CN102067596A - 使用多个视频源提供和显示视频信息的系统 - Google Patents

使用多个视频源提供和显示视频信息的系统 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个方面，提供一种用于在车辆中提供和显示视频信息的系统。所述系统包括具有视频输入端子的显示器设备；可安装在所述车辆的后部的第一相机，所述第一相机具有第一视频输出端子；可安装在所述车辆的乘客侧的第二相机，所述第二相机具有第二视频输出端子；其中所述第一视频输出端子和所述第二视频输出端子并联连接到所述显示器设备的所述视频输入端子，以及配置为一次保持不多于一个相机被激活的相机控制设备。

Description

使用多个视频源提供和显示视频信息的系统
技术领域
本发明总体上涉及用于显示来自多个视频源的视频输入的车辆系统，并且尤其涉及包括共享公共显示器的两个或者更多相机的汽车相机系统。
背景技术
已知在车辆的后部提供面向后方的相机或者成像传感器或者设备，该相机或者成像传感器或者设备具有通常向后方和向下方的视场以捕捉位于车辆正后方区域的图像用于后视系统或者倒车辅助系统等。这样的后视设备和系统的示例在专利号为7,005,974；6,989,736；6,757,109；6,717,610；6,396,397；6,201,642；6,353,392；6,313,454；5,550,677；5,670,935；5,796,094；5,877,897；6,097,023和6,498,620的美国专利以及公开号为WO 2004/047421 A2的PCT申请中有所描述，在此以引用的方式结合这些专利和专利申请的全部内容。
对于停放到沿着街道的并行停车位来说，提供安装在车辆的乘客侧面上、通常面向后方并且朝向该侧面的相机，从而为驾驶员提供到车辆的该侧面的路缘和其它对象的更好的观察也是已知的。
为了将两个或者更多视频源连接到相同的显示器，通常使用视频开关在交替的视频源之间切换(toggle)。使用视频切换的车中视频架构的示例在专利号为7,050,089的美国专利中有所说明，在此以引用的方式结合其全部内容。视频开关可以是独立的控制单元或者与例如显示器设备的其它控制单元集成。
尽管视频开关在两个或者更多相机之间共享一个显示器是有用的，但是其显著地增加了成本。因此，期望在不需要视频开关的情况下在两个或者更多相机之间共享一个显示器设备。
发明内容
按照一方面，本发明涉及一种用于在车辆中提供和显示视频信息的系统。所述系统包括具有视频输入端子的显示器设备；各具有视频输出端子的多个视频源，其中所述视频输出端子从所述视频源并联连接到所述显示器设备的所述视频输入端子；以及配置为在所述显示器为活动时一次保持不多于一个视频源被激活的视频源控制设备。
在具体实施例中，所述视频源中的一个或者多个可以是相机。例如，所述视频源中的一个视频源可以是所述车辆上安装在后部的后视相机。作为另一示例，所述视频源中的一个视频源可以是安装在所述车辆的侧面以在所述车辆的停放期间提供对路缘的观察的相机。
所述视频源控制设备被配置为控制所述视频源的激活和去激活。所述视频源控制设备还被配置为控制所述显示器设备的激活和去激活。所述视频源控制设备可以经由适合于车辆使用的串行数据总线与所述视频源通信，以根据需要指示所述视频源激活或者去激活。
在另一方面，本发明涉及一种用于车辆的相机。所述相机包括图像传感器、微控制器和串行数据接口。所述图像传感器具有配置为将由所述图像传感器捕获的视频流传输到相机视频输出连接器的图像传感器视频输出端子。所述图像传感器视频输出端子包括视频加电导管和视频减电导管。所述微控制器可操作地连接到所述图像传感器。所述串行数据接口允许所述微控制器与所述车辆中的至少一个其它电子控制模块通信。提供与开关串联连接并且具有所选阻抗的电阻器，其中所述电阻器和所述开关连接所述视频加电导管和所述视频减电导管。所述开关可由所述微控制器打开以将所述图像传感器视频输出端子去激活为高阻抗状态并且可闭合以激活所述图像传感器视频输出端子。所述微控制器被配置为符合通过打开所述开关经由所述串行数据接口从所述车辆中的另一电子控制模块接收的所选消息。
在又一方面，本发明涉及一种用于在车辆中的多个视频源之间进行切换的方法，其中所述视频源并联连接到显示器设备，并且包括一个被激活的视频源以及至少一个被去激活的视频源，所述方法包括：
a)去激活所述被激活的视频源；以及
b)激活一个被去激活的视频源。
在另一方面，本发明涉及一种用于在车辆中的多个视频源之间进行切换的方法，其中所述视频源并联连接到显示器设备，并且包括一个被激活的视频源以及至少一个被去激活的视频源，所述方法包括：
a)去激活所述显示器设备；
b)去激活所述被激活的视频源；
c)在步骤a)和b)的至少一个之后激活一个被去激活的视频源；以及
d)激活所述视频显示器设备。
在又一方面，本发明涉及一种视频选择系统，所述系统包括各具有视频输出端子的多个视频源；配置为选择性提供所述视频源中所选择的任一个视频源与显示器设备的视频输入端子之间的连接的视频选择器开关；视频源控制设备，所述视频源控制设备可操作地连接到所述视频源并且连接到所述视频选择器开关，以使得所述视频源控制设备被配置为控制哪一个视频源连接到所述显示器设备，并且配置为在所述显示器设备为活动时在任意给定时刻允许不多于一个视频源为活动。
附图说明
图1是在本发明的一个方面中使用的相机的方框图。
图2是图1的视频调节框在单端配置中使用时的更加详细的视图。
图3是图1的视频调节框在差分视频配置中使用时的更加详细的视图。
图4是图1的视频调节框在具有可变电阻的单端视频配置中使用时的更加详细的视图。
图5是图1的视频调节框在具有可变电阻的差分视频配置中使用时的更加详细的视图。
图6是示出具有两个相机、显示器设备以及相机控制设备的示例性车辆相机系统的方框图。
图7是示出具有四个视频源、显示器设备以及视频选择器设备的示例性视频系统的方框图。
具体实施方式
参照图6，其示出了根据本发明实施例的用于显示来自在车辆中使用的多个视频源的视频输入的系统10的示意图。图6中示出的系统10包括并联连接到公共显示器设备14的多个视频源11。视频源11可以分别是任何适合的视频信号源，诸如相机(例如安装在后部的后视相机或者安装在侧面的后视相机)、DVD播放器、车辆导航系统或者到外部用户提供的电子设备的连接。在图6所示的实施例中，两个相机12，各自表示为12a和12b，构成多个视频源。第一相机12a可以例如安装在车辆的后部，而第二相机12b可以安装在车辆的侧面。
相机12并联连线到显示器设备14中表示为16的公共视频输入端子。配置相机12以使得能够对来自视频源控制设备18的指令做出响应而激活和去激活表示为17的其视频输出端子(并且分别表示为第一相机12a上的17a以及第二相机12b上的17b)，在其中全部视频源11都是相机12的图6所示实施例中，将该视频源控制设备18称为相机控制设备18。可以将视频输出端子17称为相机视频输出端子。
相机控制设备18通过串行数据总线20与相机12通信。相机控制设备18在任意给定时刻激活不多于一个相机12并且去激活系统10中的任何其它相机12。按照这种方式，中央相机控制设备18用作中央仲裁逻辑，控制在任意给定时刻哪一个相机12接入显示器设备14。
中央相机控制设备18可以基于与用户的互动选择哪一个相机12为活动。例如，可以在车辆舱室中提供可由车辆驾驶员用于选择哪一个相机12激活的开关或者可重新配置的菜单。中央相机控制设备18也可以基于从车辆内的其它控制单元接收的数据自动选择哪一个相机12激活，该其它控制单元例如是表示齿轮位置、转向角、来自导航系统的停车位取向信息、或者根据图像处理系统、雷达传感器系统、超声测距系统或者LIDAR传感器系统获取的情形分析信息的控制单元。
可选择地，可以配置显示器设备14以防止在两个相机12之间切换时出现不期望的伪影(artifact)。可以使用下面的方法执行将要显示的视频从一个相机12切换到另一个相机12(例如从第一相机12a切换到第二相机12b)：相机控制设备18临时去激活显示器设备14。例如，相机控制设备18可以命令显示器设备14显示黑屏。在显示器设备14被去激活时，在其输入处的任何视频数据或者视频伪影都被忽略并且对于车辆的用户不可视。接下来，相机控制设备18沿着串行数据总线20向当前活动的第一相机12a发送第一串行数据消息，指示第一相机以去激活其输出。对第一串行数据消息做出响应，第一相机去激活其输出17a。相机控制设备18还沿着串行数据总线20向当前被去激活的第二相机12b发送第二串行数据消息。对第二串行数据消息做出响应，第二相机12b开始产生视频。最后，相机控制设备重新激活显示器设备14以显示在其视频输入端子16处接收的视频。
不需要按照所描述的步骤的精确顺序执行上述方法。例如，在相机控制设备18去激活显示器设备14之前可以向第一相机12a发送指令以去激活。
还将注意到，在其中显示器设备14被去激活作为第一步骤的实施例中，在被去激活的相机的激活之前，已激活的相机不需要被去激活。这是因为，在显示器设备14被去激活时，两个被激活的相机12之间的串扰是可允许的。结果，在其中显示器设备14被去激活作为第一步骤的实施例中，相机控制设备18不需要在任何给定时刻仅保持一个相机12为活动。相反，在显示器设备14被激活时，相机控制设备18在任意给定时刻仅保持一个相机12为活动。
上述方法防止了在两个相机12之间切换时不期望的伪影的出现。将理解，显示器设备14的去激活和随后的激活是可选择的并且可通过以下步骤实施在车辆中并联连接到显示器设备的相机12之间进行切换的方法：去激活活动的相机；以及激活被去激活的相机，从而在任意给定时刻仅一个相机被激活。
参照图1，系统10内使用的相机12可以分别包括透镜23；用于从透镜23接收图像的诸如CMOS图像传感器的图像传感器24；视频调节元件26；振荡器28；电源30；微控制器32；用于连接到车辆内的电功率源的控制器34；用于连接到地的接地连接器35；用于经由串行数据总线与诸如相机控制设备18(图6)的另一部件通信并且包括收发器36a和相关联的连接器36b的串行数据接口36以及视频输出端子17。在图1所示的实施例中，串行数据接口36是CAN接口，然而该串行数据接口可以用于在本领域已知的任何其它适合总线上，例如LIN，Flexray，MOST或者以太网，通信的本领域已知的任何其它适合类型的接口。
在相机控制设备18(图6)去激活或者激活相机时，可以通过经由串行数据接口36向微控制器32发送指令来进行。微控制器32然后根据需要控制相机12的内部部件以执行去激活或者激活。
相机12经由视频输出端子17与显示器设备14通信。视频输出端子17提供合成视频信号，这可以根据诸如NTSC标准格式的任何适合格式提供。
图像传感器24具有表示为40的图像传感器视频输出端子，该视频输出端子由视频加电导管41(可称为视频加线路)和视频减电导管42(可称为视频减线路)构成。图像传感器视频输出端子40通过视频调节元件26到达相机视频输出端子17。
在图2所示的实施例中，视频调节元件26包括位于视频加线路41与视频减线路42之间的150欧姆电阻器43，以及连接到视频减线路42并且表示为44的接地连接。在这样装配的两个相机12并联设置时，如图2所示，相机12具有75欧姆的并联电阻，从而符合在汽车应用中1Vpp NTSC合成视频输出端子中使用的标准阻抗。
在图3所示的另一配置中，视频调节元件26可以包括差分视频输出端子，其中每一个输出线路41和42经由单独的75欧姆电阻器46连接到地，从而两条输出线路41和42之间的电阻是150欧姆。因而，在图3所示的配置中，两个相机12a和12b的并联电阻是75欧姆。
取决于具体车辆中的线束(wiring harness)配置，可以期望使用两个或者更多相机12之间不对称的电阻分布以最小化耦合到从相机12馈送到显示器设备14的视频中的噪声。可以根据期望选择每一个并联相机12的电阻，同时对于所有相机12提供大致75欧姆的并联电阻。换句话说，相机12中的电阻不需要相同。每一个相机12可以具有与系统10中任何其它相机12中的电阻相同或者不同的单独选择的电阻，同时保持整体并联电阻为75欧姆或者大约75欧姆。
在另一配置中，如图4所示，开关48可以与输出线路41和42之间的75欧姆电阻器50串联设置。在相机控制设备18(图6)指示相机12以去激活其本身时，由微控制器32执行的步骤的其中之一是打开开关48，从而将图像传感器视频输出端子40切换到具有非常高阻抗(例如几千欧姆)的状态。在相机控制设备18指示相机以激活其本身时，由微控制器32执行的步骤的其中之一是闭合开关48以使得图像传感器视频输出端子40具有选择的操作阻抗，例如75欧姆。并联的相机12包括是活动的并且因此具有75欧姆输出阻抗的一个相机12(例如相机12a)，以及具有几千欧姆阻抗的相机12(例如相机12b)，以使得相机12的并联电阻为大致75欧姆标准。
更具体地说，相机控制设备18接通一个相机12(例如相机12a)上的开关48，从而激活该相机，并且打开另一相机12(例如相机12b)上的开关48从而去激活该另一相机。活动的相机12a因此具有75欧姆的输出阻抗，而另一相机12b具有几千欧姆的非常高的输出阻抗，以使得相机12的并联电阻为大致75欧姆标准。当期望在显示器设备14上显示来自第二相机12b的视频时，相机控制设备18打开第一相机12a上的开关48并且闭合第二相机12b上的开关。
图5中所示的配置可以与图4中所示的配置类似，除了图5中所示的配置提供差分输出端子，而在图4中的配置中输出端子是单端的。因而，图5中所示的配置不包括到视频减线路42的接地连接。
在图2-6所示的实施例中，示出了两个视频源11(即两个相机12)作为系统10的一部分。然而，应注意到，系统10中可以包括任何适合数量的视频源11。可以基于并联连接的视频源11的整体数量选择具体是在图2和图3所示的实施例中在每一个相机中使用的特定电阻以提供选择的并联电阻(例如75欧姆)。
显示器设备14可以是任何适合类型的显示器设备，例如位于能够由车辆驾驶员观看的位置的仪表盘安装的液晶显示器。可选地，显示器设备14上可以包括触摸屏接口或者任何其它用户接口。
参照图7，其示出了根据本发明另一实施例的用于在车辆中提供和显示视频信息的系统100。在系统100中，多个视频源11(分别表示为11a，11b，11c和11d)由视频源控制设备18控制并且在其输出端子17a，17b，17c和17d处连接到视频选择器开关102的四个输入端子101(分别表示为101a，101b，101c和101d)，该视频选择器开关102在其本身输出端子106处连接到视频显示器设备14的输入端子16。视频源控制设备18经由串行数据网络20控制视频源11的操作并且还控制视频选择器开关54的操作。如在图2-6中所示的实施例，视频源控制设备18每次激活一个视频源11，同时保持所有其它视频源11被去激活。
在示例性实施例中，用于改变来自视频源11a到视频源11c的活动视频源的方法包括以下步骤：相机控制设备18临时去激活显示器设备14。视频源控制设备18对已激活的视频源11a去激活。视频源控制设备18然后移动视频选择器开关以将视频源11c连接到显示器设备14。视频源控制设备18然后激活视频源11c。相机控制设备18重新激活显示器设备14以显示从视频源11c接收的视频。
应注意到，视频源控制设备18在激活视频源11c之前可以重新激活显示器设备14。此外，控制设备18在去激活显示器设备14之前可以对已激活的视频源11a去激活。
由于在任意给定时刻仅一个视频源11产生视频，视频选择器开关102可以是简单的机电继电器或者其它相对便宜的切换设备，不需要用于防止其输入之间的串扰的任何预防措施。
关于上述实施例中的任意一个，在活动视频源的去激活以及被去激活的视频源的激活期间会存在一些小的时间重叠。这样的时间重叠会持续几毫秒。然而，在这样的实施例中，要考虑视频源控制设备18在给定时刻仅保持一个视频源为活动以保持所有其它视频源被去激活。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员来说将很明显，本发明并非局限于所公开或者说明的实施例，相反，本发明旨在覆盖包括在下面权利要求的精神和范围内的各种其它修改、替代、变型和较宽范围的等同物结构。

Claims (32)

1.一种用于在车辆中提供和显示视频信息的系统，包括：
具有视频输入端子的显示器设备；
可安装在所述车辆的后部的第一相机，所述第一相机具有第一视频输出端子；
可安装在所述车辆的乘客侧的第二相机，所述第二相机具有第二视频输出端子，其中所述第一视频输出端子和所述第二视频输出端子并联连接到所述显示器设备的所述视频输入端子；以及
相机控制设备，配置为在所述显示器设备为活动时一次保持不多于一个相机被激活。
2.如权利要求1所述的系统，其中每一个相机具有大约150欧姆的输出阻抗，并且所述第一相机和所述第二相机的并联电阻大约为75欧姆。
3.如权利要求2所述的系统，其中每一个视频源具有经由150欧姆电阻器连接到一起的视频加输出线路和视频减输出线路，并且其中所述视频减输出线路连接到地。
4.如权利要求2所述的系统，其中每一个相机具有视频加输出线路和视频减输出线路，并且其中所述视频加输出线路和所述视频减输出线路中的每一个经由75欧姆电阻器连接到地。
5.如权利要求1所述的系统，其中每一个相机具有视频加输出线路和视频减输出线路，以及连接在所述视频加输出线路与所述视频减输出线路之间的75欧姆电阻器和与所述75欧姆电阻器串联的开关。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述视频减输出线路连接到地。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一视频源和所述第二视频源共同具有大约75欧姆的并联电阻。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述相机控制设备被配置为经由串行数据总线向所述多个相机发送指令以在所述显示器设备为活动时一次保持不多于一个相机被激活。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述视频源控制设备还被配置为控制所述显示器设备的激活和去激活。
10.如权利要求1所述的系统，其中所述相机控制设备还被配置为在所述显示器设备被去激活时一次保持不多于一个相机被激活。
11.一种用于车辆的相机，包括：
图像传感器，所述图像传感器具有配置为将由所述图像传感器捕获的视频流传输到相机视频输出连接器的图像传感器视频输出端子，其中所述图像传感器视频输出端子包括视频加电导管和视频减电导管；
可操作地连接到所述图像传感器的微控制器；
配置为允许所述微控制器与所述车辆中的至少一个其它电子控制模块通信的串行数据接口；
与开关串联连接并且具有所选阻抗的电阻器，其中所述电阻器和所述开关连接所述视频加电导管和所述视频减电导管，其中所述开关可打开以将所述图像传感器视频输出端子切换到高阻抗状态并且可闭合以将所述图像传感器视频输出端子切换到操作阻抗状态；
其中所述微控制器被配置为符合通过打开所述开关经由所述串行数据接口从所述车辆中的另一电子控制模块接收的所选消息。
12.如权利要求11所述的相机，其中所述视频减电导管进一步连接到地。
13.一种用于在车辆中的多个视频源之间进行切换的方法，其中所述视频源并联连接到显示器设备，并且包括一个被激活的视频源以及至少一个被去激活的视频源，所述方法包括：
a)去激活所述显示器设备；
b)去激活所述被激活的视频源；
c)在步骤a)和b)中的至少一个之后，激活一个被去激活的视频源；以及
d)激活所述视频显示器设备。
14.如权利要求13所述的方法，其中在步骤b)之前执行步骤a)。
15.如权利要求13所述的方法，其中在步骤a)之前执行步骤b)。
16.如权利要求13所述的方法，其中在步骤a)之后执行步骤c)。
17.如权利要求13所述的方法，其中在步骤a)和b)之后执行步骤c)。
18.一种用于在车辆中的多个视频源之间进行切换的方法，其中所述视频源并联连接到显示器设备，并且包括一个被激活的视频源以及至少一个被去激活的视频源，所述方法包括：
a)去激活所述被激活的视频源；以及
b)激活一个被去激活的视频源。
19.如权利要求18所述的方法，其中在步骤b)之前执行步骤a)。
20.一种用于在车辆中提供和显示视频信息的系统，包括：
具有视频输入端子的显示器设备；
各具有视频输出端子的多个视频源，其中所述视频输出端子从所述视频源并联连接到所述显示器设备的所述视频输入端子；以及
视频源控制设备，配置为在所述显示器为活动时一次保持不多于一个视频源被激活。
21.如权利要求20所述的系统，其中所述多个视频源包括两个视频源，并且其中每一个视频源具有大约150欧姆的输出阻抗，并且所述第一视频源和所述第二视频源的并联电阻为大约75欧姆。
22.如权利要求21所述的系统，其中每一个视频源具有经由150欧姆电阻器连接到一起的视频加输出线路和视频减输出线路，并且其中所述视频减输出线路连接到地。
23.如权利要求21所述的系统，其中每一个相机具有视频加输出线路和视频减输出线路，并且其中所述视频加输出线路和所述视频减输出线路中的每一个经由75欧姆电阻器连接到地。
24.如权利要求20所述的系统，其中每一个视频源具有视频加输出线路和视频减输出线路，以及连接在所述视频加输出线路与所述视频减输出线路之间的75欧姆电阻器和与所述75欧姆电阻器串联的开关。
25.如权利要求24所述的系统，其中所述视频减输出线路连接到地。
26.如权利要求20所述的系统，其中所述视频源共同具有大约75欧姆的并联电阻。
27.如权利要求20所述的系统，其中所述视频源控制设备被配置为经由串行数据总线向所述多个视频源发送指令以在所述显示器设备为活动时一次保持不多于一个视频源被激活。
28.如权利要求20所述的系统，其中所述视频源控制设备还被配置为控制所述显示器设备的激活和去激活。
29.如权利要求20所述的系统，其中所述视频源控制设备还被配置为在所述显示器设备被去激活时一次保持不多于一个视频源被激活。
30.一种用于在车辆中提供和显示视频信息的系统，包括：
多个视频源，每一个视频源具有视频输出端子；
视频选择器开关，配置为选择性提供所述视频源中所选择的任一个视频源与显示器设备的视频输入端子之间的连接；以及
视频源控制设备，可操作地连接到所述视频源并且连接到所述视频选择器开关，以使得所述视频源控制设备被配置为控制哪一个视频源被连接到所述显示器设备，并且被配置为在所述显示器设备为活动时在任意给定时刻允许不多于一个视频源为活动。
31.如权利要求30所述的系统，其中所述视频选择器开关包括机电继电器。
32.如权利要求30所述的系统，其中所述视频源控制设备可操作地连接到所述显示器设备以控制所述显示器设备为活动还是被去激活。
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