CN103507711A

CN103507711A - 一种模拟驾驶员眼睛的多摄像头一体化车载摄像机

Info

Publication number: CN103507711A
Application number: CN201210233903.5A
Authority: CN
Inventors: 魏大宝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-01-15

Abstract

一种模拟驾驶员眼睛的多摄像头一体化车载摄像机是在直接获取图像较困难时，通过镜面的反射来达到获取图像的简便方法。后视镜是各种汽车必不可少部件，利用它们可以简单、低成本地获得车身周围景物。一体化车载摄像机中的各个摄像镜头摄像的角度分别与驾驶员在驾驶过程中使用双眼观察左、中、右后视镜时的角度基本一致。这种车内的一体化摄像机可同时监视并记录行车、停车时车身周围的所有情形，为各种车辆、广大的行人遵守交通规则起到监督作用，有利于增强人们遵守交通规则的意识，为维护交通秩序和保障行车和行人的安全起到积极作用。因为能提供全面而可靠的现场影像证据，从而能有效防止恶意的交通事故和盗抢。

Description

一种模拟驾驶员眼睛的多摄像头一体化车载摄像机

所属技术领域

本发明涉及监控摄像，是一种能监视汽车车身四周且安装在车内的车载监控摄像机。

背景技术

目前大多数公交汽车上都安装了摄像机，主要用于监视车门、乘客上下车、投币收费以及监视车前路况。因为公交车车内空间较大，还比较容易安装。一般都安装了三到四个摄像机，都还不能全方位监视到车身周边的情形。

市场上有将多个摄像机分散安装在车身的外部，用于监视车身的前、后、左、右的情况，安装难度大、容易受到如气候变化、各种外部因素以及人为因素的干扰，且维护不便。目前在小车内安装摄像机，一般都将摄像机放在车头用于监视、记录车前的景物。安装在车外的尾部用于监视倒车。市场上也有安装在车外车顶的车载摄像机，成本较高、安装难度也大。因为安装在车顶，视角、监视范围也都有较大的局限性，并不适合民用。

对于小汽车，特别是要在家用小轿车上安装摄像机，因为车内空间相对狭小，在不影响车内空间用途的前提下(如不能妨碍驾驶员操作、不影响乘客、不影响物品放置等)，又要达到全方位地监视车身周围环境，目前还没有既简便又经济适用的方法。

任何车的视觉系统，都必须围绕方便驾驶员观察道路安全，尽可能地为驾驶员安全舒适的驾驶提供最佳的视觉保证。驾驶员可通过车的视觉系统随时掌握所驾车辆周边的情形，为驾驶员驾驶提供可靠的安全保证。所以车的视觉系统应该也必须以司机的所处的位置为中心或者为出发点进行设计，严格的说应该以驾驶员驾驶该汽车时驾驶员双眼所处的位置为出发点进行设计，为驾驶该汽车的驾驶员提供最佳的视觉保证。汽车左、中、右后视镜以及前、后、左、右的透明玻璃窗都是组成汽车视觉系统的重要元素，均遵循和贯穿了上述汽车视觉系统的设计理念。

发明内容

本发明是为了经济、简便、可靠的在各种汽车上安装摄像机提供一种新思路：根据汽车视觉系统的特点，设计类似驾驶员眼睛一样的具有多个摄像镜头的一体化摄像机。安装的位置与驾驶员驾驶时双眼处位置虽不可能完全一样，在不影响驾驶员操作的前提下，一体化摄像机安装在车内驾驶员头顶部的位置、或靠近头顶部的位置。换句话说：一体化摄像机摄像镜头的位置与驾驶员驾驶时双眼所处的位置要尽可能接近。这样就可以使多个摄像镜头的一体化摄像机的各个摄像镜头摄像的角度分别与驾驶员在驾驶过程中用双眼观察左、中、右后视镜时的角度基本一致；可前视范围和通过后视镜观察到的范围和驾驶员所能观察到的范围(包括通过车内后视镜观察到的范围)基本相同。

安装在驾驶员头顶部的位置、或靠近头顶部的位置；一体化的多摄像头摄像机就像驾驶员的眼睛一样同时以左、中、右后视镜为目标(左、中、右后视镜的镜面中有车身左侧、后面及右侧的图像)。同时车前面的景物会被这个多摄像头一体化摄像机全面摄入。从而以最好的视角最大限度的完成对车身的前、后、左、右的监视任务。安装及维护一体化的多头(双头或三头甚至四头)摄像机只相当于安装、维护一台摄像机，所以安装、调节、维护都相对变得简单。和将摄像头分散地安装在车身外部相比，装在车内不仅简单，而且稳定可靠、不易受到如气候变化、各种外部因素以及人为因素的干扰。

后视(倒车)镜是各种汽车必不可少的部件，利用它们可以简单、低成本地获得车身周围景物。是在直接获取图像较困难时，通过镜面的反射来达到获取图像的简便方法。这种方法表面上是以后视(倒车)镜所成的虚像作为摄取对象，其实是摄像机将后视(倒车)镜的镜面反射光线摄入感应成像。

本发明为实现在车内安装多摄像头一体化摄像机用于同时监视车身四周的目的所采用的技术方案是：第一种方案是设计带有左、中、右共三个摄像头的一体化摄像机。左、右两个摄像头分别专门负责左、右两个后视镜，通过选用适当焦距的镜头来保证后视镜内的图像清晰可辩。中间摄像头负责车左、右两个摄像头不能摄到的车的前方景物，同时兼顾到车内的后视镜。摄像机安装在驾驶位顶部附近或驾驶员头顶部附近，在不对驾驶员驾驶有影响的前提下，尽可能包含与驾驶员驾驶时双眼观察左后视镜、右后视镜以及车内后视镜和前视时的这几个主要视角。并分别与这几个视角基本保持一致。左边的摄像头对准左后视镜和左边的辅助镜(如果安装了辅助镜)，右边的摄像头对准右后视镜和右边的辅助镜(如果安装了辅助镜)，中间摄像头对准前方并将车内的后视镜包含在内。因为与驾驶员的视角一致，驾驶员根据自己的双眼调节后视镜(包括辅助镜)到最佳的可视方位、角度，一体化摄像机也就同时获得了最佳的可视方位、角度。所达到的效果就是通过后视镜反射到各个摄像头内光线所成的像与驾驶员的眼睛在各个后视镜里所看到的图像基本一致，同时摄像头内所成的像还包括驾驶员的眼睛向车前观看所能看到的所有图像。一体化摄像机可以选择内置拾音器。最后将该一体化摄像机通过视频音频、电源线与车载录像机相接。一体化摄像机也可以自带录像、录音存储功能。

第二种方案是进一步简化为象人的双眼一样只设计左、右两个摄像头的一体化摄像机，左边的摄像头对准左后视镜与左边的辅助镜(如果安装了辅助镜)，右边的摄像头对准右后视镜与右边的辅助镜(如果安装了辅助镜)。也可以反过来使用，右边的摄像头对准左后视镜与左边的辅助镜，左边边的摄像头对准右后视镜与右边的辅助镜。左、右的摄像头对准各自的后视镜与辅助镜的同时，共同肩负起监视前方和车内的后视镜的任务。因为与驾驶员的视角一致，驾驶员根据自己的双眼调节后视镜(包括辅助镜)到最佳的可视方位、角度。双摄像头一体化摄像机也就同时获得了最佳的可视方位、角度。双摄像头的一体化摄像机也可以选择内置拾音器。最后将该一体化摄像机通过视频音频、电源线与车载录像机相接。

本发明的有益效果是：这种模拟驾驶员眼睛的车载摄像机就像驾驶员的双眼(比驾驶员的双眼要更出色，因为驾驶员的双眼一时间只能看一个方位，多摄像头一体化摄像机不仅同时看到各个方位而且还具有影像记录功能)，为各种车辆、广大的行人遵守交通规则起到监督作用。有利于增强人们遵守交通规则的意识，为维护交通秩序和保障行车和行人的安全起到积极作用。因为能提供全面而可靠的现场影像证据，从而能有效防止恶意的交通事故以及能有效防止盗抢和故意破坏。另外，对于汽车驾驶的初学者，通过观看自己驾驶的影像记录，了解自己的驾驶过程当中的不足，从而快速提高驾驶水平。

附图说明

图1A是标有主要视觉系统部件的小汽车结构立体视图。

图1B是标有小汽车B柱大体位置的立体视图。

图1C是标有隔栏、栏杆位置的出租车的立体视图。

图1D是公共汽车的立体视图。

图2A是含三摄像头的一体化摄像机的立体视图。

图2B是含双摄像头的一体化摄像机的的立体视图。

图3是带支架含双摄像头的一体化摄像机的立体视图。

图4是车载录像机的立体视图。

图5A是使用第一种方案实施本发明的第一个实施例的立体视图。

图5B是使用第一种方案实施本发明的第二个实施例的立体视图。

图5C是使用第二种方案实施本发明的第三个实施例的立体视图。

图5D是使用第二种方案实施本发明的第四个实施例的立体视图。

图中标号：

10.车外左后视镜(左后视镜)

11.车内后视镜(中后视镜)

12.车外右后视镜(右后视镜)

13.车外左辅助镜(左辅助镜)

14.车外右辅助镜(右辅助镜)

15.左玻璃窗

16.右玻璃窗

17.前玻璃窗

18.后玻璃窗

19.驾驶位

20.驾驶员

21.副驾驶位

23.B柱

24.隔栏、栏杆

25.方向盘

26.安装孔位

27.车载录像机

29.车身

41.多摄像头一体化摄像机

42.左侧摄像头

43.中间摄像头

44.右侧摄像头

45.水平调节虚轴

46.上下调节虚轴

48.螺丝位

50.视频音频、电源线

52.可伸缩支撑架

61.上端固定位

62.下端底座

63.紧固旋钮

65.左侧视角虚线

66.中间视角虚线

67.右侧视角虚线

具体实施方式

下面就依照附图，对本发朋的实施例作出解释。本发明的实施例是使用前面叙述过的两种方案来实现的。多摄像头一体化摄像机41包括了双摄像头一体化摄像机和三摄像头一体化摄像机以及四个摄像头的一体化摄像机，以下均简称一体化摄像机41。

图1A立体地描绘了汽车视觉系统主要部件的具体分布情况。

图1C是安装了隔栏、栏杆出租车的立体视图。

图5A所描绘的实施例是使用前述的第一种方案，是在安装了隔栏、栏杆24出租车上的实施例。在驾驶员20的头顶部位置及其附近，利用驾驶位19与乘客位之间的隔栏、栏杆24，将装有三个摄像镜头的一体化摄像机41紧扣并固定在隔栏、栏杆24上，安装时一体化摄像机41中的三个摄像镜头的视角与驾驶员20的眼睛视角基本一致。通过绕水平调节虚轴45旋转来调节每一个摄像镜头的水平方向上的角度；绕上下调节虚轴46旋转来调节每一个摄像镜头的上下方向的角度。使得左侧摄像头42的视角与驾驶员20用眼睛观看车外左后视镜10时的视角保持基本一致；右侧摄像头44视角与驾驶员20用眼睛观看车外右后视镜12时的视角保持基本一致；中间的摄像头43视角与驾驶员20用眼睛观看车前方和车内后视镜11时的视角保持基本一致。同时选好摄像头的焦距，以便能按左侧视角虚线65、中间视角虚线66和右侧视角虚线67所描绘的范围全面获得车身周边的图像。最后将该一体化摄像机41通过视频音频、电源线50与车载录像机27相接。如果一体化摄像机41自带录像、录音存储功能则可以不用与车载录像机27相接。安装完成后摄像镜头不能被驾驶员20的头部遮挡，也不影响驾驶员20的操作，又对乘客没有任何影响，从而完成了如图5A所示第一个实施例。

图5B所描绘的是在公交车(客车)上安装使用的实施例。也是使用前述的第一种方案，与第一个实施例基本相同，稍有不同的是公交车一般都有辅助镜，空间相对比较大，在摄像头的焦距选择上会稍有差异。驾驶位19后面一般都有栏杆，将一体化摄像机41固定在驾驶位19后部的栏杆24上，其余过程与第一个实施例操作相同。从而完成了本发明的二个实施例。

图1B所标示的B柱23是在驾驶舱的前座和后座之间，从车顶延伸到车底部的金属骨架。是撑起驾驶舱车顶的最主要的金属骨架之一。是下面实施例在实施安装时所依靠的主要部件。

图5C所描绘了使用前述的第二种方案，在没有安装隔栏的家用汽车(小轿车)内安装一体化摄像机41的实施例。其过程是：首先在驾驶位19顶部或顶部附近的B柱23位置上造出安装孔位26(这种安装孔位26可在汽车出厂前由生产厂家预置或汽车出厂后由购买者自己加工添制)，然后将一体化摄像机41通过螺丝位48与安装孔位26固定在车的顶部。安装时一体化摄像机41中的两个摄像镜头的视角与驾驶员20的眼睛视角基本一致。通过绕水平调节虚轴45旋转来调节每一个摄像镜头水平方向上的角度；绕上下调节虚轴46旋转来调节每一个摄像镜头上下方向的角度。使得左侧摄像头42视角与驾驶员20用眼睛观看车外左后视镜10时的视角保持基本一致；右侧摄像头44视角与驾驶员20用眼睛观看车外右后视镜12时的视角保持基本一致。同时选好摄像头的镜头焦距，以便能按左侧视角虚线65、和右侧视角虚线67所描绘的范围全面覆盖车外左后视镜10到车外右后视镜12的车头所有范围(包括车内后视镜11)。再将一体化摄像机41通过视频音频、电源线50与车载录像机27连接，从而完成了本发明的第三个实施例。

图5D所描绘了同样是使用前述的第二种方案，在没有安装隔栏的家用汽车上安装一体化摄像机41的实施例。其过程是：将支撑架主体部分倚靠在B柱23上，并用卡、扣的方式固定在B柱23上，一体化摄像机41通过上端固定位61固定在支撑架的上端，支撑架的下端底座62起稳定支撑作用，支撑架根据车顶的高度伸缩，然后用紧固旋钮63紧固。在不影响驾驶员20驾驶的前提下，将一体化摄像机41安放在驾驶员头顶附近位置，其余过程与上述的第三个实施例操作相同，从而完成了本发明的第四个实施例。

综合上述的实施例，实施例中所描述的多摄像头一体化摄像机41其中的摄像头可以是模拟高清摄像头或也可以是网络数字高清摄像头。上述的每个实施例均可采用上述的两种方案中的任一种。上述的实施例不局限于实施例中几种车型，可根据不同的车型的结构特点灵活使用。上述的方案方法，不仅适用于汽车，还非常适用于装有后视镜的各种船。安装在驾驶员20头顶或头顶附近的一体化摄像机41与车顶的结合固定方式除上述实施例所使用的方式之外，还可使用强力胶进行粘合固定。一体化摄像机的视频、音频与车载录像机的连接方式，上述的实施例均使用了可靠、稳定的有线连接方式。除了有线连接方式，还可以使用无线方式与车载录像机相连。另外，一体化摄像机也可以本身自带录像、录音存储功能，可不用连接车载录像机独立使用。

尽管通过实施例来说明本发明，但应理解的是发明的内容并不限于上述实施例，在本发明所述权利要求限定的精神和范围下所作的所有拆解、组合等变换、改进都应包含在本发明中。

Claims

1.一种模拟驾驶员眼睛的多摄像头一体化车载摄像机，其特征是：在直接获取图像较困难时，通过镜面的反射来获取图像，是将汽车的后视(倒车)镜的镜面反射光线摄入感应成像；即通过后视(倒车)镜获取车身左、右两侧及车后的图像。

2.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：一体化摄像机安装在车内驾驶员头顶部的位置、或靠近头顶部的位置，即一体化摄像机摄像镜头的位置与驾驶员驾驶时双眼所处的位置尽可能接近。

3.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：一体化摄像机由个多摄像头组成(可以是两个、三个或者四个)，其中的各个摄像镜头摄像的角度分别与驾驶员在驾驶过程中使用双眼观察左、中、右后视镜时的角度基本一致。

4.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：一体化摄像机的多个摄像头的每个摄像头角度、方位可调节。

5.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：体化摄像机的多个摄像头可根据需要采用模拟高清摄像头、或者采用网络数字高清摄像头。

6.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：一体化摄像机的视频、音频与车载录像机的通讯方式可以使用有线连接方式或者使用无线方式。

7.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：一体化摄像机可以自带录像、录音存储功能。

8.根据权利要求1所述的车载摄像机，其特征是：安装在驾驶员20头顶或头顶附近的一体化摄像机41与车顶的结合固定方式还可使用强力胶进行粘合固定。