[发明专利]一种环视系统外参数在线修正方法、系统、设备及介质

权利要求书

1.一种环视系统外参数在线修正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1：采用环视系统采集图像数据；

步骤S2：基于ORB特征匹配和像素梯度值阈值设置，对环视系统采集到的图像数据进行帧选择和像素选择，确定用于后续优化的图像帧以及图像的像素；

步骤S3：利用所选图像帧上相应的像素点，建立双相机模型，通过计算相邻相机共视区的像素均值比对共视区的像素值进行缩放，并基于各个像素对应的双相机损失项误差构建优化图结构；

步骤S4：利用列文伯格-马夸尔特LM算法对优化图结构进行图优化以获得最优的相机位姿，从而完成对环视系统外参数的修正。

2.根据权利要求1所述的一种环视系统外参数在线修正方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

步骤S21：检查当前帧是否和滑动窗口内上一帧之间相隔至少P帧，如果是则继续执行后续步骤，否则丢弃当前帧并等待新的一帧到来；

步骤S22：在当前帧和上一帧的环视图上检测ORB特征并进行匹配，随后进行两帧之间的单应估计，并检查单应阵的等距性，当该单应阵对应的变换在近似范围内满足等距变换，地面被视为相对平整，继续执行后续步骤，否则丢弃当前帧并等待新的一帧的到来；

步骤S23：在当前帧的相邻相机共视区中选择像素梯度值大于预设值的像素点；

步骤S24：基于颜色匹配，从已选择出的梯度大于预设值的点中剔除掉不位于地平面上的像素点；

步骤S25：检查当前帧上被选择出的像素数量是否达到预定数量，如果达到则将当前帧以及选择出的像素点一起存储在局部滑动窗口中，否则就丢弃当前帧并等待新的一帧的到来。

3.根据权利要求2所述的一种环视系统外参数在线修正方法，其特征在于，所述步骤S22中单应阵的等距性判定为：检查单应阵左上角2x2矩阵块的行列式是否在1的预设误差范围内，若是，即为等距变换。

4.根据权利要求2所述的一种环视系统外参数在线修正方法，其特征在于，所述步骤S24具体为：

首先定义变量颜色比，对于三通道彩色图I_t与I_t′而言，点p所对应的在c通道的颜色比r_c(p)被定义为：

其中，c的取值为{1，2，3}，分别对应R、G、B通道；

进一步，I_t与I_t′在p处所对应的颜色差异D_color(p)为：

其中，P_p为p以及其所有相邻像素点构成的集合，r_μ(p_w)则是p_w处在所有通道上的颜色比的均值。

5.根据权利要求1所述的一种环视系统外参数在线修正方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S31：检查滑动窗口内的帧数是否满足设定值，如果满足则继续执行后续步骤，否则返回至步骤S2；

步骤S32：计算环视系统内相邻相机共视区的像素均值比，并按照比值对于共视区内像素值进行放缩，以进行相机曝光时间的修正；

步骤S33：基于双相机模型与滑动窗口内所有帧上的合格像素点，构建每个像素对应的最小二乘双相机损失项，并将所有损失项加和获得系统待优化的最终误差；

步骤S34：将待优化的相机位姿与点的逆深度信息构建为顶点，相应损失项作为边，添加到g2o优化器中，完成优化图结构的构建。

6.根据权利要求5所述的一种环视系统外参数在线修正方法，其特征在于，所述步骤S33中的双相机损失项为：

对相机C_i与相机C_j来说，环视图上一点p_G所对应的双相机损失项形式如下：

其中，与分别为相机C_i与相机C_j在同一时间点捕获到的图像，与分别为p_G在与上的投影，γ_ij为曝光时间修正系数。