一种环视摄像头精度评估方法及系统与流程

本技术涉及汽车尺寸链仿真模拟，特别是涉及一种环视摄像头精度评估方法及系统。

背景技术：

1、随着智能汽车及自动驾驶技术的发展，环视摄像头系统已成为车辆环境感知的重要组成部分，环视摄像头的精度直接影响图像拼接质量与感知结果的可靠性。环视摄像头通过多视角图像融合实现车辆周围环境的重建，在整车坐标系中的位置偏差和姿态偏差会被广角镜头放大，从而导致像素级误差累积，影响系统功能稳定性。

2、目前，针对环视摄像头精度的控制主要依赖经验设计、后期标定补偿和简化尺寸链分析方法。其中，经验设计缺乏定量依据，后期标定存在补偿能力上限，而一维或二维尺寸链分析无法准确反映六自由度空间姿态公差耦合关系。同时，通过样车试制与实测进行验证虽具备一定准确性，但存在周期长、成本高且难以前期预防的问题，无法满足快速迭代开发需求。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种环视摄像头精度评估方法及系统。

2、第一方面，提供了一种环视摄像头精度评估方法，所述方法包括：

3、获取与待评估的环视摄像头装配相关的组件的三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息；

4、基于三维偏差分析软件，根据所述三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息，构建环视摄像头的三维偏差分析模型；

5、在整车坐标系下建立环视摄像头姿态参数的测量基准；

6、基于所述测量基准建立俯仰角、横摆角和滚转角的测量关系；

7、对所述三维偏差分析模型进行统计仿真计算，得到所述俯仰角、横摆角和滚转角的超差率；

8、将所述超差率与预设的超差率阈值进行比较，得到环视摄像头精度参数评估结果。

9、作为一种可选的实施方式，所述基于三维偏差分析软件，根据所述三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息，构建环视摄像头的三维偏差分析模型，包括：

10、将所述三维几何模型数据导入三维偏差分析软件中，形成各所述组件的可视化结构数模；

11、根据所述组件装配顺序，建立各所述组件的装配结构树；

12、基于所述定位装配方案和所述装配结构树，对各所述组件的可视化结构数模进行装配；

13、对各所述组件的装配特征赋予所述公差信息，形成所述三维偏差分析模型。

14、作为一种可选的实施方式，所述组件的可视化结构数模包括摄像头本体、支架总成和后视镜总成，所述对各所述组件的可视化结构数模进行装配，包括：

15、确定摄像头本体与支架总成之间对应的第一安装面、定位销和定位孔；

16、基于所述第一安装面、所述定位销和所述定位孔，对所述摄像头本体和所述支架总成进行装配匹配，形成摄像头总成；

17、确定所述摄像头总成与所述后视镜总成之间对应的第二安装面和限位型面；

18、基于所述第二安装面和所述限位型面，对所述摄像头总成和所述后视镜总成进行装配匹配。

19、作为一种可选的实施方式，所述对各所述组件的装配特征赋予所述公差信息，包括：

20、将所述第一安装面、所述定位孔、所述定位销、所述第二安装面和所述限位型面对应的公差信息，分别赋予对应的装配特征。

21、作为一种可选的实施方式，所述在整车坐标系下建立环视摄像头姿态参数的测量基准，包括：

22、确定所述环视摄像头的镜头的中心点；

23、确定所述环视摄像头的光轴；

24、建立经过所述中心点且与所述光轴垂直的基准参考平面；

25、将所述基准参考平面作为姿态参数测量的基准。

26、作为一种可选的实施方式，所述基于所述测量基准建立俯仰角、横摆角和滚转角的测量关系，包括：

27、经过所述中心点建立第一测量平面，并将所述第一测量平面与所述基准参考平面之间的夹角作为所述俯仰角；

28、经过所述中心点建立第二测量平面，并以所述第二测量平面与所述基准参考平面之间的夹角作为所述横摆角；

29、基于所述光轴的方向相对于所述基准参考平面的角度变化确定所述滚转角。

30、作为一种可选的实施方式，所述对所述三维偏差分析模型进行统计仿真计算，得到所述俯仰角、横摆角和滚转角的超差率，包括：

31、基于所述公差信息生成多组组件装配状态；

32、基于各所述组件装配状态，对所述三维偏差分析模型进行多次仿真计算；

33、在每次仿真计算过程中，获取对应的俯仰角、横摆角和滚转角；

34、统计各次仿真计算得到的俯仰角、横摆角和滚转角的结果分布；

35、将各次仿真计算得到的俯仰角、横摆角和滚转角分别与对应的精度要求进行比较；

36、统计超过对应精度要求的仿真结果数量；

37、根据所述仿真结果数量占总仿真次数的比例，确定所述俯仰角、横摆角和滚转角对应的超差率。

38、作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：

39、当所述超差率大于或等于所述超差率阈值时，对影响环视摄像头姿态参数的相关因素进行分析；

40、根据分析结果对组件装配顺序、定位装配方案或公差信息进行调整；

41、基于调整后的组件装配顺序、定位装配方案或公差信息，重新构建所述三维偏差分析模型；

42、对重新构建后的三维偏差分析模型重新进行统计仿真计算。

43、作为一种可选的实施方式，所述当所述超差率大于或等于所述超差率阈值时，对影响环视摄像头姿态参数的相关因素进行分析，包括：

44、获取所述三维偏差分析模型对应的俯仰角、横摆角和滚转角的贡献因子分析结果；

45、确定对所述俯仰角、横摆角或滚转角影响大于预设贡献阈值的目标装配特征；

46、基于所述目标装配特征对应的组件，确定对应的组件装配顺序、定位装配方案或公差信息作为待调整参数。

47、第二方面，提供了一种环视摄像头精度评估系统，包括：

48、获取模块，用于获取与待评估的环视摄像头装配相关的组件的三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息；

49、建模模块，用于基于三维偏差分析软件，根据所述三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息，构建环视摄像头的三维偏差分析模型；

50、测量模块，用于在整车坐标系下建立环视摄像头姿态参数的测量基准，并基于所述测量基准建立俯仰角、横摆角和滚转角的测量关系；

51、仿真模块，用于对所述三维偏差分析模型进行统计仿真计算，得到所述俯仰角、横摆角和滚转角的超差率；

52、评估模块，用于将所述超差率与预设的超差率阈值进行比较，得到环视摄像头精度参数评估结果。

53、作为一种可选的实施方式，所述建模模块，具体用于将所述三维几何模型数据导入三维偏差分析软件中，形成各所述组件的可视化结构数模；

54、根据所述组件装配顺序，建立各所述组件的装配结构树；

55、基于所述定位装配方案和所述装配结构树，对各所述组件的可视化结构数模进行装配；

56、对各所述组件的装配特征赋予所述公差信息，形成所述三维偏差分析模型。

57、作为一种可选的实施方式，所述组件的可视化结构数模包括摄像头本体、支架总成和后视镜总成，所述建模模块，具体用于确定摄像头本体与支架总成之间对应的第一安装面、定位销和定位孔；

58、基于所述第一安装面、所述定位销和所述定位孔，对所述摄像头本体和所述支架总成进行装配匹配，形成摄像头总成；

59、确定所述摄像头总成与所述后视镜总成之间对应的第二安装面和限位型面；

60、基于所述第二安装面和所述限位型面，对所述摄像头总成和所述后视镜总成进行装配匹配。

61、所述建模模块，具体用于将所述第一安装面、所述定位孔、所述定位销、所述第二安装面和所述限位型面对应的公差信息，分别赋予对应的装配特征。

62、作为一种可选的实施方式，所述测量模块，具体用于确定所述环视摄像头的镜头的中心点；

63、确定所述环视摄像头的光轴；

64、建立经过所述中心点且与所述光轴垂直的基准参考平面；

65、将所述基准参考平面作为姿态参数测量的基准。

66、作为一种可选的实施方式，所述测量模块，具体用于经过所述中心点建立第一测量平面，并将所述第一测量平面与所述基准参考平面之间的夹角作为所述俯仰角；

67、经过所述中心点建立第二测量平面，并以所述第二测量平面与所述基准参考平面之间的夹角作为所述横摆角；

68、基于所述光轴的方向相对于所述基准参考平面的角度变化确定所述滚转角。

69、作为一种可选的实施方式，所述仿真模块，具体用于基于所述公差信息生成多组组件装配状态；

70、基于各所述组件装配状态，对所述三维偏差分析模型进行多次仿真计算；

71、在每次仿真计算过程中，获取对应的俯仰角、横摆角和滚转角；

72、统计各次仿真计算得到的俯仰角、横摆角和滚转角的结果分布；

73、将各次仿真计算得到的俯仰角、横摆角和滚转角分别与对应的精度要求进行比较；

74、统计超过对应精度要求的仿真结果数量；

75、根据所述仿真结果数量占总仿真次数的比例，确定所述俯仰角、横摆角和滚转角对应的超差率。

76、作为一种可选的实施方式，所述仿真模块，还用于当所述超差率大于或等于所述超差率阈值时，对影响环视摄像头姿态参数的相关因素进行分析；

77、根据分析结果对组件装配顺序、定位装配方案或公差信息进行调整；

78、基于调整后的组件装配顺序、定位装配方案或公差信息，重新构建所述三维偏差分析模型；

79、对重新构建后的三维偏差分析模型重新进行统计仿真计算。

80、作为一种可选的实施方式，所述仿真模块，还用于获取所述三维偏差分析模型对应的俯仰角、横摆角和滚转角的贡献因子分析结果；

81、确定对所述俯仰角、横摆角或滚转角影响大于预设贡献阈值的目标装配特征；

82、基于所述目标装配特征对应的组件，确定对应的组件装配顺序、定位装配方案或公差信息作为待调整参数。

83、本技术提供了一种环视摄像头精度评估方法及系统，所述方法包括：获取与待评估的环视摄像头装配相关的组件的三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息；基于三维偏差分析软件，根据所述三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息，构建环视摄像头的三维偏差分析模型；在整车坐标系下建立环视摄像头姿态参数的测量基准；基于所述测量基准建立俯仰角、横摆角和滚转角的测量关系；对所述三维偏差分析模型进行统计仿真计算，得到所述俯仰角、所述横摆角和所述滚转角的超差率；将所述超差率与预设的超差率阈值进行比较，得到环视摄像头精度参数评估结果。

84、本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

85、本技术实施例首先获取与待评估的环视摄像头装配相关的组件的三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息。其中，三维几何模型数据用于反映摄像头本体、支架总成、后视镜总成等组件的真实空间结构。组件装配顺序用于反映各组件之间的实际装配关系。定位装配方案用于确定各组件之间的定位方式。公差信息用于反映实际制造和装配过程中存在的尺寸偏差和位置偏差。使后续建立的三维偏差分析模型不仅可以反映组件之间的理论装配关系，还可以反映实际装配过程中可能产生的偏差累积情况。随后，基于三维偏差分析软件，根据三维几何模型数据、组件装配顺序、定位装配方案和公差信息，构建环视摄像头的三维偏差分析模型。由于该模型中已经引入组件的空间结构信息、装配匹配关系以及公差参数，因此，在进行仿真计算时，可以模拟不同组件在实际装配过程中因公差叠加所导致的位置变化和姿态变化。相比传统的一维或二维尺寸链分析方式，本技术通过三维偏差分析模型对组件在空间中的装配状态进行模拟，可以同时反映多个方向上的偏差，从而解决现有技术难以准确反映六自由度空间姿态公差耦合关系的问题。在建立三维偏差分析模型之后，本技术实施例进一步在整车坐标系下建立环视摄像头姿态参数的测量基准，并基于所述测量基准建立俯仰角、横摆角和滚转角的测量关系。由于环视摄像头最终是否满足精度要求，本质上取决于摄像头光轴在整车坐标系中的实际姿态，因此，本技术并非简单分析零件尺寸偏差，而是进一步将摄像头的姿态参数作为测量对象。通过建立统一的测量基准，可以将装配误差最终转换为俯仰角、横摆角和滚转角的变化量，从而实现对环视摄像头实际姿态精度的量化评估。由于实际装配过程中不同组件的公差会随机组合，因此单次计算无法真实反映实际装配结果。本技术通过统计仿真计算，对不同公差组合状态下的装配结果进行多次模拟，从而获得姿态参数在大量装配状态下的分布情况。基于该分布情况，可以进一步统计超出精度要求的比例，即超差率。将超差率与预设的超差率阈值进行比较，得到环视摄像头精度参数评估结果。当超差率高于预设阈值时，说明当前装配方案、公差设计或定位方式可能导致较高概率的姿态超差。当超差率低于预设阈值时，则说明当前设计满足精度要求。由此，本技术实施例可以在产品设计阶段完成对环视摄像头精度的预测评估，而无需等到样车制造完成后再进行实物验证。综上，本技术实施例可以提高环视摄像头精度评估的准确性和前期预测能力。

86、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。