車載測試：詳解ADAS傳感器（相機）標定數據采集方法

1.基本原理

相機外參標定，通過拍攝多角度棋盤格標定相機外參。

2.外參標定板設計

標定板分為垂直標定板和水平標定板，由于地面的水平標定板不容易被檢測到，本文采用垂直標定板進行相機標定。

在標定過程中標定板需要和車身坐標成正交狀態，也就是標定板垂直邊需要和地平面垂直、水平邊需要和水平面垂直，且與車身中軸線保持水平狀態，這里推薦設計標定板支架，利用支架調整標定板位置，具體的標定板設計如下圖所示，標定板通過底部支架保證上下邊緣與地平面水平。

標定板與支架示意圖

3.垂直標定板擺放

垂直標定板的擺放如下圖所示，這里需要注意，標定板在標定相機時需要和自身朝向的車身中軸線保持垂直。標定板可以在保證垂直的條件下前后左右進行移動以便于相機拍攝到較為清晰完整的標定板圖像。

標定板擺放示意圖

為了便于固定標定板和車身的位置，我們首先需要確認車身處于水平面上，車輛所在地的地面不能有不平或者較明顯的斜坡，在水平場景上我們采取以下步驟在地面上畫出車身坐標系，具體操作如下：

A為了畫出前后水平線，這里分別找到車輛前后對稱點，如下圖A紅色點。

B通過鉛錘在地面畫下標記，分別連接前后兩個點得到平行于車前后保險杠的兩條線，如下圖B紅色線

C由于前后的點是對稱的，此時可以通過兩個點得到車身的中軸線和前后水平線的交點（就是前后對稱點的中點），如下圖C藍色點，藍色點相連接就是車身中軸線。

D分別從前后水平線的中點向左右延長相等的距離（比如延長1.5m），獲取兩側的對稱點，如下圖D黃色點，黃色點和車身垂直軸距離相等。

E之后用水平激光儀畫在延長對稱點出垂直于前后水平線上的點，如圖E左側圖中淺藍色線。

F這里可以看作從車上前方向車身后方通過激光直角尺畫垂直線，查看垂直線和后方水平線的交點，如圖F所示，下方線上黃色的點是通過下方水平線延長得到的點，下方紫色的點是依據前方線和點通過直角尺畫垂直線與后水平線的交點，我們需要保證這兩個點之間的差值小于4cm，才能保證車身外側的邊框符合車身坐標系。

通過以上操作我們就得到了車身相關的外接長方形，只需要保證標定板和地面上的線平行就可以保證標定板和車身坐標系水平，又由于標定板通過支架保證了其與地面的水平關系，因此標定板可以正交與車身坐標系。

4.標定板外參圖像拍攝

將標定板按照車身坐標系擺放后即可拍攝相對的外參圖像，外參圖像拍攝要求相如下：

1)標定板光照要均勻，防止標定板上存在陰影或者光斑反射對算法識別標定板造成影響；

2)由于相機存在畸變且安裝存在一定的角度，當標定板存在一定角度朝向相機時標定板棋盤格會有較大的形變，在識別算法中無法識別，所以要保證拍攝的標定板圖像畸變不能太大，即拍攝過程中相機光軸和標定板法線夾角不能太大；

3)每張拍攝的標定板圖片要拍攝到完整的標定板；

4)標定板的多張圖片加起來的范圍需要盡可能覆蓋相機的視野；

5)標定板需要盡可能平展，不能有明顯褶皺；

6)黑白方格為方形，大小一致，方格尺寸不限，可在圖像中清晰分辨即可，建議30mm左右；

7)棋盤格標定需要拍攝多張棋盤格圖片,通常為20-30張；

具體拍攝效果如下圖，下圖中上面兩幅圖符合要求，下面兩幅圖左邊的有一定反光，右邊的有陰影，會影響標定效果。

5.標定圖像后處理

上述過程采集的圖像作為輸入給到感知組進行內外參算法，最后經過域控對攝像頭圖片進行拼接&對齊標定文件，流程如下圖所示：

6.總結

以上介紹的就是相機標定的一種基本方法，那么什么樣的場景需要做相機的標定呢？總結來說，一切涉及到圖像坐標轉換的應用都需要做相機標定，例如汽車360度環視系統、3D目標檢測等。

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