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CN113658262A - 相机外参标定方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

相机外参标定方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

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CN113658262A
CN113658262A CN202010398722.2A CN202010398722A CN113658262A CN 113658262 A CN113658262 A CN 113658262A CN 202010398722 A CN202010398722 A CN 202010398722A CN 113658262 A CN113658262 A CN 113658262A
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CN
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coordinate system
camera
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straight lines
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CN202010398722.2A
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冉盛辉
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Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
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Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种相机外参标定、装置、系统及存储介质，属于车载环视系统技术领域。方法包括：车辆停放于两侧直线之间，每侧包括相互平行的n条直线，基于相机内参，对车载相机的原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，畸变校正图包括多条直线；基于畸变校正图中的点在车身世界坐标系与在图像坐标系的坐标的第一转换关系，确定车身世界坐标系与图像坐标系的第一转换矩阵；基于多条直线在图像坐标系中的第一直线方程及第一转换矩阵，确定多条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程；基于多条直线在真实世界中的位置关系，对第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化。本申请中的标定场地易于精确布置，减轻了标定操作难度，扩展了外的标定方式。

Description

相机外参标定方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本申请涉及车载环视系统技术领域，特别涉及一种相机外参标定方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
车载环视系统是汽车辅助安全系统之一，可以在低速工况下为驾驶员提供视觉辅助。车载环视系统通常包括安装在车辆周围各个位置的多个车载相机，每个车载相机用于采集车辆周围的局部区域图像，车载环视系统用于将多个车载相机同时采集的多个相机视图进行拼接，得到车辆的全景环视图。在车载环视系统中，各个车载相机的相机外参是否精确将影响多个相机视图的拼接是否错位，因此，需要对车载相机的相机外参进行准确标定。
在相关技术中，一般基于多个标定板上的特征点的位置信息对车载相机的相机外参进行标定。具体地，在水平路面上按矩形方式精确摆放四个标定板，这四个标定板的铺设位置分别为左上、右上、左下和右下，而且，这四个标定板所围成的矩形要宽度和长度要分别大于车体的宽度和长度。在标定时，将车辆停放进这四个标定板所围成的矩形区域内，然后基于数值求解算法调整车载相机的相机外参使真实世界坐标系中标定板上的特征点经过投影变换之后与车载相机采集的相机视图中的特征点的位置坐标的整体残留误差最小，来求解计算出标定完成后的相机外参。
但是，在基于多个标定板进行相机外参标定时，由于车辆的车型大小不一，因此对不同车辆进行标定时，也就需要多次重新布置标定场地，而且，基于多个标定板进行标定的方案也存在标定板精确摆放操作困难的问题，导致对相机外参的标定操作较为困难。
发明内容
本申请提供了一种相机外参标定方法、装置、系统及存储介质，可以解决相关技术存在的需要重复布置标定场地，以及标定操作困难。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种相机外参标定方法，所述方法应用于车辆的车载环视系统中，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数，所述方法包括：
获取车载相机拍摄的原始视图，所述车载相机为所述车载环视系统中的任一车载相机，所述原始视图中包括多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线；
基于所述车载相机的相机内参，对所述原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，所述畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线；
基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵；
基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程；
基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参。
可选地，所述基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵之前，还包括：
获取所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置以及所述车载相机的相机内参；
基于所述安装位置和所述相机内参，对所述第一转换关系中的安装位置变量和相机内参变量进行赋值。
可选地，所述车载相机为安装在所述车辆前端的前相机或安装在所述车辆后端的后相机，所述多条直线包括位于所述车辆两侧的2n条直线，所述车辆每侧有n条直线；
所述基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，包括：
获取所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系；
按照所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及按照所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的偏航角参数转换为滚转角参数，得到第二转换矩阵；
基于所述2n条直线在所述图像坐标系中的第一直线方程，以及所述第二转换矩阵，确定所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，所述第二直线方程中存在滚转角参数。
可选地，所述获取所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，包括：
构建光轴世界坐标系，所述光轴世界坐标系是指以所述车载相机的光轴与地面的交点作为原点的世界坐标系；
确定所述光轴世界坐标系与所述车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系，以及所述车载相机的相机坐标系与所述畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系；
确定所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示，以及所述畸变校正图上的灭点坐标，所述灭点坐标是指所述2n条直线在所述图像坐标系中的交点坐标；
基于所述第二转换关系、所述第三转换关系、所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示、以及所述灭点坐标，确定所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
可选地，所述2n条直线包括按直线排列顺序划分的多个直线对，每个直线对包括位置相邻的两条直线；
所述基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参，包括：
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线包括的多个直线对中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离；
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定所述车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角。
可选地，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述基于所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定所述车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角之后，还包括：
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第一横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第一横线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标，所述第一横线是指与所述车辆的任意一侧的n条直线垂直的直线；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标。
可选地，所述车载相机为安装在所述车辆左侧的左相机或安装在所述车辆右侧的右相机，所述多条直线包括位于所述车辆一侧的n条直线；
所述基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参，包括；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率，以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的偏航角参数进行迭代优化，将优化后的偏航角参数值作为所述车载相机完成标定后的偏航角；
以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率与在所述真实世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离，以所述n条直线中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为所述车载相机完成标定后的俯仰角，所述n条直线中的直线对是按直线排列顺序对所述n条直线划分得到，且每个直线对包括的两条直线位置相邻。
可选地，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述对所述第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为所述车载相机完成标定后的俯仰角之后，还包括：
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离，以所述距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第二横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第二横线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标，所述第二横线是指与所述n条直线垂直的任一直线。
可选地，所述将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参之后，还包括：
基于多个车载相机的相机内参和完成标定后的相机外参，确定所述车辆的全景环视图与所述多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，以及所述多个相机视图之间的融合权重表；
其中，所述查找表用于指示所述全景环视图的图像点与所述多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系，所述融合权重表用于指示所述多个相机视图中具有重叠区域的任意两个相机视图的重叠区域的融合权重，所述多个车载相机包括分别安装在所述车辆的前端、后端、左侧和右侧的相机，所述多个相机视图包括前相机视图、后相机视图、左相机视图和右相机视图。
一方面，提供了一种相机外参标定装置，所述装置应用于车辆的车载环视系统中，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取车载相机拍摄的原始视图，所述车载相机为所述车载环视系统中的任一车载相机，所述原始视图中包括多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线；
畸变校正模块，用于基于所述车载相机的相机内参，对所述原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，所述畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线；
第一确定模块，用于基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵；
第二确定模块，用于基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程；
优化模块，用于基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参。
可选地，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置以及所述车载相机的相机内参；
处理模块，用于基于所述安装位置和所述相机内参，对所述第一转换关系中的安装位置变量和相机内参变量进行赋值。
可选地，所述车载相机为安装在所述车辆前端的前相机或安装在所述车辆后端的后相机，所述多条直线包括位于所述车辆两侧的2n条直线，所述车辆每侧有n条直线；
所述第二确定模块，包括：
获取单元，用于获取所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系；
转换单元，用于
按照所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及按照所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的偏航角参数转换为滚转角参数，得到第二转换矩阵；
确定单元，用于基于所述2n条直线在所述图像坐标系中的第一直线方程，以及所述第二转换矩阵，确定所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，所述第二直线方程中存在滚转角参数。
可选地，所述获取单元用于：
构建光轴世界坐标系，所述光轴世界坐标系是指以所述车载相机的光轴与地面的交点作为原点的世界坐标系；
确定所述光轴世界坐标系与所述车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系，以及所述车载相机的相机坐标系与所述畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系；
确定所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示，以及所述畸变校正图上的灭点坐标，所述灭点坐标是指所述2n条直线在所述图像坐标系中的交点坐标；
基于所述第二转换关系、所述第三转换关系、所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示、以及所述灭点坐标，确定所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
可选地，所述2n条直线包括按直线排列顺序划分的多个直线对，每个直线对包括位置相邻的两条直线；
所述优化模块用于：
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线包括的多个直线对中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离；
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定所述车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角。
可选地，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述优化模块还用于：
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第一横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第一横线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标，所述第一横线是指与所述车辆的任意一侧的n条直线垂直的直线；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标。
可选地，所述车载相机为安装在所述车辆左侧的左相机或安装在所述车辆右侧的右相机，所述多条直线包括位于所述车辆一侧的n条直线；
所述优化模块用于；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率，以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的偏航角参数进行迭代优化，将优化后的偏航角参数值作为所述车载相机完成标定后的偏航角；
以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率与在所述真实世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离，以所述n条直线中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为所述车载相机完成标定后的俯仰角，所述n条直线中的直线对是按直线排列顺序对所述n条直线划分得到，且每个直线对包括的两条直线位置相邻。
可选地，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述优化模块还用于：
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离，以所述距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第二横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第二横线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标，所述第二横线是指与所述n条直线垂直的任一直线。
可选地，所述装置还包括：
第三确定模块，用于基于多个车载相机的相机内参和完成标定后的相机外参，确定所述车辆的全景环视图与所述多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，以及所述多个相机视图之间的融合权重表；
其中，所述查找表用于指示所述全景环视图的图像点与所述多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系，所述融合权重表用于指示所述多个相机视图中具有重叠区域的任意两个相机视图的重叠区域的融合权重，所述多个车载相机包括分别安装在所述车辆的前端、后端、左侧和右侧的相机，所述多个相机视图包括前相机视图、后相机视图、左相机视图和右相机视图。
一方面，提供了一种车载环视系统，所述车载环视系统至少包括图像采集单元和数据处理单元，所述图像采集单元包括安装在车辆周围的多个车载相机，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数；
所述车载相机用于对车辆周围环境进行拍摄，得到原始视图；
所述数据处理单元用于获取所述车载相机的原始视图的畸变校正图，所述畸变校正图中包括进行畸变校正后的多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线，所述车载相机为所述车载环视系统中的任一车载相机；基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵；基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程；基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参。
一方面，提供了一种相机外参标定装置，所述相机外参标定装置包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的程序，以实现上述任一种相机外参标定方法的步骤。
一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种相机外参标定方法的步骤。
一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的相机外参标定方法的步骤。
本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：
本申请实施例中，仅需在地面两侧分别设置相互平行的n条直线，然后将车辆停放在这两侧直线之间，即可根据车载相机的相机视图中的多条直线信息，以及这多个直线在真实世界坐标系中的位置信息，来对车辆的车载相机的相机外参进行标定，相对于相关技术中基于多个标定板对相机外参进行标定的方案，本申请中的标定场地易于精确布置，减轻了标定操作难度，扩展了相机外参的标定方式。
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他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种坐标系示意图；
图2是本申请实施例提供的一种标定场地示意图；
图3是本申请实施例提供的一种车载环视系统的示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种车载环视系统的示意图；
图5是本申请实施例提供的一种相机外参标定方法的流程图；
图6是本申请实施例提供的一种前视图或后视图的示意图；
图7是本申请实施例提供的一种左视图或右视图的示意图；
图8是本申请实施例提供的一种车载相机的相机外参标定方法的流程图；
图9是本申请实施例提供的另一种车载相机的相机外参标定方法的流程图；
图10是本申请实施例提供的一种相机外参标定装置的结构框图；
图11是本申请实施例提供的一种相机外参标定装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例提供的相机外参标定方法进行详细的解释说明之前，先对本申请实施例涉及的相关名词进行解释。
相机内参
相机内参是指相机的镜头和感光器件的参数。比如，相机内参包括(fx，fy，cx，cy)。其中，(fx，fy)为相机的焦距坐标，(cx，cy)为相机的主点坐标。
相机外参
相机外参用于指示世界坐标系、相机坐标系和图像坐标系的相对位置关系。比如，相机外参包括相机的旋转角，该旋转角包括俯仰角(pitch)、偏航角(yaw)和滚转(roll)。俯仰角是指相机的光轴与地面之间的夹角，偏航角是指相机的光轴在地面上的投影与车辆行驶方向之间的夹角，滚转角是指相机绕光轴的旋转角。此外，相机外参还可以包括相机的安装位置等参数。
车身世界坐标系
车身世界坐标系是以车辆的车底中心为原点的三维空间坐标系，且该坐标系的X轴平行于车辆的行驶方向，Z轴为竖直方向，Y轴分别与X轴和Z轴垂直。请参考图1，图1是本申请实施例提供的一种坐标系示意图，车身世界坐标系为图1中的OW-XWYWZW坐标系。该坐标系以车辆的车底中心OW为原点，XW轴平行于车辆的行驶方向，ZW轴为竖直方向，YW轴分别与XW轴和ZW轴垂直。
相机坐标系
相机坐标系是以相机的光心为原点的三维空间坐标系，且该坐标系的Z轴为相机的光轴，X轴与相机的光轴在地面上的投影垂直，Y轴分别与X轴和Z轴垂直。请参考图1，相机坐标系为图1中的OC-XCYCZC坐标系。该坐标系以相机的光心H为原点OC，ZC轴为相机的光轴，XC轴与ZC在EFGH平面上的投影EH垂直，YC轴分别与XC轴和ZC轴垂直。H为相机的光心。
光轴世界坐标系
光轴世界坐标系是以相机的光轴与地面的交点为原点的三维空间坐标系，且该坐标系的Z轴为竖直方向，Y轴与相机的光轴垂直，X轴分别与Y轴和Z轴垂直。请参考图1，光轴世界坐标系为图1中的OCW-XCWYCWZCW。该坐标系以相机的光轴与地面的交点A为原点OCW，ZCW为竖直方向，YCW与相机的光轴垂直，XCW轴分别与YCW轴和ZCW垂直。
另外，如图1所示，图1中的AH为相机的光轴，AC为相机的光轴在地面上的投影，AB与AC的夹角为相机的偏航角，AH与EH的夹角为相机的俯仰角。假设相机的高度为h，则线段AH的距离可以通过以下公式(1)确定得到：
|AH|＝h/sin(pitch) (1)
其中，|AH|为线段AH的距离，h为相机的高度，pitch为相机的偏航角。
接下来，对本申请实施例提供的实施环境进行介绍。
本申请实施例中，为了对车辆的车载相机的相机外参进行标定，需要在标定场地中相距一定距离的场地两侧分别布置n条直线。其中，n为大于或等于4的偶数。两侧直线相互平行，且每侧直线中任意两条直线相互平行。示例的，每侧直线包括按照直线排列顺序划分的多个直线对，任一直线对包括相邻的两条直线，且各个直线对包括的两条直线之前的距离均相等。示例的，每侧直线上还可以包括垂直于每侧直线的至少一条横线。示例的，可以在标定场地中相距一定距离的场地两侧分别画出n条直线，也可以在场地两侧分别摆放已标记有n条直线的画布或画板，本申请实施例对此不做限定。
在进行相机外参标定时，需要先将车辆停放在两侧直线之间，不要求车辆严格居中停放，但是居中停放效果更好。作为一个示例，车辆的车身与两侧直线平行或者大致平行。在一个实施例中，可以利用车辆的卡位装置，将车辆的车身与两侧直线保持平行。另外，车辆两侧直线的尺寸可以预先获取，即车辆两侧直线的尺寸是已知的。
图2是本申请实施例提供的一种标定场地示意图，如图2所示，在标定场地中相距预设距离的左右两侧分别布置相互平行的4条直线。其中，在场地左侧布置了相互平行的4条直线，分别为l1、l2、l3和l4，且l1和l2之间的距离与l3和l4之间的距离相等，即左侧的两个白条宽度相等；在场地右侧也布置了的相互平行的4条直线，分别为l5、l6、l7和l8，且l5和l6之间的距离与l7和l8之间的距离相等，即右侧的两个白条的宽度相等。此外，在左侧的4条直线上设置有与之垂直的两条横线，在右侧的4条直线上也设置有与之垂直的两条横线。在进行相机外参标定时，先将车辆停放在左右两侧直线之间，且仅需保证车辆停放位置与两侧直线大致平行即可。
图3是本申请实施例提供的一种车载环视系统的示意图，如图3所示，该系统至少包括图像采集单元31和数据处理单元32。
其中，图像采集单元31包括安装在车辆周围的多个车载相机，每个车载相机用于采集车辆周围的局部区域图像。例如，该多个车载相机分别包括安装在车辆前端的前相机、安装在车辆后端的后相机、安装在车辆左侧的左相机和安装在车辆右侧的右相机。前相机用于采集车辆的前视图，后相机用于采集车辆的后视图，左相机用于采集车辆的左视图，右相机用于采集车辆的右视图。
其中，数据处理单元32用于根据各个车载相机的相机视图，按照本申请实施例提供的方法对各个车载相机的相机外参依次进行标定。比如，可以依次根据前相机采集的前视图，对前相机的相机外参进行标定；根据后相机的采集的后视图，对后视图的相机外参进行标定；根据左相机采集的左视图，对左相机的相机外参进行标定；根据右相机采集的右视图，对右相机的相机外参进行标定。
对每个车载相机进行外参标定时，可以先基于该车载相机的相机内参，对该车载相机的相机视图进行畸变校正，得到畸变校正图，再确定畸变校正图中的多条直线在车身世界坐标系中的直线方程，该直线方程包含该车载相机的相机外参变量。之后，基于多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对该直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，来实现对该车载相机的相机外参的标定。
需要说明的是，本申请实施例中车载相机的相机内参已通过内参标定获取，本申请实施例主要用于对车载相机的相机外参进行标定。数据处理单元32可以为终端或处理器等，本申请实施例对此不做限定。
另外，请参考图4，该车载环视系统还可以包括数据传输单元33、查找表生成单元34、GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)渲染单元35和图像显示单元36。数据传输单元33用于将图像采集单元31采集的图像和相机内参传输给数据处理单元32。查找表生成单元34用于根据车载环视系统中多个车载相机的相机内参和相机外参，生成车辆的全景环视图与多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，查找表用于指示全景环视图的图像点与多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系。GPU渲染单元35用于在图像显示单元36中渲染全景环视图。
接下来对本申请实施例提供的相机外参标定方法进行详细介绍。图5是本申请实施例提供的一种相机外参标定方法的流程图，该方法应用于车辆的车载环视系统中，该车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，n为大于或等于4的偶数。如图5所示，该方法包括如下步骤：
步骤501：获取车载相机拍摄的原始视图，该原始视图中包括多条直线，多条直线包括车辆一侧的n条直线或车辆两侧的2n条直线，车载相机为车载环视系统中的任一车载相机。
其中，车载相机为待进行外参标定的相机，可以为车辆的前相机、后相机、左相机和后相机中的任一个。若车载相机为前相机，则原始视图为前视图；若车载相机为后相机，则原始视图为后视图；若车载相机为左相机，则原始视图为左视图，若车载相机为右相机，则原始视图为右视图。
步骤502：基于车载相机的相机内参，对原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线。
需要说明的是，对原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，是为了获得这多条直线的直线边缘在畸变校正图下的直线方程。
其中，车载相机可以为鱼眼相机，原始视图可以为鱼眼图，由于鱼眼图可能会产生畸变，因此，为了提高标定准确性，可以先获取车载相机拍摄的原始视图，然后基于车载相机的相机内参，对原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图。也即是，先对车载相机采集的原始视图进行畸变校正，再基于畸变校正图对车载相机的相机外参进行标定。
作为一个示例，在对车辆的车载相机进行外参标定时，可以对前相机、后相机、左相机和后相机的相机外参依次进行标定。对于每个相机的相机外参均可以按照图5实施例所示的方法进行标定。
需要说明的是，本申请实施例中，前相机和后相机的相机外参标定方式相同，左相机和右相机的相机外参标定方式相同，但是前相机和后相机，与左相机和右相机的相机外参标定方式可以略有不同。为了便于说明，后续将在图8实施例中对前相机和后相机的相机外参标定方法进行详细说明，在图9实施例中对左相机和后相机的相机外参标定方法进行详细说明。
步骤503：基于畸变校正图中的点在车辆的车身世界坐标系中的坐标与在畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定车身世界坐标系与图像坐标系之间的第一转换矩阵。
作为一个示例，可以基于车载相机在车身世界坐标系中的安装位置和车载相机的相机内参，确定车身世界坐标系与畸变校正图的图像坐标系之间的第一转换关系。
比如，第一转换关系中包括车载相机在车身世界坐标系中的安装位置变量，以及车载相机的相机内参变量，则在确定第一转换矩阵之前，可以先获取车载相机在车身世界坐标系中的安装位置和车载相机的相机内参，基于该安装位置和相机内参对第一转换关系中的安装位置变量和相机内参变量进行赋值，即将该安装位置和相机内参代入到第一转换关系中对应变量中，再基于第一转换关系确定第一转换矩阵。
另外，第一转换关系中还可以包括俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数。
本申请实施例中，车载相机在车身世界坐标系中的安装位置和相机内参是已知的，第一转换关系中的俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数是未知的。假设车载相机在车身世界坐标系下的安装位置为：(cam_x,cam_y,cam_z)，相机内参包括(fx，fy，cx，cy)，则畸变校正图中的点在车辆的车身世界坐标系OWXWYWZW中的坐标与其在畸变校正图的图像坐标系ouv中的坐标之间的第一转换关系如以下公式(2)-(5)所示：
Figure BDA0002488632070000171
其中，(u，v)为畸变校正图中的点在图像坐标系中的坐标，(fx，fy，cx，cy)为相机内参，(Xw,Yw,Zw)为畸变校正图中的点在车身世界坐标系中点的坐标。
Figure BDA0002488632070000172
其中，roll为车载相机的滚转角参数，pi和pitch为车载相机的俯仰角参数，yaw为车载相机的偏航角参数。
Figure BDA0002488632070000173
其中，(cam_x,cam_y,cam_z)为车载相机在车身世界坐标系下的安装位置。
另外，由于Zw＝0,因此可以得到：
Figure BDA0002488632070000174
其中，r00为R33的第1行第1列，r01为R33的第1行第2列，以此类推。t0为T的第一行组成的矩阵，t1为T的第2行，以此类推。由公式(5)可知，第一转换关系中包括俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数这3个未知量。
之后，可以联立公式(2)-(5)，得到车身世界坐标系与图像坐标系之间的第一转换矩阵H，第一转换矩阵为单应性矩阵。第一转换矩阵H中也包括俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数这3个未知量。
步骤504：基于多条直线在畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及车身世界坐标系与图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定多条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程。
例如，对于多条直线中的每条直线，该直线在图像坐标系中的第一直线方程为：
Au+Bv+C＝0 (6)
该直线在车身世界坐标系下的第二直线方程为：
A'Xw+B'Yw+C'＝0 (7)
其中，
A'＝A*H00+B*H10+C*H20
B'＝A*H01+B*H11+C*H21 (8)
C'＝A*H02+B*H12+C*H22
本申请实施例中，若车载相机为前相机和后相机，则畸变校正图中的多条直线为位于车辆两侧的2n条直线，例如，若n为4，车载相机为前相机，则畸变校正图中包括的多条直线可以如图6所示。若车载相机为左相机和右相机，则畸变校正图中的多条直线为位于车辆一侧的n条直线，例如，若n为4，车载相机为前相机，则畸变校正图中包括的多条直线可以如图7所示。
步骤505：基于多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为车载相机完成标定后的相机外参。
也即是，可以基于数值迭代算法优化相机外参的值，使得多条直线在车身世界坐标系中的位置关系最接近其在真实世界坐标系中的位置关系，则最终计算得到的相机外参的值，即为完成标定后的相机外参。
作为一个示例，在对车载环视系统的多个车载相机的相机外参均标定完成之后，还可以基于多个车载相机的相机内参和完成标定后的相机外参，确定车辆的全景环视图与多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，以及多个相机视图之间的融合权重表。
其中，多个车载相机可以包括分别安装在车辆的前端、后端、左侧和右侧的相机，相应地，多个相机视图包括前相机视图、后相机视图、左相机视图和右相机视图。
其中，全景环视图是对多个相机视图进行拼接得到，查找表用于指示全景环视图的图像点与多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系，融合权重表用于指示多个相机视图中具有重叠区域的任意两个相机视图的重叠区域的融合权重。
进一步地，在得到查找表之后，车载环视系统即能够基于多个车载相机同时采集到的多个相机视图和查找表，生成车辆的全景环视图，并在图像显示单元中显示该全景环视图，以将该全景环视图呈现给用户。
本申请实施例中，仅需在地面两侧分别设置相互平行的n条直线，然后将车辆停放在这两侧直线之间，即可根据车载相机的相机视图中的多条直线信息，以及这多个直线在真实世界坐标系中的位置关系，来对车辆的车载相机的相机外参进行标定，相对于相关技术中基于多个标定板对相机外参进行标定的方案，本申请中的标定场地易于精确布置，减轻了标定操作难度，扩展了相机外参的标定方式。
图8是本申请实施例提供的一种车载相机的相机外参标定方法的流程图，该方法应用于车辆的车载环视系统中，该车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，n为大于或等于4的偶数，该车载相机为前相机或后相机。如图8所示，该方法包括如下步骤：
步骤801：获取车载相机拍摄的原始视图，原始视图中包括车辆两侧的2n条直线。
其中，该车载相机可以为前相机，其拍摄的原始视图为前视图；或者，该车载相机为后相机，其拍摄的原始视图为后视图。由于前后相机均可以拍摄到车辆两侧，因此前后视图均可以包括车辆两侧的2n条直线。
步骤802：基于车载相机的相机内参，对该原始视图进行畸变校正图，得到畸变校正图，畸变校正图中包括畸变校正后的2n条直线。
步骤803：基于畸变校正图中的点在车辆的车身世界坐标系中的坐标与在畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定车身世界坐标系与图像坐标系之间的第一转换矩阵。
本申请实施例中，步骤801-803的具体实施过程可以参见上述图5实施例中的步骤501-503，本申请实施例在此不再赘述。
步骤804：获取车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
作为一个示例，可以先构建光轴世界坐标系，然后确定光轴世界坐标系与车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系，以及车载相机的相机坐标系与畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系，并确定车辆的车道线上的点在光轴世界坐标系上的坐标表示，以及畸变校正图上的灭点坐标，灭点坐标是指2n条直线在图像坐标系中的交点坐标，再基于第二转换关系、第三转换关系、车辆的车道线上的点在光轴世界坐标系上的坐标表示、以及灭点坐标，确定车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
构建光轴世界坐标系是本申请实施例的主要创新点，通过构建光轴世界坐标系，可以获取俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。确定出俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系即可用滚转角参数来表示俯仰角参数；确定出偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系即可用滚转角参数表示偏航角参数。
由图1可知，光轴世界坐标系OCW-XCWYCWZCW转换到相机坐标系OC-XCYCZC，流程如下：
1)沿Xcw轴旋转-pitch，使Ycw与Zc方向一致；
2)沿Ycw轴旋转roll，使Xcw与Xc方向一致，Zcw与-Yc方向一致；
3)沿Xcw轴旋转-90度，Zcw与Zc方向一致，Ycw与Yc方向一致；
4)沿Zcw平移|AH|，使两个坐标系完全重合；
则光轴世界坐标系与车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系可以用如下公式(9)表示。
Figure BDA0002488632070000201
另外，因为车道线与Ycw轴的夹角为偏航角yaw，则车道线上的点可以表示为(Ycw*tan(yaw),Ycw,0)。则车载相机的相机坐标系与畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系如下：
Figure BDA0002488632070000211
另外，畸变校正图中的灭点坐标(u0，v0)是当Ycw->∞时u,v的值，则联立公式(9)和(10)，并取极限，可以得到如下灭点坐标(u0，v0)的表达式：
Figure BDA0002488632070000212
依据公式(11)，在滚转角roll、灭点坐标(u0,v0)和相机内参(fx,fy,cx,cy)已知的情况下，可以求出车载相机的俯仰角和偏航角，如下：
Figure BDA0002488632070000213
其中，公式(12)即为俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。由公式(12)可知，对于前相机或后相机，在灭点坐标(u0，v0)和相机内参已知的情况下，相机外参中的旋转角只与roll有关，即只有一个未知数。
步骤805：按照俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，将第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及按照偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，将第一转换矩阵中的偏航角参数转换为滚转角参数，得到第二转换矩阵。
由于第一转换矩阵中存在俯仰角参数、滚转角参数和偏航角参数这3个未知量，因此，通过将第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及将第一转换矩阵中的偏航角参数也转换为滚转角参数，即可使得转换得到的第二转换矩阵仅包括滚转角参数这一个未知量。
例如，可以将公式(12)代入到公式(5)中的第一转换矩阵H中，即可得到第二转换矩阵H*，且H*中仅包括滚转角参数这一个未知量。
步骤806：基于2n条直线在图像坐标系中的第一直线方程，以及第二转换矩阵，确定2n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，第二直线方程包括滚转角参数。
也即是，可以按照第二转换矩阵，将这2n条直线在图像坐标系中的第一直线方程转换到车身世界坐标系中，从而得到这2n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程。而且，第二直线方程也仅包括滚转角参数这一个未知量。
例如，可以将第二转换矩阵H*代入到公式(7)和公式(8)中，得到这2n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程。
步骤807：基于2n条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为车载相机完成标定后的相机外参。
作为一个示例，这2n条直线可以包括按直线排列顺序划分的多个直线对，每个直线对位置相邻的两条直线，则对车载相机的相机外参中的旋转角参数进行迭代优化的操作可以包括如下步骤：
1)基于2n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定2n条直线包括的多个直线对中每个直线对在车身世界坐标系中的距离；以2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在车身世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为车载相机完成标定后的滚转角。
比如，若n为4，该2n条直线如图6所示，则以l1和l2之间的距离与l3和l4之间的距离相等，或者l5和l6之间的距离与l7和l8之间的距离相等作为优化目标，对滚转角参数进行迭代优化。
其中，可以基于数值迭代算法优化滚转角参数的值，以使2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在车身世界坐标系中的距离相等。比如，若n为4，该2n条直线如图6所示，则可以基于数值迭代算法优化roll的值，使l1和l2之间的距离与l3和l4之间的距离相等，或者l5和l6之间的距离与l7和l8之间的距离相等。
2)基于俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角。
例如，可以基于标定后的滚转角参数的值，通过公式(12)确定完成标定后的俯仰角和偏航角。
另外，在对相机外参标定完成之后，还可以继续对已知的车载相机的安装位置进行优化，以得到更为准确度的安装位置信息。其中，车载相机在车身世界坐标系中的安装位置可以包括在车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，即可以包括(cam_x,cam_y,cam_z)，则对车载相机的安装位置进行迭代优化的操作可以包括如下步骤：
3)以2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对车载相机在车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为车载相机完成标定后的Z轴坐标。
其中，可以基于数值迭代算法优化cam_x,，以使2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在车身世界坐标系中的距离相等。
4)基于2n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第一横线在车身世界坐标系中的位置，以第一横线在车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对车载相机在车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为车载相机完成标定后的X轴坐标，第一横线是指与车辆的任意一侧的n条直线垂直的直线。
也即是，迭代优化相机安装位置cam_x,使畸变校正图中第一横线在世界坐标系下的x坐标与真实位置吻合。
5)基于2n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定2n条直线中各条直线在车身世界坐标系中的位置，以2n条直线中各条直线在车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对车载相机在车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为车载相机完成标定后的Y轴坐标。
也即是，迭代优化相机安装位置cam_y，使畸变校正图中的各条直线在车身世界坐标系下的y坐标与真实位置吻合。
图9是本申请实施例提供的另一种车载相机的相机外参标定方法的流程图，该方法应用于车辆的车载环视系统中，该车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，n为大于或等于4的偶数，该车载相机为左相机或右相机。如图9所示，该方法包括如下步骤：
步骤901：获取车载相机拍摄的原始视图，原始视图中包括车辆一侧的n条直线。
其中，该车载相机可以为左相机，其拍摄的原始视图为左视图；或者，该车载相机为右相机，其拍摄的原始视图为右视图。
由于左右相机只能拍摄到车辆一侧，因此左右视图中只能存在车辆一侧的n条直线。比如，左视图中包括车辆左侧的n条直线，右视图中包括车辆右侧的n条直线。
步骤902：基于车载相机的相机内参，对该原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，畸变校正图包括畸变校正后的n条直线。
步骤903：基于畸变校正图中的点在车辆的车身世界坐标系中的坐标与在畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定车身世界坐标系与图像坐标系之间的第一转换矩阵。
本申请实施例中，步骤901-903的具体实施过程可以参见上述图5实施例中的步骤501-503，本申请实施例在此不再赘述。
步骤904：基于n条直线在图像坐标系中的第一直线方程，以及车身世界坐标系与图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程。
也即是，可以按照第一转换矩阵，将这n条直线在图像坐标系中的第一直线方程转换到车身世界坐标系中，从而得到这n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程。由于第一转换矩阵中存在俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数这3个未知量，因此第二直线方程也包括俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数这3个未知量。
由于对于左视图和右视图来说，图中只有车辆一侧的n条直线，图中没有灭点信息，因此也就无法像前相机和后相机那样，利用光轴世界坐标系和灭点信息获取俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，因此，车身世界坐标系与图像坐标系之间的转换矩阵仍然用第一转换矩阵来表示，即用公式(2)-(5)来表示。进而n条直线中每条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程可以用俯仰角参数、偏航角参数和滚转角参数这3个未知量，以及已知的相机安装位置来表示。
步骤905：基于n条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为车载相机完成标定后的相机外参。
作为一个示例，对第二直线方程中的旋转角参数进行迭代优化的操作可以包括如下步骤：
1)基于n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定n条直线在车身世界坐标系中的斜率，以n条直线在车身世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对车载相机的偏航角参数进行迭代优化，将优化后的偏航角参数值作为车载相机完成标定后的偏航角。
比如，若n为4，这4条直线如图7所示，则可以l1-l4中任意两条直线的斜率相等作为优化目标，对偏航角参数进行迭代优化。
其中，可以基于数值迭代算法优化偏航角参数的值，以使n条直线包括的任意两条直线或全部直线的斜率相等。也即是，可以迭代优化偏航角yaw,使畸变校正图中的n条直线在车身世界坐标系下的斜率相等。
以n条直线在车身世界坐标系中的斜率与在真实世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对车载相机的滚转角进行迭代优化，将优化后的滚转角作为车载相机完成标定后的滚转角。
也即是，可以迭代优化滚转角roll，使畸变校正图中的n条直线在车身世界坐标系下的斜率均与真实斜率相等。
2)基于n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定n条直线包括的多个直线对中每个直线对在车身世界坐标系中的距离，以n条直线包括的多个直线对中各个直线对在车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为车载相机完成标定后的俯仰角，多个直线对是按直线排列顺序对n条直线划分得到，且每个直线对包括的两条直线位置相邻。
例如，若n为4，则可以迭代优化俯仰角pitch,使图7中l1,l2之间的距离与l3,l4之间的距离相等。
另外，在对相机外参标定完成之后，还可以继续对已知的车载相机的安装位置进行优化，以得到更为准确度的安装位置信息。其中，车载相机在车身世界坐标系中的安装位置可以包括在车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，即可以包括(cam_x,cam_y,cam_z)，则对车载相机的安装位置进行迭代优化的操作可以包括如下步骤：
4)基于n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定n条直线中距离最远的两条直线在车身世界坐标系中的距离，以距离最远的两条直线在车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等为优化目标，对车载相机在车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为车载相机完成标定后的Z轴坐标。
例如，可以迭代优化相机安装高度cam_z,使l1,l4之间的距离与在车身世界坐标系下真实距离相等。
5)基于n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定n条直线中各条直线在车身世界坐标系中的位置，以n条直线中各条直线在车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对车载相机在车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为车载相机完成标定后的X轴坐标。
例如，可以迭代优化相机安装位置cam_x,使n条直线在车身世界坐标系下的x坐标与真实x坐标相等。
6)基于n条直线在车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第二横线在车身世界坐标系中的位置，以第二横线在车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对车载相机在车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为车载相机完成标定后的Y轴坐标，第二横线是指与n条直线垂直的任一直线。
例如，可以迭代优化相机安装位置cam_y，使畸变校正图中的任一第二横线在车身世界坐标系下的y坐标与真实位置坐标吻合。
图10是本申请实施例提供的一种相机外参标定装置的结构框图，所述装置应用于车辆的车载环视系统中，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数，所述装置包括：第一获取模块1001、第一确定模块1002、第二确定模块1003和优化模块1004。
第一获取模块1001，用于获取车载相机拍摄的原始视图，所述车载相机为所述车载环视系统中的任一车载相机，所述原始视图中包括多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线；
畸变校正模块1002，用于基于所述车载相机的相机内参，对所述原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，所述畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线；
第一确定模块1003，用于基于该畸变校正图中的点在该车辆的车身世界坐标系中的坐标与在该畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定该车身世界坐标系与该图像坐标系之间的第一转换矩阵；
第二确定模块1004，用于基于该多条直线在该畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及该车身世界坐标系与该图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定该多条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程；
优化模块1005，用于基于该多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对该第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为该车载相机完成标定后的相机外参。
可选地，该装置还包括：
第二获取模块，用于获取该车载相机在该车身世界坐标系中的安装位置以及该车载相机的相机内参；
处理模块，用于基于该安装位置和该相机内参，对该第一转换关系中的安装位置变量和相机内参变量进行赋值。
可选地，该车载相机为安装在该车辆前端的前相机或安装在该车辆后端的后相机，该多条直线包括位于该车辆两侧的2n条直线，该车辆每侧有n条直线；
该第二确定模块1004，包括：
获取单元，用于获取该车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及该车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系；
转换单元，用于
按照该俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，将该第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及按照该偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，将该第一转换矩阵中的偏航角参数转换为滚转角参数，得到第二转换矩阵；
确定单元，用于基于该2n条直线在该图像坐标系中的第一直线方程，以及该第二转换矩阵，确定该2n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，该第二直线方程中存在滚转角参数。
可选地，该获取单元用于：
构建光轴世界坐标系，该光轴世界坐标系是指以该车载相机的光轴与地面的交点作为原点的世界坐标系；
确定该光轴世界坐标系与该车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系，以及该车载相机的相机坐标系与该畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系；
确定该车辆的车道线上的点在该光轴世界坐标系上的坐标表示，以及该畸变校正图上的灭点坐标，该灭点坐标是指该2n条直线在该图像坐标系中的交点坐标；
基于该第二转换关系、该第三转换关系、该车辆的车道线上的点在该光轴世界坐标系上的坐标表示、以及该灭点坐标，确定该车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及该车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
可选地，该2n条直线包括按直线排列顺序划分的多个直线对，每个直线对包括位置相邻的两条直线；
该优化模块1005用于：
基于该2n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定该2n条直线包括的多个直线对中每个直线对在该车身世界坐标系中的距离；
以该2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在该车身世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对该第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为该车载相机完成标定后的滚转角；
基于该俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、该偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定该车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角。
可选地，该车载相机在该车身世界坐标系中的安装位置包括在该车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
该优化模块1005还用于：
以该2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在该车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对该车载相机在该车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为该车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于该2n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第一横线在该车身世界坐标系中的位置，以该第一横线在该车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对该车载相机在该车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为该车载相机完成标定后的X轴坐标，该第一横线是指与该车辆的任意一侧的n条直线垂直的直线；
基于该2n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定该2n条直线中各条直线在该车身世界坐标系中的位置，以该2n条直线中各条直线在该车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对该车载相机在该车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为该车载相机完成标定后的Y轴坐标。
可选地，该车载相机为安装在该车辆左侧的左相机或安装在该车辆右侧的右相机，该多条直线包括位于该车辆一侧的n条直线；
该优化模块1005用于；
基于该n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定该n条直线在该车身世界坐标系中的斜率，以该n条直线在该车身世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对该第二直线方程中的偏航角参数进行迭代优化，将优化后的偏航角参数值作为该车载相机完成标定后的偏航角；
以该n条直线在该车身世界坐标系中的斜率与在该真实世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对该第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为该车载相机完成标定后的滚转角；
基于该n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定该n条直线中每个直线对在该车身世界坐标系中的距离，以该n条直线中各个直线对在该车身世界坐标系中的距离与在该真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对该第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为该车载相机完成标定后的俯仰角，该n条直线中的直线对是按直线排列顺序对该n条直线划分得到，且每个直线对包括的两条直线位置相邻。
可选地，该车载相机在该车身世界坐标系中的安装位置包括在该车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
该优化模块1005还用于：
基于该n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定该n条直线中距离最远的两条直线在该车身世界坐标系中的距离，以该距离最远的两条直线在该车身世界坐标系中的距离与在该真实世界坐标系中的距离相等为优化目标，对该车载相机在该车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为该车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于该n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定该n条直线中各条直线在该车身世界坐标系中的位置，以该n条直线中各条直线在该车身世界坐标系中的位置与在该真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对该车载相机在该车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为该车载相机完成标定后的X轴坐标；
基于该n条直线在该车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第二横线在该车身世界坐标系中的位置，以该第二横线在该车身世界坐标系中的位置与在该真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对该车载相机在该车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为该车载相机完成标定后的Y轴坐标，该第二横线是指与该n条直线垂直的任一直线。
可选地，该装置还包括：
第三确定模块，用于基于多个车载相机的相机内参和完成标定后的相机外参，确定该车辆的全景环视图与该多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，以及该多个相机视图之间的融合权重表；
其中，该查找表用于指示该全景环视图的图像点与该多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系，该融合权重表用于指示该多个相机视图中具有重叠区域的任意两个相机视图的重叠区域的融合权重，该多个车载相机包括分别安装在该车辆的前端、后端、左侧和右侧的相机，该多个相机视图包括前相机视图、后相机视图、左相机视图和右相机视图。
本申请实施例中，仅需在地面两侧分别设置相互平行的n条直线，然后将车辆停放在这两侧直线之间，即可根据车载相机的相机视图中的多条直线信息，以及这多个直线在真实世界坐标系中的位置关系，来对车辆的车载相机的相机外参进行标定，相对于相关技术中基于多个标定板对相机外参进行标定的方案，本申请中的标定场地易于精确布置，减轻了标定操作难度，扩展了相机外参的标定方式。
需要说明的是：上述实施例提供的相机外参标定装置在对相机外参进行标定时，仅以上述各功能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模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的相机外参标定装置与相机外参标定方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图11是本申请实施例提供的一种相机外参标定装置1100的结构示意图，该相机外参标定装置1100可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)1101和一个或一个以上的存储器1102，其中，所述存储器1102中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器1101加载并执行以实现上述各个方法实施例提供的抛洒行为检测方法。当然，该相机外参标定装置1100还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该相机外参标定装置1100还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。示例的，该相机外参标定装置可以为上述图像处理单元20，或者为图像处理单元20中的一个或多个服务器。
在另一实施例中，还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，所述非临时性计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现上述任一种相机外参标定方法的步骤。
在另一实施例中，还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品被执行时，其用于实现上述相机外参标定方法。
在一些实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中相机外参标定方法的步骤。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
值得注意的是，本申请提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质，换句话说，可以是非瞬时性存储介质。
应当理解的是，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。所述计算机指令可以存储在上述计算机可读存储介质中。
也即是，在一些实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的相机外参标定方法的步骤。
以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种相机外参标定方法，其特征在于，所述方法应用于车辆的车载环视系统中，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数，所述方法包括：
获取车载相机拍摄的原始视图，所述车载相机为所述车载环视系统中的任一车载相机，所述原始视图中包括多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线；
基于所述车载相机的相机内参，对所述原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，所述畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线；
基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵；
基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程；
基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵之前，还包括：
获取所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置以及所述车载相机的相机内参；
基于所述安装位置和所述相机内参，对所述第一转换关系中的安装位置变量和相机内参变量进行赋值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载相机为安装在所述车辆前端的前相机或安装在所述车辆后端的后相机，所述多条直线包括位于所述车辆两侧的2n条直线，所述车辆每侧有n条直线；
所述基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，包括：
获取所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系；
按照所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及按照所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的偏航角参数转换为滚转角参数，得到第二转换矩阵；
基于所述2n条直线在所述图像坐标系中的第一直线方程，以及所述第二转换矩阵，确定所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，所述第二直线方程中存在滚转角参数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，包括：
构建光轴世界坐标系，所述光轴世界坐标系是指以所述车载相机的光轴与地面的交点作为原点的世界坐标系；
确定所述光轴世界坐标系与所述车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系，以及所述车载相机的相机坐标系与所述畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系；
确定所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示，以及所述畸变校正图上的灭点坐标，所述灭点坐标是指所述2n条直线在所述图像坐标系中的交点坐标；
基于所述第二转换关系、所述第三转换关系、所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示、以及所述灭点坐标，确定所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述2n条直线包括按直线排列顺序划分的多个直线对，每个直线对包括位置相邻的两条直线；
所述基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参，包括：
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线包括的多个直线对中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离；
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定所述车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述基于所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定所述车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角之后，还包括：
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第一横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第一横线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标，所述第一横线是指与所述车辆的任意一侧的n条直线垂直的直线；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载相机为安装在所述车辆左侧的左相机或安装在所述车辆右侧的右相机，所述多条直线包括位于所述车辆一侧的n条直线；
所述基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参，包括；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率，以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的偏航角参数进行迭代优化，将优化后的偏航角参数值作为所述车载相机完成标定后的偏航角；
以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率与在所述真实世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离，以所述n条直线中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为所述车载相机完成标定后的俯仰角，所述n条直线中的直线对是按直线排列顺序对所述n条直线划分得到，且每个直线对包括的两条直线位置相邻。
8.如权利要求7所述的方方，其特征在于，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述对所述第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为所述车载相机完成标定后的俯仰角之后，还包括：
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离，以所述距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第二横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第二横线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标，所述第二横线是指与所述n条直线垂直的任一直线。
9.如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参之后，还包括：
基于多个车载相机的相机内参和完成标定后的相机外参，确定所述车辆的全景环视图与所述多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，以及所述多个相机视图之间的融合权重表；
其中，所述查找表用于指示所述全景环视图的图像点与所述多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系，所述融合权重表用于指示所述多个相机视图中具有重叠区域的任意两个相机视图的重叠区域的融合权重，所述多个车载相机包括分别安装在所述车辆的前端、后端、左侧和右侧的相机，所述多个相机视图包括前相机视图、后相机视图、左相机视图和右相机视图。
10.一种相机外参标定装置，其特征在于，所述装置应用于车辆的车载环视系统中，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取车载相机拍摄的原始视图，所述车载相机为所述车载环视系统中的任一车载相机，所述原始视图中包括多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线；
畸变校正模块，用于基于所述车载相机的相机内参，对所述原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，所述畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线；
第一确定模块，用于基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵；
第二确定模块，用于基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程；
优化模块，用于基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置以及所述车载相机的相机内参；
处理模块，用于基于所述安装位置和所述相机内参，对所述第一转换关系中的安装位置变量和相机内参变量进行赋值。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述车载相机为安装在所述车辆前端的前相机或安装在所述车辆后端的后相机，所述多条直线包括位于所述车辆两侧的2n条直线，所述车辆每侧有n条直线；
所述第二确定模块，包括：
获取单元，用于获取所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系；
转换单元，用于
按照所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的俯仰角参数转换为滚转角参数，以及按照所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系，将所述第一转换矩阵中的偏航角参数转换为滚转角参数，得到第二转换矩阵；
确定单元，用于基于所述2n条直线在所述图像坐标系中的第一直线方程，以及所述第二转换矩阵，确定所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，所述第二直线方程中存在滚转角参数。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述获取单元用于：
构建光轴世界坐标系，所述光轴世界坐标系是指以所述车载相机的光轴与地面的交点作为原点的世界坐标系；
确定所述光轴世界坐标系与所述车载相机的相机坐标系之间的第二转换关系，以及所述车载相机的相机坐标系与所述畸变校正图的图像坐标系之间的第三转换关系；
确定所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示，以及所述畸变校正图上的灭点坐标，所述灭点坐标是指所述2n条直线在所述图像坐标系中的交点坐标；
基于所述第二转换关系、所述第三转换关系、所述车辆的车道线上的点在所述光轴世界坐标系上的坐标表示、以及所述灭点坐标，确定所述车载相机的俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系，以及所述车载相机的偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述2n条直线包括按直线排列顺序划分的多个直线对，每个直线对包括位置相邻的两条直线；
所述优化模块用于：
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线包括的多个直线对中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离；
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述俯仰角参数与滚转角参数之间的转换关系、所述偏航角参数与滚转角参数之间的转换关系、以及完成标定后的滚转角，确定所述车载相机完成标定后的俯仰角和偏航角。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述优化模块还用于：
以所述2n条直线包括的多个直线对中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第一横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第一横线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标，所述第一横线是指与所述车辆的任意一侧的n条直线垂直的直线；
基于所述2n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述2n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在真实世界坐标系中的位置关系相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述车载相机为安装在所述车辆左侧的左相机或安装在所述车辆右侧的右相机，所述多条直线包括位于所述车辆一侧的n条直线；
所述优化模块用于；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率，以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的偏航角参数进行迭代优化，将优化后的偏航角参数值作为所述车载相机完成标定后的偏航角；
以所述n条直线在所述车身世界坐标系中的斜率与在所述真实世界坐标系中的斜率相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的滚转角参数进行迭代优化，将优化后的滚转角参数值作为所述车载相机完成标定后的滚转角；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中每个直线对在所述车身世界坐标系中的距离，以所述n条直线中各个直线对在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等作为优化目标，对所述第二直线方程中的俯仰角参数进行迭代优化，将优化后的俯仰角参数值作为所述车载相机完成标定后的俯仰角，所述n条直线中的直线对是按直线排列顺序对所述n条直线划分得到，且每个直线对包括的两条直线位置相邻。
17.如权利要求16所述的方方，其特征在于，所述车载相机在所述车身世界坐标系中的安装位置包括在所述车身世界坐标系中的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；
所述优化模块还用于：
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离，以所述距离最远的两条直线在所述车身世界坐标系中的距离与在所述真实世界坐标系中的距离相等为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Z轴坐标进行迭代优化，将优化后的Z轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Z轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述n条直线中各条直线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的X轴坐标进行迭代优化，将优化后的X轴坐标作为所述车载相机完成标定后的X轴坐标；
基于所述n条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程，确定第二横线在所述车身世界坐标系中的位置，以所述第二横线在所述车身世界坐标系中的位置与在所述真实世界坐标系中的位置相符作为优化目标，对所述车载相机在所述车身世界坐标系中的Y轴坐标进行迭代优化，将优化后的Y轴坐标作为所述车载相机完成标定后的Y轴坐标，所述第二横线是指与所述n条直线垂直的任一直线。
18.如权利要求10-17任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三确定模块，用于基于多个车载相机的相机内参和完成标定后的相机外参，确定所述车辆的全景环视图与所述多个车载相机对应的多个相机视图之间的查找表，以及所述多个相机视图之间的融合权重表；
其中，所述查找表用于指示所述全景环视图的图像点与所述多个相机视图中每个相机视图的图像点之间的映射关系，所述融合权重表用于指示所述多个相机视图中具有重叠区域的任意两个相机视图的重叠区域的融合权重，所述多个车载相机包括分别安装在所述车辆的前端、后端、左侧和右侧的相机，所述多个相机视图包括前相机视图、后相机视图、左相机视图和右相机视图。
19.一种车载环视系统，其特征在于，所述车载环视系统至少包括图像采集单元和数据处理单元，所述图像采集单元包括安装在车辆周围的多个车载相机，所述车辆停放于两侧直线之间，每侧直线均包括相互平行的n条直线，所述n为大于或等于4的偶数；
所述车载相机，用于对车辆周围环境进行拍摄，得到原始视图，所述车载相机为所述图像采集单元中的任一车载相机，所述原始视图中包括多条直线，所述多条直线包括所述车辆一侧的n条直线或所述车辆两侧的2n条直线；
所述数据处理单元，用于获取所述车载相机拍摄的原始视图，基于所述车载相机的相机内参，对所述原始视图进行畸变校正，得到畸变校正图，所述畸变校正图中包括畸变校正后的多条直线；基于所述畸变校正图中的点在所述车辆的车身世界坐标系中的坐标与在所述畸变校正图的图像坐标系中的坐标之间的第一转换关系，确定所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵；基于所述多条直线在所述畸变校正图的图像坐标系中的第一直线方程，以及所述车身世界坐标系与所述图像坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述多条直线在所述车身世界坐标系中的第二直线方程；基于所述多条直线在真实世界坐标系中的位置关系，对所述第二直线方程中的相机外参变量进行迭代优化，将优化后的相机外参变量的值作为所述车载相机完成标定后的相机外参。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一所述方法的步骤。
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