CN103568954B - 车辆的视镜替换系统 - Google Patents

Abstract

车辆的后视镜替换系统包括图像捕获单元和图像显现单元。图像显现单元可安装于车内，以方便驾驶员察看。图像捕获单元和发送单元安装在空间内，从密封角度，它们互相隔离分装，安装在图像显现单元的外面。

Description

车辆的视镜替换系统

技术领域

当前发明涉及车辆的替换视镜系统，特别是商务车辆。

背景技术

在机动车中，所谓的视野，将根据车辆的类型从法律意义上区分，例如摩托车、客车、货车等，视野必须由间接观察装置呈现，通常是镜子，而且必须为驾驶员坐在驾驶员座位上随时都能使用这种间接观察装置看见。依据车辆的类型，特别是驾驶员可以直接察看的周围区域，再以车辆类型划分，不同的法律规定某些视野可以使用间接观察装置随时永久和可靠地予以察看。

因此，对于商务车辆，例如卡车或运货车，比如，当前是在主驾和副驾侧都装有主镜作为间接观察装置；借助这两面主镜，车辆驾驶员可以观察到一定宽度路面的高度和水平路段，这个一定宽度指驾驶员眼点后到水平线的规定距离。另外，使用这两面镜子，驾驶员必须能够看到更小的一段宽度，但是，指从驾驶员眼后很短距离开始的那一段。此类法律规定，即驾驶员使用间接观察装置必须能够永久和随时看到的，定义为视野。

近期，除了常规的镜子作为间接观察装置以外，日益开始关注使用摄像头系统作为间接观察装置，此系统可作为视镜的补充或更换；在此类摄像头系统中，一种图像传感器装置连续地捕获（检测和贮存）图像；由图像捕获单元捕获的这些（视频）数据，再使用发送单元或在选择性地进一步处理后发送给驾驶室的显示装置；显示装置再显示出对应的法律要求的视野或许多视野，以及车辆周围可选的补充信息，例如碰撞指示、车距和类似因素，属于驾驶员永久性和随时需要的。

当前，使用摄像头的视镜替换系统主要用于客车和需要倒车行驶的场合，在那里，图像捕获单元实质上直接连接到车体，没有任何间隙。绝大多数情况下，摄像头捕获和发送的信息，都是作为常规视镜的补充。

DE 10 2005 028 144 A1公开了带有密封处理的内置图像传感器的摄像头组件。这种摄像头组件有一个外壳，图像传感器固定与电子支架，外壳内设光学单元，光学单元内至少有一个成像光学元件。相对于电子支架，这个光学单元采用介质密封，介质密封传感器空间装有图像传感器。

US 2004/0036768 A1公开了车辆的后视摄像头，它包括摄像头本体和镜头。摄像头本体固定于安装底座上，由底座固定摄像头。安装底座可以调整，可以选择安装在车外或车内，安装底座的安装角度是朝下方向。另外，可以密封处理，以密封摄像头与车辆后壁之间的空间。

DE 695 09 040 T2公开了一种车辆的后视装置，它包括一微型摄像头和微型摄像头的控制单元。微型摄像头和控制单元分装在不同的外壳内。控制单元用于微型摄像头的送电和发送最后生成的信号到监控器。

如要将摄像头系统用作视镜的替换，那么将可能面临严格的法律要求，不仅指永久的和随时可观察到的方面，而且还指图像质量和图像清晰度，即在驾驶室显示装置上显示的图像，以便尽可能为人眼所观察到，与视镜显示的类似，不至于混淆驾驶员。尤其，替换广角视镜，另外面临的挑战的是保证图像有足够的孔径角，而且与此同时，整个区域都能采用常规方式广角视镜所能看到的那样，以及对应的视野。另一方面，如要替换主镜，务必要保证图像有足够高的清晰度。这些要求使用常规系统很难实观，而常规系统中，鉴于需要发送大量的数据，以保证足够的图像清晰度，图像捕获单元和配套的控制单元/发送单元是互相单独安装的，以至于控制单元/发送单元安装在车内，图像捕获单元装在车外，通常指车体上。另外一种方式是，发送单元和图像捕获单元整合于一个密封外壳内，安装在车辆的外部，但因此必须保证图像捕获单元和发送单元有最高可能的密封要求，尤其是图像捕获单元。

就这点而言，本项发明的目标是提供一种替换车辆视镜的系统，该系统可以用作视镜替换系统，例如商务车辆的主镜和广角视镜，具体指数据解析度和对法律规定视野的洞察方面，与此同时，还需达到构造简单，可以按高性价比形式生产。

发明内容

这个目标由具有权利要求1的技术特征的视镜替换系统实现。

最佳实施例列举在从属权利要求中。

本项发明的理念是为车辆提供一种视镜替换系统，该系统由发送单元和图像显现单元（图像显示单元）及图像捕获单元组成。由于图像捕获单元和发送单元分别放置在由密封装置隔离开的空间内，所以如果将发送单元靠近图像捕获单元放置，首选是车体外面，故而可以降低必须发送到图像显现单元的数据量，也就是，尤其是必须从车体外部区域发送到车辆内部的数据量，由于图像捕获单元和发送单元各有单独密封的空间，所以可以一个空间仅放置图像捕获单元，从而满足最严格的密封要求，也就是防水-蒸汽，而发送单元可以放置在对密封要求不太高的外壳内，仅满足电气元件安全运行的密封要求便可。通过降低发送单元的外壳和/或空间的密封要求，因此可以使用塑料或其它轻型材料，例如涂膜塑料而非金属，可以达到轻量化和节约成本的效果。

另外，发明的视镜替换系统可以首选安装于距车体相对较远的空间内，例如在从车体向外伸出的摄像头杆上。此类情况下，由于尤其是图像捕获单元和发送单元及它们外壳的便利设计，不再需要长距离地将大量数据发送到车内的图像显现单元，因此这些组件可以便利化安装，例如安装在摄像头杆中。为此，如使用这种摄像杆，图像捕获单元可以能够捕获法律规定的主镜和广角镜视野（分别是视野II和IV），尤其是当用数字图像传感器时，可以在车内显示足够高清晰度的图像，其原因是图像捕获单元可以距车辆侧车壁和/或车体足够远的位置放置，因此如果图像捕获单元直接固定于车体，那么较此类情况可以选用不太极端的广角装置作为图像捕获装置。从本项发明设计角度，另一方面可以实现到图像显现单元更为简单的数据传输，例如送到图像显示屏或投影到车内车体上，其原因是只需要远距离传输少量的数据，因此，有关数据传输用电缆、电气连接件和电子元件的严格需求，仅针对相对短距离。另一方面，从而可以使用数字摄像头系统，可以显示法律要求的、有足够清晰度的视野，同时可以相对更自由地选择车辆位置安装图像捕获单元。

根据一个最佳实施例，发送单元或图像捕获单元或发送单元与图像捕获单元，都经过调整，采用视频处理重调图像尺寸而降低传输的数据量，对图像捕获单元捕获图像不需要的区域，作修剪处理，使用常规压缩方法或类似方法压缩数据量。因此，传输到图像显现单元的视频数据量，可以降低到接近到它的起点，进而降低对传输元件的要求。根据另一种所选用的具体操作，发送单元和/或图像捕获单元再经过改造，可以完成进一步的视频编辑和处理工作，例如，进行图像分析，以协助驾驶员、在车内图像显现单元上复现图像排列/编辑，白平衡和综合处理，由于演变成仅从车外区域传输图像显现单元上实际显示的数据到车内区域，前提是图像捕获单元和发送单元分外壳安装，但是在车外。另外，图像捕获单元和/或发送单元可以改造完成其它的视频处理任务，例如污染的自识别，可选择由对应的控制器和类似设备启动清洁程序。

根据另一个最佳实施例，图像捕获单元和发送单元互相靠近布置，例如共用摄像杆和/或摄像头外壳。图像捕获单元和发送单元这种直接靠近布置有助于降低大数据量必要的距离，依次又可以降低电缆和接头之类电子元件的要求。

进一步的首选，将发送单元和图像捕获单元共置一室，但是仅限于组件形式，而且密封性能上没有决定性要求，其原因便是图像捕获单元和发送单元按相应要求分置密封的外壳中。例如，这样的共置一室可以选用摄像杆或摄像头外壳。

根据一个最佳实施例，图像捕获单元将安装在防水防蒸汽的外壳中，首选是金属外壳。此类情况下，可以满足图像捕获单元严格的外壳密封要求。与此同时，不需要按相应密封形式密封发送单元，因此可以首选采用相对较轻的塑料外壳作为发送单元的外壳，与金属外壳相比，可以达到轻量化和节约成本的目的。鉴于图像捕获单元金属外壳与发送单元塑料外壳的混用，在不损失所要求的密封效果情况下，可以达到即节约成本，又减轻重量的目的。

根据一个最佳实施例，可以安装一台或多台图像捕获单元。尤其，可以实现安装一台图像捕获单元用于捕获主镜（视野II）的图像，一台图像捕获单元用于捕获广角镜（视野IV）的图像。这两台图像捕获单元首选连接一个共用发送单元或多个与之配套的发送单元。首选上，如使用多个图像捕获单元，它们连接到一个发送单元，由它控制这些图像捕获单元，执行捕获数据的视频采集工作，以便于，例如来自不同图像捕获单元的数据可以在发送单元内编辑/排列成共用图像或共用显示，再在图像显现单元上复现。多台图像捕获单元是同型号，例如可以有不同的朝向方向，因此可以捕获不同的观察区域，或者是如果需要，根据孔径角和清晰度要求，选用不同的图像捕获单元。

也可以为一台或多台图像捕获单元配装多台发送单元。此类情况下，这些发送单元首选的布置方式是可以实现互为备份，因此而提高系统的工作可靠性。发送单元首选向一台或多台图像捕获单元输出控制、电源和类似，以及接受来自一台或多台图像捕获单元的数据，再处理这些数据，将数据传输到图像显现单元，例如车内的图像显示屏或投影仪。

如果发送单元和图像捕获单元共置一室，例如共置于摄像头室或摄像杆中，那么也可以在此共室内加装其它的功能元件，例如闪光灯、天线、传感器，比如温度传感器或距离传感器、防盗装置、视频记录装置（黑匣子）、光学元件的清洁装置和类似设备。这些功能元件可以由发送单元单独控制，或车内其它控制元件控制。

根据一个最佳实施例，加热元件也可以装入图像捕获单元，该加热元件首选采用发送元件控制。此类情况下，发送单元首选连接温度传感器和/或车辆控制元件，它们根据影响图像捕获单元光学元件，特别是需要加热的镜头玻璃或保护玻璃，的车外温度输出控制信号给发送单元。另一种方案是也可以接入加热器到车辆的控制元件，例如车辆的加热器、车辆锁定系统的遥控、中央车锁系统或其它的控制元件获取车辆信号。

根据一个最佳实施例，车辆的功能元件、发送单元和图像捕获单元可以共置一室。

附图说明

以下文中，本项发明将用示例，配合附图介绍：

图1为商务车辆驾驶室的效果图，系从后朝前观察角度，当中驾驶员室装有本项发明视镜替换系统的摄像杆。

图2为图1部分区域的放大视图；和

图3为本项发明视镜替换系统的示意图。

参考件号清单

10. 摄像杆；

11 外壳；

12 图像捕获单元；

13 外壳；

14 发送单元；

15 外壳；

16 镜头；

17 传感器电路板；

18 车辆控制元件（传感器）；

19 加热元件；

20 镜头的遮光玻璃；

23 图像显现单元；

100 商务车辆；

101 车辆驾驶室；

150 视镜替换系统。

具体实施方式

图1显示商务车辆100中的驾驶室101的效果图，从后朝前观察角度。摄像杆10分别安装在驾驶室101的右侧和左侧，摄像杆10侧面朝外投影。原则上，不止摄像杆10，任何型号的摄像头或摄像外壳都可以使用，也就是，元件安装距离不能离车辆100，尤其是车辆外壁不能太远，类似摄像头10。

摄像杆10构成一个共用外壳11（见图3），里面安装图像捕获单元12和发送单元14。

如图3所示，图像捕获单元12和发送单元14，即用于控制和输送电源给图像捕获单元12的，布置在空间和/或外壳13、15内，互相隔离，但是也可共置于一个摄像头外壳11，布置在，尤其是图像显现单元23的外侧，见图1所示的布置；图像显现单元23安装在驾驶室101里面，方便驾驶员随时察看。

图像捕获单元的外壳13为金属外壳，满足最严格的密封要求，例如特别是防水、防蒸汽要求，以至于图像捕获单元12的外壳13里面布置的光学元件，例于镜头16、有传感器18的传感器电路板17和加热元件19，可以可靠地防水汽和其它污染物和/或潮气。如镜头16的遮光玻璃20按图3所示方法安装，那么当然会整合装入图像捕获单元12的金属外壳13里面，以满足外壳13的密封要求。

图像捕获单元12的发送单元14可以安装在塑料外壳15或其它轻质外壳中。

发送单元14与图像捕获单元12及车内的图像显现单元相连接，一方面，向图像捕获单元12输送控制信号，另一方面，从图像捕获单元12接收捕获的数据和视频图像，经过发送单元14处理后，特别是降低数据量，也是准备交图像显现单元显示。尤其，除了降低数据量以外，发送单元还执行数据处理任务，例如可以重定图像大小和分析图像，以方便驾驶员使用，在此当中，使用色标或有声信号向驾驶员提醒危险或者是类似情况。

按照图3所示的实施例，整合装入图像捕获单元12的加热元件19由传感器18，例如可以是温度传感器控制，而传感器也装入图像捕获单元12。当传感器18检测到预设的低温时，加热元件19通电，开始加热遮光玻璃20和/或镜头16。与传感器18装入图像捕获单元12内不同的是，传感器18也可以安装在发送单元14和图像捕获单元12共用外壳的里面，或者是外面。不使用温度传感器18，加热元件19也可以根据其它传感器检测到的其它条件控制，例如根据来自传感器的数据，它检测车辆加热器开始工作，检测中央车锁系统和类似系统动作。

由于发送单元14执行图像捕获单元12捕获的视频图像的基本视频处理工作，所以发送单元14送到驾驶室101内图像显现单元13的数据量，与图像捕获单元12与发送单元14之间传输的数据量相比相对较少，但只能是短距离，因此可以将图像捕获单元12和发送单元14明显放置在车外，例如侧面伸出的摄像头杆10中。由于从图像捕获单元12和发送单元14而言，密封要求需要使用不同的外壳，但却可以不明显增加组件的重量，因此也不会增加成本。

明确表示，所有的说明书和/或权利要求中公开的特征的目的是为了原始公开的目的，而将彼此独立地分开披露，以及为限制所要求保护的本发明独立于具有实施例和/或权利要求中的特征的组合物之外目的。明确表示，为了原始公开的目的，所有的值的范围或一组实体的表示披露了每一个可能的中间值或中间实体，以及为了限制所要求保护的本发明的目的，特别是限制价值范围。

Claims (15)

1.车辆的视镜替换系统（150）包括：

图像捕获单元（12），

发送单元（14），和

图像显现单元（23），经调整安装于车内，以便驾驶员察看，

其中，发送单元（14）和/或图像捕获单元（12）经调整用于处理图像捕获单元（12）捕获图像的处理工作，以减少传输到图像显现单元（23）的数据量，和

其特征是，图像捕获单元（12）和发送单元（14）布置在空间（13、15）内，从密封角度，它们相互隔离，各自与图像显现单元（23）分离，并设置在它的外面，图像捕获单元（12）和发送单元（14）共置一外壳（11）内。

2.根据权利要求1所述的视镜替换系统（150），其特征是，发送单元（14）和/或图像捕获单元（12）经调整用于图像处理、重定图像大小、分析图像供驾驶员使用、图像排列/编辑、白平衡、污染自识别和上述处理的综合。

3.根据前述任何一项权利要求所述的视镜替换系统（150），其特征是，图像捕获单元（12）和发送单元（14）互相靠近布置。

4.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，图像捕获单元（12）安装在防水、防蒸汽的密封外壳（13）内。

5.根据权利要求4所述的视镜替换系统（150），其特征是，图像捕获单元（12）安装在金属外壳（13）内。

6.根据权利要求3所述的视镜替换系统（150），其特征是，图像捕获单元（12）安装在金属外壳（13）内。

7.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，发送单元（14）安装在塑料外壳（15）内。

8.根据前述权利要求3所述的视镜替换系统（150），其特征是，发送单元（14）安装在塑料外壳（15）内。

9.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，安装许多图像捕获单元（12）。

10.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，安装许多发送单元（14）。

11.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，加热元件（19）装入图像捕获单元（12），加热元件（19）由发送单元（14）控制，并连接到温度检测和/或车辆控制元件（18）。

12.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，发送单元（14）连接到车辆的功能元件。

13.根据前述权利要求12所述的视镜替换系统（150），其特征是，车辆功能元件、发送单元（14）和图像捕获单元（12）共置一外壳（11）内。

14.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，发送单元（14）连接到图像显现单元（23），并传输已经过发送单元（14）和/或图像捕获单元（12）处理过的视频数据到图像显现单元（23）。

15.根据前述权利要求1或2所述的视镜替换系统（150），其特征是，图像捕获单元（12）为数字型图像传感器。