一種用于標定攝像機系統(tǒng)的方法，該攝像機系統(tǒng)包括具有預(yù)定內(nèi)標定的多個攝像機，這些攝像機設(shè)置在諸如車輛的對象上，并覆蓋該對象的周圍環(huán)繞區(qū)域，該方法包括以下步驟：在對象周圍區(qū)域中并且在攝像機視野中，設(shè)置一組以已知尺寸間隔開并位于單個平面上的標記；然后根據(jù)該攝像機的相應(yīng)的標記組，計算該攝像機的外參數(shù)；并且針對該多個攝像機中其它攝像機中的每一個重復(fù)這些步驟。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及標定(calibrate)攝像機系統(tǒng)的方法，該攝像機系統(tǒng)包括具有預(yù)定內(nèi)標定(intrinsic calibration)的多個攝像機,這些攝像機設(shè)置在諸如車輛的對象上，并且覆蓋該對象周圍環(huán)繞區(qū)域。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)代化的對象(諸如車輛)中，對于獲取緊鄰該對象的周圍環(huán)境的信息存在日益增長的需求。例如，關(guān)于車輛，駕駛員經(jīng)常期望獲得超出用于控制停車距離的傳感器的信息。在不熟悉的、狹窄的或受約束的空間中，或者在其它情況迫使司機或乘客(如果存在)下車以協(xié)助駕駛員的時候，這樣的信息可能尤其有用。在這樣的情況下，通常期望在控制顯示器上呈現(xiàn)基本全面的影像，示出從鳥瞰的角度觀察到的車輛和其周圍環(huán)境。這樣的影像通常不能通過經(jīng)常用于感測和控制停車距離的超聲波傳感器獲得。取而代之的是，經(jīng)常使用 攝像機來獲得這樣的影像。所獲得的圖像通常可以數(shù)字方式呈現(xiàn)在某種控制顯示器上，該種控制顯示器對于控制該車輛的駕駛員或人是很容易看到的。于是，這種清楚的概覽視圖使得駕駛員即使在受約束的空間中也能夠準確地操縱該車輛或?qū)ο螅踔翢o需轉(zhuǎn)他/她的頭部。這樣的信息即使在諸如公路以外的路這樣的崎嶇地形下也可以呈現(xiàn)厘米級的準確度，避開大石、樹木、樹樁和其它障礙物。而且，在駕駛拖車時，這樣的信息可能也是尤其有用的。可因此基本上避免與花盆、墻，等物刮蹭。該系統(tǒng)在白天和夜晚均可使用，即使是在車輛正以低速移動的時候也可使用，并且，可在狹窄的駕駛環(huán)境下避免與其它車輛或者與非移動物體碰觸。對于部分或甚至完全在遙控下的對象，這樣的信息也可能是有用的。典型地，為了獲得基本接近360度圓周的周圍環(huán)境的視圖，需要至少兩個攝像機。這樣的攝像機可設(shè)置在車輛的側(cè)視鏡上。從這些攝像機獲取的關(guān)于汽車和其周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)可由中央計算機處理。另外的攝像機可在對象的其它位置處被集成到攝像機系統(tǒng)中，因此，例如，起到監(jiān)視與該車輛交叉移動的交通的作用。重要的問題是，要避免盲點/黑點，也就是，在車輛環(huán)繞區(qū)域中未被該系統(tǒng)的任何攝像機覆蓋的點。用于提供這樣的概覽影像的攝像機系統(tǒng)的一個重要方面，是該系統(tǒng)的標定。—種用于攝像機標定的簡單模型是應(yīng)用于小孔攝像機的Tsai模型或類似的立體投影的小孔模型，可起到解釋某些基礎(chǔ)參數(shù)的作用。Tsai攝像機模型是基于立體投影的小孔模型的。給定在3D世界(3D world)坐標系中一點的位置，該模型預(yù)測該點的圖像在2D像素坐標系中的位置。Tsai模型具有11個參數(shù)，包括五個內(nèi)部參數(shù)(也稱為內(nèi)參數(shù)(intrinsic parameter)的或內(nèi)在參數(shù))，和六個外部參數(shù)。內(nèi)部參數(shù)包括，表示小孔攝像機的有效焦距的f，表示一階徑向透鏡失真系數(shù)的&，表示徑向透鏡失真中心的坐標Cx，Cy,以及該攝像機坐標系的Z軸在攝像機傳感器平面上的穿透點，SX表示比例因子,用于解釋歸因于巾貞捕獲器(framegrabber)橫向掃描線重新取樣的任意不確定因素。外部的參數(shù)(也稱為外參數(shù)或外在參數(shù))包括Rx、Ry、Rz，其表示用于世界與攝像機坐標系之間的轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)角(歐拉(Euler)角)，并且Tx、Ty, Tz表示翻譯分量，用于在世界與攝像機坐標系之間的轉(zhuǎn)換。指數(shù)X、y和ζ可等同地表示為1、2和3。內(nèi)部參數(shù)描述了攝像機是如何形成圖像的，而外部參數(shù)描述了在世界坐標系中攝像機的位置和定向。用于該模型的標定數(shù)據(jù)由特征點的3D (X，y, Z)世界坐標(通常以mm的單位給定)，以及在圖像中該特征點的相應(yīng)2D坐標(Xf，Yf)(典型地以像素為單位給定)組成。兩種形式的標定可能是在共面標定的情況下，標定點位于3D世界的單個平面上，而，在非共面的情況下，標定點則占據(jù)了一定的3D體積。例如在1986年在Miami Beach, FL召開的 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition 的會議錄的第364至374頁，由 Roger Y. Tsai 所著的“An Efficient and Accurate Camera CalibrationTechnique for 3D Machine Vision” 中，以及在 1987 年 8 月，IEEE Journal of Robotics and Automation, Vol. RA-3, No. 4,第 323 至 344 頁，由 Roger Y. Tsai 所著的“A versatileCamera Calibration Technique for High-Accuracy 3D Machine Vision MetrologyUsing Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses” 中，給出了對基本標定算法的解釋。在2000 年，IEEE Transact ion on Pattern Analysis and MachineIntelligence, Vol. 22, No. 11,第 1330 至 1334 頁，由 Z. Zhang 所著的 “A flexible newtechnique for camera calibration”中討論了標定攝像機的不同方法。攝像機系統(tǒng)經(jīng)常是通過使用設(shè)置在固定位置處的標記進行標定的。為了這種標定，應(yīng)該使諸如車輛的對象停在固定的位置。該車輛應(yīng)進一步具有固定的定向。這兩個要求都是相當困難且耗時的任務(wù)。這種標定方法也是相當難于以裝置外演繹的方式執(zhí)行的，在此情況下，整個標定設(shè)置必須被準確地轉(zhuǎn)移或復(fù)制/再現(xiàn)。在任何情況下，標記的位置和它們與對象的相對位置都應(yīng)該保持盡量準確。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對以上提及的標定攝像機系統(tǒng)的問題提供了解決方案。尤其是，依據(jù)本解決方案，用于標定攝像機系統(tǒng)的方法通過提供該攝像機系統(tǒng)的所有攝像機的外參數(shù)(extrinsic parameter),使得標定非常靈活、機動,且易于完成。本專利技術(shù)提供了一種用于標定攝像機系統(tǒng)的方法，該攝像機系統(tǒng)包括具有預(yù)定內(nèi)標定的多個攝像機，這些攝像機設(shè)置在諸如車輛的對象上，并且覆蓋了該對象的周圍環(huán)繞區(qū)域，該方法的步驟包括(a)在該對象的周圍區(qū)域中且在攝像機的視野中，設(shè)置以已知尺寸間隔開并且位于的單個平面上的一組標記；然后(b)根據(jù)用于該攝像機的相應(yīng)的標記組，計算該攝像機的外參數(shù)；并且然后(C)對多個攝像機中的其它攝像機中的每一個，重復(fù)以上步驟(a)和(b)。將通過一種已知的方法提供的已知內(nèi)標定考慮在內(nèi)，依據(jù)本專利技術(shù)的方法集中在外參數(shù)上。通過以上步驟，可通過使用諸如棋盤板的一組標記，可典型地標定所有的多個攝像機，假設(shè)該棋盤提供了處于單個平面上的，也就是共面的點。這些板可典型地為四方形的，并且這些板可以是基本上平坦的。由于根據(jù)內(nèi)標定，每個攝像機的攝像機內(nèi)參數(shù)是已知的，這提供了用于確定諸如旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù)(translation parameter)的外參數(shù)的基礎(chǔ)。由于該組標記典型地提供了許多個點，在確定外參數(shù)所使用的任意線性方程的系統(tǒng)(或線性系統(tǒng))中，這些點的個數(shù)都遠大于未知點的個數(shù)，所以，任意線性系統(tǒng)的設(shè)置都將是超定的，使得優(yōu)化可能應(yīng)用。在如上所描述的方法中，每一個攝像機的視野與其相鄰攝像機中的至少一個可至少部分地重疊。在該攝像機系統(tǒng)中，所使用的攝像本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于標定攝像機系統(tǒng)的方法，該攝像機系統(tǒng)包括多個具有預(yù)定內(nèi)標定的攝像機，這些攝像機被設(shè)置在諸如車輛的對象上，并覆蓋該對象的周圍環(huán)繞區(qū)域，該方法包括以下步驟：（a）在所述對象的周圍區(qū)域中并且在攝像機的視野中，設(shè)置一組以已知尺寸間隔開并且位于單個平面上的標記；然后（b）根據(jù)該攝像機的所述相應(yīng)標記組，計算所述攝像機的外參數(shù)；（c）對所述多個攝像機中其它攝像機中的每一個，重復(fù)步驟（a）和（b）。
【技術(shù)特征摘要】
2011.05.10 EP 11003828.81.一種用于標定攝像機系統(tǒng)的方法，該攝像機系統(tǒng)包括多個具有預(yù)定內(nèi)標定的攝像機，這些攝像機被設(shè)置在諸如車輛的對象上，并覆蓋該對象的周圍環(huán)繞區(qū)域，該方法包括以下步驟 (a)在所述對象的周圍區(qū)域中并且在攝像機的視野中，設(shè)置一組以已知尺寸間隔開并且位于單個平面上的標記；然后 (b)根據(jù)該攝像機的所述相應(yīng)標記組，計算所述攝像機的外參數(shù)； (C)對所述多個攝像機中其它攝像機中的每一個，重復(fù)步驟(a)和(b)。2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述每個攝像機的視野與其相鄰攝像機中至少一個攝像機的視野至少部分重疊。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在相鄰攝像機所述視野的所述重疊區(qū)域中，選擇所述標記組。4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的方法，其中，對于所述多個攝像機中的至少一個攝像機，所述相應(yīng)標記組包括原點，使得所述相應(yīng)攝像機的所述外參數(shù)參考該原點。5.如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括步驟(d):相對于在步驟(c)中獲得的所述其它攝像機的所述外參數(shù)，針對所述多個攝像機中的每個攝像機，計算第二組外參數(shù)。6....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K納特羅什維利，B加斯曼，
申請(專利權(quán))人：哈曼貝克自動系統(tǒng)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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