车辆视觉传感器仿真图像校正方法、系统、设备和介质与流程

本发明一般涉及汽车仿真测试，具体涉及车辆视觉传感器仿真图像校正方法、系统、设备和介质。

背景技术：

1、随着汽车电子技术的发展，基于视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达等传感器的汽车高级辅助驾驶（advanced driver assistance system，adas）和自动驾驶功能受到广大消费者的青睐，成为新的发展趋势。汽车厂商针对市场需求，对辅助驾驶和自动驾驶相关功能进行了大量的研发投入。而汽车辅助驾驶和自动驾驶功能的安全性和稳定性需要在应急驾驶场景工况下，经过大量的仿真测试和验证。其中，如何获取高逼真度的车辆视觉传感器仿真图像是检验辅助驾驶和自动驾驶功能的重要影响因素。

2、在辅助驾驶和自动驾驶整车在环仿真测试中，多采用显示屏或投影幕布作仿真图像的载体，再由单目视觉传感器通过光学系统完成仿真图像采集。仿真图像是由仿真场景中的虚拟视觉传感器仿真模型生成，其建模不仅要根据已知视觉传感器的安装位置和安装角度参数，还需要依赖实测视觉传感器的硬件参数（如传感器尺寸、焦距等参数）。基于硬件参数的标定过程，不仅效率低下，而且硬件参数对于检验单位可能是难获取的，并存在安装误差等问题，这些问题会导致仿真图像失真，进而影响辅助驾驶和自动驾驶功能测试的准确性。因此，我们提供一种车辆视觉传感器仿真图像校正方法、系统、设备和介质，用以解决上述问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种实现工程应用中对虚拟视觉传感器仿真参数快速自动校准，提高仿真图像的逼真度和测试效率，从而提升辅助驾驶和自动驾驶仿真测试的可靠性，降低测试成本的车辆视觉传感器仿真图像校正方法、系统、设备和介质。

2、第一方面，本发明提供一种车辆视觉传感器仿真图像校正方法，包括以下步骤：

3、构建安装坐标系，并在所述安装坐标系中，获取实测视觉传感器的安装高度和安装角度；

4、根据所述实测视觉传感器的安装高度和安装角度，确定投影模块和投影显示模块在所述安装坐标系中的安装坐标和安装角度并安装；

5、采集并存储所述实测视觉传感器拍摄的所述投影模块投射在所述投影显示模块上的投影图片，作为校正图片；

6、根据所述实测视觉传感器、所述投影显示模块和所述投影模块的安装坐标和安装角度搭建仿真系统；所述仿真系统包含与所述实测视觉传感器对应的虚拟视觉传感器、与所述投影显示模块对应的虚拟投影显示模块以及与所述投影模块对应的虚拟投影模块；

7、在所述仿真系统中，采集所述虚拟视觉传感器拍摄的虚拟投影模块投射在虚拟显示模块上的投影图片，作为仿真图片；

8、在所述校正图片上构建图像坐标系，在所述图像坐标系中生成第一对比图片并获取其对应的参考边长，同时，在所述仿真图片上构建虚拟图像坐标系，在所述虚拟图像坐标系中生成第二对比图片并获取其对应的参考边长，并计算得到校正增量；

9、当至少一个所述校正增量大于或者等于相应的校正阈值时，则根据该校正增量调整所述虚拟视觉传感器相应的数据参数，并重新获取所述仿真图片，计算新的校正增量；

10、当所述校正增量均小于相应的校正阈值时，则判定所述虚拟视觉传感器当前的数据参数满足仿真测试要求。

11、根据本发明提供的技术方案，所述校正增量至少包括：俯仰校正增量、方位校正增量、视场角校正增量和位置坐标校正增量；

12、根据以下公式计算所述校正增量：

13、；

14、其中，为俯仰校正增量，为俯仰比例系数，为位于第一对比图片上侧的参考边长，为位于第一对比图片下侧的参考边长，为位于第二对比图片上侧的参考边长，为位于第二对比图片下侧的参考边长；

15、；

16、其中，为方位校正增量，为方位比例系数，为位于第一对比图片左侧的参考边长，为位于第一对比图片右侧的参考边长，为位于第二对比图片左侧的参考边长，为位于第二对比图片右侧的参考边长；

17、；

18、其中，为视场角校正增量，为视场角比例系数；

19、；

20、其中，为位置坐标校正增量，为位置坐标比例系数，、分别为第一对比图片的一个边缘角点的x轴坐标与y轴坐标，、分别为第二对比图片的一个边缘角点的x轴坐标与y轴坐标。

21、根据本发明提供的技术方案，当至少一个所述校正增量大于或者等于相应的校正阈值时，则根据该校正增量调整所述虚拟视觉传感器相应的数据参数，具体包括以下步骤：

22、当所述俯仰校正增量大于或者等于俯仰校正阈值时，则根据所述俯仰校正增量的绝对值向相应方向转动所述虚拟视觉传感器；

23、当所述方位校正增量大于或者等于方位校正阈值时，则根据所述方位校正增量的绝对值向相应方向转动所述虚拟视觉传感器；

24、当所述视场角校正增量大于或者等于视场角校正阈值时，则根据所述视场角校正增量的绝对值调整所述虚拟视觉传感器的视场角；

25、当所述位置坐标校正增量大于或者等于位置坐标校正阈值时，则根据所述位置坐标校正增量的绝对值调整所述虚拟视觉传感器的坐标。

26、根据本发明提供的技术方案，根据以下步骤构建安装坐标系：

27、以所述实测视觉传感器在底盘测功机上的投影点作为原点，以过所述投影点且与车辆车头前进方向平行的延长线作为x轴，以过所述投影点且与所述底盘测功机平行、与所述车辆车头前进方向垂直的延长线作为y轴，以过所述投影点且与所述底盘测功机垂直的延长线作为z轴，构建安装坐标系。

28、根据本发明提供的技术方案，确定所述投影模块和所述投影显示模块在所述安装坐标系中的安装坐标和安装角度并安装，具体包括以下步骤：

29、根据所述实测视觉传感器的安装角度，调整所述投影模块和所述投影显示模块的安装角度；

30、根据所述实测视觉传感器的安装高度以及安装角度，确定所述投影模块和所述投影显示模块在所述安装坐标系中的安装坐标；

31、根据所述投影模块和所述投影显示模块在所述安装坐标系中的安装坐标和安装角度安装所述投影模块和所述投影显示模块。

32、根据本发明提供的技术方案，在所述图像坐标系中生成第一对比图片并获取其对应的参考边长，具体包括以下步骤：

33、在所述校正图片上获取四个边缘角点；

34、根据四个所述边缘角点，生成第一对比图片；

35、提取相应所述边缘角点在所述图像坐标系中的坐标；

36、计算相邻两个所述边缘角点的坐标之间的距离，作为所述第一对比图片的参考边长。

37、根据本发明提供的技术方案，根据以下步骤构建图像坐标系：

38、以位于所述校正图片左上角的点为原点，以过该原点且平行于所述校正图片长度方向的线作为x轴，以过该原点且平行于所述校正图片宽度方向的线作为y轴，构建图像坐标系。

39、第二方面，本发明提供一种车辆视觉传感器仿真图像校正系统，能够实现上述的一种车辆视觉传感器仿真图像校正方法，所述系统包括：仿真工作单元和与所述仿真工作单元通信连接的待测车辆的实测视觉传感器、投影显示模块、投影模块；

40、所述待测车辆设置在底盘测功机上，所述投影显示模块位于所述待测车辆和所述投影模块之间，所述投影显示模块用于显示投影图像；

41、所述实测视觉传感器用于拍摄所述投影模块投射在所述投影显示模块上的投影图片；所述仿真工作单元具有虚拟视觉传感器、虚拟投影模块以及虚拟投影显示模块，所述虚拟视觉传感器用于拍摄虚拟投影模块投射在虚拟投影显示模块上的投影图片；所述投影模块用于向所述投影显示模块上投射图片。

42、第三方面，本发明提供一种电子设备，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如上述的一种车辆视觉传感器仿真图像校正方法的步骤。

43、第四方面，本发明提供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，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的一种车辆视觉传感器仿真图像校正方法的步骤。

44、综上所述，本发明公开一种车辆视觉传感器仿真图像校正方法的具体流程。本发明通过构建安装坐标系，并在安装坐标系中，获取实测视觉传感器的安装高度和安装角度；根据实测视觉传感器的安装高度和安装角度，确定投影模块和投影显示模块在安装坐标系中的安装坐标和安装角度并安装；采集并存储实测视觉传感器拍摄的投影模块投射在投影显示模块上的投影图片，作为校正图片；然后，根据实测视觉传感器、投影显示模块和投影模块的安装坐标和安装角度搭建仿真系统，并且仿真系统包含与实测视觉传感器对应的虚拟视觉传感器、与投影显示模块对应的虚拟投影显示模块以及与投影模块对应的虚拟投影模块；在仿真系统中，采集虚拟视觉传感器拍摄的虚拟投影模块投射在虚拟投影显示模块上的投影图片，作为仿真图片；在校正图片上构建图像坐标系，在图像坐标系中生成第一对比图片并获取其对应的参考边长，同时，在仿真图片上构建虚拟图像坐标系，在虚拟图像坐标系中生成第二对比图片并获取其对应的参考边长，并计算得到校正增量；当至少一个校正增量大于或者等于相应的校正阈值时，则根据该校正增量调整虚拟视觉传感器相应的数据参数，并重新获取仿真图片，计算新的校正增量；当校正增量均小于相应的校正阈值时，则判定虚拟视觉传感器当前的数据参数满足仿真测试要求。

45、本发明通过垂直投射方式获取相应的安装高度和安装角度，将该安装高度和安装角度作为初始仿真数据参数，在仿真系统中对虚拟视觉传感器、虚拟投影显示模块以及虚拟投影模块进行布置，然后再提取图像的多个边缘角点，对校正图片和仿真图片进行映射，通过计算校正增量以及对校正增量进行判断，相应地对虚拟视觉传感器的俯仰角、方位角、视场角以及位置坐标进行校正，最终让仿真图片和校正图片能够完全重合，完成虚拟视觉传感器仿真数据参数的校正，提高仿真图像的逼真度和测试效率，从而提升辅助驾驶和自动驾驶仿真测试的可靠性，降低测试成本。