传感器模型置信度测试

传感器模型置信度是 L2 准入测试的基础前提之一。本节介绍传感器模型置信度测试方法：通过在 SimOne 专用标定间仿真地图中复现棋盘格标定实验，对比真实采集图像与仿真生成图像，量化摄像头传感器几何精确性的可信度。

1. 真实数据采集

1.1 标定板类型

测试所用的棋盘格标定板类型和尺寸需要与 SimOne 仿真中的相关资源对齐，要求图案完整，目前支持 2 种类型：

（1）标准黑白棋盘格：540mm x 720mm 的标定板，单个格子尺寸为 60mm x 60mm（9 x 12 格）——对应仿真地图 标定间_标准黑白棋盘格01（Calib-StandardBW-Checkerboard01）。

（2）反射式斜五度棋盘格：建议使用 RANDN CP128-R4X——对应仿真地图 标定间_反射式斜五度棋盘格01（Calib-Reflect5DegTilt-Checkerboard01）。

1.2 采集前环境条件

采集前，请确认以下环境条件：

• 棋盘格标定板置于待测摄像头正前方，中心点与摄像头传感器光学中心在水平方向上严格对齐，图案充满整个摄像头视野；
• 室内背景简洁、单一；
• 光线明亮、均匀，棋盘格标定板表面受光均匀，无明显局部阴影或高光区域。

1.3 采集步骤

（1）图像采集：使用真实摄像头，在测试位姿下采集清晰的棋盘格图片；另采集多张不同角度与距离的位姿图像，用于内参标定。

（2）内参标定：从采集的图像序列中，选取不同距离和角度不少于 20 张有效棋盘格图像，使用标定工具进行相机内参标定，获取内部参数（焦距、主点坐标、畸变系数）。

（3）外参获取：通过测量或基于图像的几何计算方法，获取每次拍摄时相机相对于棋盘格坐标系的外参，确定每次采集时相机的精确位姿。

2. 仿真数据生成

2.1 仿真场景创建

启动 SimOne 仿真软件，进入用例管理模块，新建用例分组，并设置分组名称。

在该分组下新建标准用例，选择标准用例，并定义用例名称。

将仿真地图替换为专用的棋盘格标定地图，可选择 标定间_反射式斜五度棋盘格01（Calib-Reflect5DegTilt-Checkerboard01，含 5 度倾斜反射特性）或 标定间_标准黑白棋盘格01（Calib-StandardBW-Checkerboard01，标准黑白棋盘格）。

2.2 传感器模型与主车模型设置

（1）点击左侧下方用例资源库模块中的路测设备目录，选择路侧摄像头并将其拖入视窗添加至当前场景。

（2）设置摄像头传感器的初始位置，确保其与棋盘格（世界绝对坐标位于（0，0，1.5），单位：米）之间保持足够的空间偏移，避免模型碰撞或遮挡；传感器朝向设为 0°，棋盘格朝向设为 180°（与主车相对）。

（3）设置主车的初始位置，确保主车位于摄像头传感器后侧，避免仿真时遮挡。

（4）将主车速度下的绝对目标速度与相对目标速度均置为 0，确保仿真采集过程中车辆保持绝对静止。

2.3 内外参参数导入

为实现对真实摄像头几何特性的高保真仿真，需要将物理相机的内、外参完整映射至虚拟相机模型。

（1）导入外参：在右侧摄像头参数配置区域，设置传感器外参参数。

（2）导入内参：在右侧摄像头参数设置的畸变设置区域，填入真实摄像头的内参参数。

（3）替换传感器模型：双击场景中的标定主车，或双击左侧下方用例资源库模块主车预设目录中的标定主车图标，进入主车编辑器；依次进入传感器-摄像头目录，删除初始摄像头传感器模型。

（4）（可选）鱼眼相机：若实验需求为鱼眼相机，清除畸变内各项参数，并切换至鱼眼对应的设置项。

2.4 图像渲染与后处理

（1）在场景编辑器中，打开路测摄像头的参数设置页面；在输出设置区域，将输出到设置为 Dump，并配置 Dump 的采集频率（单位：Hz）、开始与结束时间，以及图像文件保存路径。

（2）运行仿真，原始图像数据将写入指定文件夹。

（3）进入 SimOne 安装目录下的 Tools 文件夹，执行 RAW2PNG.py 脚本，将 RAW 格式图像批量转换为 PNG。通过以下命令行参数配置输入输出路径：

• --input：指定待转换的 RAW 图像文件所在的源文件夹路径。该路径应指向仿真运行时设置的 Dump 保存位置，并进一步定位至具体的场景与传感器子目录。目录结构为 [Dump根目录]/[场景名称]/[传感器名称]。
• --output：指定转换后 PNG 图像的输出目标文件夹路径。若指定的输出目录不存在，脚本会自动创建。默认为执行脚本目录下的 out 文件夹。为避免原始数据被覆盖，建议设置一个与输入路径不同的独立目录。

3. 精度评估与分析

对比仿真图像与真实图像，计算棋盘格角点在图像坐标系下的像素级误差，最终以角像素精度和重投影误差作为核心指标，量化评估仿真图像与真实图像之间的一致性和可信度。

a）角点像素精度：

角点像素精度指在仿真图像与真实图像中，棋盘格角点像素位置之间的一致性程度，通常以平均误差或准确率表示。针对每一组对应的真实图像与仿真图像，分别选取至少 8 个棋盘格角点（选取位置需覆盖图片各个方位），计算每个角点的像素精度，计算公式如下：

	选取的角点数量
	第 i 个角点在真实图像中的像素坐标
	第 i 个角点在仿真图像中的像素坐标
	图像对角线像素长度

b）平均重投影误差：

重投影误差是评估相机参数标定精度的重要综合性指标。该指标通过将已标定的三维空间点使用标定得到的相机参数重新投影到图像平面上，计算所得投影点与原始图像点之间的欧氏距离，从而量化标定过程的准确性。计算公式如下：

	选取的角点数量
	第 i 个角点在真实图像中的像素坐标
	将标定板坐标系下第 i 个角点的三维坐标通过标定得到的内外参重投影至图像平面得到的像素坐标

4. 完整演示视频

以下视频展示了传感器模型置信度测试的完整操作流程：