4. EyeQ摄像头标定环境搭建

EyeQ 摄像头标定的本质，是让算法在可控条件下反复看到“已知几何 + 已知光照 + 已知时刻”的目标，从而把图像像素与真实世界坐标稳定地关联起来。环境搭建不是把设备摆上桌，而是把标定板、光源、支架、触发与采集链路作为一个整体来设计。任何一环引入不确定性，都会在标定残差或在线成像质量上被放大。本节按“目标物—光照—机械—时序—数据”的顺序展开，并给出可直接参考的示例参数与采集流程。

一、标定板选择：几何精度决定标定上限

EyeQ 前视摄像头通常需要标定内参（焦距、主点、畸变）与外参（相对车体/地面的姿态）。常用目标物有两类：棋盘格与圆点阵列。棋盘格角点检测成熟、亚像素精度高，适合内参与畸变标定；圆点阵列对透视和部分遮挡更稳健，适合外参复核。若使用 EyeQ 的在线标定或产线标定，还会用到特定图案（如带编码标记的标定靶），此时必须使用与工具链匹配的官方图案，不能自行替换。

选择标定板时重点看四个参数：图案尺寸、方格/圆点间距、平整度、材质反光特性。示例：一块 600 mm × 900 mm 的棋盘格，方格边长 50 mm，共 12×18 格；基板为 5 mm 铝板，表面贴哑光打印膜，平整度控制在 ±0.2 mm 以内。方格边长必须用游标卡尺实测并记录，因为打印缩放会带来 0.1%～0.5% 的系统误差。若标定板放在地面或墙面，需保证其平面与预期参考面平行，倾斜角建议小于 1°。

二、光源控制：让角点对比度稳定可复现

光源的目标不是“越亮越好”，而是让标定板黑白区域在相机动态范围内形成稳定、均匀、无频闪的对比度。EyeQ 摄像头通常为车载动态范围，强逆光或局部过曝会压缩角点边缘。建议使用可调光 LED 面阵灯，色温 5000～6500 K，显色指数 Ra≥90，亮度可调范围覆盖 200～2000 lux。灯与标定板成 30°～45° 夹角布置，避免直射反光；两侧对称布灯可把照度不均匀性控制在 ±10% 以内。

若环境存在 50 Hz 工频光源，必须确认相机曝光时间与光源频率的关系。示例：曝光 10 ms 时，50 Hz 光源在一个曝光周期内包含半个周期，容易产生亮度波动；可将曝光设为 20 ms 的整数倍，或使用直流驱动 LED 彻底消除频闪。采集前用照度计在标定板四角与中心各测一次，记录五点的 lux 值，作为本次标定的光照档案。

三、支架设计：把重复定位误差压到最小

支架要同时满足三件事：标定板姿态可调、相机与板相对位置可复现、整体刚性足够。推荐使用铝型材 + 云台 + 快装板的组合。标定板通过快装板固定在云台上，云台提供俯仰与偏航微调；相机侧使用可锁定的滑轨或定位销，保证每次装夹后光轴高度与角度一致。若做多姿态采集，支架应能绕垂直轴旋转并带角度刻度，示例刻度分辨率 1°，重复定位误差小于 0.2°。

一个容易被忽略的细节是相机与标定板的距离。距离过近会放大透视畸变，距离过远则角点像素尺寸过小。经验上，让标定板在图像中占据约 60%～80% 的画幅宽度较为合适。示例：EyeQ 前视摄像头水平视场约 50°，标定板宽 900 mm，则距离约 1.0～1.5 m 时可获得较理想的角点尺度。实际距离需结合镜头焦距与分辨率通过试拍确认。

四、同步触发：让每一帧都有确定的时间归属

标定采集通常要求相机在标定板静止或按预定姿态运动时取图。若使用多相机或相机与外部信号联动，必须解决同步问题。硬触发通过 GPIO 或同步盒向相机发送脉冲，相机在脉冲上升沿开始曝光，时间抖动可控制在微秒级；软触发依赖主机时间戳，抖动通常在毫秒级，适合单相机静态采集。EyeQ 平台在产线或整车标定中更倾向硬触发，以保证多路图像严格对齐。

配置时注意三点：触发极性、曝光时间、帧率匹配。示例：触发信号为 3.3 V 上升沿有效，曝光时间设为 20 ms，帧率 10 fps，则触发周期 100 ms，曝光占空比 20%，不会出现帧重叠。若曝光时间大于触发周期，相机会丢帧或返回错误码，采集脚本应检测丢帧并记录。对于需要运动模糊控制的场景，曝光时间应小于标定板在像面上的移动不超过 1 个像素所需时间。

五、数据采集流程与现场判断

建议按以下顺序执行，每一步都留下可追溯记录：

1. 固定与对准：将标定板固定在支架上，调整相机高度与俯仰，使标定板完整进入画面且边缘留有余量。用水平仪确认标定板垂直度。
2. 光照设置：开启两侧 LED，调节亮度至标定板白区灰度约 180～220（8 bit），黑区约 20～50，避免过曝。记录五点照度值。
3. 触发与曝光配置：设置硬触发上升沿、曝光 20 ms、增益固定为 0 dB，关闭自动曝光与自动白平衡，防止帧间亮度漂移。
4. 多姿态采集：至少采集 15～20 组姿态，覆盖画面中心、四角、俯仰 ±15°、偏航 ±20°。每组姿态稳定 2 s 后连续采集 5 帧，取中间帧用于标定，其余用于一致性检查。
5. 现场抽检：每采集 5 组，用角点检测脚本快速检查角点数量与分布。若某组角点缺失超过 10%，检查反光、遮挡或曝光，重采该组。
6. 归档：原始帧、时间戳、姿态角、光照档案、标定板实测尺寸一并保存，命名建议“日期_姿态编号_帧号”。

六、可直接使用的采集记录表示例

下表为单次标定采集的记录模板，字段均来自本节实际需要的参数，可直接复制使用。示例数据为教学假设，不代表真实实测结果。

判断采集是否合格，主要看三个指标：角点检测成功率不低于 95%，重投影误差小于 0.3 px，同一姿态连续 5 帧的角点位置标准差小于 0.1 px。若某项不达标，优先检查光照均匀性与标定板平整度，再检查触发与曝光是否稳定。环境搭建的最终目的，是让后续标定计算面对的是一个“干净”的输入集，而不是在算法端反复补偿本可在采集端消除的误差。