CN107464218A - 汽车标定系统及其标定方法 - Google Patents

Abstract

一汽车标定系统，包括至少一校正模块、至少一信息采集模块、至少一标定物处理模块和至少一标定结果判定模块，其中所述信息采集模块通过控制多个摄像头在各个时刻拍摄图像而采集图像信息，所述标定物处理模块将所述信息采集模块采集的信息中提取并对参数进行处理，所述标定结果判定模块将所述标定物处理模块中的参数处理结果的数据进行匹配，判断标定结果是否符合要求，当所述标定结果判定模块的判定结果为符合时，所述汽车标定系统的标定过程即结束，当所述标定结果判定模块的判定结果不符合要求时，所述校正模块进行校正。

Description

汽车标定系统及其标定方法

技术领域

本发明涉及一汽车标定系统，尤其涉及一汽车标定系统及其标定方法，能够对所述汽车标定系统中的各摄像头的重叠区域图像进行自动校正。

背景技术

汽车已经成为现代社会中不可缺少的代步工具。人们对汽车的体验感的要求也日益增多。另外，人们对于汽车安全性的要求也越来越高。其中，为了保证汽车使用过程的安全以及增强良好的人机互动体验感，汽车上被安装摄像头，并给人们提供汽车周边的各种行驶状况。最初简单的保证汽车倒车安全的汽车系统以及单个摄像头已经远远不能满足人们的需求。为了提供更全面的汽车行驶环境信息，多个摄像头被安装于汽车上。例如，在一辆汽车的前后左右四个方向上设置四个摄像头，每一时刻各个摄像头会同步拍摄到四幅原始图，系统将这些原始图进行拼接之后形成俯视图，人们可以通过传回的俯视图中看到汽车行驶的状况。这是提供了一种二维的效果。现有技术中这些图像信息也可以制作成三维的效果，人们通过人机交互屏幕任意放大缩小图像，例如可以从空中任何一个角度看等获取更全面的信息，从而能够时刻了解到汽车行驶中的各种情况并及时进行处理。

每个摄像头在安装或者生产的时候都会有各种各样的误差。而摄像头的参数可以被分为内参和外参。内参例如光线进入镜头之后需要折射到感光芯片上，这里就涉及到镜头的光心和感光芯片的光心的偏差，参数包括垂直性或者偏角等，这些可以通过机械参数处理。例如镜头在x轴和y轴的焦距，因为感光芯片每个像素的像源尺寸会有不同，所以针对这两个方向上的焦距也会有不一样。还有就是光轴的位置不一定在正中心。可以理解的是，偏差越小越好。如果镜头的质量能够保证的话，内参的误差也会小。因此垂直性和光心都会影响之后图像的拼接矫正。摄像头的外参是指每个摄像头相对于X轴Y轴Z轴三个方向的车辆坐标系来说的。例如坐标位置，摄像头旋转角度等。假如摄像头的制作质量好，那么内参的误差都较小，能保证各摄像头的一致性。

从外参上来说，想要获得良好的效果，就要对摄像头进行标定，而标定的过程是处理各摄像头的内参和外参的过程。换句话说，标定就是处理汽车周边多台摄像机的精确的空间位置和角度。而标定过程中的误差主要来源于两个方面。一是摄像头误差和，例如摄像头内参的一致性，包括鱼眼的纠偏参数，光学中心位置和焦距等。二是安装误差，主要在于量产摄像头的时候，虽然摄像头安装有个标准的位置，但是实际安装的时候都有一个误差存在。为了保证成像的质量，就要经过标定的工序。目前大部分车场采用2D的平面的标定，例如使用棋盘格，三角形，原点，平行线等标定物。如图1所示的现有技术中的标定，汽车91P被停在一个专门的标定车间W的一个固定的位置，这种标定车间的地面有确定好的提前预置的精确的各种点，线组成的标定物81P。这种方式可以实现整个标定过程，但是由于不同型号的汽车所使用的标定车间也不同，这样要准备各种类型的标定车间，直接增加了成本和浪费了空间。标定工序也很复杂，且需要频繁维护，否则会影响标定的准确程度。此外，这种2D平面标定的方法有很多要求，例如光照环境不能过于复杂，要避免地面有过多的反光等。

为了解决2D标定方法的问题，现有技术中还提出了一种3D标定方案，即平面上的标定参照物变为立体的参照物。如图2中显示了现有技术的一种3D标定。将汽车92P停在标定车间的一个固定位置，在汽车92P的周围放置预置的立体标定物82P。这种方式解决了2D标定方案中的很多问题。但是，这种3D立体标定方案也阻碍了在更多车场的应用，因为需要预定好的标定车间来调整各种立体参照物。此外，标定过程还需要大量的人力和时间，例如在汽车制造厂，对于一辆汽车的标定就需要三个工人15分钟。而在汽车4S店来说，更是很大的人力和时间成本。所以市场上就需要一种更加便利的标定手段。

但是，在这些技术中，系统进行图像拼接的时候会有重叠的部分，这种重叠的部分是选择离每个摄像头最近的部分。例如提前做一个分割线，这种分割线依靠处理距离来实现。而处理这个距离就需要把各个摄像头的位置都确定下来之后再去处理距离。在图像拼接过程中，映射后的图像需要尽可能地降低失真度。因此，汽车标定系统中对重叠区域图像的校正以提高合成图像的效果成为目前的一个待于改进的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，对所述汽车标定系统中的各摄像头的重叠区域图像进行自动校正。

本发明的另一目的在于提供一摄像头重叠区域图像的校正方法，用于一汽车标定系统，对所述汽车标定系统中的各摄像头的重叠区域图像进行自动校正。

本发明的另一目的在于提供一摄像头重叠区域图像的校正方法，用于一汽车标定系统，在标定过程中不断自动对各摄像头的重叠区域图像进行校正。

本发明的另一目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，可以适用于静态标定，也可以适用于动态标定。

本发明的另一目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，不需要标定场地和预置的标定物，节省了空间，并简化了标定方法中的校正工序。

本发明的另一目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，不需要培训特定的标定人员，降低了成本。

本发明的另一目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，不需要经常维护标定场地和标定参考物等设施，灵活标定。

本发明的另一目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，还适合于不同负载，不同胎压带来的环视画面偏差的情况，例如即使不同体重的人坐在车里造成胎压不同的情况下也不断自动对各摄像头的重叠区域图像进行校正。

本发明的另一目的在于提供一汽车标定系统及其标定方法，提供良好的人机交互系统，增强体验感和提高标定效率。

为了实现上述目的，本发明提供一汽车标定系统，包括：

至少一校正模块、至少一信息采集模块、至少一标定物处理模块和至少一标定结果判定模块，其中所述信息采集模块通过控制多个摄像头在各个时刻拍摄图像而采集图像信息，所述标定物处理模块将所述信息采集模块采集的信息中提取并对参数进行处理，所述标定结果判定模块将所述标定物处理模块中的参数处理结果的数据进行匹配，判断标定结果是否符合要求，当所述标定结果判定模块的判定结果为符合时，所述汽车标定系统的标定过程即结束，当所述标定结果判定模块的判定结果不符合要求时，所述校正模块进行校正。

在一实施例中，所述校正模块进一步包括至少一重叠区域校正模块，所述重叠区域校正模块自动对所述重叠区域划分模块划分出的至少一重叠区域图像进行校正。

在一实施例中，所述校正模块进一步包括至少一重叠区域校正模块，所述重叠区域校正模块自动对所述重叠区域划分模块划分出的至少一重叠区域图像进行校正。

在一实施例中，所述重叠区域校正模块还包括至少一固有参考标的校正模块，所述固有参考标的校正模块被读取出作为校正基准的所述固有参考标的的各参数，所述重叠区域校正模块还包括至少一调整软件校正模块和至少一补偿软件校正模块，所述调整软件校正模块和所述补偿软件校正模块对重叠区域图像进行校正。

在一实施例中，所述固有参考标的校正模块还包括至少一无线信号发射模块，发射标定信息，从而实现汽车和汽车之间的相互标定。

在一实施例中，所述汽车标定系统还包括至少一标定物提供装置，为所述汽车标定系统提供方便且符合标定要求的标定物。

根据本发明的另一方面，还提供一摄像头重叠区域图像的校正方法，用于一汽车标定系统，所述摄像头重叠区域图像的校正方法包括以下步骤：

(a)设置至少两个摄像头，各所述摄像头被安装在汽车上，并各自拍摄到至少一图像捕捉区域，各所述图像捕捉区域的重叠区域形成至少一校正区；和

(b)校正所述校正区的图像，从而实现所述校正区的图像完全重叠。

在一实施例中，所述步骤(b)还包括步骤(b4)：通过具有至少一固有参考标的以校正所述校正区的图像；

其中所述步骤(b4)还包括以下步骤：

(b41)：读取各所述校正区的所述固有参考标的的一拍摄参数的数据；

(b42)：读取所述固有参考标的的一固定参数的数据；以及

(b43)：以所述固定参数的数据为基准校正各所述拍摄参数的数据，从而实现所述校正区的图像的校正。

在一实施例中，所述步骤(b42)还包括步骤(b42a)：从所述汽车标定系统内部的至少一固有参考标的固定参数存储模块获取所述固定参数的数据。

在一实施例中，所述步骤(b42)也可以包括步骤(b42b)：接收所述固有参考标的的至少一无线信号发射装置传递的所述固定参数的数据。

在一实施例中，所述步骤(b4)中的所述固有参考标的为公共设施或者公共建筑物。

本发明提供一汽车标定系统及其标定方法，其优势在于能够提供精度高的定位。能够提供精度高的汽车姿态的检测。

本发明提供一汽车标定系统及其标定方法，其优势在于能够提供检测图像拼接质量。进一步地，该汽车标定系统及其标定方法持续地提供检测图像拼接质量。

附图说明

图1是现有技术中对汽车进行2D标定的示意图。

图2是现有技术中对汽车进行3D标定的示意图。

图3是根据本发明的一优选实施例的一汽车标定系统的流程图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的所述汽车标定系统的示意图。

图5是根据本发明的一实施例的一汽车标定系统的重叠区域的示意图。

图6是根据本发明的上述实施例的一汽车标定系统的一摄像头重叠区域图像的校正方法的示意图。

图7是根据本发明的一实施例的一汽车标定系统中利用路灯杆作为一固有参考标的以对摄像头重叠区域图像进行自动校正的示意图。

图8是根据本发明的一实施例的一汽车标定系统中利用高速公路上的栏杆作为一固有参考标的以对摄像头重叠区域图像进行自动校正的示意图。

图9是根据本发明的一实施例的一汽车标定系统的一校正模块的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图3至图9所示为本发明的一汽车标定系统的一优选实施例，能够对所述汽车标定系统中的各摄像头的重叠区域图像进行自动校正。通过所述汽车标定系统的标定过程中的不断自动对各摄像头的重叠区域图像的校正，驾驶人能够通过汽车中的人机交互界面的合成图及时获取汽车行驶中的各种情况，从而进行及时的应对和调整。

值得一提的是，本发明的所述汽车标定系统可以适用于静态标定，也可以适用于动态标定。换句话说，在标定过程中，汽车可以处于静止状态，也可以处于行驶的运动状态。在这两种情况下，所述汽车标定系统都能够自动实现各摄像头的重叠区域图像的校正。

在本发明的这个优选实施例中，所述汽车标定系统包括一信息采集模块10、一标定物处理模块30、一标定结果判定模块40、一校正模块50、一人机交互模块60以及一标定物提供装置70。所述信息采集模块10能够通过控制多个摄像头在各个时刻拍摄图像采集信息。所述标定物处理模块30能够将所述信息采集模块20采集的信息中，将符合标定要求的标定物的特征信息进行提取，并将各摄像头的参数进行处理。所述标定结果判定模块40将所述标定物处理模块30中的数据进行匹配，判断标定结果是否符合要求。当所述标定结果判定模块40的判定结果为符合时，所述汽车标定系统的标定过程即结束，但是当所述标定结果判定模块40的判定结果不符合要求时，所述校正模块50能够及时进行校正。所述人机交互模块60能够提供良好的人机交互模式，从而促进整个标定过程的顺利进行，并且能够提高用户的体验感。所述标定物提供装置70能够为所述汽车标定系统提供方便且符合标定要求的标定物，适合于汽车周边的标定物较少或者不符合标定要求的情况。

可以理解的是，本发明中所使用的“标定物”并不仅仅指物理上存在的物体，也包括其他标识，例如光线形成的光斑等，只要能够作为本发明中需要使用的提取信息用于标定的即可，本发明并不受此限制。

具体地，所述信息采集模块10包括一图像拍摄控制模块11和一信息存储模块12。所述图像拍摄控制模块11能够控制各车载摄像头同步不间断地拍摄汽车周围的图像，所述信息存储模块12将拍摄到的图像信息存储起来。以汽车上安装四个摄像头拍摄图像进行拼合矫正为例。每个摄像头的拍摄角度都是185度左右。这样四个摄像头就可以无死角地拍摄到汽车的各个角度。

进一步地，所述标定物处理模块30还包括一特征提取模块31、一初始参数赋值模块32、一参数处理模块33和一非平面特征剔除模块34。所述特征提取模块31能够提取标定物的特征信息，例如特征点、特征线或者特征块。所述初始参数赋值模块32中包括初始内参和初始外参的赋值。其中初始内参可以是由摄像模组厂家提供的内参和公差，还可以是汽车制造厂提供的装配摄像头时的装配图中获得的装配参数及公差。这些作为系统可以自动生成参数的初始值。值得一提的是，如果涉及到多个摄像头的部分和全部更换的情况时，可以根据不同的情况把这些初始值展开转换。因此，所述初始参数赋值模块32还包括一初始内参赋值模块321和一初始外参赋值模块322，用于分别赋值初始内参和初始外参。所述参数处理模块33是一核心模块，能够使用多种处理法对内参和外参进行处理。例如当同时存在特征点，特征线和特征块时，可以先处理特征点，再处理特征线，再处理特征块的匹配；或者先处理特征块，再处理特征线，再处理特征点；或者同时处理特征点、特征线和特征块，或者根据各摄像头的安装位置的顺序进行处理，本发明并不受此限制。

值得一提的是，所述标定物处理模块30的所述非平面特征剔除模块34能够将不符合标定要求的标定物剔除。例如路桩和路沿等立体的参照标定物。因为在本发明的这个优选实施例中，主要是考虑平面的标定物作为基本的参数。具体地，所述标定物处理模块30的所述非平面特征剔除模块34还包括一IPM识别模块321和一SOD识别模块342。其中所述IPM识别模块341采用的是IPM(inverse projection mapping)剔除方法，类似俯视图的概念。如果是高于地面的立体物体在俯视图上是发散的。如果所述汽车标定系统的所述非平面特征剔除模块34识别出是这样的特征点，就要剔除掉。而如果是符合标定要求的平面标定物，则会呈现为平的非发散的。其中所述SOD识别模块342采用的是静态障碍物识别方法，从而把非平面的特征剔除。本领域的技术人员可以理解的是，在所述非平面特征剔除模块34中包括有可以实现多种剔除方法的子模块，以上两种仅仅作为举例，本发明并不受此限制。

可以理解的是，在标定过程中，每个摄像头和另外的摄像头都有共同区域。例如，如果标定好之后，路面上的物体被多个摄像头拍摄的图像在共同区域反映出来应该是重合在一起的。因此要同时调整多个摄像头，使其各自拍摄的同一物体的图像经过变换调整之后在共同区域是重合在一起。

值得一提的是，本发明中使用的摄像头可以是单摄摄像头，也可以是双摄摄像头，本发明并不受此限制。

值得一提的是，确定好标定结果的评价手段是标定过程中最关键的问题，也是最基础的问题。因此，进一步地，所述标定结果判定模块40包括一特征点距离处理模块41、一特征线段评估模块42、一加权处理模块43和一数据匹配模块44。其中，所述特征点距离处理模块41能够处理共同区域内的特征点的欧几里得距离。所述特征线段评估模块42能够进行特征线段的共线度和平行度的评估，而所述加权处理模块43能够进一步地将所述特征点距离处理模块41和所述特征线段评估模块42两个模块中的数据进行加权平均，从而进一步确保评估结果的可靠度。所述数据匹配模块44将各参数处理之后的数据进行匹配分析。

本领域的技术人员可以理解的是，本发明中的特征点是映射到映射空间里的像点，例如俯视图的点，从而保证原像点和映射点的一致性，保证标定之后显示的图像和实物的一致性。而特征点的匹配实质是标定过程中将参数处理之后数据之间的匹配。

由于在所述汽车标定系统的标定过程中环境的多变性和复杂性。当所述标定结果判定模块40中判定标定不符合要求时，所述校正模块50能够根据不同的情况进行及时的调整和校正。因此，所述校正模块50进一步包括一摄像头同步校正模块51、一重叠区域校正模块52和一噪音滤波校正模块53。

在标定过程中，会存在多个摄像头不同步的情况。例如会存在多个摄像头采集的时间不同步，例如曝光时间不同，采集时间不同等。还有各个摄像头的启动时间不一样，各摄像头内部晶振的鼓点也不一定一致，而内部电路的工作都是根据这种鼓点进行的。不同制作生产线出来的摄像头虽然有一定的标准，但是还是会有差别，即使同一制作生产线也是会有差别的。这种鼓点的错位还有本身各摄像头启动时间的不一致，会导致最后什么时候拍的图像也不确定。这时对于静态的标定是影响不大的，但是对于动态行驶过程中会导致最终的标定是产生很大影响的。为了解决前述问题，在本发明的这个优选实施例中，所述摄像头同步校正模块51能够及时对摄像头的同步性问题进行校正。由于校正方式不同，所述摄像头同步校正模块51还包括一硬件同步模块511、一软件同步模块512和一软件补偿模块513。其中所述硬件同步模块511中可以采用两种方式对各摄像头进行同步性校正。第一种是采用主从模式，也就是说，各摄像头中的一个作为主摄像头，其他作为从摄像头，利用主摄像头发出信号去驱使其他从摄像头实现完全同步。第二种方法是采用外触发模式去实现各摄像头的同步校正。因此所述硬件同步模块511还包括一主从同步控制模块5111和一外触发同步控制模块5112。所述软件补偿模块513能够利用提前对各摄像头的不同编号，采集各摄像头之间的错位数据，根据车速，转向角等来预测匹配。本领域的技术人员可以理解的是，对于各摄像头的同步校正，前述方法仅仅作为举例，本发明并不受此限制。

所述重叠区域校正模块52能够对重叠区域图像进行自动校正。具体的子模块在之后的内容中会详细揭露。

值得一提的是，所述校正模块50还可以设置一奇偶场模拟模块，所述奇偶场模拟模块可以仅使用奇场或仅使用偶场，即使用单场模拟。

值得一提的是，所述汽车标定系统的所述校正模块50的所述重叠区域校正模块52也可以在不改变各摄像头的情况下，从系统内部通过软件将发生偏移或者重叠的图像进行调整或者补偿，使映射空间中的像点和原像点具有一致性，从而使映射的图像例如用户从所述人机交互模块60中获取的可视图像与实际图像保持一致性。

由于汽车在行驶过程中是有振动的，因为行驶的路况不同，行驶方向的转变和行驶地面的颠簸程度等，可以定义为噪音，动态过程是始终存在的。对这些噪音的滤波是很重要的问题，参数在动态过程中会发生各种变化。因此，所述校正模块50的所述噪音滤波校正模块53能够及时将这些噪音进行滤波处理，使其不影响整个标定过程。

为了更好地实现所述汽车标定系统的人机交互体验感和更利于整个标定过程。所述人机交互模块60还包括一标定方法信息显示模块61、一信息输入模块62、一标定物种类判断模块63、一调整信息输出模块64和一标定过程动态显示模块65。

具体地，所述标定方法信息显示模块61能够在标定之前为用户提供便于标定所需的信息。例如告诉汽车4s店或者消费者详细的标定方法，例如更有利的标定场合，便于标定的标定物的条件信息等。例如在动态标定的情况下，可以将汽车正常行驶一段路程，所行驶路面尽量平坦，路面有线等特征点，特征点越多比较好等便利提示信息。

所述信息输入模块62还包括一标定物种类输入模块621、一标定地点输入模块622和一手工标定参数输入模块623。所述标定物种类输入模块621能够接收到用户输入的标定物种类的信息，从而能够迅速相应的标定方案，并所述汽车标定系统的其他模块进行配合实现自动快速标定的目的。所述标定地点输入模块622能够接收到用户输入的标定地点信息，通过标定地点的信息自动调整内部标定方法，实现快速准确的标定。所述手工标定参数输入模块623能够在车行数据不明的情况下接收用户输入的手工标定信息，从而进行自动快速的标定。

由于标定物的种类不同，虽然所述汽车标定系统能够实现自动快速的标定，但是对于标定物种类的迅速判断分类也能够有利于系统内部采用不同的标定方法或者处理法，从而进一步地实现自动标定。标定物的种类多样，例如几何图形的边缘，拐点，角点，色块等。另外所述汽车标定系统的所述标定物种类判断模块53能够优选出平行直线作为重要的特征线。例如白线。每个白线的左边缘和右边缘也是平行的。或者例如两个白线的平行。再例如可以是道路线的端点，路面的标示，人行道标示等其他可供使用的特征信息。这些都可以作为优选的标定物，并从中提取特征信息。所述标定物种类判断模块63包括一静态标定处理模块631和一动态标定处理模块632，用于判断静态或者动态情况，自动选择更有利的标定方法，自动实现标定。

进一步地，所述调整信息输出模块64能够提示用户及时调整标定环境，有利于整个标定过程更快速，精确。例如提示增加特征匹配的条件，例如线要有持续性，点有对称性等。因此，所述调整信息输出模块64还包括一标定物更换提示模块641、一高噪音环境提示模块642、一负载调整提示模块643和一手工标定提示模块644。例如在车辆不断振动或者道路弯曲崎岖时，所述高噪音环境提示模块642提示用户在较平坦的道路上进行标定。例如在负载变化的时候，所述负载调整提示模块643提示用户注意负载的变化。除此以外，所述负载调整提示模块643不仅能够实现提示用户的功能，还能够自身在预定间隔时间自动作测试，不断评估，直到足够稳定。而在车行数据不明的情况下，所述手工标定提示模块644能够提醒用户及时进行手工标定，使用手工标定作为初始数据，之后输入到所述汽车标定系统中转成可以使用的车行数据。

所述标定过程动态显示模块65能够使用户实时看到标定进展的程度，例如判断静态参照物是否足够等，更好地实现良好的人机交互。

值得一提的是，所述标定结果判定模块40还包括一合成图像效果检测模块45，所述人机交互模块60还包括一合成图像显示模块66，所述合成图像效果检测模块45能够及时检测所述合成图像显示模块66中合成图的效果，并反馈给所述校正模块50，及时进行校正。

本领域的技术人员可以理解的是，所述人机交互模块60并不仅仅局限于以上举例，还可以根据实际情况和更好的人机交互体验，增加其他可行的人机交互子模块。

值得一提的是，本发明的所述汽车标定系统在实际应用中，为了提高标定的速度和精度，优选地，可以使用高精度的摄像头以获得高一致性的内参。优选地，摄像头在汽车的安装位置适合前装，这样可以尽可能减少误差，也就是说，在汽车制造工序中，摄像头已经被安装在了汽车上。此外，在标定过程中，除了静态标定以外，还可以将汽车驾驶一段路程，从而使标定结果更精准。但是，本领域的技术人员可以理解的是，以上只是在实际应用中的使用举例，即使没有以上额外操作，本发明的所述汽车标定系统也能够快速自动标定。也就是说，本发明的所述汽车标定系统并不受以上举例的限制。

值得一提的是，所述汽车标定系统还包括一标定物提供装置70。为了满足人们对于快速和自动标定的需求。在静态标定的情况下，所述汽车标定系统能够使用户在汽车周围放置各种平面标定物。例如色块、后备箱中的平面物品、周围环境中随意可获取的平面物作为标定物，所述汽车标定系统根据用户的这些标定物在静态情况下可以迅速实现自动标定。但是当周围环境中没有方便获取的标定物时，为了方便用户，所述汽车标定系统的所述标定物提供装置70能够自动提供符合标定条件的标定物，为用户节省了很多寻找标定物的时间，而且也更方便静态和动态的标定。所述标定物提供装置70可以是安装车身内部激光点激光发射的装置。这些激光发射装置能够朝周围环境的平面上发射出符合标定要求的图案作为参考的标定物。所述标定物提供装置70还可以是汽车本身带有的投影仪，或者直接附带的便于放置的一些色块等特征物，从而作为参照的标定物。这样更简单方便地实现所述汽车标定系统的自动标定。

本发明的所述汽车标定系统还包括一重叠区域划分模块20，所述重叠区域划分模块20划分出多个摄像头的重叠区域，从而便于所述校正模块50对于重叠区域图像的校正。

本发明还提供一汽车标定方法，所述汽车标定方法包括以下步骤：

(A)采集图像信息；

(B)读取摄像头参数初始赋值；

(C)处理摄像头参数；

(D)判断标定结果是否符合标准；以及

(E)校正重叠区域图像；

其中，如果所述步骤(D)的判定结果为符合标准，则所述汽车标定方法的标定步骤结束，如果所述步骤(D)的判定结果为不符合标准，则循环执行所述步骤(E)至步骤(C)，直至所述步骤(D)的判定结果为符合标准。

值得一提的是，其中所述步骤(C)中同时存在的特征点、特征线和特征块时，处理参数的顺序为先处理特征点，再处理特征线，再处理特征块的匹配。

值得一提的是，其中所述步骤(C)中同时存在的特征点、特征线和特征块时，处理参数的顺序为先处理特征块，再处理特征线，再处理特征点。

值得一提的是，其中所述步骤(C)中同时存在的特征点、特征线和特征块时，处理参数的顺序为同时处理特征点、特征线和特征块。

值得一提的是，当所述步骤(D)中判定的标定结果不符合标准的时候，所述步骤(E)中校正重叠区域图像的方法可以是硬件校正和软件校正。也就是说，所述步骤(E)还包括步骤(E1)：校正摄像头的外参。或者所述步骤(E)还包括步骤(E2)：软件校正重叠区域图像。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一摄像头重叠区域图像的校正方法，用于一汽车标定系统，所述摄像头重叠区域图像的校正方法包括以下步骤：

(a)设置至少两个摄像头，各所述摄像头被安装在汽车上，并各自拍摄到至少一图像捕捉区域，各所述图像捕捉区域的重叠区域形成至少一校正区；和

(b)校正所述校正区的图像，从而实现所述校正区的图像完全重叠。

其中，所述步骤(b)中校正所述校正区的图像的校正方法可以是通过校正硬件的位置的方法实现，即通过校正各所述摄像头的位置，例如通过调整所述摄像头自身的旋转角度以改变拍摄角度等；也可以是通过将所述摄像头的拍摄角度不变，但是将拍摄到的图像使用软件进行调整或者补偿，从而使所述校正区内的图像完全重叠；也可以是更具体地，举例来说，可以不调整所述摄像头的物理位置，而是将各所述被捕捉的图像中的一个为基准，其他的所述被捕捉图像沿X轴或者Y轴移动，直至其他的各所述被捕捉图像和作为基准的所述被捕捉图像完全重叠，从而实现所述校正区的图像完全重叠。

因此，所述步骤(b)还可以包括步骤(b1)：调整至少一摄像头的位置直至各所述摄像头的各所述校正区完全重叠。

进一步地，所述步骤(b1)中调整至少一摄像头的位置的调整方法还包括步骤(b11)：调整各所述摄像头的拍摄角度。

更进一步地，所述步骤(b11)还包括步骤(b111)：设置一调整马达，所述调整马达被安装于各所述摄像头，用于调整所述摄像头的拍摄角度。

其中，所述步骤(b)还可以包括步骤(b2)：通过一调整软件将各所述校正区的图像调整至完全重叠。

其中，所述步骤(b)还可以包括步骤(b3)：通过一补偿软件将各所述校正区的图像补偿至完全重叠。

更具体地，如图6所示，根据本发明的一实施例，以安装两个摄像头为例具体说明所述摄像头重叠区域图像的校正方法。也就是说，在本发明的这个实施例中，所述摄像头重叠区域图像的校正方法包括以下步骤：

(i)一第一摄像头84获取一第一被捕捉图像841；

(ii)一第二摄像头85获取一第二被捕捉图像851；

(iii)解析所述第一被捕捉图像841和所述第二被捕捉图像851；

(iv)校正所述第一被捕捉图像841和所述第二被捕捉图像851的重叠区域形成的一校正区845；

(v)判断所述校正区845的图像是否完全重叠；

如果所述步骤(v)中判断结果为是，则校正结束；如果判断结果为否则循环执行所述步骤(i)至所述步骤(iv)，直至所述步骤(v)中的判断结果为是。

其中所述步骤(iv)的校正步骤还包括步骤(iva)：调整所述第一摄像头84和所述第二摄像头85的拍摄角度直至所述校正区845的图像完全重叠。

进一步地，所述步骤(iva)还包括步骤(iva1)：设置两个调整马达，两所述调整马达分别被安装于所述第一摄像头84和所述第二摄像头85，用于分别调整所述第一摄像头84和所述第二摄像头85的拍摄角度。

其中所述步骤(iv)的校正步骤还包括步骤(ivb)：通过一调整软件将所述校正区845的图像调整至完全重叠。

其中所述步骤(iv)的校正步骤还包括步骤(ivc)：通过一校正软件将所述校正区845的图像补偿至完全重叠。

可以理解的是，图6所示的为本发明的上述实施例中为了具体说明而设置两个摄像头，在本发明的其他实施例中，可以设置一个双摄的摄像头，也可以设置多个摄像头，本发明并不受此限制，只要实现各所述摄像头的重叠区域能够实现校正，从而实现汽车标定系统中系统拼接合成后的合成图的最小的失真度和整体放入自动校正。

值得一提的是，本发明的所述摄像头重叠区域图像的校正方法的实施中，并不需要从拍摄到的图像中提取标定物的特征点，而是在汽车的行驶过程中，利用汽车标定系统的内部模块不断自动校正的，从而使拍摄到的影像不断自动校正。和现有技术中的2D标定，3D标定需要特定的标定物相比更方便。

值得一提的是，在本发明的所述摄像头重叠区域图像的校正方法中，所述步骤(b)中校正所述校正区的图像的校正方法也可以是通过一固有参考标的的固定参数来实现所述校正区图像的完全重叠校正。也就是说，在本发明中，所述固有参考标的可以被定义为：具有一固定参数的参考标定物，所述固定参数可以是所述参考标定物的三维坐标等。

例如，如图7所示为以路灯杆作为固有参考标的为例具体说明。所述汽车93行驶在具有多个路灯杆83的道路R上。各所述路灯杆83都有一路灯杆编号831，这些路灯杆编号831代表着每个路灯杆的特有的位置信息。也就是说，各路灯杆83都有自身独有的三维坐标信息。当所述汽车93经过各所述路灯杆83的时候，各所述摄像头能够拍摄到各所述路灯杆83，并且可以获取各所述路灯杆83的坐标信息从而系统内部自动调整并定位。例如拍摄到的图像中提取的所述路灯杆83的拍摄参数为(x1,y1,z1),但是实际的所述路灯杆83的固定参数为(x2,y2,z2),那么系统就自动以固定参数(x2,y2,z2)为基准校正各所述校正区的图像，从而实现各所述校正区的图像完全重叠。

值得一提的是，各所述路灯杆831的坐标参数信息的获取有两种方式，一是已经储存在汽车标定系统内部存储模块的，其中，这些被存储的坐标参数数据可以是通过政府的公共信息数据库中获取，还可以是提前通过卫星数据定位获取；另一种方式是各所述路灯杆83能够通过无线传输的方式传递三维坐标信息。在这种方式之中，各所述路灯杆83设置有一无线信号发射装置832，用于发射各自的固定坐标参数信息，以供所述校正区的图像校正。

值得一提的是，以所述路灯杆831为例的所述固有参考标的具有固定参数，所述汽车标定系统能够根据所述固有参考标的的固定参数获取位置信息，例如获取所述汽车所在的具体车道信息等，在该车道上有哪些可视或者非可视的标定标识，调整所述汽车自身所带GPS定位装置的准确度，从而实现所述汽车标定系统的高精度标定。值得一提的是，所述固有参考标的并不局限于地上立体物例如路灯杆，还可以是埋在地下的具有通讯功能的设备。

值得一提的是，在间隔预设距离之间设置多个固有参考标的，由于图像中的标识已经预设，所述汽车标定系统能够根据各所述固有参考标的的固定参数，可以用来实时以及持续地检测图像拼接质量的精度。获取用来增加持续检验拼接质量的功能。

如图8所示为以高速公路上的栏杆作为固有参考标的为例具体说明。所述汽车93’行驶在两侧具有多个栏杆83’的高速路R’上。各所述栏杆83’具有一栏杆编号831’，所述栏杆编号831’是提前预置的，而且这些所述栏杆编号831’表示有每个所述栏杆83’的特有的位置信息。除了提前预置的特定唯一的所属栏杆编号831’，所属栏杆83’还可以设置有一GPS装置832’，用于所述汽车93’进行无线通讯。当所述汽车93’经过各所述栏杆83’时，所述汽车93’能够和各所述栏杆83’进行无线通讯或者获取到各所述栏杆83’的固有位置信息，并且和所述汽车93’测定的所述栏杆83’的测定获得的位置信息进行比较来判断是否需要校正。或者所述汽车93’使各摄像头以所述栏杆83’为标定物进行拍摄。然后判断拍摄到的所述栏杆83’的位置是否与路灯杆的设置的位置一致。不一致则该摄像头需要进行校正。从而实现各所述校正区的图像完全重叠。

因此，在本发明的一实施例中，其中，所述步骤(b)还可以包括步骤(b4)：通过具有一固有参考标的以校正所述校正区的图像。

更进一步地，所述步骤(b4)还包括以下步骤:

(b41)：读取各所述校正区的所述固有参考标的的一拍摄参数的数据；

(b42)：读取所述固有参考标的的一固定参数的数据；以及

(b43)：以所述固定参数的数据为基准校正各所述拍摄参数的数据，从而实现所述校正区的图像的校正。

更进一步地，所述步骤(b42)还包括步骤(b42a)：从所述汽车标定系统内部的一固有参考标的固定参数存储模块获取所述固定参数的数据。

可以理解的是，当所述固有参考标的设置有无线信号发射装置时，所述步骤(b42)也可以包括步骤(b42b)：接收所述固有参考标的的一无线信号发射装置传递的所述固定参数的数据。

值得一提的是，在本发明的其他实施例中，也可以是汽车之间相互标定，也就是说，彼此的位置坐标信息可以共享。

因此，本发明的所述汽车标定系统的所述重叠区域校正模块52还包括一摄像头位置校正模块521，所述摄像头位置校正模块521能够通过校正各所述摄像头的位置，例如通过调整所述摄像头自身的旋转角度以改变拍摄角度等，从而使所述校正区内的图像完全重叠，实现重叠区域图像的校正。

所述重叠区域校正模块52还包括一调整软件校正模块522和一补偿软件校正模块523，用于当各所述摄像头的拍摄角度不变时，将拍摄到的图像使用软件进行调整或者补偿。

所述重叠区域校正模块52还包括一固有参考标的校正模块524，当使用具有一固定参数的一固有参考标的以实现重叠区域图像的校正时，所述固有参考标的校正模块524能够被读取出作为校正基准的所述固有参考标的的各参数，从而通过所述调整软件校正模块522和所述补偿软件校正模块523对重叠区域图像进行校正。

进一步地，所述固有参考标的校正模块524还包括一固定参数存储模块5241，用于存储所述固有参考标的的所述固定参数的数据。

进一步地，所述固有参考标的校正模块524还包括一无线信号接收模块5242，用于接收系统外(例如其他汽车上或者固有参考标的上安装的无线信号发射装置)发射过来的所述固有参考标的的所述固定参数的数据。

进一步地，所述固有参考标的校正模块524还包括一拍摄参数提取模块5244，用于提取各所述重叠区域的图像中的所述固有参考标的的拍摄参数的数据。

值得一提的是，所述固有参考标的校正模块524还可以包括一无线信号发射模块5243，能够发射标定信息，从而实现和其他汽车之间的相互标定，也就是说，所述汽车标定系统能够实现多辆汽车彼此之间的位置坐标信息的共享。

值得一提的是，本发明在标定过程中无须人为地设置一个标定场景进行标定。一种方法是系统自动选择特征点，特征线或特征块作为标定物。另一种是利用如路灯杆等公共设施或者公共建筑作为标定物。由于路灯杆并不是作为标定场景而设定的，因此也可以纳入无标定的范畴。例如图7和图8的实施例中，电线杆或者栏杆设置有GPS，该路灯杆或者栏杆等公共设施与车载摄像头进行通信，告知车载摄像头以该公共设施为标定物进行拍摄。然后判断拍摄到的公共设施的位置是否与路灯杆的设置的位置一致。不一致则该摄像头需要进行校正。还有一种方法是标定物从汽车上设定。例如，本发明中的所述标定物提供装置70能够自动提供符合标定条件的标定物，为用户节省了很多寻找标定物的时间，而且也更方便静态和动态的标定。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一汽车标定系统，其特征在于，包括：

至少一校正模块、至少一信息采集模块、至少一标定物处理模块和至少一标定结果判定模块，其中所述信息采集模块通过控制多个摄像头在各个时刻拍摄图像而采集图像信息，所述标定物处理模块将所述信息采集模块采集的信息中提取并对参数进行处理，所述标定结果判定模块将所述标定物处理模块中的参数处理结果的数据进行匹配，判断标定结果是否符合要求，当所述标定结果判定模块的判定结果为符合时，所述汽车标定系统的标定过程即结束，当所述标定结果判定模块的判定结果不符合要求时，所述校正模块进行校正。

2.如权利要求1所述的汽车标定系统，其中所述汽车标定系统还包括所述校正模块进一步包括至少一重叠区域校正模块，所述重叠区域校正模块自动对所述重叠区域划分模块划分出的至少一重叠区域图像进行校正。

3.如权利要求2所述的汽车标定系统，其中所述重叠区域校正模块还包括至少一固有参考标的校正模块，所述固有参考标的校正模块被读取出作为校正基准的所述固有参考标的的各参数，所述重叠区域校正模块还包括至少一调整软件校正模块和至少一补偿软件校正模块，所述调整软件校正模块和所述补偿软件校正模块对重叠区域图像进行校正。

4.如权利要求3所述的汽车标定系统，其中所述固有参考标的校正模块还包括至少一无线信号发射模块，发射标定信息，从而实现汽车和汽车之间的相互标定。

5.如权利要求1至4中任一所述的汽车标定系统，其中所述汽车标定系统还包括至少一标定物提供装置，为所述汽车标定系统提供方便且符合标定要求的标定物。

6.一摄像头重叠区域图像的校正方法，用于一汽车标定系统，所述摄像头重叠区域图像的校正方法包括以下步骤：

(a)设置至少两个摄像头，各所述摄像头被安装在汽车上，并各自拍摄到至少一图像捕捉区域，各所述图像捕捉区域的重叠区域形成至少一校正区；和

(b)校正所述校正区的图像，从而实现所述校正区的图像完全重叠。

7.如权利要求6所述的摄像头重叠区域图像的校正方法，其中所述步骤(b)还包括步骤(b4)：通过具有至少一固有参考标的以校正所述校正区的图像；

其中所述步骤(b4)还包括以下步骤：

(b41)：读取各所述校正区的所述固有参考标的的一拍摄参数的数据；

(b42)：读取所述固有参考标的的一固定参数的数据；以及

(b43)：以所述固定参数的数据为基准校正各所述拍摄参数的数据，从而实现所述校正区的图像的校正。

8.如权利要求7所述的摄像头重叠区域图像的校正方法，其中所述步骤(b42)还包括步骤(b42a)：从所述汽车标定系统内部的至少一固有参考标的固定参数存储模块获取所述固定参数的数据。

9.如权利要求7所述的摄像头重叠区域图像的校正方法，其中所述步骤(b42)也可以包括步骤(b42b)：接收所述固有参考标的的至少一无线信号发射装置传递的所述固定参数的数据。

10.如权利要求7至9中任一所述的摄像头重叠区域图像的校正方法，其中所述步骤(b4)中的所述固有参考标的为公共设施或者公共建筑物。