自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法及装置与流程

本公开涉及图像处理，尤其涉及一种自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法、自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证装置、标定靶、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、相机标定是计算机视觉和机器视觉领域中非常重要的技术，它可以用于估计相机的内部参数和外部参数。相机标定是很多计算机视觉任务的基础，如立体视觉、运动估计、三维重建、图像匹配等。棋盘格或圆点格标定板是相机标定中常用的工具，通过拍摄多张不同角度和位置的棋盘格图像，使用角点检测算法和标定算法来计算相机的内部参数和外部参数。当相机标定的精度不够高时，计算机视觉任务的性能也会受到影响。因此，对于每个具体的计算机视觉应用，都需要进行相应的相机标定，并验证标定的正确性。验证标定的正确性是至关重要的，其会影响到相机性能和用户使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例期望提供一种自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法、自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证装置、标定靶、存储介质及电子设备。

2、本公开的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本公开提供一种自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法。

4、本公开实施例提供的自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法，包括：

5、获取具有随机条纹特征和圆点特征的原始图像，及基于所述原始图像制作的标定靶的标靶图像；其中，所述标靶图像由所述双目相机模组对所述标定靶上的所述原始图像进行图像采集得到；

6、基于图像处理模型，对所述原始图像和所述标靶图像中的所述随机条纹特征进行特征提取并匹配，确定所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度；

7、基于所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度，对所述双目相机模组进行旋转，使所述双目相机模组达到预定状态；所述预定状态确定为所述双目相机模组的成像平面与所述标定靶的标靶平面平行；

8、基于所述预定状态下的所述双目相机模组与所述标定靶间的垂直距离及所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，得到所述双目相机模组的测量焦距；其中，所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系与所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离相关联；所述标靶图像的两个圆点特征为所述原始图像的所述两个圆点特征进行成像时对应的两个特征点；

9、基于所述双目相机模组的测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距进行参数验证，得到验证结果。

10、在一些实施例中，所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离与所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离均为矢量；所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离包含有x轴方向的第一x轴距离及y轴方向的第一y轴距离；所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离包含有x轴方向的第二x轴距离及y轴方向的第二y轴距离；

11、所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，包括：与所述原始图像的两个圆点特征间的第一x轴距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二x轴距离相关联的第一映射关系、与所述原始图像的两个圆点特征间的第一y轴距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二y轴距离相关联的第二映射关系；

12、所述基于所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离及所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，得到所述双目相机模组的测量焦距，包括：

13、基于所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离及所述第一映射关系，得到所述双目相机模组在x轴方向的第一测量焦距；

14、基于所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离及所述第二映射关系，得到所述双目相机模组在y轴方向的第二测量焦距。

15、在一些实施例中，所述基于所述双目相机模组的测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距进行参数验证，得到验证结果，包括：

16、基于所述第一测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距在x轴方向的焦距分量进行参数验证，得到第一验证结果；

17、基于所述第二测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距在y轴方向的焦距分量进行参数验证，得到第二验证结果；

18、若所述第一验证结果和所述第二验证结果均显示验证通过，则确定所述双目相机模组的标定焦距验证通过。

19、在一些实施例中，所述基于所述第一测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距在x轴方向的焦距分量进行参数验证，得到第一验证结果，包括：

20、若所述第一测量焦距与所述标定焦距在x轴方向的焦距分量的差值，在第一误差阈值范围内，则确定所述第一验证结果为验证通过；

21、所述基于所述第二测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距在y轴方向的焦距分量进行参数验证，得到第二验证结果，包括：

22、若所述第二测量焦距与所述标定焦距在y轴方向的焦距分量的差值，在第二误差阈值范围内，则确定所述第二验证结果为验证通过。

23、在一些实施例中，所述原始图像的所述随机条纹特征具有供所述图像处理模型识别的梯度信息；

24、所述基于图像处理模型，对所述原始图像和所述标靶图像中的所述随机条纹特征进行特征提取并匹配，确定所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度，包括：

25、通过所述图像处理模型解析所述原始图像和所述标靶图像中随机条纹特征的梯度信息，在所述原始图像和所述标靶图像中提取出多个随机条纹特征；

26、对提取的所述原始图像和所述标靶图像之间的多个随机条纹特征进行特征匹配，确定所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度。

27、在一些实施例中，所述对提取的所述原始图像和所述标靶图像之间的多个随机条纹特征进行特征匹配，确定所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度，包括：

28、基于所述原始图像和所述标靶图像之间相匹配的多个随机条纹特征，进行所述标靶图像与所述原始图像之间的坐标变换，得到表征所述标靶图像与所述原始图像之间坐标变换关系的单应性矩阵；

29、基于所述单应性矩阵进行矩阵求解，得到所述标靶图像与所述原始图像之间的旋转矩阵；

30、对所述旋转矩阵进行矩阵分解，得到所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度。

31、在一些实施例中，所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，包括：

32、；其中，f为所述双目相机模组的焦距，为所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离，为所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离，为所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离。

33、在一些实施例中，所述圆点特征为内圆特征和外环特征的组合特征；其中，所述内圆特征为黑色内圆特征；所述外环特征为白色外环特征；

34、多个所述圆点特征在所述原始图像中呈阵列分布；所述随机条纹特征围绕每个所述圆点特征；

35、其中，所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离均确定为两个内圆特征的圆心之间的距离。

36、第二方面，本公开提供一种用于上述第一方面所述自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法的标定靶，包括：

37、本体；

38、所述本体上具有原始图像；

39、所述原始图像具有随机条纹特征和圆点特征；其中，

40、多个所述圆点特征在所述原始图像中呈阵列分布；所述随机条纹特征围绕每个所述圆点特征；

41、所述随机条纹特征具有供图像处理模型识别的梯度信息。

42、在一些实施例中，所述圆点特征为内圆特征和外环特征的组合特征；其中，所述内圆特征为黑色内圆特征；所述外环特征为白色外环特征。

43、第三方面，本公开提供一种自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证装置，包括：

44、图像获取模块，用于获取具有随机条纹特征和圆点特征的原始图像，及基于所述原始图像制作的标定靶的标靶图像；其中，所述标靶图像由所述双目相机模组对所述标定靶上的所述原始图像进行图像采集得到；

45、旋转角度确定模块，用于基于图像处理模型，对所述原始图像和所述标靶图像中的所述随机条纹特征进行特征提取并匹配，确定所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度；

46、距离修正模块，用于基于所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度，对所述双目相机模组进行旋转，使所述双目相机模组达到预定状态；所述预定状态确定为所述双目相机模组的成像平面与所述标定靶的标靶平面平行；

47、测量焦距确定模块，用于基于所述预定状态下的所述双目相机模组与所述标定靶间的垂直距离及所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，得到所述双目相机模组的测量焦距；其中，所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系与所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离相关联；所述标靶图像的两个圆点特征为所述原始图像的所述两个圆点特征进行成像时对应的两个特征点；

48、参数验证模块，用于基于所述双目相机模组的测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距进行参数验证，得到验证结果。

49、在一些实施例中，所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离与所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离均为矢量；所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离包含有x轴方向的第一x轴距离及y轴方向的第一y轴距离；所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离包含有x轴方向的第二x轴距离及y轴方向的第二y轴距离；

50、所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，包括：与所述原始图像的两个圆点特征间的第一x轴距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二x轴距离相关联的第一映射关系、与所述原始图像的两个圆点特征间的第一y轴距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二y轴距离相关联的第二映射关系；

51、所述测量焦距确定模块，用于

52、基于所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离及所述第一映射关系，得到所述双目相机模组在x轴方向的第一测量焦距；

53、基于所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离及所述第二映射关系，得到所述双目相机模组在y轴方向的第二测量焦距。

54、在一些实施例中，所述参数验证模块，用于

55、基于所述第一测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距在x轴方向的焦距分量进行参数验证，得到第一验证结果；

56、基于所述第二测量焦距，对所述双目相机模组的标定焦距在y轴方向的焦距分量进行参数验证，得到第二验证结果；

57、若所述第一验证结果和所述第二验证结果均显示验证通过，则确定所述双目相机模组的标定焦距验证通过。

58、在一些实施例中，所述参数验证模块，用于

59、若所述第一测量焦距与所述标定焦距在x轴方向的焦距分量的差值，在第一误差阈值范围内，则确定所述第一验证结果为验证通过；

60、若所述第二测量焦距与所述标定焦距在y轴方向的焦距分量的差值，在第二误差阈值范围内，则确定所述第二验证结果为验证通过。

61、在一些实施例中，所述原始图像的所述随机条纹特征具有供所述图像处理模型识别的梯度信息；

62、所述旋转角度确定模块，用于

63、通过所述图像处理模型解析所述原始图像和所述标靶图像中随机条纹特征的梯度信息，在所述原始图像和所述标靶图像中提取出多个随机条纹特征；

64、对提取的所述原始图像和所述标靶图像之间的多个随机条纹特征进行特征匹配，确定所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度。

65、在一些实施例中，所述旋转角度确定模块，用于

66、基于所述原始图像和所述标靶图像之间相匹配的多个随机条纹特征，进行所述标靶图像与所述原始图像之间的坐标变换，得到表征所述标靶图像与所述原始图像之间坐标变换关系的单应性矩阵；

67、基于所述单应性矩阵进行矩阵求解，得到所述标靶图像与所述原始图像之间的旋转矩阵；

68、对所述旋转矩阵进行矩阵分解，得到所述双目相机模组的成像平面相对于所述标定靶的标靶平面的旋转角度。

69、在一些实施例中，所述垂直距离与所述双目相机模组的焦距之间的映射关系，包括：

70、；其中，f为所述双目相机模组的焦距，为所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离，为所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离，为所述双目相机模组与所述标定靶的垂直距离。

71、在一些实施例中，所述圆点特征为内圆特征和外环特征的组合特征；其中，所述内圆特征为黑色内圆特征；所述外环特征为白色外环特征；

72、多个所述圆点特征在所述原始图像中呈阵列分布；所述随机条纹特征围绕每个所述圆点特征；

73、其中，所述标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离及所述标靶图像的两个圆点特征间的第二距离均确定为两个内圆特征的圆心之间的距离。

74、第四方面，本公开提供一种计算机可读存储介质，其上存储有自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证程序，该自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证程序被处理器执行时，实现上述第一方面所述的自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法。

75、第五方面，本公开提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证程序，所述处理器执行所述自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证程序时，实现上述第一方面所述的自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法。

76、根据本公开实施例的自动驾驶系统中双目相机模组的标定焦距验证方法包括获取具有随机条纹特征和圆点特征的原始图像，及基于原始图像制作的标定靶的标靶图像；其中，标靶图像由双目相机模组对标定靶上的原始图像进行图像采集得到；基于图像处理模型，对原始图像和标靶图像中的随机条纹特征进行特征提取并匹配，确定双目相机模组的成像平面相对于标定靶的标靶平面的旋转角度；基于双目相机模组的成像平面相对于标定靶的标靶平面的旋转角度，对双目相机模组进行旋转，使双目相机模组达到预定状态；预定状态确定为双目相机模组与标定靶的标靶平面平行；基于预定状态下的双目相机模组与标定靶间的垂直距离及垂直距离与双目相机模组的焦距之间的映射关系，得到双目相机模组的测量焦距；其中，垂直距离与双目相机模组的焦距之间的映射关系与标定靶上原始图像的两个圆点特征间的第一距离及标靶图像的两个圆点特征间的第二距离相关联；标靶图像的两个圆点特征为原始图像的两个圆点特征进行成像时对应的两个特征点；基于双目相机模组的测量焦距，对双目相机模组的标定焦距进行参数验证，得到验证结果。本技术中采用具有随机条纹特征和圆点特征的原始图像来制作标定靶。通过图像处理模型对原始图像和标靶图像中的随机条纹特征进行特征提取并匹配，确定双目相机模组的成像平面相对于标定靶的标靶平面的旋转角度。由于随机条纹特征具有供图像处理模型识别的梯度信息，使得在光照场景下图像处理模型也可以提取大量随机条纹特征进行匹配，从而得到更为准确的双目相机模组的成像平面相对于标定靶的标靶平面的旋转角度，进行双目相机模组的角度旋转，达到预定状态，使得双目相机模组与所述标定靶间的垂直距离为标定距离，从而为得到准确的双目相机模组的测量焦距提供数据支持。通过准确的测量焦距来进行参数验证，有利于提高标定焦距验证结果的可靠性。

77、本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。