FR2998956A1

FR2998956A1 - Method for calibration of camera installed in car, involves correcting extrinsic parameters of camera in calibration phase while placing car relative to specific target so that camera includes non-distorted image of pattern deformed target

Info

Publication number: FR2998956A1
Application number: FR1261603A
Authority: FR
Inventors: Lucien Garcia
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Aumovio Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-06
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: FR2998956B1

Abstract

The method involves storing intrinsic parameters of a standard camera for a standard vehicle, and determining positioning defects between the vehicle and a standard target in a training phase. A specific target (12') for the vehicle and the standard camera is provided with reference points (16) homogenously distributed on a surface of the target. Extrinsic parameters of the camera installed in a car, is corrected in a calibration phase while placing the car relative to the specific target so that the camera mounted in the vehicle includes a non-distorted image of a pattern deformed target. An independent claim is also included for a specific target.

Description

La présente invention concerne un procédé de calibration d'une caméra placée dans un véhicule automobile. Plus particulièrement il s'agit de déterminer et de compenser les défauts de positionnements (paramètres extrinsèques) de la caméra dans le véhicule et les défauts de fabrication (liés aux capteurs, lentilles, focales... - paramètres intrinsèques) de la caméra. Il est déjà connu de munir un véhicule automobile d'une caméra, généralement placée à l'intérieur du véhicule au niveau du rétroviseur intérieur, pour : - déterminer la distance séparant le véhicule de celui qui le précède, - surveiller que le véhicule reste bien dans sa voie de circulation (suivi de ligne), - détecter un obstacle sur la voie, - etc... Bien entendu, pour que de telles caméras puissent donner des informations fiables et pertinentes au conducteur, il est nécessaire qu'elles soient positionnées de manière optimale et connue dans le repère du véhicule. Il convient donc d'être en mesure de calibrer ces caméras, c'est-à-dire de déterminer dans quelles positions elles se trouvent réellement dans le repère du véhicule et de modifier cette position de manière à les positionner dans une position optimale. En effet quelque soit le soin avec lequel la caméra est fixée dans le véhicule il est impossible de garantir que le positionnement d'une caméra est optimal. De ce fait il est connu de fixer la caméra sur un support comportant des moyens pour positionner la caméra selon les trois axes du repère lié au véhicule. Ainsi il est possible à partir d'une position initiale déterminée de la caméra par rapport au véhicule de modifier cette position initiale pour la faire coïncider avec la position optimale recherchée. Il s'agit là de la calibration des paramètres extrinsèques de la caméra. De même les caméras présentent un certains nombre de paramètres intrinsèques, comme la distance focale, la distorsion, la position du centre optique... qui les rendent toutes légèrement différentes les unes des autres (même pour un même modèle de caméra).The present invention relates to a method of calibrating a camera placed in a motor vehicle. More particularly, it is a question of determining and compensating for the positioning defects (extrinsic parameters) of the camera in the vehicle and the manufacturing defects (related to the sensors, lenses, focal lengths ... - intrinsic parameters) of the camera. It is already known to provide a motor vehicle with a camera, usually placed inside the vehicle at the rear view mirror, to: - determine the distance between the vehicle and the one ahead, - monitor that the vehicle remains well in its lane (line tracking), - detect an obstacle on the track, - etc ... Of course, for such cameras can give reliable and relevant information to the driver, it is necessary that they are positioned optimally and known in the reference of the vehicle. It is therefore necessary to be able to calibrate these cameras, that is to say to determine in which positions they are actually in the reference system of the vehicle and to modify this position so as to position them in an optimal position. Indeed whatever the care with which the camera is fixed in the vehicle it is impossible to guarantee that the positioning of a camera is optimal. As a result, it is known to fix the camera on a support comprising means for positioning the camera along the three axes of the marker linked to the vehicle. Thus it is possible from a determined initial position of the camera relative to the vehicle to change this initial position to coincide with the desired optimal position. This is the calibration of the extrinsic parameters of the camera. In the same way the cameras present a certain number of intrinsic parameters, like the focal length, the distortion, the position of the optical center ... which make them all slightly different from each other (even for the same model of camera).

Là encore, pour rendre toutes ces caméras le plus homogène possible il est nécessaire de tenir compte de leurs paramètres intrinsèques propres et de les calibrer pour pouvoir traiter d'une manière homogène les images de n'importe quelle caméra. Il s'agit là de la calibration des paramètres intrinsèques de la caméra. Il est déjà connu pour calibrer les paramètres extrinsèque d'une caméra 35 d'utiliser une cible placée devant le véhicule (dans une position prédéterminée) et d'analyser l'image de cette cible telle que vue par la caméra placée dans le véhicule. En fonction de l'image de cette cible il est en effet possible de déterminer les corrections (calibrations) à apporter aux paramètres extrinsèques de la caméra, pour placer cette caméra dans une position optimale par rapport au véhicule. Les corrections (calibrations) apportées aux paramètres de la caméra sont 5 déterminées à l'aide d'une cible extérieur au véhicule, au moment de la fabrication du véhicule (sur la chaine de montage). Cette calibration peut être réalisée également par des concessionnaires équipés de cibles appropriées. Les cibles utilisées sont couteuses à réaliser. Pour diminuer leurs couts de fabrication et le temps nécessaire pour effectuer la calibration, les constructeurs de 10 véhicules automobiles diminuent le nombre de points de référence représentés sur la cible. Ainsi la calibration des caméras doit pouvoir être réalisée avec un nombre de points de référence faible / limité. Lors de la calibration de la caméra, le véhicule sur lequel est montée la caméra est placé à une distance déterminée de la cible, en alignement avec celle-ci. 15 Malheureusement le positionnement du véhicule par rapport à la cible n'est pas toujours parfait. Notamment il arrive parfois que la cible soit placée beaucoup plus bas ou plus haut que la caméra (cas des camions / voitures) ce qui engendre un défaut dit de « tangage », ou trop à droite ou à gauche, ce qui engendre un défaut dit de « roulis », ou 20 encore il peut exister une rotation entre la position nominale de la cible et sa position réelle, ce qui engendre un défaut dit de « lacet ». Dans tous ces cas, l'image de la cible telle que perçue par la caméra se trouve déformée par le mauvais positionnement du véhicule par rapport de la cible. De ce fait si l'on réalise la calibration de la caméra en se basant sur cette image déformée, le positionnement optimal de la caméra dans le repère 25 du véhicule ne peut être obtenu. Lorsque la caméra d'un véhicule est mal calibrée l'analyse de ses images peut donner des interprétations totalement erronées rendant inopérante la détection d'obstacle sur la voie ou le suivi de lignes, par exemple. La présente invention a pour but de pallier l'ensemble de ces inconvénients, tout en gardant une cible présentant un nombre de points limité. 30 A cet effet la présente invention concerne, un procédé de calibration d'une caméra mise en place dans un véhicule automobile, la dite caméra présentant une pluralité de paramètres intrinsèques et extrinsèques, le dit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste, dans une première phase dite d'apprentissage, à: 35 - mémoriser les paramètres intrinsèques d'une caméra type pour un véhicule type, et déterminer des défauts de positionnement entre le véhicule type et une cible type, - calculer une déformation d'une image d'un motif de référence réalisé par une pluralité de points de repère répartis de manière homogène sur la surface d'une cible de référence en fonction des paramètres intrinsèque de la caméra et de la position de la cible de référence par rapport à un véhicule type, - réaliser une cible spécifique au véhicule type et à la caméra type, la dite cible spécifique comportant des points de référence répartis de manière homogène sur la surface de la cible, les dits points formant un motif déformé par rapport au motif de référence de telle sorte que l'image de ce motif déformé par la caméra type associée au véhicule type soit le motif de référence non déformé, et Dans une seconde phase dite de calibration à: - corriger les paramètres extrinsèques de chaque caméra mise en place dans un véhicule, en plaçant ce véhicule en regard de la cible spécifique de telle sorte que la caméra montée dans le véhicule présente une image non déformée du motif déformé de la cible. Ainsi la cible servant à calibrer chaque caméra placée dans un véhicule présente une image déformée et la calibration de chaque caméra consiste à modifier les paramètres extrinsèques de la caméra que l'on cherche à calibrer pour que l'image de la 20 cible vue par cette caméra ne soit pas déformée. Il s'agit en fait d'utiliser une technique dite de « trompe l'oeil » dans laquelle on tient compte des paramètres intrinsèques d'une caméra (son positionnement par rapport à la cible) pour qu'elle soit leurrée par le « trompe l'oeil » et donne de la cible une image non déformée. 25 On notera que selon la présente invention, on tient ainsi compte, par exemple du fait que la caméra va être montée dans un camion, donc à une certaine hauteur du sol et qu'elle va capter une image de la cible déformée par son angle de vision (la caméra sera placée nettement au dessus de la cible et devra « regarder » cette cible avec un fort angle vers le bas) pour réaliser une cible qui vue sous cet angle de vision présentera une 30 image non déformée. Cette cible pourra avantageusement être utilisée pour la calibration des paramètres extrinsèques de la caméra. Avantageusement, pour le calcul de la déformation de l'image du motif de référence la cible de référence est positionnée de manière non perpendiculaire à un axe longitudinal du véhicule. Ceci permet d'accentuer les différences dues à l'angle de vision 35 de la caméra et donc de réaliser une cible beaucoup plus déformée. L'intérêt d'une telle cible déformée réside dans le fait que les points qui constituent le motif déformé sont éloignés les uns des autres. De ce fait ils sont répartis de manière homogène sur la totalité de la surface de la cible et de manière homogène sur l'image de cette cible, telle que « vue » par la caméra. Une telle répartition sur toute la surface de la cible permet de calibrer la caméra avec une précision accrue.Here again, to make all these cameras as homogeneous as possible, it is necessary to take into account their intrinsic parameters and to calibrate them in order to be able to process the images of any camera in a homogeneous manner. This is the calibration of the intrinsic parameters of the camera. It is already known to calibrate the extrinsic parameters of a camera 35 to use a target placed in front of the vehicle (in a predetermined position) and to analyze the image of this target as seen by the camera placed in the vehicle. Depending on the image of this target, it is indeed possible to determine the corrections (calibrations) to be made to the extrinsic parameters of the camera, to place this camera in an optimal position relative to the vehicle. The corrections (calibrations) made to the camera parameters are determined with the aid of a target outside the vehicle, at the time of manufacture of the vehicle (on the assembly line). This calibration can also be carried out by dealers equipped with appropriate targets. The targets used are expensive to achieve. To reduce their manufacturing costs and the time required to perform the calibration, the manufacturers of 10 motor vehicles reduce the number of reference points represented on the target. Thus the calibration of the cameras must be able to be performed with a low / limited number of reference points. When calibrating the camera, the vehicle on which the camera is mounted is placed at a fixed distance from the target, in alignment with it. Unfortunately the positioning of the vehicle with respect to the target is not always perfect. In particular it sometimes happens that the target is placed much lower or higher than the camera (case of trucks / cars) which generates a defect called "pitching", or too much right or left, which generates a defect said of "roll", or again there may be a rotation between the nominal position of the target and its actual position, which generates a so-called "lace" defect. In all these cases, the image of the target as perceived by the camera is distorted by the poor positioning of the vehicle relative to the target. Therefore, if the camera is calibrated based on this distorted image, the optimal positioning of the camera in the vehicle mark 25 can not be obtained. When the camera of a vehicle is badly calibrated the analysis of its images can give totally erroneous interpretations rendering inoperative the obstacle detection on the track or the tracking of lines, for example. The present invention aims to overcome all of these disadvantages, while keeping a target having a limited number of points. For this purpose, the present invention relates to a method of calibrating a camera set up in a motor vehicle, said camera having a plurality of intrinsic and extrinsic parameters, said method being characterized in that it consists, in a first so-called learning phase, to: - memorize the intrinsic parameters of a typical camera for a typical vehicle, and determine positioning defects between the standard vehicle and a typical target, - calculate a deformation of an image of a reference pattern made by a plurality of landmarks homogeneously distributed on the surface of a reference target as a function of the intrinsic parameters of the camera and the position of the reference target relative to a typical vehicle, to achieve a target specific to the standard vehicle and to the typical camera, the said specific target comprising homogeneously distributed reference points; on the surface of the target, said points forming a pattern distorted from the reference pattern such that the image of this pattern deformed by the typical camera associated with the type vehicle is the undistorted reference pattern, and a second so-called calibration phase to: - correct the extrinsic parameters of each camera set up in a vehicle, by placing this vehicle next to the specific target so that the camera mounted in the vehicle has an undistorted image of the pattern deformed of the target. Thus, the target used to calibrate each camera placed in a vehicle has a distorted image and the calibration of each camera consists in modifying the extrinsic parameters of the camera that is to be calibrated so that the image of the target viewed by this camera camera is not deformed. It is actually a technique called "trompe l'oeil" in which we take into account the intrinsic parameters of a camera (its positioning relative to the target) so that it is deceived by the "trunk" the eye "and gives the target an undeformed image. It should be noted that according to the present invention, it is thus taken into account, for example because the camera will be mounted in a truck, therefore at a certain height of the ground and will capture an image of the target deformed by its angle. (The camera will be placed well above the target and will have to "look" at this target with a strong downward angle) to achieve a target which at this viewing angle will have an undeformed image. This target may advantageously be used for calibrating the extrinsic parameters of the camera. Advantageously, for calculating the deformation of the image of the reference pattern, the reference target is positioned non-perpendicularly to a longitudinal axis of the vehicle. This makes it possible to accentuate the differences due to the viewing angle of the camera and thus to achieve a much more distorted target. The interest of such a deformed target lies in the fact that the points that constitute the deformed pattern are distant from each other. As a result, they are homogeneously distributed over the entire surface of the target and homogeneously on the image of this target, such as "seen" by the camera. Such a distribution over the entire surface of the target makes it possible to calibrate the camera with greater precision.

La présente invention concerne également une cible pour véhicule automobile du type comportant une pluralité de points de référence répartis de manière homogène sur toute la surface de la cible, de telles sorte que les points de référence forment un motif déformé par rapport à un motif de référence prédéterminé. Avantageusement encore les points de référence sont répartis sur la plus 10 grande surface possible de la cible, tout en restant dans l'angle de vue de la caméra. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue schématique représentant la partie avant d'un 15 véhicule placée en regard d'une cible de calibration, - La figure 2 est une vue schématique représentant une cible de calibration de type connue, - La figure 3 est une vue schématique représentant l'image d'une cible de calibration connue, lorsque cette cible est déplacée vers le bas par rapport 20 à un axe de vision d'une caméra, - La figure 4 est une vue schématique représentant une cible de calibration selon l'invention adaptée pour corriger un défaut de tangage entre la caméra et la cible, - La figure 5 est une vue schématique représentant une image de la cible de 25 la figure 4 telle qu'observée par la caméra à calibrer, - La figure 6 est une vue schématique représentant un cible de calibration selon l'invention adaptée pour corriger un défaut de roulis entre la caméra et la cible, et - La figure 7 est une vue schématique représentant une cible de calibration 30 selon l'invention adaptée pour corriger un défaut de lacet entre la caméra et la cible. Selon la forme de réalisation représentée aux figures 1 à 7, un véhicule 10 est muni d'une caméra 11 à calibrer. Cette opération de calibration est effectuée sur la chaine de montage du véhicule au moment de sa fabrication. Cependant cette opération de 35 calibration pourrait également être réalisée lors du remplacement ou de la pose d'une caméra chez un concessionnaire, pendant la durée de vie du véhicule.The present invention also relates to a target for a motor vehicle of the type comprising a plurality of reference points homogeneously distributed over the entire surface of the target, such that the reference points form a pattern that is deformed with respect to a reference pattern. predetermined. Advantageously, the reference points are distributed over the largest possible area of the target, while remaining in the viewing angle of the camera. Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view showing the part FIG. 2 is a schematic view showing a calibration target of known type, FIG. 3 is a schematic view showing the image of a target of FIG. known calibration, when this target is moved downward relative to an axis of vision of a camera, - Figure 4 is a schematic view showing a calibration target according to the invention adapted to correct a pitch error between the 5 is a schematic view showing an image of the target of FIG. 4 as seen by the camera to be calibrated; FIG. 6 is a diagrammatic view showing a Calibration target according to the invention adapted to correct a roll defect between the camera and the target, and - Figure 7 is a schematic view showing a calibration target 30 according to the invention adapted to correct a yaw defect between the camera and the target. According to the embodiment shown in Figures 1 to 7, a vehicle 10 is provided with a camera 11 to be calibrated. This calibration operation is performed on the assembly line of the vehicle at the time of manufacture. However, this calibration operation could also be performed during the replacement or installation of a camera at a dealer during the life of the vehicle.

Les véhicules automobiles actuels peuvent en effet être munis de caméras afin de mettre en oeuvre une procédure de suivi de ligne et / ou de détermination d'un obstacle sur la voie de circulation et / ou de détermination de la distance séparant le véhicule de celui qui le précède... Toutes ces procédures, en général axées sur une amélioration de la sécurité de circulation, nécessitent la détection d'objets (véhicule, lignes, obstacles...) sur la voie de circulation, cette détection est réalisée à l'aide de caméras. Bien entendu, pour que les caméras mises en places sur le véhicule puissent déterminer avec précision la position des différents objets se trouvant sur une voie de circulation, il est nécessaire qu'elles soient elles mêmes positionnées avec précision sur le véhicule. C'est pourquoi il est nécessaire de calibrer ces caméras après leur mise en place. La calibration des caméras sur un véhicule donné consiste à les placer dans une position optimale déterminée par rapport au véhicule. A cet effet on place le véhicule 10 muni de sa caméra 11, devant une cible dite de calibration 12. Le centre C de cette cible de calibration est maintenu à une hauteur donnée (connue) H par rapport au sol grâce à un support 13 approprié et connu en soi. Comme on le voit à la figure 1, l'axe de visée A de la caméra 11 est décalé d'une hauteur h du centre C de la cible 12. En fonction du type de véhicule (véhicule bas ou haut) l'axe de visée A de la caméra se retrouve plus ou moins éloigné du centre de la cible. La cible de calibration 12, est plus particulièrement représentée à la figure 2. Cette cible est constituée par un panneau métallique 14 sur lequel des ponts de références 16 sont positionnés. Ces points de références constituent un motif prédéterminé, uniformément réparti sur toute la surface de la cible, tout en restant dans l'angle de vue de la caméra. Dans l'exemple représenté à la figure 2 ces points de référence 16 sont situés à l'intersection d'éléments de positionnement carrés 15 associés deux par deux et présentant un sommet commun. C'est ce sommet commun qui constitue en fait le point de référence 16 détecté par la caméra 11. La caméra 11 est associée (figure 1) à un dispositif de traitement 17 du signal (image) perçu par la caméra.The current motor vehicles can indeed be equipped with cameras in order to implement a line tracking procedure and / or determining an obstacle on the taxiway and / or determining the distance separating the vehicle from the one who the precedes ... All these procedures, generally focused on an improvement of the safety of circulation, require the detection of objects (vehicle, lines, obstacles ...) on the way of circulation, this detection is carried out with the using cameras. Of course, for the cameras placed on the vehicle can accurately determine the position of the different objects on a traffic lane, it is necessary that they themselves be positioned accurately on the vehicle. This is why it is necessary to calibrate these cameras after their installation. The calibration of the cameras on a given vehicle consists of placing them in an optimal position determined with respect to the vehicle. For this purpose, the vehicle 10 equipped with its camera 11 is placed in front of a so-called calibration target 12. The center C of this calibration target is maintained at a given height (known) H relative to the ground thanks to a suitable support 13 and known in itself. As seen in FIG. 1, the line of sight A of the camera 11 is shifted by a height h from the center C of the target 12. Depending on the type of vehicle (vehicle up or down) the axis of A-view of the camera is more or less distant from the center of the target. The calibration target 12 is more particularly shown in FIG. 2. This target is constituted by a metal panel 14 on which reference bridges 16 are positioned. These reference points constitute a predetermined pattern, uniformly distributed over the entire surface of the target, while remaining in the angle of view of the camera. In the example shown in Figure 2 these reference points 16 are located at the intersection of square positioning elements 15 associated in pairs and having a common vertex. It is this common vertex which constitutes in fact the reference point 16 detected by the camera 11. The camera 11 is associated (FIG. 1) with a processing device 17 of the signal (image) perceived by the camera.

Ce dispositif de traitement est adapté pour mesurer avec précision la position de l'image des points de référence 16. Comme on le voit mieux à la figure 2 dans l'exemple représenté, les points de références 16 sont alignés selon un axe L1 sur la partie gauche de la cible et selon un axe L2 sur la partie droite de la cible. Dans les cibles classiques utilisées à ce jour les axes L1 et L2 sont sensiblement parallèles et éloignés l'un de l'autre de sorte que les points de références 16 soient répartis de manière uniforme et homogène sur la plus grande partie de la surface de la cible 12, tout en restant dans l'angle de vue de la caméra 11.This processing device is adapted to accurately measure the position of the image of the reference points 16. As best seen in Figure 2 in the example shown, the reference points 16 are aligned along an axis L1 on the left part of the target and along an L2 axis on the right side of the target. In the conventional targets used to date the axes L1 and L2 are substantially parallel and remote from each other so that the reference points 16 are evenly and homogeneously distributed over most of the surface of the Target 12, while remaining in the angle of view of the camera 11.

Lorsque le véhicule 10 est placé devant la cible de calibration 12 pour calibrer la caméra 11, il est nécessaire que le positionnement du véhicule par rapport à la cible soit parfait. Or cette précision de positionnement ne peut être obtenue de manière fiable.When the vehicle 10 is placed in front of the calibration target 12 to calibrate the camera 11, it is necessary that the positioning of the vehicle relative to the target is perfect. This positioning accuracy can not be reliably obtained.

Ainsi notamment si le véhicule placé devant la cible 11 est un camion, la hauteur h entre l'axe de visée de la caméra et le centre C de la cible est importante. En fait, dans ce cas, la caméra se trouve positionnée nettement au dessus de la cible. De ce fait même si tous les paramètres intrinsèques de la caméra sont parfaits la caméra donnera une image de la cible déformée par son angle de vision. Cette image de la cible est représentée à la figure 3. Comme on le remarque le fait que la caméra soit disposée au dessus de la cible donne un effet de perspective à la cible. Ainsi les points de références 16 placés en bas de l'image sont plus rapprochés que ceux placés en haut de l'image. Les deux axes L1 et L2 ne sont plus parallèles. Si le procédé de calibration de la caméra utilise cette image déformée de la 15 cible pour calibrer les paramètres extrinsèques de la caméra, tous les réglages effectués vont être erronés, car l'image est entachée d'erreurs liées au positionnement de la cible par rapport au véhicule. La présente invention a pour but de pallier ce problème. A cet effet la cible de calibration 12 utilisée, est modifiée (selon le (ou les) paramètre(s) à corriger) de la 20 manière décrite ci-après. Trois types de défauts de positionnement majeurs peuvent apparaitre entre la cible et le véhicule, à savoir : - un défaut de tangage (« pitch » en anglais), - un défaut de roulis (« roll » en anglais), et 25 - un défaut de lacet (« yaw » en anglais). La cible spécifique 12' représentée à la figure 4 est destinée à corriger un défaut de tangage. La cible spécifique 12" représentée à la figure 6 est destinée à corriger un défaut de roulis. La cible spécifique 12" représentée à la figure 7 est destinée à corriger un défaut de lacet. Les caractéristiques de ces cibles spécifiques sont 30 explicitées ci-après. Comme représenté à la figure 4, lorsque l'on a déterminé que le placement du véhicule type face à une cible connue engendre un défaut de tangage, l'invention consiste à substituer à la cible classique une cible 12' spécifique dont les points de références 16 présentent un motif déformé en fonction du tangage. 35 A cet effet l'axe L1 joignant les points de références 16 situés sur le coté gauche de la cible (dans l'exemple représenté) et l'axe L2 joignant les points de références 16 situés sur le coté droit de la cible ne sont plus parallèles. Ces deux axes sont maintenant inclinés l'un vers l'autre. Ils peuvent comme cela est représenté à la figure 4 être plus proches en haut de la cible qu'en bas, ou bien l'inverse plus proche en bas qu'en haut. Tout dépend en fait du type de tangage que l'on cherche à corriger. Dans l'exemple représenté on cherche à corriger un tangage vers le bas (cas d'un camion dont la caméra fixe une cible située en dessous d'elle). En plaçant une cible spécifique 12' en face du véhicule portant la caméra à calibrer (cas ou l'axe de vision de la caméra est placé nettement au dessus de la cible), l'image de cette cible spécifique par la caméra est une image non déformée, telle que celle représentée à la figure 5. En effet la déformation induite par le placement de la caméra au-dessus de la cible est contre carrée par la déformation initiale de la cible12'. Ainsi en utilisant une cible présentant un motif déformé on obtient une image non déformée de la cible. La calibration des paramètres extrinsèques de la caméra peut alors se faire par rapport à l'image obtenue, car cette image n'est plus entachée des erreurs de positionnement entre la cible et le véhicule. Il n'y a, dans ce cas, plus d'erreur d'interprétation sur la position réelle de la caméra dans le véhicule. Lorsqu'il est détecté un défaut de roulis (entre la position de la cible et celle du véhicule) on utilise une cible spécifique 12" présentant un motif déformé comme indiqué à la figure 6. Dans ce cas on remarque que l'un des axes L2 (dans l'exemple représenté sur la figure 6) reste sensiblement vertical et l'autre axe L1 est incliné. Bien entendu en fonction du type de roulis il est également possible que ce soit l'axe L1 qui reste sensiblement vertical et l'axe L2 qui soit incliné. Comme précédemment l'image de la cible spécifique 12" par la caméra à calibrer (présentant ce défaut de roulis) sera un cible non déformée, telle que représentée à la figure 5.Thus, especially if the vehicle placed in front of the target 11 is a truck, the height h between the line of sight of the camera and the center C of the target is important. In fact, in this case, the camera is positioned clearly above the target. So even if all the intrinsic parameters of the camera are perfect the camera will give an image of the target distorted by its angle of vision. This image of the target is shown in Figure 3. As noted, the fact that the camera is positioned above the target gives a perspective effect to the target. Thus the reference points 16 placed at the bottom of the image are closer than those placed at the top of the image. The two axes L1 and L2 are no longer parallel. If the camera calibration method uses this distorted image of the target to calibrate the extrinsic parameters of the camera, all adjustments made will be erroneous because the image is tainted with errors related to the positioning of the target relative to the camera. to the vehicle. The present invention aims to overcome this problem. For this purpose, the calibration target 12 used is modified (according to the parameter (s) to be corrected) in the manner described below. Three types of major positioning defects can appear between the target and the vehicle, namely: a pitch fault, a roll fault, and a defect. yaw. The specific target 12 'shown in FIG. 4 is intended to correct a pitching error. The specific target 12 "shown in FIG. 6 is intended to correct a roll defect. The specific target 12" shown in FIG. 7 is intended to correct a yaw defect. The characteristics of these specific targets are explained below. As shown in FIG. 4, when it has been determined that the placement of the typical vehicle facing a known target generates a pitching defect, the invention consists in substituting for the conventional target a specific target 12 'whose reference points 16 have a pattern that is deformed as a function of pitch. For this purpose the axis L1 joining the reference points 16 located on the left side of the target (in the example shown) and the axis L2 joining the reference points 16 located on the right side of the target are not more parallel. These two axes are now inclined towards each other. They can as shown in Figure 4 be closer to the top of the target than down, or the reverse closer to the bottom than top. It all depends on the type of pitching you are trying to correct. In the example shown, we try to correct a downward pitch (in the case of a truck whose camera fixes a target located below it). By placing a specific target 12 'in front of the vehicle carrying the camera to be calibrated (case where the axis of vision of the camera is placed clearly above the target), the image of this specific target by the camera is an image not deformed, such as that shown in Figure 5. Indeed the deformation induced by the placement of the camera above the target is square against the initial deformation of the target 12 '. Thus, by using a target having a deformed pattern, an undeformed image of the target is obtained. The calibration of the extrinsic parameters of the camera can then be done with respect to the image obtained, because this image is no longer tainted by positioning errors between the target and the vehicle. There is, in this case, no more misinterpretation of the actual position of the camera in the vehicle. When a roll defect is detected (between the position of the target and that of the vehicle), a specific target 12 "having a deformed pattern as indicated in FIG. 6 is used. In this case, it is noted that one of the axes L2 (in the example shown in Figure 6) remains substantially vertical and the other axis L1 is inclined, depending of the type of roll it is also possible that it is the axis L1 which remains substantially vertical and the L2 axis which is inclined As previously the image of the specific target 12 "by the camera to be calibrated (having this roll defect) will be a non-deformed target, as shown in FIG.

Lorsqu'il est détecté un défaut de lacet (entre la position de la cible et celle du véhicule) on utilise une cible spécifique 12" présentant un motif déformé comme indiqué à la figure 7. Dans ce cas, les axes L1 et L2 restent sensiblement parallèles entre eux, mais sur l'un de ces deux axes les points de références 16 sont plus resserrés que sur l'autre.When a yaw defect is detected (between the position of the target and that of the vehicle), a specific target 12 "having a deformed pattern as indicated in FIG. 7 is used. In this case, the axes L1 and L2 remain substantially parallel to each other, but on one of these two axes the reference points 16 are narrower than on the other.

Comme précédemment l'image de la cible spécifique 12" par la caméra à calibrer (présentant un défaut de lacet) sera une cible non déformée, telle que représentée à la figure 5. La détermination du type de défaut (tangage, roulis, lacet) entre la cible de calibration et le véhicule est effectuée sur un véhicule type, placé dans une position 35 prédéterminée, en regard d'une cible de calibration type. Bien entendu les déformations du motif de point de références présentées dans les trois cas ci-dessus peuvent être combinées entre elles. Ainsi, si pour un véhicule donné et une position de cible donnée, il existe à la fois des défauts de tangage, de roulis et de lacet, on calcule et on réalise une cible spécifique présentant un motif déformé selon ces trois paramètres. La cible spécifique ainsi crée engendrera une image non déformée (vue par la caméra).As previously, the image of the specific target 12 "by the camera to be calibrated (having a lace defect) will be a non-deformed target, as shown in FIG. 5. Determination of the type of defect (pitch, roll, yaw) Between the calibration target and the vehicle is performed on a typical vehicle, placed in a predetermined position, next to a standard calibration target, of course the deformations of the reference point pattern presented in the three cases above. In this case, if for a given vehicle and a given target position, there are both pitch, roll and yaw faults, a specific target having a deformed pattern is calculated and made according to these Three parameters: The specific target thus created will generate an undeformed image (seen by the camera).

L'exploitation d'une image non déformée par le système de traitement du signal 17, permet alors de calibrer (corriger) correctement les paramètres extrinsèques de la caméra montée dans le véhicule et donc de placer la caméra 11 dans une position optimale prédéterminée par rapport au repère lié au véhicule. Ainsi le procédé de calibration d'une caméra mise en place dans un véhicule 10 automobile consiste, dans une première phase dite d'apprentissage, à: - mémoriser les paramètres intrinsèques d'une caméra type pour un véhicule type et à déterminer des défauts de positionnement entre un véhicule type et une cible type, - calculer une déformation d'une image d'un motif de référence en fonction 15 des paramètres intrinsèque de la caméra et de la position de la cible de référence par rapport à un véhicule type, - réaliser une cible spécifique au véhicule type et à la caméra type, la dite cible spécifique comportant des points de référence répartis de manière homogène sur la surface de la cible, les dits points formant un motif 20 déformé par rapport au motif de référence de telle sorte que l'image de ce motif déformé par la caméra type associée au véhicule type soit le motif de référence non déformé, et Dans une seconde phase dite de calibration à: - corriger les paramètres extrinsèques de chaque caméra mise en place 25 dans un véhicule, en plaçant ce véhicule en regard de la cible spécifique de telle sorte que la caméra montée dans le véhicule présente une image non déformée du motif déformé de la cible. Ainsi lorsque la cible spécifique a été calculée et réalisée, tous les véhicules correspondant au véhicule type et muni de caméras semblables à la caméra type, 30 peuvent être calibrés, pendant la phase de calibration, en utilisant la cible spécifique déterminée pendant l'étape d'apprentissage. On notera que chaque cible spécifique est adaptée pour calibrer un véhicule donné muni d'une caméra donnée. On notera que pour calculer le type de défaut à corriger il est préférable de placer la caméra de manière non perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule. En se 35 plaçant de la sorte on augmente les défauts à corriger ce qui permet de mieux répartir les points de référence de la cible spécifique sur toue la surface de la cible.The exploitation of an image that is not deformed by the signal processing system 17 makes it possible to calibrate (correct) correctly the extrinsic parameters of the camera mounted in the vehicle and thus to place the camera 11 in a predetermined optimal position relative to at the mark related to the vehicle. Thus, the method of calibrating a camera set up in an automobile vehicle consists, in a first so-called learning phase, in: storing the intrinsic parameters of a typical camera for a typical vehicle and determining defects in positioning between a typical vehicle and a typical target, - calculating a deformation of an image of a reference pattern according to the intrinsic parameters of the camera and the position of the reference target with respect to a typical vehicle; achieve a target specific to the typical vehicle and the type camera, said specific target having reference points homogeneously distributed on the surface of the target, said points forming a pattern 20 deformed with respect to the reference pattern so that that the image of this pattern deformed by the typical camera associated with the vehicle type is the reference pattern undistorted, and in a second phase called calibratio n to: - correct the extrinsic parameters of each camera set up in a vehicle, by placing this vehicle next to the specific target so that the camera mounted in the vehicle has an undistorted image of the deformed pattern of the target . Thus, when the specific target has been calculated and performed, all vehicles corresponding to the typical vehicle and equipped with cameras similar to the typical camera, can be calibrated, during the calibration phase, using the specific target determined during step d. 'learning. Note that each specific target is adapted to calibrate a given vehicle with a given camera. It will be noted that in order to calculate the type of defect to be corrected, it is preferable to place the camera in a manner that is not perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle. By placing in this way the defects to be corrected are increased, which makes it possible to better distribute the reference points of the specific target over the entire surface of the target.

La cible spécifique selon l'invention comporte une pluralité de points de référence répartis de manière homogène sur toute la surface de la cible et formant un motif déformé par rapport au motif de référence prédéterminé. Ainsi au lieu de réaliser une cible de calibration présentant un motif rigoureusement aligné, on réalise des cibles spécifiques dont le motif constitué par les points de références est déformé. C'est l'image de cette cible qui présentera un motif non déformé et qui de ce fait pourra être utilisée pour calibrer les paramètres extrinsèques de la caméra. De préférence le nombre de point de référence utilisés pour réaliser le motif est limité (six dans les exemples représentés). Ce nombre est part exemple inférieur à dix. Il est avantageux de répartir ces points de référence sur toute la surface de la cible spécifique tout en restant dans l'angle de vue de la caméra, car plus ces points sont éloignés les uns des autres et plus la précision de la calibration est améliorée. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisations représentés aux figures 1 à 7. Ainsi la cible peut comporter plus de deux axes (L1, L2) de points de référence alignés. L'invention consiste ici à ne pas essayer de placer le véhicule (muni de sa caméra) et la cible de calibration de la manière la plus précise possible (car cela demande beaucoup de temps et est couteux), mais au contraire de tenir compte des défauts de positionnement entre le véhicule et la cible pour réaliser une calibration précise.The specific target according to the invention comprises a plurality of reference points distributed homogeneously over the entire surface of the target and forming a pattern that is deformed with respect to the predetermined reference pattern. Thus, instead of producing a calibration target having a rigorously aligned pattern, specific targets are made whose pattern constituted by the reference points is deformed. It is the image of this target that will present an undistorted pattern and that can be used to calibrate the extrinsic parameters of the camera. Preferably the number of reference points used to make the pattern is limited (six in the examples shown). This number is for example less than ten. It is advantageous to distribute these reference points over the entire surface of the specific target while remaining in the viewing angle of the camera, because the more these points are distant from each other and the better the accuracy of the calibration is improved. Of course, the present invention is not limited to the embodiments shown in FIGS. 1 to 7. Thus, the target may comprise more than two axes (L1, L2) of aligned reference points. The invention here consists in not trying to place the vehicle (equipped with its camera) and the calibration target as accurately as possible (because it is time consuming and expensive), but on the contrary to take into account the Positioning defects between the vehicle and the target to achieve accurate calibration.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of calibrating a camera (11) set up in a motor vehicle (10), said camera having a plurality of intrinsic and extrinsic parameters, said method being characterized in that it consists, in a so-called first phase learning method, to: - memorize the intrinsic parameters of a typical camera for a typical vehicle and to determine positioning defects between a typical vehicle and a typical target, - calculate a deformation of an image of a reference pattern according to the intrinsic parameters of the camera and the position of the reference target (12) with respect to a typical vehicle, - producing a specific target (12 ', 12 ", 12") for the typical vehicle and the type camera said specific target having reference points homogeneously distributed over the surface of the target, said dots forming a pattern distorted from the reference pattern such that the image of e pattern deformed by the type of camera associated with the vehicle type is the undeformed reference pattern, and in a second so-called calibration phase to: - correct the extrinsic parameters of each camera (11) set up in a vehicle, placing this vehicle facing the specific target (12 ', 12 ", 12") so that the camera mounted in the vehicle has an undeformed image of the deformed pattern of the target.

2. Method according to claim 1, characterized in that for calculating the deformation of the image of the reference pattern the reference target is positioned non-perpendicular to a longitudinal axis of the vehicle.

A specific target for a motor vehicle of the type comprising a plurality of reference points (16) distributed homogeneously over the entire surface of the target, said specific target (12 ', 12 ", 12") being characterized in that the reference points (16) form a pattern which is deformed with respect to a predetermined reference pattern.

4. Specific target according to claim 3, characterized in that the reference points are distributed over the largest possible area of the target.

5. Target according to any one of claims 3 or 4, characterized in that it is suitable for a given type of camera and a given type vehicle.