一種輕卡前視單目攝像頭下線標定方法

王愛春，黃少堂，羅國榮，劉衛東，吳方義

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

安裝在車輛上的前視攝像頭用來實現駕駛安全輔助ADAS功能（包括前向碰撞預警功能FCW［1］和車道偏離預警功能LDW［2］）。由于攝像頭安裝過程、車輛個體差等原因，其安裝角度會存在誤差，為了更好實現ADAS預警功能，系統需要校正攝像頭安裝角度誤差的準確數值，因此需要在車輛生產下線或售后更換前，對攝像頭的安裝角度進行計算，這個過程也被稱為標定［3］。標定分為下線標定和售后標定。經過標定，獲取攝像頭光軸與車輛行駛方向之間的角度（pitch俯仰、yaw航向、roll橫滾）及攝像頭的三維參數，ADAS功能才可以正常啟用。

1 下線標定要求

前向單目攝像頭下線安裝后，對攝像頭進行的標定稱為下線標定EOL，EOL標定設備包括工站、標定板、診斷儀、燈光等設備。

1.1 TAC工站搭建

TAC（Target-Alignment-Calibration）工站如圖1所示，工站的場地規格應該滿足不同標定車輛的外形尺寸，工站的場地光照、標定板都有設計要求。

1.2 場地規格要求

如圖1所示，前視攝像頭標定場地包括車輛停放區域和標定設備區域，標定板安裝在車輛前方空中，整個標定場地要求滿足如下條件。

圖1 前視標定場地示意圖

1）標定場地需選在室內，標定場地中無其他障礙物。

2）空間尺寸要求：長度≥車長+6m；寬度≥車寬+2m；高度≥3m。

3）用于設置標定板安裝架的地面區域，平整度誤差≤1mm（絕對誤差）。

4）停放車輛的場地地面區域，平整度誤差≤5mm（絕對誤差）。

1.3 光照要求

標定場地的光照需滿足如下條件。

1）光照類型為白光、無頻閃光源、光線均勻柔和。

2）光源（包括陽光）不直射攝像頭，標定板表面無陰影或反光，亮度均勻。

3）光照應保證標定板的拍攝結果中白色、黑色、灰色部分能明確區分。

4）標定板周圍的照度需保證在200~1000Lux（可適配）之間。

1.4 車輛狀態要求

前視攝像頭標定時，需要將車輛駛入標定工位，對車輛進行四輪定位以確保車輛滿足如下條件。

1）車輛需要經過擺正器進行擺正如圖2所示，確保胎壓正常。

圖2 車輛擺正器參考圖

2）如圖3所示，在水平方向，車輛的中線應與理論車輛中線重合。

圖3 車輛定位要求

3）角度誤差±0.2°，對中線誤差±10mm，前后誤差±30mm。

4）全車上電，發動機轉速為0，車輛靜止。

5）車輛發動機蓋、雨刷等可能遮擋攝像頭的部件處于閉合狀態。

6）車燈、轉向燈等影響光照的部件處于關閉狀態。

1.5 標定板要求

1.5.1 材質要求

1）標定板表面啞光材質，反光能力差。

2）標定板表面應平整，并易于清潔。

3）標定板應能夠長期保存和使用，耐磨，不易變形，具有一定防腐蝕能力。

1.5.2 標定板規格

1）標定板置于車輛正前方，規格如圖4所示，由2張2×3的黑白格子圖案構成，每個格子都為正方形，左右圖案水平，方向上下相反，具體參數數值請參考表1標定板尺寸及安裝參數。

圖4 標定板設計示意圖

2）標定板的顏色：黑白相間，白色號N9.5，黑色號N1.5。

3）標定板應符合完整的標定圖案，可以在上下左右各留有50mm以上的白色邊緣。

4）標定板的平整度誤差≤3mm。

1.5.3 標定板安裝位置

如圖5所示，標定板應安裝在車輛前方，兩塊圖案應等高且水平，板面應垂直于地面。

圖5 標定板安裝位置示意圖

1.5.4 標定板尺寸及安裝參數

標定板的尺寸及安裝位置參數需滿足表1的要求。

表1 標定板尺寸及安裝參數

1.6 攝像頭安裝要求

圖6為攝像頭與車輛的位置及角度關系。前視攝像頭位置誤差及光軸與車輛中線的角度誤差要求見表2。

表2 攝像頭與車輛的位置及角度關系

圖6 攝像頭與車輛的位置及角度關系

1.7 環境要求

標定過程中，除了所需的標定圖案外，不能有其他的類似圖案進入攝像頭的視野；攝像頭和標定板之間不應出現任何障礙物阻擋標定板的任何部分。

2 下線標定流程

搭建好的工站TAC可以支持下線標定EOL，EOL標定要求車輛靜止的狀態下進行。

2.1 下線模式標定的前提條件

在執行標定流程前，需要將車型配置參數（包括車身參數和攝像頭安裝角度和位置參數）及標定板參數預先存儲于攝像頭內部的標定數據中，或隨標定文件刷新到控制器中。更新配置后要求重新啟動攝像頭，再通過診斷服務進入工廠下線標定模式，經過以下流程完成下線標定。

2.2 EOL下線標定流程（表3）

表3 EOL下線標定流程

2.3 常見的標定失敗原因及對策

在表3中的Step7讀取到的標定結果中，經常出現的錯誤原因及對策見表4。

表4 標定錯誤原因及對策

3 結束語

本文介紹了輕卡攝像頭的下線標定方案，詳細介紹了標定工站的搭建要求和EOL下線標定流程。主機廠的下線工站按照此要求來搭建工站，并依照流程進行標定，一定可以正確實施前視攝像頭的下線標定。