CN101494771A - 倒车辅助装置及其摄像装置以及图像合成显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种倒车辅助装置及其所采用的摄像装置，同时还公开其图像合成显示方法。本发明的改进主要在于在该摄像装置中，其存储器预设有标识了车辆倒车时的运动轨迹的图像信息；其图像信息与车辆方向盘转角检测器上获得的方向盘转向角度信息之间存在对应关系；其图像传感器将经摄像头进入的光线转换为图像信息；其图像数字处理单元，用于读取方向盘转角检测器的转向角度信息并根据该对应关系读取存储器中的相应图像信息，将该图像信息与图像传感器形成的图像信息相叠加后形成图像信号并以数字形式输出显示。本发明一体化程度高，成本低，成像清晰度高，且符合模块化设计理念。

Description

倒车辅助装置及其摄像装置以及图像合成显示方法

技术领域

本发明涉及车辆倒车时的辅用设备及相关技术，尤其涉及一种倒车辅助装置及其相应的摄像装置，以及所采用的图像合成显示方法。

背景技术

CAN(Control Area Network，控制局域网络)和LIN(Local InterconnectNetwork，本地互联网络)作为汽车的两种总线技术，为汽车内仪器和设备间数据和信号传输提供了基础条件。通过接入此类总线网络，可以读取各类仪器和设备的数据信息，包括从与车辆方向盘相连接的转角检测器所获得的方向盘转动角度信息，从而可以将该类数据信息提供给其它设备或仪器作为进一步处理的基础数据来源，以完成汽车仪器和设备间的数据交互。

随着技术的发展，行内提出了一种倒车辅助装置，通过摄像头与显示器的结合，一方面显示路面实况，另一方面通过一种独立于摄像头之外的技术，利用预设的具有倒车轨道标识功能的图像与路面图像相叠加，使显示器上既显示了倒车时的车后路况，又同时标识出倒车轨道。方便驾驶者进行倒车操作，而甚至可以不必关注观后镜便可完成倒车作业。

图1和图2给出了两种典型的倒车辅助装置的原理框图，其摄像装置1的结构包括摄像头11、图像传感器12、图像数字处理单元13和存储器10。图像传感器12将经摄像头11传入的光线转换为电信号后，经图像数字处理单元13与存储器10的配合完成视频处理，使摄像装置1最终输出视频信号；由于传统的摄像装置1输出的视频信号一般采用模拟格式，因而为了完成图像的合成，其最终输出的视频信号继而通过一模数转换器21进行数据转换，以便形成数字信号输出至一个专用的图像数字信号处理芯片22，与该芯片22连接的存储芯片20中预存有具有倒车轨迹标识功能的图像，图像数字信号处理芯片22采用OSD(屏幕菜单式调节方式)技术对该视频信号和该具有标识功能的图像进行叠加，从而形成叠加后的图像输出，并适应显示器24，24’类型做适当转换后在显示器上显示。如图1中可以经数模转换器23转换成模拟视频信号输出到模拟显示器24；图2中则可以直接通过液晶显示器驱动单元23’最终在液晶显示器24’中显示。

从图1和图2均可以看出，从摄像装置1摄录图像到显示器24，24’显示叠加后图像，中间经过多次信号转换，无论是在信号进行数模转换时的平滑过程中，还是在进行模数转换时的采样过程中，均会造成信号丢失、噪声增大、清晰度下降等失真的现象；此外，由于所经电路较多，对于OSD技术，需要增加额外的硬件完成，自然也导致制造成本的虚高。

因此，毫无疑问，传统的倒车辅助装置的技术构成尚有可改进的空间。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种倒车辅助装置用摄像装置，强化其内部功能，以实现采用该摄像装置的其它设备结构上的简化。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述摄像装置的倒车辅助装置，以获得更为清晰的倒车时辅助图像。

本发明的第三目的在于提供一种该倒车辅助装置的图像合成显示方法。

为实现该目的，本发明采取如下技术方案：

一种倒车辅助装置用摄像装置，用于产生同时具有标识倒车轨迹和路面实况的图像信号，包括依次电性连接的摄像头、图像传感器、图像数字处理单元以及存储器，其中，

该存储器预存有标识了车辆倒车时的运动轨迹的第一图像信息，该第一图像信息与车辆方向盘转角检测器上获得的方向盘转向角度信息之间存在一一对应关系；

图像传感器，将经摄像头进入的光线转换为第二图像信息；

图像数字处理单元，用于读取方向盘转角检测器的转向角度信息并根据该对应关系读取存储器中相应的第一图像信息，将第一图像信息与第二图像信息相叠加后形成最终图像信号输出。

更具体的，所述图像数字处理单元与一网络收发器电性连接，通过该网络收发器接入车辆的总线网络完成对所述方向盘转角检测器的转向角度信息的读取。通常，所述总线网络为CAN或LIN。

一种倒车辅助装置，包括：

前述的摄像装置；

显示单元，用于显示所述图像数字处理单元输出的图像信号。

本发明的一个实施例中，所述摄像装置的图像数字处理单元与显示单元之间设有供两者完成可拆卸连接的连接器。

一种倒车辅助装置的图像合成显示方法，包括如下步骤：

1)、摄录路面实况并转换为电信号形成第二图像信息；

2)、通过汽车的总线网络读取方向盘转角检测器中的角度信息；

3)、依据该角度信息读取存储器中对应的具有倒车轨迹标识功能的第一图像信息；

4)、将第一图像信息与第二图像信息进行图像叠加后输出合成图像信息；

5)、将该图像信息输出并显示。

所述存储器中预存有若干表征了汽车方向盘处于不同转角时的第一图像信息，且建立起每一第一图像信息与第一汽车方向盘的一个转角信息的一一对应关系。

其中，所述步骤1)至4)是在该倒车辅助装置内部的摄像装置完成的。

为增强灵活性，步骤4)与5)之间设有将图像信息进行模数转换的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

首先，本发明用摄像装置内部的图像数字处理单元对路面实况图像和具有辅助标识功能的预设图像进行叠加，不必在摄像装置之外另外增设OSD技术相关的电路，同时省却其它诸如数模、模数转换的电路，信号传输过程不用经过多次转换，从而可以降低生产成本，且提高产品的清晰度；

其次，将OSD技术集成到摄像装置中，符合工业设计的模块化设计理念，便于对CAN或LIN等总线网络进行综合利用，便于这种摄像装置的批量生产及市场推广。

附图说明

图1为公知的一种倒车辅助装置的原理框图；

图2为公知的另一种倒车辅助装置的原理框图，其与图1的不同仅在于所采用的显示器及由此而带来的连接结构上的改进；

图3为本发明的倒车辅助装置的原理框图，包含了本发明的摄像装置、显示单元以及汽车的方向盘转角检测器；

图4为本发明的倒车辅助装置在工作时且汽车方向盘处于某一角度时的屏幕显示示意图。

具体实施方式

请参阅图3对本发明进行详细的说明：

图3示出了本发明的倒车辅助装置，其中核心改进之处在于其摄像装置3。该倒车辅助装置中，包括摄像装置3、显示单元5以及连接器4，信号连接器的作用在于提供摄像装置3与显示单元5之间的可拆卸的连接接口4。也可将信号连接器4去除，而将摄像装置3的输出与显示单元5的输入直接电性连接，也可实现视频信号的传输。

该摄像装置3在汽车后退时自动启动，包括摄像头31、图像传感器32、图像数字处理单元33、存储器30以及网络收发器35。

该摄像头31设置于汽车后方，其实时将汽车后方的路面实况的光线投射入该图像传感器32中。

该图像传感器32实时将投射其上的光线转换为电信号，从而形成第二图像信息发送给该图像数字处理单元33，公知的，该第二图像信息一般是以视觉上连续的视频信号传输的，表现在技术处理上则由若干连续的帧逐一逐一传输，因而，下文所述的图像的合成实际上也是以帧为单位进行的。

所述存储器30与图像数字处理单元33之间存在电性连接关系，存储器30上以图像文件的形式，或者以数据库的形式预设有若干个第一图像信息，每一第一图像信息与汽车方向盘的一个转向角度一一对应，譬如当汽车转向角度为右转30度时，对应的第一图像信息的文件号为a1.bmp，或者对应的数据记录的行号为第1行；如当汽车转向角度为左转35度时，则相对应的第一图像信息的文件号为a2.bmp或者数据记录行号为第2行等。由于存在此种对应关系，因而，第一图像信息所占据的文件或者数据记录越多，理论上便越能精细地反映出汽车在转向时每个细微角度变化所引起的每个运动轨迹的细微变化。

第一图像信息与第二图像信息的结合便能很好地用于预现并标示出当汽车方向盘处在某一转向角度时，该汽车的倒车运动轨迹。表现在显示屏幕上，则可以是如图4所示，图4中R1和R2代表路面两侧车道标线，属于摄像装置3摄录的第二图像信息，L1和L2为存储器30中读取的第一图像信息，此时汽车方向盘(未图示)被假定固定在某一角度，通过将表征L1和L2具体形状的第一图像信息和表征R1和R2的路面实况的第二图像信息进行叠加，便形成图4所示的合成后图像信息在屏幕上显示，供驾驶者参考。

上述对第一图像信息和第二图像信息进行叠加合成的功能是通过所述图像数字处理单元33、运用OSD技术实现的。该图像数字处理单元33首先通过图3所示的网络收发器35经汽车的总线网络8读取方向盘转角检测器6的角度信息，该角度信息由方向盘转角检测器6在汽车方向盘工作时记录而得；其次，对应该角度信息读取预存在存储器30中的第一图像信息；然后，将第一图像信息与图像传感器32传输来的第二图像信息进行叠加合成，便成为所述合成后图像信息输出。

所述网络收发器35所接入的总线网络8可为CAN或LIN，或者其它用于完成汽车内部仪器和设备间数据和信息传输的总线网络8。该网络收发器35不仅完成收发功能，一般还需要完成解码和编码的功能，本领域内普通技术人员应可知晓此一原理。

图3中示出的连接器4供该摄像装置3的图像数字处理单元33与显示单元5进行电性连接，如前所述，图像数字处理单元33的图像信号也可直接传输给该显示单元5。

公知的，显示单元5中的显示器(未图示)既可以采用模拟显示器也可以采用液晶显示器，只需要在DSP中直接设置图象信息的输出信号格式，既可输出数字信号又可输出模拟信号，可根据显示器的种类来设置哪种信号的输出。在本实施例中采用标准的模拟视频信号输出，则可将图像信号处理单元33直接输出至一部作为显示单元5的模拟显示器(如CRT显示器)上显示。

本领域内普通技术人员在通读本说明书之后，当可知晓，本发明的倒车辅助装置，既可独立为其摄像装置配置显示器，也可与汽车仪表台上的其它设备共用显示器。

所述的图像数字处理单元33适宜采用DSP芯片，但也不限至其它芯片的使用，诸如FPGA。

综上所述，本发明产品一体化程度高，通过对图像数字处理单元33的程序设计，可实现动态或静态OSD线(倒车辅助线，即前述第一图像信息的标示效果，如图4中L1和L2所示)、共用摄像头31的图像数字处理单元33，直接读取CAN或LIN网络上的方向盘转角，成本低，清晰度高，且符合现代汽车的设计理念。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种倒车辅助装置用摄像装置，用于产生同时具有标识倒车轨迹和路面实况的图像信号，包括依次电性连接的摄像头、图像传感器、图像数字处理单元以及存储器，其特征在于，

该存储器预存有标识了车辆倒车时的运动轨迹的第一图像信息，该第一图像信息与车辆方向盘转角检测器上获得的方向盘转向角度信息之间存在一一对应关系；

图像传感器，将经摄像头进入的光线转换为第二图像信息；

图像数字处理单元，用于读取方向盘转角检测器的转向角度信息并根据该对应关系读取存储器中相应的第一图像信息，将第一图像信息与第二图像信息相叠加后形成最终图像信号输出。

2、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：所述图像数字处理单元与一网络收发器电性连接，通过该网络收发器接入车辆的总线网络完成对所述方向盘转角检测器的转向角度信息的读取。

3、根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于：所述总线网络为CAN或LIN。

4、一种倒车辅助装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至3中任意一项所述的摄像装置；

显示单元，用于显示所述图像数字处理单元输出的图像信号。

5、根据权利要求4所述的倒车辅助装置，其特征在于，

所述摄像装置的图像数字处理单元与显示单元之间设有供两者完成可拆卸连接的连接器。

6、根据权利要求4或5所述的倒车辅助装置，其特征在于，所述显示单元中用于显示图像信号的显示器为液晶显示器。

7、一种倒车辅助装置的图像合成显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、摄录路面实况并转换为电信号形成第二图像信息；

2)、通过汽车的总线网络读取方向盘转角检测器中的角度信息；

3)、依据该角度信息读取存储器中对应的具有倒车轨迹标识功能的第一图像信息；

4)、将第一图像信息与第二图像信息进行图像叠加后输出合成图像信息；

5)、将该图像信息输出并显示。

8、根据权利要求7所述的图像合成显示方法，其特征在于：

所述存储器中预存有若干表征了汽车方向盘处于不同转角时的第一图像信息，且建立起每一第一图像信息与第一汽车方向盘的一个转角信息的一一对应关系。

9、根据权利要求7或8所述的图像合成显示方法，其特征在于：所述步骤1)至4)是在该倒车辅助装置内部的摄像装置完成的。

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