بناء غرفة معايرة نظام رؤية سيارة ذكي / عرض محيطي 360 درجة

إن معايرة النظام البصري للسيارات الذكية هي حجر الزاوية للحصول على إدراك دقيق في القيادة الذاتية وقمرة القيادة الذكية (مثل عرض محيطي 360 درجة).بسبب حقيقة أن الكاميرا تلتقط بكسلات ثنائية الأبعادفي حين أن اتخاذ القرارات تتطلب المركبة الموقف المادي الحقيقي في الفضاء ثلاثي الأبعاد (مثل خطوط المسار، مسافات العقبات) ،فمن الضروري إنشاء علاقة رسم خريطة رياضية من "حيث توجد إحداثيات بكسل، إحداثيات الكاميرا، إحداثيات الجسم، إحداثيات العالم" من خلال المعايرة.

عادة ما تنقسم عملية المعايرة الكاملة لأنظمة الرؤية الذكية للسيارات إلى ثلاثة أبعاد: خط الإنتاج / المعايرة الثابتة ، المعايرة الديناميكية / عبر الإنترنت ،ومعايرة المفاصل متعددة أجهزة الاستشعارفيما يلي توضيح مفصل لعملية معايرة الأساس:

1تصنيف معايير المعايرة الأساسية

قبل الدخول في العملية، نحن بحاجة إلى معرفة ما هو بالضبط المعايرة:

المعلمات الداخلية: تحديد التشوه الهندسي وخصائص الطول البؤري داخل عدسة الكاميرا. على سبيل المثال،القضاء على تشويه "عين السمك" من العدسات ذات الزاوية العريضة وتصحيح الصور المنحنية.

المعايير الخارجية: تحديد الموقف المحدد وتوجيه الكاميرا في نظام إحداثيات المركبة (حيث يتم تثبيت إحداثيات X و Y و Z و زوايا الاتجاه Pitch و Yaw و Roll).

2خط الإنتاج/عملية المعايرة الثابتة (الأساس السائد)

عادة ما يتم إجراء المعايرة الثابتة في غرفة المعايرة قبل مغادرة السيارة للمصنع أو بعد الصيانة في متجر 4S.البيئة خاضعة للسيطرة والدقة عالية للغاية.

(1) التحضير والإعداد البيئي

أداة المعايرة: إعداد لوحة معايرة مع نمط هندسي محدد (مثل لوحة الشطرنج أو مخطط صفحة النقاط أو قطعة قماش معايرة بانورامية متخصصة).

المتطلبات البيئية: ضمان الإضاءة المتساوية وتجنب الإفراط في التعرض الناجم عن الضوء القوي أو عدم القدرة على استخراج نقاط ميزة الصورة بسبب الضوء الضعيف.

حالة المركبة: المركبة متوقفة على سطح مستوي، مع ضغط الإطارات المعدل للقيمة القياسية، ويجب أن تكون المركبة ثابتة تمامًا (لمنع هزة التعليق).

(2) معايرة المعلمات الداخلية (عادة ما يتم في موقع المورد أو قبل التحميل)

جمع البيانات: تشير الكاميرا إلى لوحة المعايرة وتلتقط صور متعددة (عادة 10-20) من زوايا ومسافات مختلفة.

حل الخوارزمية: تستخدم الصناعة عموماً طريقة معايرة تشانغ تشينغيو.تحدد الخوارزمية نقاط الزاوية (نقاط الميزة) على لوحة المعايرة وتستخدم مصفوفات رياضية لحل مسافة التركيز في الكاميرا (f_x، f_y) ، موقع النقطة الرئيسية (u- 0، v- 0) ، ومعامل التشوه (التشوه الشعاعي والتماسكي).

(3) معايرة المعلمات الخارجية (يجب إجراؤها بعد التحميل)

تخطيط الموقع: Place the calibration plate or calibration cloth accurately at known relative positions around the vehicle (using a total station or laser rangefinder to determine the position of the calibration plate relative to the vehicle axle and centerline).

استخراج الميزات: الكاميرات المختلفة للسيارة تلتقط صور تحتوي على لوحات المعايرة،وتكتشف الخوارزمية تلقائيًا نقاط الخصائص المقابلة لوحات المعايرة في الصور (مثل نقاط الزوايا لأربعة أغشية معايرة في نظام عرض المحيط).

حساب مصفوفة المعلمات الخارجية: استنادا إلى "إحداثيات البكسل" للنقاط المميزة في الصورة و "الإحداثيات الفيزيائية الحقيقية" لها بالنسبة للسيارة في الواقع.حساب مصفوفة الدوران R و متجه التنقل T لكل كاميرا بالنسبة لنظام إحداثيات المركبة.

التقطيب والتفتيش (باستخدام عرض محيطي 360 درجة كمثال): استخدم الخارجي المحسوب لعرض صور الكاميرات الأربع ، الأمامية والخلفية واليسرية واليمينية ،إلى منظور طائر (BEV)، وتحقق مما إذا كانت فجوات الخياطة (مثل خطوط الأرض) متواءمة وما إذا كان هناك أي شبح.

3عملية المعايرة الديناميكية / عملية المعايرة عبر الإنترنت (مُحسّنة أثناء القيادة)

أثناء عملية قيادة السيارة ، بسبب الاصطدامات طويلة الأمد ، وتغيرات درجة الحرارة التي تسبب التوسع الحراري والانكماش ، أو التغيرات في حمولة التعليق ،الكاميرا الخارجية سوف تواجه تحرك طفيفيمكن للتعديل عبر الإنترنت تحقيق "التعديل أثناء القيادة".

[قيادة المركبات] ->[اكتشاف الخصائص الطبيعية (خطوط المسارات / علامات الطرق) ] ->[استخراج الخصائص والتكامل مع الحركات] ->[تحديث التكرار عبر الإنترنت لمصفوفة المعايير الخارجية]

(1) تشغيل الميزة واستخراجها

عندما تقود السيارة على الطرق العادية مثل الطرق السريعة والجسور العابرة الحضرية ، ستستخرج الخوارزميات البصرية نقاط الخصائص الطبيعية من البيئة في الوقت الحقيقي ،مع استخدامها الأكثر شيوعًا هي علامات المسار (بافتراض أن علامات المسار متوازية وتمتد إلى اللانهاية أمام المركبة) ونقاط الإختفاء.

(2) الاندماج متعدد المستشعرات وتقدير الحالة

من خلال الجمع بين وحدة قياس الحصانة (IMU) للسيارة ومستشعر السرعة (مقياس سرعة العجلات) ، تقدير تغيرات موقف السيارة.

(3) الحساب والتصحيح المتكرر

Algorithms such as Kalman filtering or beam based adjustment (BA) continuously fine tune and correct the pitch and yaw angles of the camera by comparing the image changes between the current frame and historical frames، وكذلك القيود الهندسية لخطوط المسار، لتحقيق تحديث ديناميكي سلس.

4عملية المعايرة المشتركة (مواءمة أجهزة الاستشعار المتقاطعة)

السيارات الذكية الحديثة ليس لديها كاميرات فقط، ولكن أيضاً نظام الليدار و رادار الموجات المليمترية.

أخذ الكاميرا إلى LiDAR (الكاميرا الأمامية ومعايرة الليدار) كمثال:

(1) اكتساب منطقة الرؤية المشتركة: Place a specially designed calibration plate (usually with high reflectivity patterns or specific geometric shapes) that can be captured clearly by a camera and scanned by a laser radar in front of the car.

(2) استخراج البيانات: استخراج إحداثيات بكسلات زوايا أو حواف لوحة المعايرة من الصورة الثنائية الأبعاد للكامرة.

Extract the three-dimensional spatial feature points corresponding to the calibration plate from the three-dimensional point cloud of the LiDAR (using point cloud reflection intensity or plane fitting).

(3) حل القيود: العثور على أفضل تطابق بين مجموعتين من نقاط الخصائص، واستخدام خوارزميات تحسين مثل أصغر مربعات،وحساب مصفوفة تحويل 3D إلى 2D من نظام تحديد الإحداثيات LiDAR إلى نظام تحديد الإحداثيات الكاميرا.

(4) التحقق من تأثير الموازنة: عرض سحابة النقطة الملونة من LiDAR على صورة الكاميرا.ومراقبة ما إذا كان الخطوط العريضة من السحابة نقطة تناسب تماما الأشياء مثل المركبات، والمباني والمركبات في الصورة.

5- التحقق من نتائج المعايرة وتقييم الجودة

بعد الانتهاء من المعايرة يجب أن يخضع لتقييم مؤشر صارم قبل أن يتم استخدامه في الأعمال التجارية:

خطأ إعادة الإسقاط: يتم إعادة عرض النقاط الفضائية ثلاثية الأبعاد المحسوبة إلى صورة ثنائية الأبعاد باستخدام معايير المعايرة ، ويتم حساب الانحراف عن نقاط البكسل الفعلية في الصورة.في القيادة الذاتية، عادة ما يطلب أن يكون متوسط خطأ إعادة الإسقاط أقل من 0.5 إلى 1 بكسل.

فحص استقرار المعلمات:تحقق مما إذا كانت العلاقة الهندسية النسبية بين الكاميرات المزدوجة اليسرى واليمينية أو كاميرا الرؤية المحيطة تتوافق مع الحس السليم الصارم للهيكل الميكانيكي، لمنع الخوارزمية من التعثر في الحلول المثلى المحلية وحساب المعلمات "المشوهة".