[发明专利]校准安装至车辆的摄像机的取向的方法和存储介质

说明书

校准安装至车辆的摄像机的取向的方法和存储介质。一种校准安装至车辆特别是卡车的摄像机的取向的方法包括以下步骤：将摄像机布置在校准图案的前方，该校准图案限定至少两条水平线和两条垂直线；借助于摄像机获取校准图案的图像，所述图像具有分别至少基本对应于水平轴和垂直轴的第一轴和第二轴；在所获取的图像内标识水平线和垂直线的表示；根据水平线的表示确定水平消失点；根据垂直线的表示确定垂直消失点；以及根据水平消失点相对于图像的主点的位置来计算滚转角，根据沿第一轴测量的水平消失点的第一坐标计算偏航角，以及根据沿第二轴测量的垂直消失点的第二坐标计算俯仰角中的至少一个步骤。

技术领域

本发明涉及用于校准安装至车辆的摄像机的取向的方法。

背景技术

近来，越来越多的车辆设置有安装至车辆的至少一个摄像机，以供拍摄有关该车辆环境的信息。具体来说，摄像机位于车辆前方以获取前方道路。这样获得的图像数据例如可以由各种驾驶员辅助系统使用。

根据由这样的摄像机获取的图像，可以提取有关摄像机视场内的物体的空间数据。然而，这些数据是相对于摄像机而言的，但不是(至少不是直接)相对于车辆而言的。因此，例如由摄像机拍摄的物体的位置只能相对于摄像机来确定。为了还从摄像机所获取的图像以高精度和可靠性获得这样的物体相对于车辆的位置，因此重要的是，精确获知摄像机相对于车辆的位置和取向。

尤其是以相对于车辆的很好地限定的取向来放置摄像机是相当困难的。因此，摄像机几乎肯定会偏离理想取向，而且对于不同车辆中的不同摄像机而言真正取向也随着变化。

摄像机的取向可以通过通常称为滚转角、偏航角和俯仰角的三个角来描述。滚转角规定围绕纵轴的旋转角，这对于摄像机而言具体对应于摄像机的光轴。因此，滚转角的旋转轴相对于摄像机限定并因此与摄像机一起改变其取向，例如，如果摄像机倾斜或摇摄。偏航角规定围绕垂直轴的旋转角，因此至少基本上限定了从理想取向到左侧或向右侧的偏离。俯仰角规定围绕水平轴的旋转角，因此至少基本上限定了从理想取向向上或向下的偏离。

校准安装至车辆上的摄像机的取向优选地包括确定滚转角、偏航角以及俯仰角中的至少一个。优先地，确定所有这三者以便充分描述摄像机的取向。

确定这些角通常可以在车辆移动期间进行，例如，当在道路上行驶时。以这种方式，该校准方法可以利用能够从因沿特定方向移动而导致的连续获取图像之间的差异导出的信息。然而，这样的校准可能是耗时的并因此成本高昂的。因此，可以在静止车辆上执行的校准方法可以是优选的。

存在取决于摄像机的高度已知和固定的校准方法。然而，具体来说，如果车辆是卡车，那么即使摄像机被安装至车辆处的限定位置，该摄像机的高度也可以显著改变。这可能是由于车辆的相当软的悬挂而造成的，结果，车辆的驾驶室(摄像机可能安装至的位置)例如可将其高度改变高达几十厘米。因此，优选的是，校准方法不取决于所安装的摄像机的高度。优先地，摄像机的高度甚至可以被确定为校准的一部分。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于校准安装至车辆的摄像机的取向的方法，该方法特别可靠、快速并且与所安装的摄像机的高度无关。

该目的通过一种校准安装至车辆、具体为卡车的摄像机的取向的方法来解决。

为了校准摄像机的取向，将摄像机布置在校准图案的前方，尤其布置在距该校准图案的已知距离处。这对应于静止设定，并且例如可以利用固定放置的校准图案来容易地实现。例如，车辆可以移动至校准图案前方的限定位置，尤其是处于已知距离处。为此，车辆可以行驶至该限定位置。然而，为了以高精度放置车辆，车辆优选地通过传送带移动。

车辆至校准图案的所述已知距离可以预定义，然后对于具有待校准的摄像机的连续车辆至少基本相同。然而，该距离还可以优选地以受控方式改变，和/或针对每个校准或一组校准单独地测量。该距离尤其作为沿与校准图案的平面垂直的方向的距离。