汽車全景攝像頭的校正方法
【專利摘要】本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種汽車全景攝像頭的校正方法，包括：在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板；通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像；根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數；根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數；通過所述第二校正參數對所述攝像頭進行校正，本發明通過在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板，實現了攝像頭的自動校正，且兼顧到兩個攝像頭的視野重疊部分，提高了校正精度。
【專利說明】
汽車全景攝像頭的校正方法
技術領域
[0001]本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種汽車全景攝像頭的校正方法。
【背景技術】
[0002]在汽車行業中，為了獲得非常大的拍攝角度，往往采用全景攝像頭來進行拍攝，在顯示的時候，以汽車車身中心作為參考系，在攝像頭視野范圍內，周圍任意位置都可以在攝像頭的圖像里面找到相對應的位置，從而實現精確的360全景顯示，但使用全景攝像頭往往會存在成像后的物體彎曲變形的問題，而且即使是筆直的圖像也還需要跟現實中車周圍的環境和位置一一對應起來，因此，使用這種全景攝像頭拍攝時需要進行校正。
[0003]現有的校正方法一般分兩個步驟，首先，是圖像拉直處理，將小型校正板直接貼近攝像頭，通過拍攝該板的圖像、獲取圖像上的特征點并配合預設的尺寸關系計算出魚眼圖像的拉直參數，這種方法費時費力而且效果并不精準;其次是將拉直的圖像和現實世界的坐標系一一對應，通用的做法是在車身周圍地面固定位置擺放參照模板，攝像頭拍攝到這些模板之后識別出模板上的特征點，而在擺放時因為嚴格按照預設位置來擺放這些模板，所以這些特征點在現實的世界中的位置關系我們也是知道的，這樣就完成了全景攝像頭的校正;但這種校正方法不夠精確，尤其是對車身四個角落里的圖像，校正誤差較大。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提出一種汽車全景攝像頭的校正方法，通過在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板，實現了攝像頭的自動校正，且兼顧到兩個攝像頭的視野重疊部分，提高了校正精度。
[0005]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
作為本發明的一個方面，提供的一種汽車全景攝像頭的校正方法，包括:
在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板；
通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像；
根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數；
根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數；
通過所述第二校正參數對所述攝像頭進行校正。
[0006]可選地，所述第一校正參數包括第一內部校正參數和第一外部校正參數，所述第二校正參數包括第二內部校正參數和第二外部校正參數;所述第一內部校正參數和所述第二內部校正參數皆包括成像中心、橫向縮放因子、縱向縮放因子和焦距;所述第一外部校正參數和所述第二外部校正參數皆包括攝像頭位置、光軸中心位置以及攝像頭的翻轉角度。
[0007]可選地，所述通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像之后，根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數之前，還包括:
對所述主校正圖像和輔助校正圖像進行拉直處理。
[0008]可選地，所述根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數包括: 選取所述主校正圖像的中心點為攝像頭的成像中心，取橫向縮放因子和縱向縮放因子的值為I，則得到攝像頭的第一內部校正參數；
根據第一內部校正參數計算得到第一外部校正參數。
[0009]可選地，所述根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數包括:
獲取所述主校正圖像中的主特征點和輔助校正圖像中的輔助特征點；
固定第一外部校正參數，采用迭代法不斷調整第一內部校正參數，使得所述主校正圖像中的主特征點投影逼近主校正圖像中原始特征點至預設范圍，獲得攝像頭的第二內部校正參數；
將所述輔助校正圖像校正為正常比例的輔助校正圖像；
固定第二內部校正參數，采用迭代法不斷調整第一外部校正參數，使得所述正常比例的輔助校正圖像中的輔助特征點投影逼近輔助校正圖像中原始特征點至預設范圍，獲得攝像頭的第二外部校正參數。
[0010]可選地，所述攝像頭的數量為四個，分別用于采集汽車的前后左右四個側面的圖像;所述主校正模板的數量為四個，分別位于四個所述攝像頭的取像區域;所述輔助校正模板的數量為四個，分為位于四個攝像頭的取像重疊區域，并與四個主校正模板交叉排列。
[0011]可選地，所述主校正模板和相鄰的兩個輔助校正模板一體成型。
[0012]可選地，所述主校正模板和輔助校正模板皆包括多個呈矩陣式間隔排列的方形色塊。
[0013]可選地，所述輔助校正模板上遠離汽車的位置的方形色塊為長方形，且所述長方形的長邊與車身的長度方向平行。
[0014]可選地，所述攝像頭為視角大于170度的魚眼攝像頭。
[0015]本發明的有益效果為:一種汽車全景攝像頭的校正方法，包括:在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板;通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像;根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數;根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數;通過所述第二校正參數對所述攝像頭進行校正，本發明通過在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板，實現了攝像頭的自動校正，且兼顧到兩個攝像頭的視野重疊部分，提高了校正精度。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例一提供的一種汽車全景攝像頭的校正方法流程圖；
圖2是本發明實施例一提供的校正模塊分布示意圖；
圖3是本發明實施例二提供的一種汽車全景攝像頭的校正方法流程圖；
圖4是本發明實施例三提供的一種汽車全景攝像頭的校正方法流程圖；
圖5是本發明實施例四提供的一種汽車全景攝像頭的校正方法流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合圖1-圖5并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0018]實施例一圖1是本實施例提供的一種汽車全景攝像頭的校正方法流程圖。
[0019]在本實施例中，一種汽車全景攝像頭的校正方法，包括:
S10、在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板；
520、通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像；
S30、根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數；
S40、根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數；
S50、通過所述第二校正參數對所述攝像頭進行校正。
[0020]在本實施例中，主要應用于汽車行業的全景攝像頭，通過在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板，實現了攝像頭的自動校正，且兼顧到兩個攝像頭的視野重置部分，提尚了fe正精度。
[0021]如圖2所示，在本實施例中，所述攝像頭的數量為四個，分別用于采集汽車的前后左右四個側面的圖像;所述主校正模板的數量也為四個，分別位于四個所述攝像頭的取像區域;所述輔助校正模板的數量為四個，分為位于四個攝像頭的取像重疊區域，并與四個主校正模板交叉排列。
[0022]在圖2中，所述主校正模板和輔助校正模板皆包括多個呈矩陣式間隔排列的方形色塊，色塊的交接點為特征點，便于采集處理。
[0023]在圖2中，所述輔助校正模板上遠離汽車的位置的方形色塊為長方形，且所述長方形的長邊與車身的長度方向平行。
[0024]如圖2所示，在本實施例中，位于汽車前后兩個方向的主校正模板和相鄰的兩個輔助校正模板一體成型。
[0025]在本實施例中，對攝像頭進行校正，原理上就是求取攝像頭的內外參數的過程，在本實施例中，所述攝像頭為視角大于170度的魚眼攝像頭。
[0026]在本實施例中，所述第一校正參數包括第一內部校正參數和第一外部校正參數，所述第二校正參數包括第二內部校正參數和第二外部校正參數;所述第一內部校正參數和所述第二內部校正參數皆包括成像中心cx、cy，橫向縮放因子sx、縱向縮放因子sy和焦距f等五個參數;所述第一外部校正參數和所述第二外部校正參數皆包括攝像頭位置fx、fy、fz，光軸中心在地面上的位置gX、0、gz，以及攝像頭的翻轉角度，地面高度為O所以可以省去，而由于焦距f與畸變校正沒有關系而與外參標定息息相關，所以算法中焦距f是與外參在同一過程中求取的。
[0027]作為另一種實施例，基于圖2中的主校正模板和輔助校正模板，還可以進行手動校正和手動微調:在復雜光照環境或者黑夜的情況下，通過人工手動選取校正過程中的模板特征點，以協助完成校正過程;在自動或手動校正效果不滿意的情況下，通過人工手動選取輔助模板中的特征點，以對校正效果進行細微調整。
[0028]實施例二
如圖3所示，在本實施例中，所述步驟S20之后，所述步驟S30之前，還包括:
521、對所述主校正圖像和輔助校正圖像進行拉直處理。
[0029]對圖像進行拉直處理采用現有技術，不在本方案的保護范圍之內，茲不贅述。
[0030]實施例三
如圖4所示，在本實施例中，所述步驟S30包括: 531、選取所述主校正圖像的中心點為攝像頭的成像中心，取橫向縮放因子和縱向縮放因子的值為I，則得到攝像頭的第一內部校正參數；
532、根據第一內部校正參數計算得到第一外部校正參數。
[0031]在本實施例中，首先，根據圖像識別算法，選取所述主校正圖像的中心點為攝像頭的成像中心，縮放因子sx、sy均為I即沒有縮放，如此可得到攝像頭的第一內部校正參數。
[0032]其次，將第一內部校正參數校正攝像頭之后，即可取得主校正圖像中原始特征點在校正后圖像中的投影成像位置，該成像位置視為理想的針孔攝影成像模型的投影成像位置。然后根據特征點的成像位置和空間位置這兩組數值，使用參數迭代法求取這兩組數值的中間變換參數，最優化得一個參數序列，使用該序列變換成像位置為空間位置之后與真正的空間位置進行比較，記下計算值與實際值的誤差，該誤差即是該第一內部校正參數下的最優誤差。
[0033]最后，使用參數迭代法，更改上一步的第一內部校正參數，然后上述重復步驟，將每次運算的最優誤差進行比較，最終在達到預定精度或者達到迭代次數時，結束循環，此時，誤差最小的那組內部參數即視為該攝像頭的第一內部校正參數。
[0034]實施例四
如圖5所示，在本實施例中，所述步驟S40包括:
541、獲取所述主校正圖像中的主特征點和輔助校正圖像中的輔助特征點；
542、固定第一外部校正參數，采用迭代法不斷調整第一內部校正參數，使得所述主校正圖像中的主特征點投影逼近主校正圖像中原始特征點至預設范圍，獲得攝像頭的第二內部校正參數；
543、將所述輔助校正圖像校正為正常比例的輔助校正圖像；
544、固定第二內部校正參數，采用迭代法不斷調整第一外部校正參數，使得所述正常比例的輔助校正圖像中的輔助特征點投影逼近輔助校正圖像中原始特征點至預設范圍，獲得攝像頭的第二外部校正參數。
[0035]在本實施例中，因為輔助特征點位于攝像頭邊緣區域，畸變和壓縮都比較厲害，所以在經過步驟S41和S42求出第一外部校正參數和第二內部校正參數之后，還需通過步驟S43，使用該第一外部校正參數和第二內部校正參數對輔助校正圖像進行校正，將邊緣的畸變和壓縮比較厲害的像素校正成正常的比例的圖像然后再在該圖像上進行特征點識別，進而求出第二外部校正參數，并使用所述第二外部校正參數和第二內部校正參數對攝像頭進行自動校正。
[0036]在本實施例中，通過主校正圖像和輔助校正圖像的調整，獲得攝像頭的校正參數，實現了攝像頭的自動校正，且兼顧到兩個攝像頭的視野重疊部分，提高了校正精度。
[0037]以上所述僅為本發明的【具體實施方式】，這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方法，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，包括: 在攝像頭的取像區域設置主校正模板和輔助校正模板； 通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像； 根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數； 根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數； 通過所述第二校正參數對所述攝像頭進行校正。2.根據權利要求1所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述第一校正參數包括第一內部校正參數和第一外部校正參數，所述第二校正參數包括第二內部校正參數和第二外部校正參數;所述第一內部校正參數和所述第二內部校正參數皆包括成像中心、橫向縮放因子、縱向縮放因子和焦距;所述第一外部校正參數和所述第二外部校正參數皆包括攝像頭位置、光軸中心位置以及攝像頭的翻轉角度。3.根據權利要求2所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述通過攝像頭獲取主校正圖像和輔助校正圖像之后，根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數之前，還包括: 對所述主校正圖像和輔助校正圖像進行拉直處理。4.根據權利要求3所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述根據所述主校正圖像獲取攝像頭的第一校正參數包括: 選取所述主校正圖像的中心點為攝像頭的成像中心，取橫向縮放因子和縱向縮放因子的值為I，則得到攝像頭的第一內部校正參數； 根據第一內部校正參數計算得到第一外部校正參數。5.根據權利要求4所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述根據所述輔助校正圖像對所述第一校正參數進行調整，得到第二校正參數包括: 獲取所述主校正圖像中的主特征點和輔助校正圖像中的輔助特征點； 固定第一外部校正參數，采用迭代法不斷調整第一內部校正參數，使得所述主校正圖像中的主特征點投影逼近主校正圖像中原始特征點至預設范圍，獲得攝像頭的第二內部校正參數； 將所述輔助校正圖像校正為正常比例的輔助校正圖像； 固定第二內部校正參數，采用迭代法不斷調整第一外部校正參數，使得所述正常比例的輔助校正圖像中的輔助特征點投影逼近輔助校正圖像中原始特征點至預設范圍，獲得攝像頭的第二外部校正參數。6.根據權利要求1所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述攝像頭的數量為四個，分別用于采集汽車的前后左右四個側面的圖像;所述主校正模板的數量為四個，分別位于四個所述攝像頭的取像區域;所述輔助校正模板的數量為四個，分為位于四個攝像頭的取像重疊區域，并與四個主校正模板交叉排列。7.根據權利要求6所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述主校正模板和相鄰的兩個輔助校正模板一體成型。8.根據權利要求6所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述主校正模板和輔助校正模板皆包括多個呈矩陣式間隔排列的方形色塊。9.根據權利要求8所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述輔助校正模板上遠離汽車的位置的方形色塊為長方形，且所述長方形的長邊與車身的長度方向平行。10.根據權利要求1所述的一種汽車全景攝像頭的校正方法，其特征在于，所述攝像頭為視角大于170度的魚眼攝像頭。
【文檔編號】G06T7/00GK106097357SQ201610437064
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】唐旭, 陳賢德
【申請人】深圳市靈動飛揚科技有限公司