全景環(huán)視功能標定系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

摘要：隨著車載軟件智能化技術(shù)的提高，全景環(huán)視功能的使用也越來越普遍。環(huán)視功能的四路視圖需要經(jīng)過標定之后才能正常顯示全景畫面，實現(xiàn)行泊車輔助功能?；诖?，論述了全景環(huán)視功能標定系統(tǒng)的設(shè)計原理、系統(tǒng)架構(gòu)和自動標定流程，以及標定效果。

關(guān)鍵詞：全景環(huán)視系統(tǒng)；自動標定；標定流程

中圖分類號：U462? 收稿日期：2024-03-22

DOI：1019999/jcnki1004-0226202406024

1 前言

隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，駕駛輔助系統(tǒng)在行車和泊車中發(fā)揮越來越積極的作用。全景環(huán)視系統(tǒng)主要應(yīng)用于泊車、復(fù)雜路面低速行車（狹窄巷道）等場合。該系統(tǒng)通過安裝于車頭、車尾、車身兩側(cè)的4個超廣角攝像頭和相應(yīng)的圖像處理單元[1]，使駕駛員通過顯示屏可以直接查看車身周圍360°全景鳥瞰俯視圖，地面上不存在視角盲區(qū)，可以幫助駕駛員全面直觀地確認車輛周邊是否存在障礙物，從而使駕駛更智能、簡單和安全。

安裝全景環(huán)視功能的車輛，為了消除相機安裝誤差，需要出廠前對相機安裝位置進行標定，即對4個攝像頭采集到的原始圖像進行矯正、拼接、視角變換后，形成一幅從上往下的全景俯視畫面。

2 全景環(huán)視系統(tǒng)

全景環(huán)視系統(tǒng)主要由4個前后左右攝像頭、控制器、LVDS、車機和顯示屏組成。系統(tǒng)工作時，四路攝像頭將采集到的圖像傳送給環(huán)視控制器，經(jīng)過一系列圖像處理，將拼接完成的視圖通過LVDS線傳給車機，車機進行轉(zhuǎn)換后輸出給顯示屏，系統(tǒng)原理如圖1所示。

3 標定系統(tǒng)

全景環(huán)視控制的四路視圖需要經(jīng)過標定之后才能正常顯示全景畫面，圖2為整車標定系統(tǒng)框圖。測試儀（即診斷儀）和全景環(huán)視控制器進行通信，在診斷儀輸入相應(yīng)的標定命令來引導(dǎo)全景環(huán)視系統(tǒng)啟動自動標定程序，最終將標定結(jié)果輸出顯示，診斷儀通過請求標定狀態(tài)獲取全景環(huán)視控制器當前的標定狀態(tài)。

標定是為了對車載相機安裝位置進行校準，需要在特定場景下對相機安裝位置進行標定，因此設(shè)計由棋盤格標定場地和車輛限位裝置。棋盤格標定場地由黑白矩形格子組成，矩形大小數(shù)目按照設(shè)計繪制，輪胎導(dǎo)軌作為車輛限位裝置確保車輛在標定場地中的相對位置。

4 標定流程和標定方法

41 自動標定流程

全景環(huán)視系統(tǒng)的標定主要分為以下4個步驟[2]，具體如圖3所示。

步驟1：標定工位。準備標定開始前，檢測標定工位，確認標定工位尺寸滿足要求，確保標定板清潔和標定設(shè)備工作正常。

步驟2：車輛定位。標定人員將待標定車輛沿著導(dǎo)軌駛?cè)霕硕üの弧?/p>

步驟3：車輛標定。標定人員通過標定診斷儀進行標定操作，當環(huán)視系統(tǒng)控制器從診斷儀接收到標定指令后，環(huán)視系統(tǒng)執(zhí)行自動標定程序，自動標定結(jié)束后，標定模塊將標定結(jié)果（成功或者失?。┓答伣o診斷儀且會將標定效果圖在大屏上顯示出來。

步驟4：標定結(jié)束。標定結(jié)束后，將標定診斷儀放回原位，駕駛車輛離開標定工位。車輛有兩種方式駛離標定工位：駛回原處或徑直離開，具體方式由整車廠車間空間布局決定。

42 自動標定信號交互

自動標定過程中，診斷儀通過與全景環(huán)視控制器通信對標定狀態(tài)進行監(jiān)控，具體的標定過程如圖4所示。整個交互過程使用ISO 14229中服務(wù)[3]，交互過程如下：

a.診斷儀發(fā)送10服務(wù)，請求控制器切換至擴展會話模式；b.診斷儀發(fā)送27服務(wù)，請求安全訪問控制器；c.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請求控制器檢查標定條件；d.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請求控制器標定條件檢查結(jié)果，如果條件滿足，診斷儀請求進入標定例程；如果條件不滿足，則終止標定例程；e.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請求控制器進入自動標定例程，標定期間診斷儀可通過診斷判斷是否標定完成；f.如果標定成功，控制器自動保存標定結(jié)果，并將標定結(jié)果顯示在大屏上；g.如果標定失敗，控制器反饋標定失敗結(jié)果及原因，并將標定結(jié)果顯示在大屏上；h.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請求控制器結(jié)束標定流程；i.診斷儀發(fā)送11服務(wù)，請求控制器重啟；j.標定成功后會重新啟動環(huán)視系統(tǒng)，輸出拼接圖案，在大屏上確認拼接結(jié)果。

43 自動標定結(jié)果

標定前需要確保標定環(huán)境光線均勻，地面整潔，車輛靜止且車門關(guān)閉狀態(tài)。確認標定結(jié)果優(yōu)良，即四角的標定圖案無明顯的錯位、扭曲或變形，如圖5所示。

5 結(jié)語

本文描述了全景環(huán)視系統(tǒng)原理、標定系統(tǒng)組成、自動標定流程和標定方法。該標定方法在量產(chǎn)車上投入使用且成效顯著，標定后的車機系統(tǒng)為用戶提供優(yōu)質(zhì)全景畫面，目前正在更多的車型上推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1]李東浩，闞晶晶一種360°全景泊車控制器電源系統(tǒng)設(shè)計[J]汽車實用技術(shù)，2019（14）：50-53

[2]宋紹文，羅傳東，姜家如一種全景泊車控制器標定系統(tǒng)的設(shè)計研究[J]汽車實用技術(shù)，2021（6）：68-70

[3]Road vehicles-Unified diagnostic services（UDS）-Part 1：Specification and requirements： ISO 14229-1：2013［S］

作者簡介：

巴怡然，女，1984年生，工程師，研究方向為汽車智能駕駛功能軟件。