CN104590115A - 行车安全辅助系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种行车安全辅助系统和方法。该行车安全辅助系统包括多个摄影机组、一影像处理单元以及一抬头显示器。该多个摄影机组配置在一车辆的前后左右四个方位，其中每一这些摄影机组各自撷取一影像画面。该影像处理单元接收这些影像画面，通过执行一影像合成处理将这些影像画面合成为一全视野合成影像，并依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆。该抬头显示器接收并将该全视野合成影像显示在该车辆的挡风玻璃上。

Description

行车安全辅助系统和方法
技术领域
本发明涉及行车安全辅助系统，特别是涉及显示全视野合成影像的安全辅助系统。
背景技术
在现今，车辆驾驶人在行驶期间常会藉由辅助工具判断目前行车状态。像是传统上，驾驶人可藉由汽车后照镜得知车辆后方视角的道路信息，或是观看行车记录器拍摄道路信息。另外，驾驶人也可使用倒车雷达掌握车辆与后方物体的距离。藉由使用上述辅助工具，驾驶人更能掌握车辆周围的动态以增进行车安全。
然而，当驾驶人在高速行驶时，将眼睛视线移去观看后照镜或是行车记录器容易影响对正前方道路突发状况的判断。因此，有必要改进现有的行车辅助工具以增进行车安全。有鉴于此，本发明提出一种行车安全辅助系统。
发明内容
本发明的一实施例提供一种行车安全辅助系统。该行车安全辅助系统包括多个摄影机组、一影像处理单元以及一抬头显示器。该多个摄影机组配置在一车辆的前后左右四个方位，其中每一这些摄影机组各自撷取一影像画面。该影像处理单元接收这些影像画面，并通过执行一影像合成处理将这些影像画面合成为一全视野合成影像。该影像处理单元依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆。该抬头显示器接收并将该全视野合成影像显示在该车辆的挡风玻璃上。
本发明的一实施例提供一种行车安全辅助方法。该行车安全辅助方法包括以下步骤：配置多个摄影机组在一车辆的前后左右四个方位，其中每一这些摄影机组各自撷取一影像画面；一影像处理单元接收来自多个摄影机组的多个影像画面，判断是否有物体接近该车辆，通过执行一影像合成处理将这些影像画面合成为一全视野合成影像；储存该全视野合成影像；以及一抬头显示器将该全视野合成影像显示在该车辆的挡风玻璃上。
附图说明
图1显示依据本发明的一实施例提出的一行车安全辅助系统10。
图2A-2D显示图1所示行车安全辅助系统10中该多个摄影机组13-16的配置方式。
图3为显示本发明的行车安全辅助方法的流程图。
图4为显示图3步骤S32执行该影像合成处理的流程图。
图5为显示图3步骤S33依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆20的流程图。
图6显示执行该影像合成处理之后，这些影像画面在该全视野合成影像中位置的分布图。
附图符号说明
10～行车安全辅助系统
11～影像处理单元
12～抬头显示器
13-16～摄影机组
17～储存单元
20～车辆
201-205～第一摄影机
206-210～第二摄影机
601-610～对焦范围
具体实施方式
图1显示依据本发明的一实施例提出的一行车安全辅助系统10。如图1所示，该行车安全辅助系统10包括一影像处理单元11、一抬头显示器12、多个摄影机组13-16以及一储存单元17。该行车安全辅助系统10装置在一车辆20中。该影像处理单元11分别耦接该抬头显示器12、该多个摄影机组13-16以及该储存单元17。该储存单元17储存一安全距离、一外观信息以及该车辆20的行车状态。
图2(A)-(D)显示图1所示行车安全辅助系统10中该多个摄影机组13-16在该车辆20的配置方式，其中每一摄影机组13-16均包括至少一第一摄影机及一第二摄影机。在本实施例中，该第一摄影机与该第二摄影机均具有红外线夜视功能，其规格如下表（一）：
镜头大小 成像角度 拍摄范围
第一摄影机 2.4mm 100度 距离：1米，宽度：2米
第二摄影机 3.6mm 75度 距离：6米，宽度：8米
表（一）
从表（一）可知，该第一摄影机的镜头尺寸较小而成像角度较大，撷取到较小（近）范围的影像画面；反之该第二摄影机的镜头尺寸较大而成像角度较小，撷取到较大（远）范围的影像画面。藉由每一摄影机组中远近镜头的搭配，每一摄影机组可在影像画面具有相同解析度的前提下得到较广且远的可视范围。
如图2(A)所示的实施例，该摄影机组13配置在该车辆20的正前方，其中该摄影机组13包括第一摄影机201、202以及第二摄影机206、207。这些第一摄影机201、202分别配置在该车辆20的左前方与右前方，分别撷取长1米宽2米范围内的一影像画面。这些第二摄影机206、207则分别配置在该车辆的左前方与右前方，分别撷取长6米宽8米范围内的一影像画面，且其位置高于这些第一摄影机201、202。
如图2(B)所示的实施例，该摄影机组14配置在该车辆20的正后方，其中该摄影机组14包括一第一摄影机203以及一第二摄影机208。该第一摄影机203撷取长1米宽2米范围内的一影像画面。该第二摄影机208则撷取长6米宽8米范围内的一影像画面，且其位置高于该第一摄影机203。同理，图2(C)和图2(D)所示的实施例，该摄影机组15、16亦分别包括第一摄影机204和第二摄影机209以及第一摄影机205和第二摄影机210，且分别配置在该车辆20的左方和右方。
值得注意的是表（一）所示的镜头机规格仅为本发明的一实施例，但不仅限于此。另外，任何使用远近镜头搭配的摄影机组皆不脱离本发明的范围。
图3为显示本发明的行车安全辅助方法的流程图。在步骤S31中，该多个摄影机组13-16在自我校正之后，各自撷取一组影像画面，并传送这些影像画面至该影像处理单元11。接着在步骤S32中，该影像处理单元11通过执行一影像合成处理将这些影像画面合成为一全视野合成影像。在步骤S33中，该影像处理单元11依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆20；若判断结果显示有物体接近该车辆，则发出一语音警示并迭加一警示标志于该全视野合成影像中，其中该语音警示系由该车辆20上的语音装置（例如车用音响、车用电子控制装置…等等）发出。在步骤S34中，该影像处理单元11将该车辆的行车状态迭加至该全视野合成影像中。该车辆20的行车状态包括引擎温度、转速、车速或是车内氧气容量状态等信息。接着，在步骤S35中，判断该车辆20的行车状态是否异常。若有，则发出该语音警示并迭加一警示标志至该全视野合成影像。在步骤S36中，该影像处理单元11将该全视野合成影像储存至该储存单元17。最后在步骤S37中，该抬头显示器12接收该全视野合成影像，并将该全视野合成影像投射在该车辆20的挡风玻璃上。
图4为显示图3步骤S32执行该影像合成处理的流程图。在步骤S41中，该影像处理单元11对这些影像画面取样及量化，并产生对应的多个二值化影像。接着，在步骤S42至步骤S47中，该影像处理单元11对这些二值化影像依序执行：校正平滑化、影像复原、去除杂讯、影像刻度调整、二维扭曲变换及影像分割。最后，在步骤S48中，该影像处理单元11将这些二值化影像合成为该全视野合成影像。
图5为显示图3步骤S33依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆20的流程图。首先，在步骤S51中，该影像处理单元11对这些二值化影像作影像区分。接着，在步骤S52中，执行影像边缘检测得到一待测物信息。最后，在步骤S53中，该影像处理单元11依据该外观信息比对该待测物信息；若比对结果指出该待测物信息为一外来车辆，则进入步骤S54；反之则进入步骤S56。在步骤S54中，该影像处理单元11计算该外来车辆与该车辆20的距离是否大于该安全距离；若是，则进入步骤S55；反之则进入步骤S56。在步骤S55中，该影像处理单元11发出该语音警示并迭加一警示标志于该全视野合成影像中。最后，在步骤S57中，该影像处理单元11输出该全视野合成影像。
图6显示执行该影像合成处理之后，这些影像画面在该全视野合成影像中位置的分布图。在本实施例中，这些第一摄影机201-205和这些第二摄影机206-210分别撷取对应到的多个对焦范围601-610内的十个影像画面。如图6所示，这些对焦范围601-605分别位在该车辆20的左前方、右前方、后方、左方和右方两米宽一米远的范围，而这些对焦范围606-610则分别位在该车辆20的左前方、右前方、后方、左方和右方八米宽六米远的范围。接着，该影像处理单元11可藉由图4所述的影像合成处理流程（例如，二维扭曲变换）将上述对焦范围601-610内的十个影像画面合成得到该全视野合成影像。最后，该影像处理单元11使用图6所示的该全视野合成影像识别一定程度的安全距离，执行行车安全间距的提示。如此一来驾驶人即可通过挡风玻璃上的该全视野合成影像了解车辆四周大范围的道路信息，而无需将眼睛视线移去观看后照镜或是行车记录器，其中该影像处理单元11可在该全视野合成影像的中间标示一车辆标志（如图6所示），藉此让驾驶人更清楚了解驾驶人驾驶的车辆与周遭道路信息的相对位置。另外，本发明在该车辆20的四个方向皆配置至少一组远近镜头（如先前图2(A)-(D)所示）。因此相较单一距离的环绕景象，本实施例的该全视野合成影像具有较佳的景深以及可视范围较广且远的优点。
本发明虽以较佳实施例揭示如上，使得本领域的技术人员能够更清楚地理解本发明的内容。然而，本领域技术人员应理解到他们可轻易地以本发明做为基础，设计或修改流程以及使用不同的行车辅助安全系统进行相同的目的和／或达到这里介绍的实施例的相同优点。因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (14)

1.一种行车安全辅助系统，包括：
多个摄影机组，配置在一车辆的前后左右四个方位，其中每一这些摄影机组各自撷取一组影像画面；
一影像处理单元，接收这些影像画面，通过执行一影像合成处理将这些影像画面合成为一全视野合成影像，依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆；以及
一抬头显示器，接收并将该全视野合成影像显示在该车辆的挡风玻璃上。
2.如权利要求1所述的行车安全辅助系统，其中该影像处理单元执行该影像合成处理，包括：
对这些影像画面取样及量化，并产生对应的多个二值化影像；
对这些二值化影像依序执行：校正平滑化、影像复原、去除杂讯、影像刻度调整、二维扭曲变换及影像分割；以及
将这些二值化影像合成为该全视野合成影像。
3.如权利要求2所述的行车安全辅助系统，其中该影像处理单元依据该全视野合成影像的影像信息判断是否有物体接近该车辆，包括下列步骤：
对这些二值化影像依序执行：
影像区分；
影像边缘检测得到一待测物信息；以及
依据一外观信息比对该待测物信息；
其中若比对结果指出该待测物信息为一外来车辆，则计算该外来车辆与该车辆的距离是否小于一安全距离；若是，则迭加一警示标志于该全视野合成影像中。
4.如权利要求3所述的行车安全辅助系统，还包括一储存单元，储存该安全距离、该全视野合成影像、该外观信息以及该车辆的行车状态，其中该影像处理单元将该车辆的行车状态迭加至该全视野合成影像；若该车辆的行车状态包含故障信息，则迭加该警示标志至该全视野合成影像。
5.如权利要求1所述的行车安全辅助系统，其中配置这些摄影机组在该车辆的前后左右四个方位包括：
该车辆的前后左右四个方位的任一方位，均设有包括至少一第一摄影机及一第二摄影机的该摄影机组；以及
该第一摄影机的一第一镜头具有一第一成像角度，该第二摄影机的一第二镜头具有一第二成像角度，且该第一成像角度小于该第二成像角度。
6.如权利要求5所述的行车安全辅助系统，其中该第二摄影机的装设位置高于该第一摄影机的装设位置。
7.如权利要求5所述的行车安全辅助系统，其中设于该车辆的前方位的该摄影机组还包括一第三摄影机及一第四摄影机，该第三摄影机的一第三镜头具有该第一成像角度，该第四摄影机的一第四镜头具有该第二成像角度，且该第一成像角度小于该第二成像角度。
8.如权利要求7所述的行车安全辅助系统，其中该第四摄影机的装设位置高于该第三摄影机的装设位置。
9.一种行车安全辅助方法，包括以下步骤：
配置多个摄影机组在一车辆的前后左右四个方位，其中每一这些摄影机组各自撷取一组影像画面；
一影像处理单元接收来自多个摄影机组的多个影像画面，判断是否有物体接近该车辆，通过执行一影像合成处理将这些影像画面合成为一全视野合成影像；
储存该全视野合成影像；以及
一抬头显示器将该全视野合成影像显示在该车辆的挡风玻璃上。
10.如权利要求9所述的行车安全辅助方法，其中执行该影像合成处理，包括以下步骤：
对这些影像画面取样及量化，并产生多个二值化影像；
对这些二值化影像依序执行：校正平滑化、影像复原、去除杂讯、影像刻度调整、二维扭曲变换及影像分割；以及
将这些二值化影像合成为该全视野合成影像。
11.如权利要求10所述的行车安全辅助方法，其中判断是否有物体接近该车辆，还包括下列步骤：
对这些影像画面取样及量化，并产生多个二值化影像；
对这些二值化影像依序执行：
影像区分；
影像边缘检测得到一待测物信息；以及
依据一外观信息比对该待测物信息；
其中若比对结果指出该待测物信息为一外来车辆，则计算该外来车辆与该车辆的距离是否小于一安全距离；若是，则迭加一警示标志于该待测物信息对应到的一二值化影像中。
12.如权利要求9所述的行车安全辅助方法，还包括将该车辆的行车状态迭加至该全视野合成影像；若该车辆的行车状态包含故障信息，则迭加一警示标志至该全视野合成影像。
13.如权利要求9所述的行车安全辅助方法，其中配置多个摄影机组在一车辆的前后左右四个方位，还包括：
该车辆的前后左右四个方位的任一方位，均设有包括至少一第一摄影机及一第二摄影机的该摄影机组；以及
该第一摄影机的一第一镜头具有一第一成像角度，该第二摄影机的一第二镜头具有一第二成像角度，且该第一成像角度小于该第二成像角度。
14.如权利要求13所述的行车安全辅助方法，其中设于该车辆的前方位的该摄影机组还包括一第三摄影机及一第四摄影机，该第三摄影机的一第三镜头具有该第一成像角度，该第四摄影机的一第四镜头具有该第二成像角度，且该第一成像角度小于该第二成像角度。
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