1.一种半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,包括如下步骤:S100:构建半封闭场景的三维模型并进行区域识别划分,得到出入口区域和分流区域;S200:选择出入口区域的可安装位置进行基于摄像头可覆盖区域的模拟布设,得到对出入口区域覆盖范围最大的多个第一候选布设点位;S300:对每个第一候选布设点位的摄像头,构建基于识别误差的多个车辆边界框并从摄像头坐标系向三维模型坐标系进行映射;S400:根据映射的位置误差,选择覆盖范围内能够识别到最多车辆边界框的第一候选布设点位作为出入口区域的最佳布设点位;S500:若出入口区域的最佳布设点位的感知范围无法覆盖整个半封闭场景,则自出入口区域向分流区域进行由边缘向内部的视野重叠点位布设。
2.如权利要求1所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,在步骤S100中,将获得的三维模型体保持成三维基础模型和设定规格的立方体网格模型;则步骤S200中通过模拟布设得到第一候选布设点位的过程为:根据摄像头的安装高度、水平安装角度、俯仰角以及摄像头在地面上的安装位置,计算摄像头的外参矩阵;对出入口区域的每个可安装点位,构建摄像头坐标系下像素坐标到摄像头方向的向量作为像素光线;将像素光线从摄像头坐标系映射到世界坐标系并求解与三维基础模型的映射交点,得到所有像素光线能够捕捉到的映射交点集合;对有效的映射交点计算凸包,并将凸包区域映射到立方体网格模型,得到摄像头覆盖的体素网格集合;将覆盖体素网格数量最多的多个安装参数组合下的可安装点位作为第一候选布设点位。
3.如权利要求2所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,在进行出入口区域的可安装点位的选择时,对摄像头的视野存在以下约束条件:视野需完整覆盖出入口区域的单车道路径;视野需要完整覆盖出入口区域和分流区域交界的分流节点;视野需要完整覆盖分流区域中多车道的初始部分区域。
4.如权利要求2所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,步骤S300包括如下过程:基于车辆的结构尺寸,构建车辆的边界框;将车辆的边界框中心点在摄像头坐标系中的位置投影至图像平面坐标系中,通过引入识别误差得到车辆的预测边界框中心点;基于摄像头的内参和安装位姿,将车辆的预测边界框中心点反投影至三维模型坐标系中。
5.如权利要求4所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,在步骤S400中,映射的位置误差ε的计算公式如下: ;其中,P表示坐标变换函数,(u 0 ,v 0 )表示车辆边界框中心点从图像平面坐标系通过内外参反投影到地面后的世界坐标点坐标,s和t分别表示图像在横纵方向上由于识别误差导致的像素偏移量,Δx和Δy分别表示图像在横纵方向上由于识别误差导致的理论像素偏移量边界。
6.如权利要求5所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,步骤S400中对最佳布设点位的选择包括如下过程:在每个第一候选布设点位所覆盖的体素网格范围内,遍历所有可能的车辆位置体素,并计算全部车辆位置体素所对应的位置误差ε;设定误差阈值,并标记所有位置误差ε小于设定误差阈值的车辆位置体素为有效覆盖体素;统计所有第一候选布设点位的有效覆盖体素,并选择满足关键区域全覆盖前提下有效覆盖体素最多的第一候选布设点位作为最佳布设点位。
7.如权利要求2-6任一项所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,在得到出入口区域的最佳布设点位后,对于最佳布设点位的感知范围的计算包括如下过程:基于最佳布设点位的摄像头安装位置坐标[X A ,Y A ] T ,计算出最佳布设点位所覆盖的每个有效体素网格的中心点(x i ,y i )的极角θ i , ;根据获得的极角θ i ,计算出最佳布设点位所覆盖的有效体素网格区域的中心角θ center ; , ;根据获得的中心角,计算每个有效体素网格的相对角Δθ i ,并取所有相对角Δθ i 中的最大值Δθ max 和最小值Δθ min 进行感知区域的有效水平视角α eff 的计算; ,α eff =Δθ max -Δθ min (>0);根据感知边界到最佳布设点位的最大距离R max 和最小距离R min ,计算有效感知半径R cons =0.5(R min +R max );则最佳布设点位的感知范围Ω A 表达式为: ;其中,θ表示感知范围Ω A 内任意坐标位置(x,y)所对应的极角,m表示最佳布设点位所覆盖的有效体素网格的数量, 和 分别表示y方向和x方向的角度平均值。
8.如权利要求7所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,步骤S500包括如下过程:在分流区域的可安装位置中通过感知交叉和最大覆盖原则选择多个第二候选布设点位;对每个第二候选布设点位的摄像头,构建基于识别误差的多个车辆边界框并从摄像头坐标系向三维模型坐标系进行映射;选择覆盖范围内能够识别到最多车辆边界框,且与已经完成布设的前一点位覆盖范围存在重叠的第二候选布设点位作为最佳布设点位进行布设。
9.如权利要求8所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,对于第二候选布设点位需满足:布设的摄像头感知范围朝向前一最佳布设点位对应感知范围相邻边缘的体素集合的质心;布设的摄像头感知范围与前一最佳布设点位的感知范围存在重叠,且重叠区域所对应的车辆位置体素的位置误差均小于设定误差阈值。
10.如权利要求8所述的半封闭场景下的摄像头布设方法,其特征在于,在进行分流区域的布设点位设置时,对分流区域中各分流子区域之间的视觉穿透性进行判断;对于无法被视觉穿透的相邻分流子区域,对各分流子区域独立布置摄像头;对于能够被视觉穿透的相邻分流子区域,判断其中一个分流子区域的摄像头感知范围能否覆盖另一个分流子区域;若能够覆盖,则另一个分流子区域无需增设点位,否则需要对另一个分流子区域增设点位。