CN102152759A - 一种具有视觉装置的汽车后视镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有视觉装置的汽车后视镜，其包括一个可代替现有车内后视镜的具有视觉功能的车内后视镜和两个可代替现有的车外后视镜的具有视觉功能的车外后视镜。本发明的具有视觉装置的后视镜拥有前视双目视觉、后视单目视觉和侧视单目视觉，同时，后视镜的镜片配有可调的双自由度，利用本实施例中的带有视觉系统的后视镜，人们可以实现汽车安全辅助驾驶或自主驾驶和及时预报恶性撞人事故的发生。

Description

一种具有视觉装置的汽车后视镜

技术领域

本发明涉及汽车智能驾驶技术领域，尤其是一种陆路机动车辆上应用的具有视觉装置的汽车后视镜。

背景技术

汽车是人们日常工作生活中不可缺少的交通工具。随着私家车的普及，汽车己变成老百姓的重要消费品之一。因此，汽车的消费市场是庞大的。但是，汽车产品在安全驾驶领域存在不足之处。

目前，陆路机动车辆主要依赖司机来实现安全驾驶。司机造成的任何差错，都可能导致人员伤亡。根据统计数字，每个汽车大国每年都有上万人死于交通事故。因此，通过改善汽车本身的智能安全系统的方式来减少陆路交通事故及人员伤亡，或者实现无人驾驶汽车是汽车业发展的一个趋势。

如果汽车后视镜具有视觉功能，就可以具有自动测距、测速、测障碍和测车道等功能，从而辅助驾驶员安全驾驶、及时预报恶性撞人事故的发生或者为汽车无人驾驶提供实时路况信息。后视镜是每辆汽车必备的配件。普通的后视镜非常简单，它只是反射车后的场景到驾驶员的眼睛。高级的后视镜可能配置有液晶显示屏和GPS导航仪，但是，它不具备视觉功能，同时，车内后视镜的镜片没有可控的自由度。

至今，市场上还没有具备视觉功能的后视镜。

发明内容

针对以上现有的汽车后视镜的不足，本发明的目的是提供一种新型具有视觉装置的汽车后视镜。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：一种带有视觉装置的汽车后视镜，其包括一个车内后视镜和两个车外后视镜，所述车内后视镜包括一前盖、一后盖、嵌设于前盖上部的一后视摄像头、嵌设于前盖中央的镜片、设置于前盖下端的调节开关、一后盖、一用于连接汽车车身的固定板、一用于连接固定板和后盖的安装杆、一嵌入式电脑、二前视摄像头及一与镜片连接的换向器，前盖和后盖闭合，其内构成一收容空间，该收容空间内设置二对称的滑槽，该二前视摄像头分别固定于该二滑槽的上部边缘，该二前视摄像头的镜头位于设置于后盖上的与镜头位置对应的孔内，嵌入式电脑的两侧边与该二滑槽卡合，并可沿该二滑槽上下滑动，嵌入式电脑经后盖下端的开口进出该收容空间；所述二车外后视镜分别包括用于将其固定于汽车上的一支持件、与该支持件连接的一围框状保持件、设置于保持件内的一镜片及嵌设于保持件下部的一侧视摄像头。

作为本发明优选的技术方案，所述嵌入式电脑包括处理器、与处理器信号连接的显示器、3G通讯系统、音响、麦克风和若干标准接口，嵌入式电脑的音响和麦克风分别对应设置于前盖上部的音响孔及麦克风孔。

作为本发明优选的技术方案，所述前视摄像头、后视摄像头及侧视摄像头均为USB摄像头或小区监控摄像头、防爆摄像头，其输出接头为USB接头、Firewire接头、或Ethernet接头，输出接头分别连接至嵌入式电脑的对应接口。

作为本发明优选的技术方案，嵌入式电脑的处理器接收来自于前视摄像头、后视摄像头、侧视摄像头和麦克风的信号并进行相应的处理后，将有关的安全驾驶信息通过显示屏或音响传递给驾驶员，以实现汽车安全辅助驾驶。

作为本发明优选的技术方案，所述换向器内设有两个电动机和两个减速器，该二电动机通过减速器减速之后可驱动换向器向上、下、左、右等四个方向转动，从而带动车内后视镜的镜片做同方向转动。

作为本发明优选的技术方案，所述调节开关包括上调开关、下调开关、左调开关及右调开关，其均为按钮式开关，选择按下其中一个开关，所述车内后视镜的镜片即向该开关所示方向转动。

作为本发明优选的技术方案，所述车内后视镜中的换向器与镜片组成双自由度镜片，该双自由度镜片的双自由度半自动控制电路包括：

右调支路：该支路包括一第一常闭行程开关、第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关及一左右转动的第一电动机，按下所述右调开关时，该二双刀双掷开关同时向同一方向闭合，该第一常闭行程开关与该第一电动机串联连接；

左调支路：该支路包括一第二常闭行程开关、第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关及第一电动机，按下所述左调开关时，该二双刀双掷开关同时向另一相同方向闭合，该第二常闭行程开关与该第一电动机串联连接；

上调支路：该支路包括一第三常闭行程开关、第三双刀双掷开关、第四双刀双掷开关及一上下转动的第二电动机，按下上调开关时，该二双刀双掷开关同时向同一方向闭合，该第三常闭行程开关与该第二电动机串联连接；

下调支路：该支路包括一第四常闭行程开关、第三双刀双掷开关、第四双刀双掷开关及第二电动机，按下下调开关时，该二双刀双掷开关同时向另一相同方向闭合，该第四常闭行程开关与该第二电动机串联连接；

上述各支路均连接一共同的外接电源。

作为本发明优选的技术方案，所述车内后视镜中的换向器与镜片组成双自由度镜片，该双自由度镜片的双自由度全自动控制方法为：所述后视摄像头捕捉驾驶员的图像信息，该图像信息通过数据线传输至嵌入式电脑的处理器，嵌入式电脑的处理器计算处理所述图像信息以及确定驾驶员的头部位置，并根据驾驶员头部与车内后视镜之间的距离和方位，确定镜片相对于驾驶员头部所需要转动的理想角度，换向器中的电动机接收到来自嵌入式电脑的理想角度值后，驱动镜片进行调整，以实现镜片相对于驾驶员的最佳角度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的具有视觉装置的后视镜拥有前视双目视觉、后视单目视觉和侧视单目视觉，同时，后视镜的镜片配有可调的双自由度，利用本实施例中的带有视觉系统的后视镜，人们可以实现汽车安全辅助驾驶或自主驾驶和及时预报恶性撞人事故的发生。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明具有视觉装置的汽车后视镜的车内后视镜前视图；

图2是本发明具有视觉装置的汽车后视镜的车内后视镜后视图；

图3是本发明具有视觉装置的汽车后视镜的车内后视镜结构分解示意图；

图4是本发明双自由度镜片的双自由度半自动调节控制电路示意图；

图5是本发明具有视觉装置的汽车后视镜的左车外后视镜前视图；

图6是本发明具有视觉装置的汽车后视镜的右车外后视镜前视图。

具体实施方式

本发明具有视觉装置的汽车后视镜包括一车内后视镜和二车外后视镜。

如图1至图3所示，所述车内后视镜包括用于将后视镜固定于汽车上的一固定板1、一前盖3、嵌设于前盖3上部的一后视摄像头4、嵌设于前盖3中央的镜片7、设置于前盖下端的调节开关9、一后盖10、一连接固定板1和后盖10的安装杆2、一嵌入式电脑8、二前视摄像头11及一换向器12，前盖3和后盖10闭合，其内构成一收容空间，该收容空间内设置二对称的滑槽13，该二前视摄像头11分别固定于该二滑槽11的上部边缘，该二前视摄像头11的镜头位于设置于后盖10上的与镜头位置对应的孔内，嵌入式电脑8的两侧边与该二滑槽13卡合，并可沿该二滑槽13上下滑动，嵌入式电脑8可经后盖10下端的开口从收容空间内拉出来或推进去。

固定板1和安装杆2组成后视镜固定器，其作用在于将后视镜固定于汽车的挡风玻璃上，并支撑整个后视镜。

所述嵌入式电脑8包括处理器、与处理器信号连接的显示器、3G通讯系统、音响、麦克风和其它标准接口，其作用是处理图像信息、人机交互以及和汽车内外部的通讯；嵌入式电脑8的音响和麦克风分别对应设置于前盖3上部的音响孔5及麦克风孔6。

该二前视摄像头11构成一双目摄像头，其作用是拍摄清晰的双目图像，本实施例中，前视摄像头11可以采用普通USB摄像头或其它工业用途的摄像头，如：小区监控摄像头、防爆摄像头等，其输出接头可以是USB，Firewire，或Ethernet，输出接头连接至嵌入式电脑8。

后视摄像头4的作用是拍摄清晰的后视单目图像，本实施例中，后视摄像头4可以采用普通USB摄像头或其它工业用途的摄像头，如：小区监控摄像头、防爆摄像头等，其输出接头可以是USB，Firewire，或Ethernet，其输出接头连接至嵌入式电脑8。

换向器12设置于镜片7后部，换向器12的功能是调节反射角度，为镜片7提供双自由度，换向器12与镜片7组成双自由度镜片，其作用是反射车后的场景到驾驶员的眼睛。换向器12内设有二电动机及二减速器，该二电动机可驱动换向器12向上、下、左、右等四个方向转动，从而带动镜片7做同方向转动。双自由度镜片可以保证后视镜本体及双目摄像头始终保持在一个固定的方位。

本实施例中，镜片7的双自由度可手动调节、半自动调节或全自动调节，具体为：

手动调节：通过手动直接调节镜片7的最佳视角；

半自动调节：通过按调节开关9的上下左右键来驱动换向器相应的电动机，电动机驱动镜片转动，从而调节镜片的最佳角度；

全自动调节：通过后视摄像头4捕捉驾驶员的图像，该图像信息通过数据线传输至嵌入式电脑8的处理器，嵌入式电脑8的处理器利用可靠的算法来处理这些图像和确定驾驶员的头部位置，并根据驾驶员头部与车内后视镜之间的距离和方位，确定镜片7相对于驾驶员头部所需要转动的理想角度，换向器12中的电动机接收到来自嵌入式电脑8的理想角度值后，驱动镜片7进行调整，以实现镜片7相对于驾驶员的最佳角度。

本发明调节开关9包括上调开关、下调开关、左调开关及右调开关，其均为按钮式开关，选择按下其中一个开关，镜片7即向该开关所示方向转动。

如图4所示，其为本发明双自由度镜片的双自由度半自动调节控制电路图。该控制电路包括四支路，其具体如下：

右调支路：cgnmeab，该支路包括一个常闭行程开关SQ2、二双刀双掷开关33、34（与左控开关按下时共用）和一个左右转动的电动机31（与左控开关按下时共用）；

左调支路：cfmnhab，该支路包括一个常闭行程开关SQ1、二双刀双掷开关33、34（与右控开关按下时共用）和一个左右转动的电动机31（与右控开关按下时共用）；

上调支路：cdkpoib，该支路包括一个常闭行程开关SQ4、二双刀双掷开关35、36（与下控开关按下时共用）和一个左右转动的电动机32（与下控开关按下时共用）；

下调支路：cdjoplb，该支路包括一个常闭行程开关SQ3、二双刀双掷开关35、36（与上控开关按下时共用）和一个左右转动的电动机32（与上控开关按下时共用）。

受到双刀双掷开关的限制，镜片右转支路和镜片左转支路不会同时接通，镜片上转支路和镜片下转支路也不会同时接通。

其中，电源为外接电源VCC。

该控制电路图的工作原理如下：

按下右调开关时，二双刀双掷开关33、34同时向上闭合，连通右调支路，换向器12中的电动机31通过设置于换向器12内部的减速器减速之后带动镜片7向右转动；当镜片7转到一定位置，不能再转动时，将触发常闭行程开关SQ2，切断电路，使电动机31不再运转；当镜片7离开右端极限位置时，常闭行程开关SQ2闭合；

按下左调开关时，二双刀双掷开关33、34同时向下闭合，连通左调支路，换向器12中的电动机31通过换向器12内部的减速器减速之后带动镜片7向左转动；当镜片7转到一定位置，不能再转动时，将触发常闭行程开关SQ1，切断电路，使电机不再运转，镜片7不再转动；当镜片7离开左端极限位置时，常闭行程开关SQ1闭合；

按下上调开关时，二双刀双掷开关35、36同时向上闭合，连通上调支路，换向器12中的电动机32通过换向器12内部的减速器减速之后带动镜片7向上转动；当镜片转到一定位置，不能再转动时，将触发常闭行程开关SQ4，切断电路，使电动机32不再运转；当镜片7离开上端极限位置时，常闭行程开关SQ4闭合；

按下下调开关时，二双刀双掷开关35、36同时向下闭合，连通下调支路，换向器12中的电动机32通过换向器12内部的减速器减速之后带动镜片7向下转动；当镜片7转到一定位置，不能再转动时，将触发常闭行程开关SQ3，切断电路，使电动机32不再运转；当镜片离开下端极限位置时，常闭行程开关SQ3闭合。

如图5及图6所示，本发明具有视觉装置的汽车后视镜中的车外后视镜包括用于将外后视镜固定于汽车上的一支持件14、镜片16的保持件15，嵌设于保持件15下方的一个侧视摄像头17。两个侧视摄像头17的作用是拍摄汽车两侧清晰的单目图像，本实施例中，侧视摄像头17可以采用普通USB摄像头或其它工业用途的摄像头，其输出方式可以采用有线连接或无线连接，输出接头可以是USB，Firewire，或Ethernet，其输出信号连接至嵌入式电脑8。

嵌入式电脑8的处理器接收来自于前视摄像头11、后视摄像头4、侧视摄像头17和麦克风的信号并进行相应的处理后，将有关的安全驾驶信息通过显示屏或音响传递给驾驶员，以实现汽车安全辅助驾驶。

Claims (8)

1.一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：包括一个车内后视镜和两个车外后视镜，所述车内后视镜包括一前盖、一后盖、嵌设于前盖上部的一后视摄像头、嵌设于前盖中央的镜片、设置于前盖下端的调节开关、一后盖、一用于连接汽车车身的固定板、一用于连接固定板和后盖的安装杆、一嵌入式电脑、二前视摄像头及一与镜片连接的换向器，前盖和后盖闭合，其内构成一收容空间，该收容空间内设置二对称的滑槽，该二前视摄像头分别固定于该二滑槽的上部边缘，该二前视摄像头的镜头位于设置于后盖上的与镜头位置对应的孔内，嵌入式电脑的两侧边与该二滑槽卡合，并可沿该二滑槽上下滑动，嵌入式电脑经后盖下端的开口进出该收容空间；所述二车外后视镜分别包括用于将其固定于汽车上的一支持件、与该支持件连接的一围框状保持件、设置于保持件内的一镜片及嵌设于保持件下部的一侧视摄像头。

2.根据权利要求1所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：所述嵌入式电脑包括处理器、与处理器信号连接的显示器、3G通讯系统、音响、麦克风和若干标准接口，嵌入式电脑的音响和麦克风分别对应设置于前盖上部的音响孔及麦克风孔。

3.根据权利要求2所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：所述前视摄像头、后视摄像头及侧视摄像头均为USB摄像头或小区监控摄像头、防爆摄像头，其输出接头为USB接头、Firewire接头、或Ethernet接头，输出接头分别连接至嵌入式电脑的对应接口。

4.根据权利要求3所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：嵌入式电脑的处理器接收来自于前视摄像头、后视摄像头、侧视摄像头和麦克风的信号并进行相应的处理后，将有关的安全驾驶信息通过显示屏或音响传递给驾驶员，以实现汽车安全辅助驾驶。

5.根据权利要求1所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：所述换向器内设有两个电动机和两个减速器，该二电动机通过减速器减速之后可驱动换向器向上、下、左、右等四个方向转动，从而带动车内后视镜的镜片做同方向转动。

6.根据权利要求1所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：所述调节开关包括上调开关、下调开关、左调开关及右调开关，其均为按钮式开关，选择按下其中一个开关，所述车内后视镜的镜片即向该开关所示方向转动。

7.根据权利要求6所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：所述车内后视镜中的换向器与镜片组成双自由度镜片，该双自由度镜片的双自由度半自动控制电路包括：

右调支路：该支路包括一第一常闭行程开关、第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关及一左右转动的第一电动机，按下所述右调开关时，该二双刀双掷开关同时向同一方向闭合，该第一常闭行程开关与该第一电动机串联连接；

左调支路：该支路包括一第二常闭行程开关、第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关及第一电动机，按下所述左调开关时，该二双刀双掷开关同时向另一相同方向闭合，该第二常闭行程开关与该第一电动机串联连接；

上调支路：该支路包括一第三常闭行程开关、第三双刀双掷开关、第四双刀双掷开关及一上下转动的第二电动机，按下上调开关时，该二双刀双掷开关同时向同一方向闭合，该第三常闭行程开关与该第二电动机串联连接；

下调支路：该支路包括一第四常闭行程开关、第三双刀双掷开关、第四双刀双掷开关及第二电动机，按下下调开关时，该二双刀双掷开关同时向另一相同方向闭合，该第四常闭行程开关与该第二电动机串联连接；

上述各支路均连接一共同的外接电源。

8.根据权利要求3所述的一种带有视觉装置的汽车后视镜，其特征是：所述车内后视镜中的换向器与镜片组成双自由度镜片，该双自由度镜片的双自由度全自动控制方法为：所述后视摄像头捕捉驾驶员的图像信息，该图像信息通过数据线传输至嵌入式电脑的处理器，嵌入式电脑的处理器计算处理所述图像信息以及确定驾驶员的头部位置，并根据驾驶员头部与车内后视镜之间的距离和方位，确定镜片相对于驾驶员头部所需要转动的理想角度，换向器中的电动机接收到来自嵌入式电脑的理想角度值后，驱动镜片进行调整，以实现镜片相对于驾驶员的最佳角度。

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