一种轻卡前视单目摄像头下线标定方法

王爱春，黄少堂，罗国荣，刘卫东，吴方义

（江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330001）

安装在车辆上的前视摄像头用来实现驾驶安全辅助ADAS功能（包括前向碰撞预警功能FCW［1］和车道偏离预警功能LDW［2］）。由于摄像头安装过程、车辆个体差等原因，其安装角度会存在误差，为了更好实现ADAS预警功能，系统需要校正摄像头安装角度误差的准确数值，因此需要在车辆生产下线或售后更换前，对摄像头的安装角度进行计算，这个过程也被称为标定［3］。标定分为下线标定和售后标定。经过标定，获取摄像头光轴与车辆行驶方向之间的角度（pitch俯仰、yaw航向、roll横滚）及摄像头的三维参数，ADAS功能才可以正常启用。

1 下线标定要求

前向单目摄像头下线安装后，对摄像头进行的标定称为下线标定EOL，EOL标定设备包括工站、标定板、诊断仪、灯光等设备。

1.1 TAC工站搭建

TAC（Target-Alignment-Calibration）工站如图1所示，工站的场地规格应该满足不同标定车辆的外形尺寸，工站的场地光照、标定板都有设计要求。

1.2 场地规格要求

如图1所示，前视摄像头标定场地包括车辆停放区域和标定设备区域，标定板安装在车辆前方空中，整个标定场地要求满足如下条件。

图1 前视标定场地示意图

1）标定场地需选在室内，标定场地中无其他障碍物。

2）空间尺寸要求：长度≥车长+6m；宽度≥车宽+2m；高度≥3m。

3）用于设置标定板安装架的地面区域，平整度误差≤1mm（绝对误差）。

4）停放车辆的场地地面区域，平整度误差≤5mm（绝对误差）。

1.3 光照要求

标定场地的光照需满足如下条件。

1）光照类型为白光、无频闪光源、光线均匀柔和。

2）光源（包括阳光）不直射摄像头，标定板表面无阴影或反光，亮度均匀。

3）光照应保证标定板的拍摄结果中白色、黑色、灰色部分能明确区分。

4）标定板周围的照度需保证在200~1000Lux（可适配）之间。

1.4 车辆状态要求

前视摄像头标定时，需要将车辆驶入标定工位，对车辆进行四轮定位以确保车辆满足如下条件。

1）车辆需要经过摆正器进行摆正如图2所示，确保胎压正常。

图2 车辆摆正器参考图

2）如图3所示，在水平方向，车辆的中线应与理论车辆中线重合。

图3 车辆定位要求

3）角度误差±0.2°，对中线误差±10mm，前后误差±30mm。

4）全车上电，发动机转速为0，车辆静止。

5）车辆发动机盖、雨刷等可能遮挡摄像头的部件处于闭合状态。

6）车灯、转向灯等影响光照的部件处于关闭状态。

1.5 标定板要求

1.5.1 材质要求

1）标定板表面哑光材质，反光能力差。

2）标定板表面应平整，并易于清洁。

3）标定板应能够长期保存和使用，耐磨，不易变形，具有一定防腐蚀能力。

1.5.2 标定板规格

1）标定板置于车辆正前方，规格如图4所示，由2张2×3的黑白格子图案构成，每个格子都为正方形，左右图案水平，方向上下相反，具体参数数值请参考表1标定板尺寸及安装参数。

图4 标定板设计示意图

2）标定板的颜色：黑白相间，白色号N9.5，黑色号N1.5。

3）标定板应符合完整的标定图案，可以在上下左右各留有50mm以上的白色边缘。

4）标定板的平整度误差≤3mm。

1.5.3 标定板安装位置

如图5所示，标定板应安装在车辆前方，两块图案应等高且水平，板面应垂直于地面。

图5 标定板安装位置示意图

1.5.4 标定板尺寸及安装参数

标定板的尺寸及安装位置参数需满足表1的要求。

表1 标定板尺寸及安装参数

1.6 摄像头安装要求

图6为摄像头与车辆的位置及角度关系。前视摄像头位置误差及光轴与车辆中线的角度误差要求见表2。

表2 摄像头与车辆的位置及角度关系

图6 摄像头与车辆的位置及角度关系

1.7 环境要求

标定过程中，除了所需的标定图案外，不能有其他的类似图案进入摄像头的视野；摄像头和标定板之间不应出现任何障碍物阻挡标定板的任何部分。

2 下线标定流程

搭建好的工站TAC可以支持下线标定EOL，EOL标定要求车辆静止的状态下进行。

2.1 下线模式标定的前提条件

在执行标定流程前，需要将车型配置参数（包括车身参数和摄像头安装角度和位置参数）及标定板参数预先存储于摄像头内部的标定数据中，或随标定文件刷新到控制器中。更新配置后要求重新启动摄像头，再通过诊断服务进入工厂下线标定模式，经过以下流程完成下线标定。

2.2 EOL下线标定流程（表3）

表3 EOL下线标定流程

2.3 常见的标定失败原因及对策

在表3中的Step7读取到的标定结果中，经常出现的错误原因及对策见表4。

表4 标定错误原因及对策

3 结束语

本文介绍了轻卡摄像头的下线标定方案，详细介绍了标定工站的搭建要求和EOL下线标定流程。主机厂的下线工站按照此要求来搭建工站，并依照流程进行标定，一定可以正确实施前视摄像头的下线标定。