一种车载摄像头的标定方法、装置及终端设备

技术领域

本申请属于标定技术领域，尤其涉及一种车载摄像头的标定方法、装置及终端设备。

背景技术

随着人工智能算法的成熟，应用在车辆中的自动驾驶和智能辅助驾驶技术得到了快速发展。道路监测、路面场景分析和碰撞风险感知成为各种驾驶辅助系统等智能系统必备的功能，目前各种驾驶辅助系统要准确实现道路监测、路面场景分析和碰撞风险感知等功能时，其中一个决定性影响因素是摄像机测距的精确性。

因为摄像机的俯仰角标定对测距的精度影响很大，目前流行的摄像机标定通常是基于一个固定俯仰角度对摄像头进行校正。此类方法要求摄像头能精度校准到预设的角度数值，校正难度大，且通常由于硬件微调设备的局限和测量的误差，往往无法做到准确的校准角度值，使得对摄像头俯仰角的标定不准确，进而导致摄像头在实际测距误差大。

发明内容

本申请实施例提供了一种车载摄像头的标定方法、装置及终端设备，旨在解决现有对硬件精度要求高，且不能准确的校准角度值，导致标定不准确的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种车载摄像头的标定方法，与目标车辆上的目标摄像头间隔第一预设水平距离处对应的地面处设有参照物，所述标定方法包括：

获取所述目标摄像头与地面垂直的第一高度；

根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，获得目标范围位置；其中，所述地面上的目标点为与所述目标摄像头间隔第二预设水平距离处对应地面上的点；

根据所述目标摄像头预设标准俯仰角度，计算所述目标点在所述目标摄像头图像坐标系下的第一纵坐标；

根据所述第一纵坐标，在所述目标摄像头检测的画面中绘制参考线；

若所述参考线未在所述目标范围内，调整所述目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内；

确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；

根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度。

第二方面，本申请实施例提供一种车载摄像头的标定装置，与目标车辆上的目标摄像头间隔第一预设水平距离处对应的地面处设有参照物，所述标定装置包括：

获取模块，用于获取所述目标摄像头与地面垂直的第一高度；

第一确定模块，用于根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，获得目标范围位置；其中，所述地面上的目标点为与所述目标摄像头间隔第二预设水平距离处对应地面上的点；

计算模块，用于根据所述目标摄像头预设标准俯仰角度，计算所述目标点在所述目标摄像头图像坐标系下的第一纵坐标；

绘制模块，用于根据所述第一纵坐标，在所述目标摄像头检测的画面中绘制参考线；

调整模块，用于若所述参考线未在所述目标范围内，调整所述目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内；

第二确定模块，用于确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；

第三确定模块，用于根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度。

第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面的车载摄像头的标定方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的车载摄像头的标定方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面的车载摄像头的标定方法的步骤。

本申请实施例第一方面与现有技术相比存在的有益效果是：可调整目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内；确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度，即只需调整目标摄像头的目标俯仰角度，使得参考线落在目标范围位置内即可，再根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度，可降低对车载摄像头微调元件精度的要求，且能简单准确的校准角度值，提高了摄像头俯仰角的标定精度。

可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请一实施例提供的车载摄像头的标定方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例提供的标定方法的应用场景的架构示意图；

图3是本申请一实施例提供的计算目标点在所述摄像头图像坐标系下的第一纵坐标的推算图；

图4是本申请一实施例提供的步骤S104的具体流程示意图；

图5是本申请一实施例提供的确定所述目标摄像头的目标俯仰角度的推算图

图6是本申请又一实施例提供的车载摄像头的标定方法的流程示意图；

图7是本申请再一实施例提供的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

本申请实施例提供的车载摄像头的标定方法可应用于车载摄像头和车载设备，或者应用于服务器、平板电脑、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtualreality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、手机、或者其他能进行数据处理的各种终端设备。本申请实施例对设备的具体类型不作任何限制。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过以下实施例来进行说明。

请参阅图1，本申请实施例提供的一种车载摄像头的标定方法，与目标车辆上的目标摄像头间隔第一预设水平距离处对应的地面处设有参照物，所述标定方法包括：

步骤S101，获取所述目标摄像头与地面垂直的第一高度。

具体地，目标摄像头设置于目标车辆上，所述目标摄像头的光轴方向与所述车辆行驶方向平行，可在需要标定时，用户测量出目标摄像头与地面垂直的高度，称为第一高度，可通过用户输入第一高度，接收到第一高度时，获取目标摄像头与地面垂直的第一高度。或者预先存储目标摄像头安装高度，在未获取到用户输入的第一高度时，从预存储的数据库中获取目标摄像头与地面垂直的第一高度。

在一种应用场景中，请参阅图2中的h

步骤S102，根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，获得目标范围位置；其中，所述地面上的目标点为与所述目标摄像头间隔第二预设水平距离处对应地面上的点。

具体地，计算与目标摄像头间隔第二预设水平距离处对应地面上的目标点，映射在所述参照物上的第二高度。第二预设水平距离要大于第一预设水平距离，映射在所述参照物上的第二高度可以理解为从目标摄像头中的画面中确定目标点映射在参照物上的高度，称为第二高度。并预设上下浮动值，以第二高度为基线，向上浮动预设的上浮动值，向下浮动预设的下浮动值，可确定基于第二高度的一个范围，确定该范围在摄像头画面中的目标范围位置，从而可以获取目标范围位置。

在一种应用场景中，请参阅图2，其中，h

在一个实施例中，所述参照物包括但不限于是塔尺；所述根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，获得目标范围位置，包括：根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述塔尺上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，将所述塔尺上的上下游标分别移动至对应位置，获得目标范围位置。

具体地，参照物可以是塔尺，所述塔尺上包括能上下移动的两个游标，在根据第一高度，确定地面上的目标点映射在塔尺上的第二高度后，通过将上游标移动至与第二高度间隔预设上浮动值的位置处，将下游标移动至与第二高度间隔预设下浮动值的位置处，从而可确定浮动的范围，进而确定该浮动范围在图像坐标系下的目标范围位置。

在一个实施例中，所述根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度，包括：根据所述第一高度、所述第一预设距离和所述预设第二距离，通过相似三角形关系计算地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度；其中，所述第二高度的计算公式为：

其中，所述h

具体地，由于第一高度和第二高度可以理解成分别是两个相似三角形的第一条边；第二预设水平距离，以及第二预设水平距离与第一预设水平距离之间的差值分别是两个相似三角形的第二条边，因此根据第一高度、第一预设距离和预设第二距离，通过相似三角形关系可计算地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度。

在实际应用中，经测试实验表明，设置塔尺上允许浮动的高度数值h

步骤S103，根据所述目标摄像头预设标准俯仰角度，计算所述目标点在所述目标摄像头图像坐标系下的第一纵坐标。

具体地，上述预设标准俯仰角可以是在理想状态下预设的一个标准俯仰角度值，假设目标摄像头在该预设标准俯仰角度下，目标点在摄像头画面中的高度，可以理解为是目标点在摄像头图像坐标系下的第一纵坐标。具体可根据摄像头成像原理和几何知识，计算出目标点在所述摄像头图像坐标系下的第一纵坐标。

在一个实施例中，根据所述目标摄像头预设标准俯仰角度，计算所述目标点在所述目标摄像头图像坐标系下的第一纵坐标的公式为：

其中，v

在一种应用中，如图3所示，为根据摄像头成像原理和几何知识，计算出目标点在所述摄像头图像坐标系下的第一纵坐标的推算图。

步骤S104，根据所述第一纵坐标，在所述目标摄像头检测的画面中绘制参考线。

具体地，根据理想俯仰角度推算出目标点映射在图像中的像素纵坐标，并以此设定参考线位置，绘制在摄像头画面中。

在一种应用场景中，请参阅图2中的参考线位置。

在一个实施例中，请参阅图4，所述根据所述第一纵坐标，在所述目标摄像头检测的画面中绘制参考线，包括步骤S1041至步骤S1042：

步骤S1041，根据所述第一纵坐标确定在所述目标摄像头检测的画面中的垂直高度。

步骤S1042，根据所述垂直高度，在与检测的画面中绘制出与所述画面横轴平行的参考线。

步骤S105，若所述参考线未在所述目标范围内，调整所述目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内。

具体地，若参考线未在图像坐标系下的目标范围位置，可通过预设调节设备(即微调元件)调整所述目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内，此时只需调节到目标范围位置内既可，可不用精确至第二高度，从而对精度不高的调节设备也可以准确的调节至目标范围位置内。参考线处于所述目标范围位置内可通过图像识别方法检测参考线处于所述目标范围位置内，或者可通过人工确定的方法确定参考线处于所述目标范围位置内。

步骤S106，确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度。

在一个实施例中，所述参照物上设有刻度；所述确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度，包括：在所述目标摄像头检测的画面中对应的目标范围位置内，识别所述参考线映射在所述参照物中的刻度值，根据所述刻度值确定所述第三高度。

具体地，在摄像头的检测的画面中，确定出参考线在映射在所述参照物中中的刻度值，根据该刻度值可确定参考线映射在参照物中的实际高度，即第三高度。

步骤S107，根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度。

具体地，所述目标摄像头可以是单目摄像头，根据第三高度和第一纵坐标，通过单目测距算法，可以确定出目标摄像头当前的实际俯仰角度，确定当前的实际俯仰角度即上述目标俯仰角度，即完成了对目标摄像机俯仰角的标定。

在一个实施例中，所述根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度的计算公式为：

其中，θ为所述目标俯仰角度，h

在一种应用中，如图5所示，为确定所述目标摄像头的目标俯仰角度的推算图。

本申请实施例可调整目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内；确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度，即只需调整目标摄像头的目标俯仰角度，使得参考线落在目标范围位置内即可，再确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度，可降低对车载摄像头微调元件精度的要求，且能简单准确的校准角度值，提高了摄像头俯仰角的标定精度。

本申请实施例还提供一种车载摄像头的标定装置，用于执行上述车载摄像头的标定装置实施例中的步骤。与目标车辆上的目标摄像头间隔第一预设水平距离处对应的地面处设有参照物，如图6所示，所述标定装置包括：

获取模块601，用于获取所述目标摄像头与地面垂直的第一高度；

第一确定模块602，用于根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，获得目标范围位置；其中，所述地面上的目标点为与所述目标摄像头间隔第二预设水平距离处对应地面上的点；

计算模块603，用于根据所述目标摄像头预设标准俯仰角度，计算所述目标点在所述目标摄像头图像坐标系下的第一纵坐标；

绘制模块604，用于根据所述第一纵坐标，在所述目标摄像头检测的画面中绘制参考线；

调整模块605，用于若所述参考线未在所述目标范围内，调整所述目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内；

第二确定模块606，用于确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；

第三确定模块607，用于根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度。

在一个实施例中，所述第一确定模块具体用于：

根据所述第一高度、所述第一预设距离和所述预设第二距离，通过相似三角形关系计算地面上的目标点映射在所述参照物上的第二高度；

其中，所述第二高度的计算公式为：

其中，所述h

在一个实施例中，所述计算模块包括的计算公式为：

其中，v

在一个实施例中，所述第三确定模块包括的计算公式为：

其中，θ为所述目标俯仰角度，h

在一个实施例中，所述绘制模块包括：

确定单元，用于根据所述第一纵坐标确定在所述目标摄像头检测的画面中的垂直高度；

绘制单元，用于根据所述垂直高度，在与检测的画面中绘制出与所述画面横轴平行的参考线。

在一个实施例中，所述参照物为塔尺；

所述第一确定模块具体用于：

根据所述第一高度，确定地面上的目标点映射在所述塔尺上的第二高度，以根据所述第二高度和预设的上下浮动范围值，将所述塔尺上的上下游标分别移动至对应位置，获得目标范围位置。

在一个实施例中，所述参照物上设有刻度；

所述第二确定模块具体用于：

在所述目标摄像头检测的画面中对应的目标范围位置内，识别所述参考线映射在所述参照物中的刻度值，根据所述刻度值确定所述第三高度。

本申请实施例可调整目标摄像头的俯仰角度，直至所述参考线处于所述目标范围位置内；确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度，即只需调整目标摄像头的目标俯仰角度，使得参考线落在目标范围位置内即可，再确定所述参考线映射在所述参照物中的第三高度；根据所述第三高度和所述第一纵坐标，确定所述目标摄像头的目标俯仰角度，可降低对车载摄像头微调元件精度的要求，且能简单准确的校准角度值，提高了摄像头俯仰角的标定精度。

如图7所示，本申请的一个实施例还提供一种终端设备700包括：处理器701，存储器702以及存储在所述存储器702中并可在所述处理器701上运行的计算机程序703，例如车载摄像头的标定程序和/或执行程序。所述处理器701执行所述计算机程序703时实现上述各个车载摄像头的标定方法实施例中的步骤。所述处理器701执行所述计算机程序703时实现上述各装置实施例中各模块的功能。

示例性的，所述计算机程序703可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器702中，并由所述处理器701执行，以完成本申请。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序703在所述终端设备700中的执行过程。

所述终端设备700可以是服务器、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)、手机、或者其他计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器701，存储器702。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备700的示例，并不构成对终端设备700的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器701可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器702可以是所述终端设备700的内部存储单元，例如终端设备700的硬盘或内存。所述存储器702也可以是所述终端设备700的外部存储设备，例如所述终端设备700上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器702还可以既包括所述终端设备700的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器702用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器702还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。