CN102695037B - 一种车载多视点摄像头画面的切换和表示方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种驾驶员容易理解的环视系统图像显示方式，通过屏幕拖动以及直接选择环视画面来达到快捷的屏幕切换和直观的信息提示功能，帮助驾驶员理解目前观测画面的空间位置。本发明解决了驾驶员在摄像头切换过程中操作上不便，保证了切换操作的可选择性并且更加贴合用户的使用习惯，同时给予驾驶员直观明确的提示信息，指示当前所观测的位置。本发明使系统操作起来更加的简单化，提示的信息更加的醒目，避免了繁琐的步骤和含糊的信息。

Description

一种车载多视点摄像头画面的切换和表示方法

技术领域

本发明涉及车载多目摄像机环视系统，尤其是一种车载多目摄像机环视系统的摄像头画面的切换和表示方法。

背景技术

当今社会，汽车已成为一种必不可少的交通工具。人们在享受汽车带来的方便和快捷的同时，汽车交通事故，汽车尾气排放带来的环境污染以及交通阻塞带来的问题，已成为日益严峻的全球性社会问题。因此，利用各种先进的汽车安全技术、设备和理念减少交通事故和提高汽车安全有很大的市场潜能。

上一世纪90年代以后，随着电子技术、控制技术、传感器技术和新材料在汽车产品中的广泛应用，汽车安全技术得到了更加迅猛的发展。现如今，汽车安全技术的研究已由单一安全技术的研发，向各种安全技术相融合协同的集成化、系统化和智能化方向发展。智能化的汽车安全系统以现代探测技术、光电传感技术、计算机技术和自动控制技术为核心，具有特定的识别判断能力，能在各种复杂情况下自动协助驾驶员或自行控制汽车，确保行车安全。

车载环境感知系统利用各种传感器对车辆自身、周围环境及驾驶员状态等信息进行探测，通过与预先设定的标准进行比较，判别车辆是否处于危险状态及危险程度，必要时能够通过声、光等方式向驾驶员进行预警。

目前车载环境感知系统使用的传感器主要有：1）单目或多目摄像机系统，通过对实时采集来的环境图像进行处理得到相关距离，位置等信息；2）激光雷达或毫米波雷达，通过发出并接收红外激光或者电波，根据多普勒效应，计算周边障碍物的距离和位置等信息；3）声纳，通过定向发出并接收超声波，计算周边障碍物的距离和位置等信息。

比较起来，激光或毫米波雷达可测范围广，抗外界恶劣环境的能力强，但通常只有一层或数层扫描面，无法获得整个场景的三维立体信息，而且价格昂贵。声纳只适用于近距测量（比如倒车用），而且只有照射方向上的一点信息。车载摄像机系统通过视觉得到信息，是目前应用最广泛也是最有前景的传感器之一。比如倒车摄像头是应用最普遍的一种车载视觉系统。它一般安装在车辆后部，方向朝侧下方。在驾驶员倒车时，系统自动接通车载显示屏，为驾驶员提供后方广域景象。

为了让驾驶员更准确的了解车辆周边的障碍物等危险信息，系统通过视角的变换处理将原有的具有一定俯角的图像变换为垂直朝下的虚拟摄像机图像（如图1所示）。

倒车摄像机多用于比较复杂的倒车环境，但一台摄像头的视野有限，在车辆前方侧方障碍物较多的情况下，通常采用多台摄像机构成车辆环视系统，为驾驶员提供车辆360度完整的环境感知信息。

车辆环视系统主要是通过安装在车辆前后左右的多台摄像头拍摄的图像，经过前述的视角变换处理得到多张虚拟以车辆为中心垂直向下的俯视图，并通过合成算法拼接为一张完整俯视图（如图2所示）。

本专利适用于车载环视驾驶辅助系统及环视倒车辅助系统。

(1)与本发明相关的现有技术一：环视图像合成图

安装在车辆前后左右的摄像头经过视点变换之后，分别形成多张虚拟垂直拍摄的俯视图像。如图3所示。

在初始标定处理过程中，各台相机相对于车辆坐标系的位置可以求出。根据摄像头的相对位置数据，可以将这些俯视图像进行合成处理，拼接成一幅车辆环视的全景图。在各台虚拟相机的高度及焦距相同的情况下，这些俯视图像的尺寸比例相同，可以直接进行拼接处理。在拼接后的环绕俯视图上加入自车的俯视示意图，即可得到最后的结果图。如图4所示。

专利文献3：日本专利JPA2002-067158

专利文献4：日本专利JPA2008-34966

(2)与本发明相关的现有技术二：摄像头切换方式以及对应方向的提示

同上所述。图5为两款合成的俯视图加入自车俯视示意图之后形成的界面图，左侧图片显示通过按钮实现前方，左侧，右侧以及后方摄像头的切换。通过图标 来提示用户当前所看到的位置。

在对上述现有技术进行分析后，发明人发现：

现有技术一和现有技术二可以通过多视点的视点变换图像进行拼接，得到环绕俯视图和自车的俯视示意图，分别显示在屏幕的左侧和右侧，但用户在使用环视系统过程中，广角镜头大画面的内容是从哪一台摄像头中获得，看到的是哪一个方向的情景不是非常清楚，不利于使用者进行判断，需要给予更直观、更有效的提示方式。

现有技术二通过图标在屏幕中表示当前所看的位置，但用户在切换摄像头时需要进行依次切换，即只能按固定的顺序，如“前-左-右-后“进行显示，如果当前显示的是前方摄像头的画面，而用户想查看后方摄像头的画面时，必须一直点击按钮经过左侧和右侧的画面之后才能得到用户想要的后方摄像头画面，增加了许多不必要的操作，不利于用户的使用。

发明内容

所述技术方案如下：

摄像头的切换,所述方法包括：（假设当前广角画面为前方摄像头图像）

切换方法1：通过拖动广角画面和直接点击环视画面的方法，实现摄像头画面的切换。

如图6所示，在广角大画面上点击（通过触摸屏）并拖动画面时，相邻摄像头的画面会根据拖动长度逐渐进入视野。比如当前摄像头位置为前方摄像头,向左边拖拽时,根据环视系统构成，右侧摄像头的画面逐渐进入视野。

反之如图7，向右边拖动画面时时左侧摄像头的画面逐渐进入视野。

可以通过拖动的速度来控制画面切换的速度，快速拖动画面时画面切换的速度加快。同时可以拖动的长度决定是否进行画面切换，如果拖动长度小于事前设置的阈值，视野又回到当前画面。

切换方法2：如图9，也可以通过直接点击环视画面中的对应位置，来切换到相应的摄像头的画面。

当前位置的提示,所述方法包括：

如图10，在左侧环视画面上车体中心位置上加入箭头指示图片，箭头指向当前实时画面显示的摄像头方向。

附图说明

图1A、图1B是未处理的倒车影像（三洋电机网页摘录）经过视点变换处理得到虚拟俯视图。

图2A、图2B是多目摄像头构成的车载环视系统（日产公司网页摘录）。

图3是车辆四周多台摄像头的视点变换 。

图4是拼接后的环绕俯视图。

图5A、图5B是环视系统按钮、界面。

图6是向左拖拽画面效果。

图7是向右拖拽画面效果。

图8是切换最终效果说明图。

图9是点击实现摄像头切换。

图10A、图10B是拖拽方式切换时摄像头位置提示信息。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

摄像头的切换。（假设当前广角画面为前方摄像头图像）

切换方法1 实现方法：当用户触摸或者利用其他输入装置（如鼠标等）按下广角画面时，记录触摸位置（x0,y0）和时刻t0。一旦开始拖拽，根据当前触摸位置（x1，y1）计算画面位移量d=x1-x0，以及拖动速度d/t0。如果d<0,说明用户向左拖动画面，从而把广角画面分为左侧画面（当前摄像头广角画面）和右侧画面（相邻右侧摄像头广角画面），每个画面大小可以根据位移量和拖动速度来确定。一旦用户停止触摸，表示拖动完毕，根据最后位置的位移量和拖动速度来确定是否进行画面切换。如果位移量小于事前设置的位移量阈值,同时拖动速度又小于事前设置的画面切换用的拖动速度阈值，表示用户无意进行画面切换，视野又回到当前画面。

如图8为实现步骤说明图。

101:记录开始拖拽前鼠标位置以及时间，以便于控制画面切换过程中的右侧画面的显示效果以及拖拽过程中画面移动的速度，同时是最终画面的判断条件。

102:记录拖拽后的鼠标位置，做为拖拽后画面的判断条件。

103:计算拖拽的距离与拖拽的速度。

104:由拖拽距离的正负判断是向右还是向左拖拽。

105，110:右侧画面显示的判断，若向右拖拽，则由当前摄像头画面和左侧相邻摄像头画面组成，若向左拖拽，则由当前摄像头和右侧相邻摄像头画面组成。

106: 判断是否停止拖拽。

107: 判断拖拽距离与拖拽速度是否达到系统设置的阈值，从而判断是否切换到显得摄像头图像还是保持当前图像。

108:拖拽距离小于阈值，则还是还原到当前摄像头的画面。

109:拖拽距离大于阈值，则切换到左侧或是右侧摄像头画面。

切换方法2 实现方法：点击屏幕左侧合成图中间车辆上方的区域时，屏幕右侧画面相应的显示前方摄像头的画面，点击车辆左侧的区域时，屏幕右侧相应的显示左侧摄像头的画面，以此类推右侧和后方。

实施例2

当前位置的提示。

实现方法：当拖拽右侧画面时指针随拖拽速度转动指向切换后的方向或是回到当前方向，从而直观的指示使用者当前观测的方向。同时在右侧单个摄像头画面的下方有提示的图标箭头以及相应的文字。（设当前画面为右侧摄像头画面，向右方拖拽）

当直接点击左侧合成图对应位置切换摄像头时，直接将箭头指向对应。

Claims (3)

1.一种四路摄像头的切换方法及表示方法，其特征在于，所述方法包括：

在车载环视系统的画面显示中，左侧为车载环视系统的合成画面，右侧为车载环视系统的前、后、左或右侧单个摄像头的画面；

在车载环视系统的画面显示中的右侧，通过拖动屏幕实现相邻摄像头的切换的车载环视系统的摄像头切换和表示方式，其中，拖动屏幕为对屏幕右侧的广角画面进行点击、以及向右拖拽或向左拖拽；

在向左或右侧拖拽停止后，当拖拽长度与拖拽时间小于阈值时，车载环视系统的画面显示为拖拽前画面；

在向左或右侧拖拽停止后，当拖拽长度与拖拽时间大于阈值时，车载环视系统的画面显示为拖拽后画面；

在车载环视系统的画面显示中的左侧，通过点击环视合成画面上的相应位置来直接切换到相应的任意的摄像头的车载环视系统的摄像头切换和表示方式，其中，点击屏幕左侧合成画面中间车辆的区域时，屏幕右侧画面显示相应摄像头的画面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在车载环视系统的画面显示中，通过环视合成画面上添加的扇面以及箭头等指示线来直观的提示使用者当前所观测的摄像头的位置的车载环视系统的显示方式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在车载环视系统的画面显示中，同时在画面下方有相应的箭头的图片以及文字来提示使用者当前所观测的摄像头的位置的车载环视系统的显示方式。