CN104442569B - 一种汽车监控影像生成方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车监控影像生成方法及系统，方法包括：响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；获取3D车模数据；在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。本发明通过将3D车模数据插入到全景影像中形成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。全景影像是对车辆四周的情况进行全景监控，而3D车模比2D车模更加有立体感，与全景影像能更好地融合，以带给驾驶员更为真实的监控影像，帮助驾驶员能更好地分辨四周环境，从而避免意外发生。

Description

一种汽车监控影像生成方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种汽车监控影像生成方法及系统。
背景技术
现有的汽车监控方法，能通过设置在车辆上的多个摄像头获取图像，形成监控影像，使得驾驶员能够通过监控影像确认车辆周围的安全。
然而，现有的监控影像较为简单，往往不能与实车相结合，用户很难直观了解实车在监控影像中的具体位置及其紧邻环境，逼真度欠缺。
在市场上现有的汽车监控产品中，只能在图1所示的俯视图中显示2D车模，这种俯视图采用2D车模与2D摄像头数据相结合的方式，但是由于人眼实际看到的行车环境都是立体的，这种2D显示模式很难逼真地模拟实际行车环境，从而导致用户无法直观全面地了解车辆周边环境。
在左侧视图和右侧视图中，目前还没有采用车模来对实车进行定位的方案。有些监控产品中，通过设置车辆左侧摄像头和右侧摄像头的拍摄视角，可以拍摄车辆侧边的局部区域直接在监控画面中进行显示，如图2所示，虽然可以从图2左右两侧的视图中看到车辆的左右侧及其紧邻环境，但是由于摄像头拍摄视角是有限的，在每个视图中只能看到车辆一侧很小范围内的行车环境，单个视图的视野及其有限，若想了解车辆四周环境，必须在监控画面上显示多个视图，监控画面显得繁杂凌乱，会影响用户驾驶注意力。而且，这种监控画面仍然无法直观地提供结合车辆的实景效果。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的监控影像仅能显示2D车模的技术问题，提供一种汽车监控影像生成方法及系统。
一种汽车监控影像生成方法，包括：
响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
获取的3D车模数据；
在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。
一种汽车监控影像生成系统，包括：
全景影像生成模块，用于响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
车模获取模块，用于获取3D车模数据；
行车实景影像生成模块，用于在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。
本发明通过将3D车模数据插入到全景影像中形成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。全景影像是对车辆四周的情况进行全景监控，而3D车模比2D车模更加有立体感，与全景影像能更好地融合，以带给驾驶员更为真实的监控影像，帮助驾驶员能更好地分辨四周环境，从而避免意外发生。
附图说明
图1为现有技术的俯视监控示意图；
图2为现有技术的侧视监控示意图；
图3为本发明一种汽车监控影像生成方法的工作流程图；
图4为本发明一种汽车监控影像生成系统的结构模块图；
图5为本发明最佳实施例的工作流程图；
图6为本发明提供的一种监控画面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图3所示为本发明一种汽车监控影像生成方法的工作流程图，包括：
步骤S301，响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
步骤S302，获取3D车模数据；
步骤S303，在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。
其中，3D车模数据是预先生成并存放在系统，当系统获取后将其插入全景影像中即可。全景影像是指对设置在车辆上的多个摄像头的数据进行采集并整合，形成以车辆为核心，对车辆四周环境进行全景监控的影像，可参见图6。相比2D车模，3D车模具有更好的立体感，与全景影像能更好地融合，以带给驾驶员更为真实的监控影像，帮助驾驶员能更好地分辨四周环境，从而避免意外发生。
3D车模数据可以由用户在系统初始化是进行指定设置，也可以由系统智能化设置。
在其中一个实施例中，还包括：
获取行车信号；
根据所述行车信号实时更新所述3D车模数据，在所述汽车监控影像中模拟实车运行状态。
利用监控影像中显示的3D车模来实时模拟行车状态，可以方便驾驶员更好地了解当前环境下自己的驾驶操作，有利于驾驶员判断接下来将要执行的驾驶操作，能够有效地提高驾驶安全性，减少交通事故。
在其中一个实施例中，所述获取3D车模数据的步骤包括：
获取车型信息，进而获取所述车型信息对应的原始3D数据，其中，所述原始3D数据是根据所述车型信息对应的实车造型数据框架结构直接转换而成的；
获取车辆款型信息，进而获取所述车辆款型信息对应的平面数据，其中，所述平面数据是根据所述车辆款型信息对应的实车造型数据各模块的颜色、材质和形状制作而成的；
对所述原始3D数据和所述平面数据进行合成处理，生成所述3D车模数据。
其中，车型信息可以是不同款车的车型信息，例如轩逸、天籁、奇骏、逍客等。车型信息可以是系统默认的，例如车型信息可以与实车的车型相一致。优选地，车型信息也可以通过弹出对话框的方式由用户来选择，用户可以任意选择与实车不同的车型。
车辆款型信息是一款车型下对应的配置、颜色等信息。平面数据中的各模块，可以是车门、车顶板、车身外板、轮胎、车灯、车窗等。车辆款型信息可以是系统默认的，例如车辆款型信息可以与实车的车辆款型相一致。优选地，车辆款型信息也可以通过弹出对话框的方式由用户来选择，用户可以任意选择与实车不同的车辆款型。
原始3D车模数据和平面数据分别对应有坐标，对相同坐标的数据进行合成即可。
优选地，所述原始3D数据包括静态3D数据和3D车轮数据；
所述汽车监控影像生成方法还包括：
获取行车信号，所述行车信号包括车轮转速信息、方向盘转动角度信息和/或灯闪信息；
如果所述行车信号是车轮转速信息，实时地根据所述车轮转速信息对所述平面数据中轮毂模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮转动；
如果所述行车信号是方向盘转动角度信息，实时地根据所述方向盘转动角度信息计算相应的车轮摆动角度，并根据所述车轮摆动角度对所述3D车轮数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮摆动；
如果所述行车信号是灯闪信息，实时地根据所述灯闪信息对所述平面数据中相应车灯模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车灯关闭、打开和/或闪烁。
其中，车轮转速信息对所述平面数据中轮毂模块的数据进行更新的频率可以与实际车轮转速相同，也可以预先设定多个频率以对应不同的车轮转速范围，例如设定快速和慢速。
由于无法在驾驶位置上观察到车轮或者车灯的情况，因此车辆转向后方向盘忘记打正或者车灯打开后忘记关闭，是新驾驶员最容易忽略的操作，而其往往容易造成意外。例如当驾驶员往一个方向转弯，可能会将方向盘往一个方向打一圈半，当转弯结束要往前直走时，需要将方向盘往相反方向打一圈半，然而新驾驶员很可能仅往回打了一圈，或者往回打了两圈，从而使得车轮并不是处于向前的方向，导致车辆往侧方行驶，从而造成意外。而车灯在打开后忘记关闭也可能造成前方车辆后者后方车辆受车灯照射影响而造成意外。
同时，新驾驶员对于感觉车辆速度的经验不足，因此，在本实施例中，特别针对车轮转速信息、方向盘转动角度信息和/或灯闪信息生成对应的模拟动画，使得驾驶员在驾驶座位上即能够观察到车辆的运行状况，确认车轮转速、车轮是否已经打正、或者车灯是否已经关闭，从而避免意外。
在其中一个实施例中，所述行车信号是从车辆控制器接收的，或者所述行车信号是从设置在车辆上的传感器中采集的。
作为本发明的最佳实施例，参考图5的工作流程图，其步骤具体如下：
步骤S501，接收启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
其中，启动信号包括各种启动方式(方向盘、转向灯、档位、按键)。
步骤S502，根据启动方式确定全景影像的画面显示模式；
操作信号与画面显示模式的确定方法可以根据表1确定。
步骤S503，将选定的3D车模数据匹配到所述全景影像中，生成行车实景影像；
其中，根据用户指令调用数据库中预存储的3D车模数据，在全景影像中定位本车位置，将3D车模数据插入到全景影像数据的相应位置。具体来说，可以将车辆造型数据通过外部图形工具转换成3D max等格式的3维原始车辆模型数据，该数据采用默认色，不带其他表面材质特性，并且轮胎数据与其他车辆数据相互独立。将该数据按特定坐标存入AVM控制器的原始3D车模数据存储部。根据车辆造型数据各部分的颜色及材质特性，制作多组相应颜色、材质及形状的图片，按一定编号存入AVM控制器的车辆材质存储部。
步骤S504，采集行车信号，根据行车信号确定车辆运行状态，调用数据库中相应的3D车模数据动画在行车实景影像中进行显示。
行车信号从车辆控制器接收行车信号，或者所述行车信号从设置在车辆上的传感器上采集。所述车辆运行状态包括：车辆转向或者车灯闪烁；所述3D车模数据动画包括：与车辆转向对应的车轮摆动模拟动画或者与车灯闪烁对应的车灯闪烁模拟动画。
具体来说，车辆信号处理部获取车辆信号数据并进行处理后，输出给判断部，判断部将判断结果发给3D车摸数据处理及存储部。菜单指令处理部接收用户颜色定制指令，将颜色指令发给3D车模数据处理及存储部。3D车摸数据处理及存储部根据判断部过来的信息(譬如车速信息，轮胎角度信息，灯光信息)，以及菜单指令处理部过来的信息(车辆颜色信息)，调用原始3D车模数据存储部的原始车辆数据，以及车辆材质存储部中对应颜色的材质数据，进行处理及合成，其中包括对轮胎摆动角度位置的实时处理，轮胎转动效果材质的动画处理，车辆灯光开启/关闭/闪烁的材质处理。
最后合成的车辆模型数据，具有用户指定的车辆颜色特征，并实时与车辆速度、轮胎角度、车辆灯光关联，进行相应的显示及动作效果。
表1行车信号与画面显示模式的关系
前视+俯视全景可以包括设置在车辆前方的摄像头画面，以及俯视全景图，俯视全景图可以包括用于表示车辆的3D模型，以及当以俯视角度观察车辆时所涉及的观察范围内的画面。其画面，通过确定具体的观察范围后，将车辆四周涉及观察范围的摄像头的画面整合而成。
后视+俯视全景可以包括设置在车辆后方的摄像头画面，以及俯视全景图。
前视180度广角可以包括设置在车辆前方的180度广角摄像头画面。
后视180度广角可以包括设置在车辆后方的180度广角摄像头画面。
前视+立体左侧视可以包括设置在车辆前方的摄像头画面，以及立体左侧视图，其中立体左侧视图可以包括用于表示车辆的3D模型，以及当以左侧角度观察车辆时所涉及的观察范围内的画面。其画面，通过确定具体的观察范围后，将车辆四周涉及观察范围的摄像头的画面整合而成。
前视+立体右侧视可以包括设置在车辆前方的摄像头画面，以及立体右侧视图，其中立体右侧视图可以包括用于表示车辆的3D模型，以及当以右侧角度观察车辆时所涉及的观察范围内的画面。其画面，通过确定具体的观察范围后，将车辆四周涉及观察范围的摄像头的画面整合而成。
前视+立体前视可以包括设置在车辆前方的摄像头画面，以及立体前视图，其中立体前视图可以包括用于表示车辆的3D模型，以及当在车辆后方向前方观察车辆时所涉及的观察范围内的画面。其画面，通过确定具体的观察范围后，将车辆四周涉及观察范围的摄像头的画面整合而成。
如图4所述为本发明一种汽车监控影像生成系统的结构模块图，包括：
全景影像生成模块401，用于响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
车模获取模块402，用于获取3D车模数据；
行车实景影像生成模块403，用于在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示。
在其中一个实施例中，还包括行车实景影像模拟模块，用于：
获取行车信号；
根据所述行车信号实时更新所述3D车模数据，在所述汽车监控影像中模拟实车运行状态。
在其中一个实施例中，所述车模获取模块，具体用于：
获取车型信息，进而获取所述车型信息对应的原始3D数据，其中，所述原始3D数据是根据所述车型信息对应的实车造型数据框架结构直接转换而成的；
获取车辆款型信息，进而获取所述车辆款型信息对应的平面数据，其中，所述平面数据是根据所述车辆款型信息对应的实车造型数据各模块的颜色、材质和形状制作而成的；
对所述原始3D数据和所述平面数据进行合成处理，生成所述3D车模数据。
在其中一个实施例中，所述原始3D数据包括静态3D数据和3D车轮数据；
所述汽车监控影像生成系统还包括行车实景影像模拟模块，具体用于：
获取行车信号，所述行车信号包括车轮转速信息、方向盘转动角度信息和/或灯闪信息；
如果所述行车信号是车轮转速信息，实时地根据所述车轮转速信息对所述平面数据中轮毂模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮转动；
如果所述行车信号是方向盘转动角度信息，实时地根据所述方向盘转动角度信息计算相应的车轮摆动角度，并根据所述车轮摆动角度对所述3D车轮数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮摆动；
如果所述行车信号是灯闪信息，实时地根据所述灯闪信息对所述平面数据中相应车灯模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车灯关闭、打开和/或闪烁。
在其中一个实施例中，所述行车信号是从车辆控制器接收的，或者所述行车信号是从设置在车辆上的传感器中采集的。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种汽车监控影像生成方法，其特征在于，包括：
响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
获取3D车模数据；
在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示；
所述获取3D车模数据的步骤包括：
获取车型信息，进而获取所述车型信息对应的原始3D数据，其中，所述原始3D数据是根据所述车型信息对应的实车造型数据框架结构直接转换而成的；
获取车辆款型信息，进而获取所述车辆款型信息对应的平面数据，其中，所述平面数据是根据所述车辆款型信息对应的实车造型数据各模块的颜色、材质和形状制作而成的；
对所述原始3D数据和所述平面数据进行合成处理，生成所述3D车模数据。
2.根据权利要求1所述的汽车监控影像生成方法，其特征在于，还包括：
获取行车信号；
根据所述行车信号实时更新所述3D车模数据，在所述汽车监控影像中模拟实车运行状态。
3.根据权利要求1所述的汽车监控影像生成方法，其特征在于，所述原始3D数据包括静态3D数据和3D车轮数据；
所述汽车监控影像生成方法还包括：
获取行车信号，所述行车信号包括车轮转速信息、方向盘转动角度信息和/或灯闪信息；
如果所述行车信号是车轮转速信息，实时地根据所述车轮转速信息对所述平面数据中轮毂模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮转动；
如果所述行车信号是方向盘转动角度信息，实时地根据所述方向盘转动角度信息计算相应的车轮摆动角度，并根据所述车轮摆动角度对所述3D车轮数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮摆动；
如果所述行车信号是灯闪信息，实时地根据所述灯闪信息对所述平面数据中相应车灯模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车灯关闭、打开和/或闪烁。
4.根据权利要求1所述的汽车监控影像生成方法，其特征在于，所述行车信号是从车辆控制器接收的，或者所述行车信号是从设置在车辆上的传感器中采集的。
5.一种汽车监控影像生成系统，其特征在于，包括：
全景影像生成模块，用于响应于监控影像启动信号，采集摄像头数据，生成全景影像；
车模获取模块，用于获取3D车模数据；
行车实景影像生成模块，用于在所述全景影像中定位车辆的位置作为定位位置，将所述3D车模数据插入到所述全景影像的所述定位位置，生成行车实景影像并作为汽车监控影像显示；
所述车模获取模块，具体用于：
获取车型信息，进而获取所述车型信息对应的原始3D数据，其中，所述原始3D数据是根据所述车型信息对应的实车造型数据框架结构直接转换而成的；
获取车辆款型信息，进而获取所述车辆款型信息对应的平面数据，其中，所述平面数据是根据所述车辆款型信息对应的实车造型数据各模块的颜色、材质和形状制作而成的；
对所述原始3D数据和所述平面数据进行合成处理，生成所述3D车模数据。
6.根据权利要求5所述的汽车监控影像生成系统，其特征在于，还包括行车实景影像模拟模块，用于：
获取行车信号；
根据所述行车信号实时更新所述3D车模数据，在所述汽车监控影像中模拟实车运行状态。
7.根据权利要求5所述的汽车监控影像生成系统，其特征在于，所述原始3D数据包括静态3D数据和3D车轮数据；
所述汽车监控影像生成系统还包括行车实景影像模拟模块，具体用于：
获取行车信号，所述行车信号包括车轮转速信息、方向盘转动角度信息和/或灯闪信息；
如果所述行车信号是车轮转速信息，实时地根据所述车轮转速信息对所述平面数据中轮毂模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮转动；
如果所述行车信号是方向盘转动角度信息，实时地根据所述方向盘转动角度信息计算相应的车轮摆动角度，并根据所述车轮摆动角度对所述3D车轮数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车轮摆动；
如果所述行车信号是灯闪信息，实时地根据所述灯闪信息对所述平面数据中相应车灯模块的数据进行更新，在所述汽车监控影像中模拟车灯关闭、打开和/或闪烁。
8.根据权利要求5所述的汽车监控影像生成系统，其特征在于，所述行车信号是从车辆控制器接收的，或者所述行车信号是从设置在车辆上的传感器中采集的。
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