1.基本原理
相機(jī)外參標(biāo)定,通過拍攝多角度棋盤格標(biāo)定相機(jī)外參。
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2.外參標(biāo)定板設(shè)計
標(biāo)定板分為垂直標(biāo)定板和水平標(biāo)定板,由于地面的水平標(biāo)定板不容易被檢測到,本文采用垂直標(biāo)定板進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定。
在標(biāo)定過程中標(biāo)定板需要和車身坐標(biāo)成正交狀態(tài),也就是標(biāo)定板垂直邊需要和地平面垂直、水平邊需要和水平面垂直,且與車身中軸線保持水平狀態(tài),這里推薦設(shè)計標(biāo)定板支架,利用支架調(diào)整標(biāo)定板位置,具體的標(biāo)定板設(shè)計如下圖所示,標(biāo)定板通過底部支架保證上下邊緣與地平面水平。
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標(biāo)定板與支架示意圖
3.垂直標(biāo)定板擺放
垂直標(biāo)定板的擺放如下圖所示,這里需要注意,標(biāo)定板在標(biāo)定相機(jī)時需要和自身朝向的車身中軸線保持垂直。標(biāo)定板可以在保證垂直的條件下前后左右進(jìn)行移動以便于相機(jī)拍攝到較為清晰完整的標(biāo)定板圖像。
標(biāo)定板擺放示意圖
為了便于固定標(biāo)定板和車身的位置,我們首先需要確認(rèn)車身處于水平面上,車輛所在地的地面不能有不平或者較明顯的斜坡,在水平場景上我們采取以下步驟在地面上畫出車身坐標(biāo)系,具體操作如下:
A為了畫出前后水平線,這里分別找到車輛前后對稱點,如下圖A紅色點。
B通過鉛錘在地面畫下標(biāo)記,分別連接前后兩個點得到平行于車前后保險杠的兩條線,如下圖B紅色線
C由于前后的點是對稱的,此時可以通過兩個點得到車身的中軸線和前后水平線的交點(就是前后對稱點的中點),如下圖C藍(lán)色點,藍(lán)色點相連接就是車身中軸線。
D分別從前后水平線的中點向左右延長相等的距離(比如延長1.5m),獲取兩側(cè)的對稱點,如下圖D黃色點,黃色點和車身垂直軸距離相等。
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E之后用水平激光儀畫在延長對稱點出垂直于前后水平線上的點,如圖E左側(cè)圖中淺藍(lán)色線。
F這里可以看作從車上前方向車身后方通過激光直角尺畫垂直線,查看垂直線和后方水平線的交點,如圖F所示,下方線上黃色的點是通過下方水平線延長得到的點,下方紫色的點是依據(jù)前方線和點通過直角尺畫垂直線與后水平線的交點,我們需要保證這兩個點之間的差值小于4cm,才能保證車身外側(cè)的邊框符合車身坐標(biāo)系。
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通過以上操作我們就得到了車身相關(guān)的外接長方形,只需要保證標(biāo)定板和地面上的線平行就可以保證標(biāo)定板和車身坐標(biāo)系水平,又由于標(biāo)定板通過支架保證了其與地面的水平關(guān)系,因此標(biāo)定板可以正交與車身坐標(biāo)系。
4.標(biāo)定板外參圖像拍攝
將標(biāo)定板按照車身坐標(biāo)系擺放后即可拍攝相對的外參圖像,外參圖像拍攝要求相如下:
1)標(biāo)定板光照要均勻,防止標(biāo)定板上存在陰影或者光斑反射對算法識別標(biāo)定板造成影響;
2)由于相機(jī)存在畸變且安裝存在一定的角度,當(dāng)標(biāo)定板存在一定角度朝向相機(jī)時標(biāo)定板棋盤格會有較大的形變,在識別算法中無法識別,所以要保證拍攝的標(biāo)定板圖像畸變不能太大,即拍攝過程中相機(jī)光軸和標(biāo)定板法線夾角不能太大;
3)每張拍攝的標(biāo)定板圖片要拍攝到完整的標(biāo)定板;
4)標(biāo)定板的多張圖片加起來的范圍需要盡可能覆蓋相機(jī)的視野;
5)標(biāo)定板需要盡可能平展,不能有明顯褶皺;
6)黑白方格為方形,大小一致,方格尺寸不限,可在圖像中清晰分辨即可,建議30mm左右;
7)棋盤格標(biāo)定需要拍攝多張棋盤格圖片,通常為20-30張;
具體拍攝效果如下圖,下圖中上面兩幅圖符合要求,下面兩幅圖左邊的有一定反光,右邊的有陰影,會影響標(biāo)定效果。
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5.標(biāo)定圖像后處理
上述過程采集的圖像作為輸入給到感知組進(jìn)行內(nèi)外參算法,最后經(jīng)過域控對攝像頭圖片進(jìn)行拼接&對齊標(biāo)定文件,流程如下圖所示:
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6.總結(jié)
以上介紹的就是相機(jī)標(biāo)定的一種基本方法,那么什么樣的場景需要做相機(jī)的標(biāo)定呢?總結(jié)來說,一切涉及到圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用都需要做相機(jī)標(biāo)定,例如汽車360度環(huán)視系統(tǒng)、3D目標(biāo)檢測等。
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