本申請涉及圖像處理，特別是涉及一種相機參數(shù)標定方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、相機是重要的感知傳感器之一，但通過相機圖像僅能夠得到場景元素的二維像素坐標，在實際應(yīng)用中，往往需要獲知場景元素的三維世界坐標，這時就需要分析相機的二維像素坐標與三維世界坐標之間的映射關(guān)系。

2、在使用相機時，需要將相機坐標系與世界坐標系進行統(tǒng)一，即將相機坐標系標定到世界坐標系，在完成相機坐標系到世界坐標系的統(tǒng)一后，需要將場景元素的像素坐標通過相機的相機外參和相機內(nèi)參等計算出每一個場景元素的像素坐標對應(yīng)的世界坐標。

3、因此，上述相機外參和相機內(nèi)參是需要事先標定好的相機參數(shù)，目前的實現(xiàn)手段一般是采用人工打點的方式獲得，這種方式效率慢而且精度較低，容易引入人工誤差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請至少提供一種相機參數(shù)標定方法及電子設(shè)備。

2、本申請第一方面提供了一種相機參數(shù)標定方法，方法包括：獲取相機采集到的場景圖像，對場景圖像進行目標檢測，得到場景圖像中目標對象的位置參數(shù)，并獲取目標對象對應(yīng)的先驗尺寸；基于目標對象的實際尺寸與位置參數(shù)和待標定相機參數(shù)之間的映射關(guān)系，構(gòu)建得到目標對象在場景圖像中的實際尺寸表示；對實際尺寸表示和先驗尺寸進行差值計算，得到尺寸誤差函數(shù)；以尺寸誤差函數(shù)的值趨近零為目標，迭代優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的待標定相機參數(shù)的值作為相機對應(yīng)的相機參數(shù)標定結(jié)果。

3、在一實施例中，獲取目標對象對應(yīng)的先驗尺寸，包括：確定目標對象所屬的對象類型；查詢與對象類型匹配的對象尺寸，將匹配的對象尺寸作為目標對象對應(yīng)的先驗尺寸。

4、在一實施例中，位置參數(shù)包括目標對象對應(yīng)的目標檢測框的底點坐標和頂點坐標，待標定相機參數(shù)包括相機主點、相機焦距、相機俯仰角和相機安裝高度。

5、在一實施例中，基于目標對象的實際尺寸與位置參數(shù)和待標定相機參數(shù)之間的映射關(guān)系，構(gòu)建得到目標對象在場景圖像中的實際尺寸表示，包括：基于相機的光心點構(gòu)建坐標系，并確定光心點對應(yīng)的光軸方向；結(jié)合底點坐標、頂點坐標、光心點、相機主點、光軸方向、相機焦距、相機俯仰角和相機安裝高度，構(gòu)建得到目標對象在場景圖像中的實際尺寸表示。

6、在一實施例中，以尺寸誤差函數(shù)的值趨近零為目標，迭代優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值，包括：確定待標定相機參數(shù)對應(yīng)的初始值；基于初始值設(shè)定待標定相機參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值約束范圍；檢測當前迭代對應(yīng)的待標定相機參數(shù)的值與數(shù)值約束范圍之間的關(guān)系，獲取與檢測結(jié)果匹配的目標優(yōu)化策略；采用目標優(yōu)化策略優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值。

7、在一實施例中，檢測當前迭代對應(yīng)的待標定相機參數(shù)的值與數(shù)值約束范圍之間的關(guān)系，獲取與檢測結(jié)果匹配的目標優(yōu)化策略，包括：若檢測結(jié)果表明當前迭代對應(yīng)的待標定相機參數(shù)的值處于數(shù)值約束范圍內(nèi)，則將無約束優(yōu)化策略作為目標優(yōu)化策略；若檢測結(jié)果表明當前迭代對應(yīng)的待標定相機參數(shù)的值不處于數(shù)值約束范圍內(nèi)，則將約束優(yōu)化策略作為目標優(yōu)化策略；其中，約束優(yōu)化策略以增加尺寸誤差函數(shù)的值為約束條件，優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值。

8、在一實施例中，對場景圖像進行目標檢測，得到場景圖像中目標對象的位置參數(shù)，包括：對場景圖像進行目標檢測，將檢測到的目標作為候選目標，得到候選目標集合；過濾候選目標集合中的差異目標，將過濾后的候選目標集合中的候選目標作為被選中的目標對象；其中，差異目標是指實際尺寸與先驗尺寸之間差值大于預(yù)設(shè)閾值的候選目標；獲取被選中的目標對象對應(yīng)的位置參數(shù)。

9、在一實施例中，在過濾候選目標集合中的差異目標之前，方法還包括：利用每個候選目標對應(yīng)的位置參數(shù)計算相機的相機參數(shù)，得到相機對應(yīng)的初始相機參數(shù)；基于初始相機參數(shù)和候選目標對應(yīng)的位置參數(shù)，預(yù)測候選目標對應(yīng)的實際尺寸；若預(yù)測得到的實際尺寸與候選目標對應(yīng)的先驗尺寸之間的差值大于預(yù)設(shè)閾值，則將候選目標作為差異目標。

10、在一實施例中，方法還包括：基于相機對應(yīng)的相機參數(shù)標定結(jié)果，計算場景圖像中目標對象與相機之間的距離、目標對象的尺寸、目標對象的移動速度。

11、本申請第二方面提供了一種相機參數(shù)標定裝置，裝置包括：參數(shù)獲取模塊，用于獲取相機采集到的場景圖像，對場景圖像進行目標檢測，得到場景圖像中目標對象的位置參數(shù)，并獲取目標對象對應(yīng)的先驗尺寸；尺寸表達構(gòu)建模塊，用于基于目標對象的實際尺寸與位置參數(shù)和待標定相機參數(shù)之間的映射關(guān)系，構(gòu)建得到目標對象在場景圖像中的實際尺寸表示；誤差函數(shù)構(gòu)建模塊，用于對實際尺寸表示和先驗尺寸進行差值計算，得到尺寸誤差函數(shù)；迭代優(yōu)化模塊，用于以尺寸誤差函數(shù)的值趨近零為目標，迭代優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的待標定相機參數(shù)的值作為相機對應(yīng)的相機參數(shù)標定結(jié)果。

12、本申請第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，處理器用于執(zhí)行存儲器中存儲的程序指令，以實現(xiàn)上述相機參數(shù)標定方法。

13、本申請第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有程序指令，程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述相機參數(shù)標定方法。

14、上述方案，通過獲取相機采集到的場景圖像，對場景圖像進行目標檢測，得到場景圖像中目標對象的位置參數(shù)，并獲取目標對象對應(yīng)的先驗尺寸；基于目標對象的實際尺寸與位置參數(shù)和待標定相機參數(shù)之間的映射關(guān)系，構(gòu)建得到目標對象在場景圖像中的實際尺寸表示；對實際尺寸表示和先驗尺寸進行差值計算，得到尺寸誤差函數(shù)；以尺寸誤差函數(shù)的值趨近零為目標，迭代優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的待標定相機參數(shù)的值作為相機對應(yīng)的相機參數(shù)標定結(jié)果，可以結(jié)合目標的先驗尺寸信息和實際尺寸表示構(gòu)建尺寸誤差函數(shù)，從而迭代優(yōu)化尺寸誤差函數(shù)得到相機內(nèi)外參數(shù)，無需手動打點，提升標定效率和準確性。

15、應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，而非限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種相機參數(shù)標定方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述目標對象對應(yīng)的先驗尺寸，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置參數(shù)包括所述目標對象對應(yīng)的目標檢測框的底點坐標和頂點坐標，所述待標定相機參數(shù)包括相機主點、相機焦距、相機俯仰角和相機安裝高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標對象的實際尺寸與所述位置參數(shù)和待標定相機參數(shù)之間的映射關(guān)系，構(gòu)建得到所述目標對象在所述場景圖像中的實際尺寸表示，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述尺寸誤差函數(shù)的值趨近零為目標，迭代優(yōu)化所述待標定相機參數(shù)的值，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述檢測當前迭代對應(yīng)的所述待標定相機參數(shù)的值與所述數(shù)值約束范圍之間的關(guān)系，獲取與檢測結(jié)果匹配的目標優(yōu)化策略，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述場景圖像進行目標檢測，得到所述場景圖像中目標對象的位置參數(shù)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述過濾所述候選目標集合中的差異目標之前，所述方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括存儲器和處理器，處理器用于執(zhí)行存儲器中存儲的程序指令，以實現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項所述方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種相機參數(shù)標定方法及電子設(shè)備，該相機參數(shù)標定方法包括：對場景圖像進行目標檢測，得到場景圖像中目標對象的位置參數(shù)，并獲取目標對象對應(yīng)的先驗尺寸；基于目標對象的實際尺寸與位置參數(shù)和待標定相機參數(shù)之間的映射關(guān)系，構(gòu)建得到目標對象在場景圖像中的實際尺寸表示；對實際尺寸表示和先驗尺寸進行差值計算，得到尺寸誤差函數(shù)；以尺寸誤差函數(shù)的值趨近零為目標，迭代優(yōu)化待標定相機參數(shù)的值，將滿足預(yù)設(shè)條件的待標定相機參數(shù)的值作為相機對應(yīng)的相機參數(shù)標定結(jié)果。本申請結(jié)合了目標的先驗尺寸信息和實際尺寸表示構(gòu)建尺寸誤差函數(shù)，通過迭代優(yōu)化尺寸誤差函數(shù)得到相機內(nèi)外參數(shù)，無需手動打點，提升標定效率和準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：周章偉,李乾坤
受保護的技術(shù)使用者：浙江大華技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9