CN103129482A - 成像系统和成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像系统和成像装置。在此公开了一种成像系统，包括：成像部件，附于车辆的底部以拍摄全方位图像；和显示部件，适于显示成像部件拍摄的全方位图像。

Description

成像系统和成像装置

技术领域

本公开涉及一种适用于例如车辆的成像系统和成像装置。

背景技术

已经提出了这样一种系统：在汽车或作业车辆周围安装多个成像装置并将所述多个成像装置拍摄的图像显示给驾驶员（参照第2000-197039号日本专利公报和第2004-297405号日本专利公报）。这种系统使驾驶员能够检查在汽车周围是否存在任何人或障碍物。

发明内容

对于现有技术，必须提供多个成像装置和配置为连接所述多个成像装置的配线，因此导致成本增大。此外，必须高精度地调整每个成像装置的位置，以将多个成像装置拍摄的图像无缝地组合。此外，成像装置被安装在汽车的表面上。因此，例如，难以拍摄汽车底部和围绕区域的图像。在高度提高的车辆（诸如SUV（运动型多用途车）、卡车或公共汽车）的情况下，由于在车辆底部的周围存在幼儿、小动物或障碍物会导致危险情况的发生。然而，难以向驾驶员显示车辆底部周围的情况，因此使驾驶员难以认识到这些危险情况。

因此，期望提供一种被配置为向驾驶员显示车辆底部周围的情况的成像系统和成像装置。

根据本公开的实施例，提供了一种包括成像部件和显示部件的成像系统。成像部件被附于车辆的底部，以拍摄全方位图像。显示部件显示成像部件拍摄的全方位图像。

根据本公开的实施例，还提供了一种包括附于车辆底部的全方位成像部件的成像装置。该全方位成像部件在非成像状态下被保护构件覆盖并且在成像状态下从保护构件露出。

至少一个实施例使得可以向驾驶员显示车辆底部周围的情况。

附图说明

图1是示出成像系统的示例的框图；

图2是描述成像装置所附接的位置的示例的略图；

图3是描述成像部件周围的区域的构成示例的略图；

图4A和图4B是描述非成像状态的示例和成像状态的示例的略图；

图5是描述前方图像的示例的示图；

图6是描述后方图像的示例的示图；

图7是描述右侧图像的示例的示图；

图8是描述左侧图像的示例的示图；

图9是示出显示多个图像的方式的示例的示图；

图10是示出显示多个图像的方式的另一示例的示图；

图11是示出显示多个图像的方式的另一示例的示图；以及

图12是示出处理流程的示例的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本公开的实施例。应该注意的是，将按照下面的顺序进行描述。

<1.实施例>

<2.变型例>

应该注意的是，下面描述的实施例和变型例是本公开的优选的具体示例，并且本公开不限于实施例和变型例。

<1.实施例>

[图像系统的构成]

图1示出了成像系统的构成示例。例如，图1中示出的成像系统安装在车辆上。成像系统1包括成像部件11、视频处理部件12、视频输出部件13、控制部件14、内置驱动部件15和操作部件16。

例如，成像部件11包括诸如透镜的成像光学器件、诸如CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）的成像元件以及适于驱动透镜和成像元件的驱动系统。在本公开中采用作为示例的成像光学器件为全方位成像光学器件，全方位成像光学器件适于拍摄存在于成像部件11的全部方向（0度至360度）上的被摄体的图像。可使用公知的组件来构成全方位成像光学器件。全方位成像光学器件拍摄车辆周围的在成像部件11的全部方向上的区域的图像。例如，所述光学器件拍摄车辆底部和周围区域的图像。应该注意的是，术语“车辆底部和周围区域”指的是车辆底部和路面之间的空间和上述空间附近的空间。

成像部件11的成像提供环形的成像信号（在下文中，根据需要称作“环形成像信号”）。在控制部件14的控制下产生的定时信号被提供给驱动系统。驱动系统响应于该定时信号进行操作以驱动透镜、成像元件等。

视频处理部件12包括模拟信号处理块、A/D（模拟至数字）转换块和数字信号处理块。模拟信号处理块对由成像元件提供的环形成像信号执行CDS（相关双采样），由此提供提高的S/N比（信噪比）。模拟信号处理块还对所述信号执行AGC（自动增益控制），由此控制增益。已经进行了模拟信号处理的环形成像信号通过A/D转换块被转换成数字信号。数字环形成像信号被提供到数字信号处理块。

数字信号处理块对环形成像数据进行去马赛克和其它相机信号处理，诸如AF（自动对焦）、AE（自动曝光）和AWB（自动白平衡）。此外，数字信号处理块对环形成像数据进行加工，由此产生一个带状成像数据并分割产生的成像数据。分割该带状成像数据产生前方、后方、右侧和左侧成像数据。这些产生的不同方向的成像数据被提供到视频输出部件13。应该注意的是，假定汽车的前侧是前方从而定义每个方向。然而，考虑到便于解释才确定这些方向。因此，本公开的内容不限于这些方向。

作为显示部件的示例的视频输出部件13具有诸如LCD（液晶显示器）或有机EL（电致发光）面板的显示面板和适于显示面板的驱动电路。例如，所述部件13设置在车辆的仪表盘的大致中央处。通过驱动电路对从视频处理部件12提供的每个方向的成像数据进行给定的处理。在显示面板上播放处理后的成像数据。这使驾驶员能够检查显示面板上出现的图像。

应该注意的是，在视频输出部件13上可显示其它图像或信息。例如，视频输出部件13可显示数字电视广播图像或导航系统的地图信息。此外，视频输出部件13的显示面板可为触摸面板，从而后面将描述的操作部件16的功能可在视频输出部件13上获得。

控制部件14例如包括CPU（中央处理单元），以控制成像系统1的每个部件。控制部件14进行如下的控制，包括：对视频处理部件12和视频输出部件13设置给定参数，指定开始处理和终止处理的定时，以及对需要电的那些部件供电。此外，控制部件14使成像部件11开始成像和终止成像。

车辆信息被提供给控制部件14。例如，车辆的每个部件连接至CAN（控制器区域网络）总线，因而允许这些部件根据CAN标准进行通信。例如，车辆信息为关于车辆速度的信息和指示车辆的异常的信息。控制部件14根据车辆信息进行诸如操作车辆的仪表并向驾驶员通知异常的控制。

内置驱动部件15包含马达，并且例如为圆筒形的。所述驱动部件15以与普通成像装置的马达操作变焦机构相似的方式移动。例如，内置驱动部件15的马达的旋转速度由控制部件14控制。上述的成像部件11附于内置驱动部件15。所述驱动部件15将成像部件11从非成像状态驱动为成像状态，或者从成像状态驱动为非成像状态。术语“非成像状态”指的是例如成像部件被保护构件覆盖的状态。术语“成像状态”指的是例如成像部件11从保护构件露出的状态。将在后面对这些状态进行详细描述。

操作部件16是针对车辆可被操作的那些部件的统称。这包括设置在车辆上的门和变速杆、诸如前灯和照明灯的车辆的操作单元以及设置在音频设备上的开关。产生与对操作部件16执行的操作对应的操作信号，并且产生的操作信号被提供给控制部件14。控制部件14根据提供的操作信号进行控制。

[成像部件的附接位置]

图2示出了成像部件11所附接的位置的示例。例如，所述部件11附于车辆20的底部21的大致中央处。成像部件11可附于底部21的其它位置，诸如更靠近前方或后方的位置。应该注意的是，车辆20不仅可为一般用户使用的车辆，也可以为公共汽车、卡车或作业车辆。此外，本实施例还可以广泛地应用于火车、飞机或其它在轮子上移动的交通工具。

图3示出了成像部件11周围区域的构造示例。空心的圆筒支撑件25设置在车辆20的内部。内置驱动部件15可在支撑件25内自由地垂直（沿与底部21大致垂直的方向）上升或下降。成像部件11设置在内置驱动部件15的端表面上。成像部件11被圆筒形透明构件26包围。例如，所述构件26由玻璃制成。盘形的盖体27a形成在透明构件26的端部。

[非成像状态和成像状态]

图4A示出了非成像状态的示例。圆筒形侧板27b垂直地插入在底部21上以向下延伸。上述盖体27a可附接于侧板27b的端表面。当成像部件11被切换到非成像状态时，内置驱动部件15上升。然后，当盖体27a配合到侧板27b时，内置驱动部件15停止。

通过盖体27a和侧板27b在车辆20内形成凹进的容纳空间。在非成像状态下，成像部件11容纳在该容纳空间中并被盖体27a和侧板27b覆盖。即，盖体27a和侧板27b用作成像部件11的保护构件。盖体27a和侧板27b由诸如钢的固体材料制成。例如，侧板27b的高度为大约几厘米至十厘米（在大致垂直于底部21的方向上的长度），以确保所述板27b不会妨碍行驶（cruising）。

图4B示出了成像状态的示例。这个状态包括实际执行成像的状态。当成像部件11被切换到成像状态时，内置驱动部件15开始下降。所述部件15下降穿过底部21和路面之间的对向空间并在给定的位置处停止。当内置驱动部件15下降时，成像部件11从由保护构件形成的容纳空间露出。当内置驱动部件15停止时，成像部件11被置于底部21和路面之间的对向空间中。在成像状态下，成像部件11拍摄底部和周围区域的全方位图像。

当车辆20处于行驶准备状态时，成像部件11从非成像状态切换到成像状态。术语“行驶准备状态”指的是例如驾驶员执行开门的操作、作出使他或她自己坐在驾驶员座椅的动作、并执行启动引擎的操作的状态。内置驱动部件15响应于作为触发的在行驶准备状态下执行的操作和做出的动作而下降，并停止在给定位置处。结果，成像部件11被置于底部21和路面之间的对向空间中，由此将所述部件11切换到成像状态。

如果例如对车辆20执行启动操作，则成像部件11从成像状态被切换到非成像状态。启动操作被设计成启动车辆20，并且例如包括将变速杆移动至驱动位置的操作和踩油门踏板的操作。启动操作可包括诸如在驾驶员已经检查过车辆底部的安全性之后由他或她执行的按压检查按钮的操作。此外，在车辆20开始行驶时，成像部件11可从成像状态切换到非成像状态。

[图像的示例]

当处于成像状态时，成像部件11拍摄车辆底部和周围区域的图像并产生环形成像信号。视频处理部件12对环形成像信号进行处理，由此产生前方、后方、右侧和左侧成像数据。然后，在视频输出部件13上显示基于成像数据的图像。自然地，环形成像信号可被分割成不同数量的图像，而不是诸如前方图像的四个图像。

图5示出了前方图像的示例。前方图像30显示前方底部21、与前方底部21相对的路面、右前侧轮胎41a和左前侧轮胎41b等。图6示出了后方图像的示例。后方图像31显示后方底部21、与后方底部21相对的路面、左后侧轮胎41c（显示在图6的右边）和右后侧轮胎41d（显示在图6的左边）等。

图7示出了右侧图像的示例。右侧图像33显示右侧底部21、与右侧底部21相对的路面、右前侧轮胎41a和右后侧轮胎41d等。图8示出了左侧图像的示例。左侧图像34显示左侧底部21、与左侧底部21相对的路面、左前侧轮胎41b和左后侧轮胎41c等。

驾驶员可以通过检车这些图像来检查在底部21和路面之间是否存在任何幼儿、小动物或障碍物（诸如停车位的可移动式轮胎止动器）。驾驶员可在经过上述过程之后开始行驶，从而确保行驶中的安全。此外，这防止了底部或轮胎与障碍物的可能碰撞，从而防止损坏。应该注意的是，在每个轮胎的远离成像部件11的延伸方向上存在死角。然而，不存在车辆将朝向死角处的区域开始行驶的可能性。因此，将不会出现问题。

[显示方法的示例]

接下来将描述图像显示方法的示例。可能的方法将是把每个方向的图像按顺序每次显示一个。例如，按照从前方图像到右侧图像，然后是后方图像，然后是左侧图像的顺序，切换显示的图像。自然地，可以按照这种方式切换显示的图像。然而，从显示第一个前方图像时到显示最后一个左侧图像时需要少量的时间。因此，尽管很少，但是还存在例如在这个少量的时间流逝的同时幼儿或小动物可能溜到前方车底下面的可能性。

在本公开的实施例中，考虑到上面的描述，作为示例大致同时显示所有方向的图像。图9示出了本实施例中显示图像的方式的示例。视频输出部件13被划分成多个给定区域，图像30、31、33和34大致同时地分别显示在这些区域中。以这种方式显示图像能够使驾驶员实时检查车辆底部周围的情况。

应该注意的是，根据需要可以改变哪个图像将显示在视频输出部件13的哪个区域中。例如，可按照与车辆的前方、后方、右侧和左侧匹配的划分方式来显示多个图像。如图10中所示，相对于驾驶员，前方图像30可显示在视频输出部件13的偏上部，后方图像31可显示在视频输出部件13的偏下部，右侧图像33可显示在视频输出部件13的偏右侧，左侧图像34可显示在视频输出部件13的偏左侧。因此，显示多个图像能够使驾驶员直观地识别车辆底部的所有方向。

如图11中所示，图像30和31可显示在图像33和34之间。以这种方式显示多个图像能够使驾驶员不仅直观地识别车辆底部的所有方向，还能有效地利用视频输出部件13的显示区域。此外，可以以放大的方式显示横越驾驶员要检查的大区域的图像33和34。在图11中，表示驾驶员的图标可显示在视频输出部件13的中央处。

成像部件11具有全方位成像光学器件。这使得能够同时拍摄所有方向的图像，而无需使用多个成像装置。由于不需要使用多个成像装置，所以能够降低成本。此外，这防止了由于配线数量增加而使系统结构变得复杂。

[处理流程]

图12是示出本公开的实施例中的处理流程的示例的流程图。在图12中，左侧的流程示出了驾驶员（用户）执行的操作。中间的流程示出了车辆执行的动作。右侧的流程示出了响应于车辆的动作而由系统执行的动作（主要是控制部件14执行的控制）。

处理开始。当处理开始时，车辆20是停止的（步骤V1）。当车辆20处于停止时，成像部件11处于非成像状态。在步骤U1，驾驶员执行适于解锁车辆20的门的操作。响应于该操作，在步骤V2，车辆20的门被解锁。然后，在步骤S1，控制部件14接收指示车门解锁的门解锁信号。控制部件14可识别出驾驶员将很快进入并启动车辆20。然后，处理进行至步骤S2。

在步骤S2，已接收到门解锁信号的控制部件14执行使内置驱动部件15下降的控制。响应于该控制，内置驱动部件15下降并停止在给定位置。当所述部件15停止时，成像部件11被置于底部21和路面之间的对向空间中。

在步骤U2，已经解锁车门的驾驶员进入车辆20。然后，处理进行至步骤U3，在步骤U3，用户执行启动引擎的操作。响应于该操作，在步骤V3，车辆20的引擎启动。在步骤S3，指示引擎启动的启动信号被提供给控制部件14。响应于提供的启动信号，控制部件14使成像部件11开始拍摄图像。然后，处理进行至步骤S4。在步骤S4，成像部件11开始拍摄图像。然后，视频处理部件12对成像信号进行给定的处理，作为其结果在视频输出部件13上显示车辆底部和周围区域的图像，例如如图9所示。

在步骤U4，驾驶员检查视频输出部件13上显示的车辆底部和周围区域的图像。然后，驾驶员检查在车辆底部下和周围区域中是否存在任何孩子或障碍物。如果有孩子或障碍物，则驾驶员带孩子离开车辆到安全区域或者移开障碍物。当驾驶员检查车辆底部的安全性而在周围没有孩子或障碍物时，处理进行至步骤U5。在步骤U5，驾驶员执行启动操作以将变速杆从驻车位置移动至驱动位置。响应于启动操作，在步骤V4，车辆20的驱动系统被激活。在步骤S5，控制部件14接收指示已经取消驻车的驻车取消信号。然后，处理进行至步骤S6。

在步骤S6，控制部件14使成像部件11停止拍摄图像。然后，控制部件14使内置驱动部件15上升。所述部件15上升并在给定的位置停止。成像部件11被保护构件覆盖，从而将所述部件11切换到非成像状态。

在步骤U6，驾驶员执行包括踩油门踏板的操作。响应于这些操作，在步骤V5，车辆20开始行驶。当车辆20行驶时，成像部件11被保护构件覆盖。即使在车辆20的行驶期间泥或石头被踢起，这样也可以保护成像部件不被弄脏和损坏。

当行驶停止时，在步骤U7，驾驶员执行停止操作。例如，这个操作被设计为将车辆20停在停车位。在步骤V6，车辆20响应于停止操作而移动。在步骤U8，停止操作结束，驾驶员将变速杆从驱动位置移动至驻车位置。响应于变速杆的操作，车辆20的轮胎被锁住，从而使车辆20停止。在步骤S7，控制部件14接收指示变速杆已经移动至驻车位置的信号。

然后，用户执行包括使引擎停止的操作。在步骤U9，用户离开车辆20。处理进行至驾驶员执行锁门操作的步骤U10。响应于锁门操作，在步骤V8，车辆20的门被锁上。在步骤S8，控制部件14接收指示门已经被锁上的信号。如上所述一系列处理步骤结束。

<2.变型例>

尽管已经描述了本公开的实施例，但是本公开不限于上述的实施例，而是可以以各种方式进行变型。下面将描述变型例。

在上面的实施例中已经描述了成像部件11响应于内置驱动部件15的上升或下降而发生位移，从而成像部件11从保护构件露出。然而，成像部件11的位置可被固定。然后，保护成像部件11的保护构件可根据需要发生位移，从而成像部件11从保护构件露出。

在上面的实施例中已经描述了在门被解锁后成像部件11从保护构件露出。然而，例如，成像部件11可响应于驾驶员使他或她自己坐在驾驶员座椅上的事实而从保护构件露出。例如，可通过压力传感器来检测驾驶员使他或她自己坐在驾驶员座椅上的事实。成像部件11可响应于引擎启动操作从保护构件露出。然而，优选的是，考虑到降低内置驱动部件15和处理视频信号所需要的时间量，在引擎启动之前，内置驱动部件15应该降低以将成像部件11放置在车辆底部21和路面之间的空间中。

在上面的实施例中已经描述了当变速杆从驻车位置移动至驱动位置时，成像部件11停止拍摄图像并被保护构件覆盖。然而，例如，成像部件11停止拍摄图像的定时可根据需要而改变。例如，当车辆速度达到给定水平（例如，5km/h）时，成像部件11可停止拍摄图像并被收纳。这使得驾驶员能够在车辆20启动时和刚启动后检查车辆底部周围的情况。

当变速杆移动至倒车位置时，可显示车辆底部和周围区域的图像。这使得驾驶员能够首先检查车辆底部之下和周围区域中的情况，然后将车辆向后移动至停车位，从而确保安全性。

成像部件11可具有红外检测能力。这种能力允许检测从孩子或小动物发射的红外辐射能量。与检测到的红外辐射能量对应的区域可在视频输出部件13上被突出显示。具体地讲，存在这样一种情况，即，在夜间当车辆底部之下和周围区域变暗时，在视觉上难以识别图像中的孩子等。即使在这样的情况下，与发热物体对应的区域被突出显示，因此使得能够识别在车辆底部下方和在周围区域中存在孩子或小动物。

应该注意的是，可以在白天和夜晚切换两个成像部件，即，一个正常且另一个具有红外检测能力。可设置亮度传感器，从而使两个成像部件（一个正常且另一个具有红外检测能力）根据亮度传感器获得的亮度水平进行切换。

辅助灯可设置在车辆20的底部21上，以照亮车辆20的底部21的正下方的区域。当成像部件11处于成像状态时，辅助灯可被点亮。车辆20的底部21正下方的区域由于车体而出现阴影，因此使该区域变暗。点亮辅助灯对图像拍摄提供充足的照明，从而使得能够拍摄清晰的图像。成像部件11和辅助灯可由内置驱动部件15驱动并被包含在容纳空间中。然后，成像部件11和辅助灯可被保护构件覆盖。

视频处理部件12可处理检测。例如，所述部件12处理皮肤色彩检测。已检测到皮肤颜色的区域可在视频输出部件13上被突出显示。这使得驾驶员能够识别在车辆20的底部21之下和在周围区域中存在孩子或幼儿。此外，在车辆20的底部21下方存在的典型障碍物的形状可被存储为图案，从而通过模式匹配来检测障碍物。

可通过语音或警报声来通知驾驶员。例如，当显示车辆20的底部21和周围区域的图像时，可播放消息“请在图像上检查车辆下方”。此外，如果通过上述红外检测能力或检测处理检测到孩子或障碍物，则可播放消息“孩子或障碍物可能在您的车下。请检查。”播放这种消息防止驾驶员没注意到图像上存在孩子或障碍物并错误地启动车辆20。此外，如果在没显示车辆20的底部21的任何图像的情况下，通过视频识别处理确定了例如在车辆20的底部21下方存在障碍物，则可仅播放报警声或消息。这有助于减少驾驶员在检查方面的负担。

如果上述的红外检测能力或检测处理检测到孩子或障碍物，则检查按钮可显示在视频输出部件13上。或者，除非驾驶员检查车辆20的下方并按压视频输出部件13上的检查按钮，否则可能难以启动车辆20并使它向前或向后移动。限制车辆移动提供了进一步提高的安全性。

应该注意的是，只要没有技术冲突出现，上述实施例和变型例的结构和处理可根据需要进行组合。例如，可设置辅助灯。除此之外，可执行检测处理，并且可播放消息。只要没有技术冲突出现，以上举例说明的处理流程中的每个的步骤的顺序可根据需要进行改变。

本公开可具有下面的构成。

（1）一种成像系统，包括：

成像部件，附于车辆的底部以拍摄全方位图像；和

显示部件，适于显示成像部件拍摄的全方位图像。

（2）段落（1）中的成像系统，其中

成像部件在非成像状态下被保护构件覆盖并且在成像状态下从保护构件露出。

（3）段落（1）或（2）中的成像系统，其中

当车辆处于行驶准备状态时，成像部件从非成像状态切换至成像状态。

（4）段落（1）至（3）中任何一段中的成像系统，其中

在对车辆执行启动操作之后，成像部件从成像状态切换至非成像状态。

（5）段落（1）至（3）中任何一段中的成像系统，其中

在车辆开始行驶之后，成像部件从成像状态切换至非成像状态。

（6）段落（1）至（5）中任何一段中的成像系统，其中

全方位图像被分割为多个图像，并且

所述多个图像以分割的方式显示在显示部件上。

（7）段落（6）中的成像系统，其中

全方位图像对应于车辆的前方、后方、右侧和左侧被分割成多个图像，并且

所述多个图像以分割的方式显示在显示部件上，以对应于车辆的前方、后方、右侧和左侧。

（8）一种成像装置，包括：

全方位成像部件，附于车辆的底部，其中

该全方位成像部件在非成像状态下被保护构件覆盖并且在成像状态下从保护构件露出。

本公开包含与2011年11月21日在日本专利局提交的第JP2011-253856号日本优先权专利申请中公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用包含于此。

Claims (8)

1.一种成像系统，包括：

成像部件，附于车辆的底部以拍摄全方位图像；和

显示部件，适于显示成像部件拍摄的全方位图像。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中成像部件在非成像状态下被保护构件覆盖并且在成像状态下从保护构件露出。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中

当车辆处于行驶准备状态时，成像部件从非成像状态切换至成像状态。

4.根据权利要求3所述的成像系统，其中

在对车辆执行启动操作之后，成像部件从成像状态切换至非成像状态。

5.根据权利要求3所述的成像系统，其中

在车辆开始行驶之后，成像部件从成像状态切换至非成像状态。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中

全方位图像被分割为多个图像，并且

所述多个图像以分割的方式显示在显示部件上。

7.根据权利要求6所述的成像系统，其中

全方位图像被分割成多个图像以匹配车辆的前方、后方、右侧和左侧，并且

所述多个图像以分割的方式显示在显示部件上，以匹配车辆的前方、后方、右侧和左侧。

8.一种成像装置，包括：

全方位成像部件，附于车辆的底部，其中

该全方位成像部件在非成像状态下被保护构件覆盖并且在成像状态下从保护构件露出。

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