmin對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)為最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)，S為0，否則，j=j+l，進(jìn)行下一次迭代。
[0010]對(duì)所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)值進(jìn)行迭代的方法包括如下步驟:
[0011]步驟一:根據(jù)上一次迭代結(jié)果的最小值f (XjImin，在所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)中，利
用黃金分割法，獲取待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)值區(qū)間[?/ ,b:],并在該區(qū)間內(nèi)利用黃金分割算法選取兩組迭代參數(shù)至.<.和 <，其中i e [1，η]，η為相機(jī)外參數(shù)的個(gè)數(shù)，然后執(zhí)行步驟二；
[0012]步驟二:利用兩組迭代參數(shù)值和 < 設(shè)定相機(jī)，并獲得該參數(shù)下的相機(jī)拍攝圖像，然后執(zhí)行步驟三；
[0013]步驟三:利用汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)步驟二獲得的相機(jī)拍攝圖像進(jìn)行評(píng)分，獲得2η個(gè)評(píng)分結(jié)果/(X/)，其中k=l，2，…，2n，然后執(zhí)行步驟四；
[0014]步驟四:對(duì)步驟三獲得的2n個(gè)評(píng)分結(jié)果/(X/ )進(jìn)行比較，獲得2n個(gè)評(píng)分結(jié)果中的最小值f (X^min，從而獲得最小值f (X^min所對(duì)應(yīng)的相機(jī)外參數(shù)
[0015]上述迭代參數(shù)Xjh為:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，該方法為: 對(duì)所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)進(jìn)行迭代，獲得迭代結(jié)果的最小值f (X^ min和該最小值f (XOmin對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)其中j為迭代次數(shù)，初始值為I ;當(dāng)j=2時(shí)，執(zhí)行下述步驟:對(duì)比本次迭代結(jié)果的最小值f (X^min對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)Xj和上一次迭代結(jié)果的最小值f (XH)min對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)χΗ，如果I W-Xh1I I ( S，則本次迭代結(jié)果的最小值f OOmin對(duì)應(yīng)的最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)W為最優(yōu)相機(jī)外參數(shù)，δ為0，否則，j=j+l，進(jìn)行下一次迭代。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，對(duì)所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)值進(jìn)行迭代的方法包括如下步驟: 步驟一:根據(jù)上一次迭代結(jié)果的最小值f (Xlmin，在所有待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)中，利用黃金分割法，獲取待標(biāo)定相機(jī)外參數(shù)值區(qū)間,b:],并在該區(qū)間內(nèi)利用黃金分割算法選取兩組迭代參數(shù)至< 和<，其中i e [1，n]，n為相機(jī)外參數(shù)的個(gè)數(shù)，然后執(zhí)行步驟二 ； 步驟二:利用兩組迭代參數(shù)值和.<設(shè)定相機(jī)，并獲得該參數(shù)下的相機(jī)拍攝圖像，然后執(zhí)行步驟三； 步驟三:利用汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)步驟二獲得的相機(jī)拍攝圖像進(jìn)行評(píng)分，獲得2η個(gè)評(píng)分結(jié)果/(X/)，其中k=l，2，…，2n，然后執(zhí)行步驟四； 步驟四:對(duì)步驟三獲得的2n個(gè)評(píng)分結(jié)果/(X/)進(jìn)行比較，獲得2n個(gè)評(píng)分結(jié)果中的最小值f (Xj) min，從而獲得最小值f (Xj) min所對(duì)應(yīng)的相機(jī)外參數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述迭代參數(shù)< 為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述迭代參數(shù)< 為:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述相機(jī)外參數(shù)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，參數(shù)Z力相機(jī)增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)間消去的汽車儀表自動(dòng)檢測(cè)視覺系統(tǒng)的相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，參數(shù)Ι?.為快門速度。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103714551SQ201410025321
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】高會(huì)軍, 華梟, 于金泳 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)