CN105451000A - 一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统及方法，包括安装于车体后端的摄像头装置、图像处理拼接装置及显示装置，摄像头装置与图像处理拼接装置的输入端相连，图像处理拼接装置的输出端与显示装置的输入端相连，图像处理拼接装置由图像采集器、图像处理器及图像拼接器构成，图像采集器的输入端与摄像头装置的输入端相连，图像采集器的输出端与图像处理器的输入端相连，图像处理器的输出端与图像拼接器的输入端相连，图像拼接器输出端与微处理器的输入端相连，微处理器的输出端与显示装置相连。本发明通过单个摄像头装置，能实现对车辆后方及周边环境的检测，并能最大程度的降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，尤其涉及一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统的方法。
背景技术
全景环视系统在汽车周围架设能覆盖车辆周边所有视场范围的4到8个广角摄像头，对同一时刻采集到的多路视频影像处理成一幅车辆周边360度的车身俯视图，最后在中控台的屏幕上显示，让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在障碍物并了解障碍物的相对方位与距离，帮助驾驶员轻松停泊车辆。不仅非常直观，而且不存在任何盲点，可以提高驾驶员从容操控车辆泊车入位或通过复杂路面，有效减少刮蹭、碰撞、陷落等事故的发生。
全景环视系统包括有：安装于汽车四周的多个摄像头、图像采集部件、视频合成/处理部件、数字图像处理部件、车载显示器；摄像头分别拍摄汽车前后左右的图像，图像被图像采集部件转换成数字信息送至视频合成/处理部件，视频合成/处理部件处理后的图像经由数字图像处理部件处理后转换成模拟信号输出，在安装于汽车内部的车载显示器上生成汽车及其周边环境的全景图像信息。
该系统对于大体积的汽车来说可以明显减少停车入位时造成的剐蹭事故。此外，对于拥挤的都市驾驶也能起到辅助的作用。
目前主流的基于四个摄像头的全景环视系统最大的问题就是成本。整个系统由摄像头以及电子设备构成，电子产品的成本大幅度下降，摄像头的价格却一直高居不下。即使加上研发安装等人工成本，摄像头在整个系统中的成本仍占到一半以上，所以摄像头是主要的成本，同时摄像头的增加其安全性也能得到保障，但成本也相应的增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统及方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，包括安装于车体后端的摄像头装置、图像处理拼接装置及显示装置，所述摄像头装置与图像处理拼接装置的输入端相连，所述图像处理拼接装置的输出端与显示装置的输入端相连；
所述图像处理拼接装置由图像采集器、图像处理器及图像拼接器构成，所述图像采集器的输入端与摄像头装置的输入端相连，所述图像采集器的输出端与图像处理器的输入端相连，所述图像处理器的输出端与图像拼接器的输入端相连，所述图像拼接器输出端与微处理器的输入端相连，所述微处理器的输出端与显示装置相连。
进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，所述图像采集器由图像采集芯片、芯片驱动器及图像输出器构成，所述摄像头装置的输出端与图像采集芯片的输入端相连，所述图像采集芯片的输出端与芯片驱动器的输入端相连，且所述芯片驱动器驱动端与图像采集芯片的驱动端相连，所述芯片驱动器的输出端与图像输出器的输入端相连。
进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，所述图像处理装置由图像接收器、图像存储器、图像处理器及图像处理后输出器构成，所述图像接收器的输入端与图像输出器的输出端相连，所述图像接收器的输出端与图像存储器的输入端相连，所述图像存储器的输出端与图像处理器的输入端相连，所述图像处理器的处理端还与图像存储器的处理端相连，所述图像处理器的输出端与图像处理后输出器的输入端相连。
进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，所述图像拼接器由图像拼接接收器、图像拼接存储器及图像拼接处理器构成，所述图像拼接接收器的输入端与图像处理后输出器的输出端相连，所述图像拼接接收器的输出端与图像拼接存储器的输入端相连，所述图像拼接存储器的输出端与图像拼接处理器的输入端相连，所述图像拼接处理器的处理端与图像拼接存储器的处理端相连。
进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，所述微处理器的输入端与图像拼接处理器的输出端相连，所述微处理器通过通讯接口与显示装置相连。
进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，所述微处理器的输出端还通过通讯接口与车辆控制器的输入端相连，所述车辆控制器反馈端与微处理器的控制端相连。
基于单目后视摄像头的车载全景环视的方法，包括以下步骤：
S1：摄像头装置扫描车辆后方及周围的路况、环境信息；
S2：图像采集装置将摄像头装置采集的车辆后方的路况、环境信息转化为图像电子信号；
S3：图像采集装置将步骤2中的图像电子信号传输至图像处理装置；
S4：图像处理装置对传输来的图像存储并由图像处理器对图像进行识别处理；
S5：图像处理装置处理完图像后，通过图像处理后输出器传输至图像拼接器中；
S6：图像拼接器对图像处理装置处理后的图像进行拼接处理，使之达到图像能清晰反应车辆后方的路况及环境；
S7：通过图像拼接器拼接完后的图像，由微处理器传输至显示装置中显示；
S8：在显示装置显示当前图像后，车辆移动至下一位置，其摄像头装置采集下一位置的图像，并通过上述S1至S7的工作流程，将下一位置的图像显示，而微处理器将下一位置的图像显示的同时将上一图像做覆盖处理。
再进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视的方法，所述摄像头装置扫描范围趋近于180°，且扫描车辆后方及周围的距离小于等于4米。
更进一步的，所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视的方法，所述图像处理装置的处理顺序依次为图像正畸、特征取值、视差获取、深度计算。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明通过单个摄像头装置，能实现对车辆后方及周边环境的检测，并能最大目的的降低成本；通过摄像头装置、图像处理拼接装置及显示装置能清晰的将后方及周边的环境传输至显示装置上，使其驾驶者能正确操作，使其车辆不受到损坏。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，包括摄像头装置1、图像处理拼接装置2及显示装置3，所述摄像头装置1与图像处理拼接装置2的输入端相连，所述图像处理拼接装置2的输出端与显示装置3的输入端相连；所述图像处理拼接装置2由图像采集器21、图像处理器22及图像拼接器23构成，所述图像采集器21的输入端与摄像头装置1的输入端相连，所述图像采集器21的输出端与图像处理器22的输入端相连，所述图像处理器22的输出端与图像拼接器23的输入端相连，所述图像拼接器23输出端与微处理器24的输入端相连，所述微处理器24的输出端与显示装置3相连。通过单个摄像头装置1与图像处理拼接装置2相连，将摄像头装置1上传输来的图像进行图像处理和拼接处理，然后在传输至显示装置3上，让驾驶者能清晰的看到后方的及周边的所有路况，保证驾驶者的操作安全，并能保证车体不受损坏，且能降低对摄像头装置1的使用量。
进一步的，所述图像采集器21由图像采集芯片211、芯片驱动器212及图像输出器213构成，所述摄像头装置1的输出端与图像采集芯片211的输入端相连，所述图像采集芯片211的输出端与芯片驱动器212的输入端相连，且所述芯片驱动器212驱动端与图像采集芯片211的驱动端相连，所述芯片驱动器212的输出端与图像输出器213的输入端相连，通过图像采集器21能对周边所有的物体进行检测、搜集，并转化成电子信号。
其中，所述图像处理装置22由图像接收器221、图像存储器222、图像处理器223及图像处理后输出器224构成，所述图像接收器221的输入端与图像输出器213的输出端相连，所述图像接收器221的输出端与图像存储器222的输入端相连，所述图像存储器222的输出端与图像处理器223的输入端相连，所述图像处理器223的处理端还与图像存储器222的处理端相连，所述图像处理器223的输出端与图像处理后输出器224的输入端相连。对搜集到的物体进行存储和处理即图像正畸、特征取值、视差获取、深度计算。
进一步的，所述图像拼接器23由图像拼接接收器231、图像拼接存储器232及图像拼接处理器233构成，所述图像拼接接收器231的输入端与图像处理后输出器224的输出端相连，所述图像拼接接收器231的输出端与图像拼接存储器232的输入端相连，所述图像拼接存储器232的输出端与图像拼接处理器233的输入端相连，所述图像拼接处理器233的处理端与图像拼接存储器232的处理端相连，在图像处理后，对上述处理后的图像进行拼接，使之达到一完整的图像。
进一步的，所述微处理器24的输入端与图像拼接处理器233的输出端相连，所述微处理器24通过通讯接口25与显示装置3相连。所述微处理器24的输出端还通过通讯接口25与车辆控制器4的输入端相连，所述车辆控制器4反馈端与微处理器24的控制端相连。通过微处理器24能及时显示在显示装置3中，对能通过车辆控制器4来针对采集到的图像进行正确的操作(如刹车等)
基于单目后视摄像头的车载全景环视的实施方法，包括以下步骤：
S1：摄像头装置1扫描车辆后方及周围的路况、环境信息；
S2：图像采集装置21将摄像头装置1采集的车辆后方的路况、环境信息转化为图像电子信号；
S3：图像采集装置21将步骤2中的图像电子信号传输至图像处理装置22；
S4：图像处理装置22对传输来的图像存储并由图像处理器223对图像进行识别处理；
S5：图像处理装置22处理完图像后，通过图像处理后输出器224传输至图像拼接器23中；
S6：图像拼接器23对图像处理装置22处理后的图像进行拼接处理，使之达到图像能清晰反应车辆后方的路况及环境；
S7：通过图像拼接器23拼接完后的图像，由微处理器24传输至显示装置3中显示；
S8：在显示装置3示当前图像后，车辆移动至下一位置，其摄像头装置1采集下一位置的图像，并通过上述S1至S7的工作流程，将下一位置的图像显示，而微处理器24将下一位置的图像显示的同时将上一图像做覆盖处理。
所述摄像头装置1扫描范围趋近于180°，且扫描车辆后方及周围4米范围以内，有效的将摄像头装置1的采集范围扩充到整个后方和车辆的两侧，使之能完成多个摄像头装置1完成的任务。
本发明的工作原理如下：
摄像头装置1将采集车辆后方及车辆周边所有的物体的位置，并将其采集的数据传输至图像图像处理装置22中进行存储和处理，通过对搜集到的物体位置进行存储和处理即图像正畸、特征取值、视差获取、深度计算，然后将通过上述处理的图像进行拼接成一完整的图像，并通过微处理器24将拼接好的图像显示在显示装置3上，而车辆的运动，其后方所反映出的图像也会出现变化，其摄像头装置1采集的数据同样跟着车辆的移动而发生变化(即图像采集下一位置的图像)，同样的车辆移动，图像发生变化，摄像头装置1将采集该位置所能采集的图像，然后通过图像处理拼接装置2将该图像处理，而上一位置的图像则通过微处理器24将其覆盖，使显示装置3上显示的图像为下一位置上的图像，同样的下下位置的图像与上述的工作过程相同，在这不做详述。
本发明通过单个摄像头装置，能实现对车辆后方及周边环境的检测，并能最大目的的降低成本；通过摄像头装置、图像处理拼接装置及显示装置能清晰的将后方及周边的环境传输至显示装置上，使其驾驶者能正确操作，使其车辆不受到损坏。
在包含以上内容的基础上，以下具体举例说明本发明的内容。
实施例一
在实施例一中，本发明提供了一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，包括：摄像头装置1、图像处理拼接装置2及显示装置3，所述摄像头装置1与图像处理拼接装置2的输入端相连，所述图像处理拼接装置2的输出端与显示装置3的输入端相连；所述图像处理拼接装置2由图像采集器21、图像处理器22及图像拼接器23构成，所述图像采集器21的输入端与摄像头装置1的输入端相连，所述图像采集器21的输出端与图像处理器22的输入端相连，所述图像处理器22的输出端与图像拼接器23的输入端相连，所述图像拼接器23输出端与微处理器24的输入端相连，所述微处理器24的输出端与显示装置3相连。通过单个摄像头装置1与图像处理拼接装置2相连，将摄像头装置1上传输来的图像进行图像处理和拼接处理，然后在传输至显示装置3上，让驾驶者能清晰的看到后方的及周边的所有路况，保证驾驶者的操作安全，并能保证车体不受损坏，且能降低对摄像头装置1的使用量。
实施例二
在实施例一的基础上，本发明提出了实施例二。实施例二中针对图像采集器21的结构做进一步限定，由图像采集芯片211、芯片驱动器212及图像输出器213构成，所述摄像头装置1的输出端与图像采集芯片211的输入端相连，所述图像采集芯片211的输出端与芯片驱动器212的输入端相连，且所述芯片驱动器212驱动端与图像采集芯片211的驱动端相连，所述芯片驱动器212的输出端与图像输出器213的输入端相连，通过图像采集器21能对周边所有的物体进行检测、搜集，并转化成电子信号。
实施例三
在实施例一的基础上，本发明提出了实施例三。实施例三中针对图像处理装置22的结构做进一步限定，由图像接收器221、图像存储器222、图像处理器223及图像处理后输出器224构成，所述图像接收器221的输入端与图像输出器213的输出端相连，所述图像接收器221的输出端与图像存储器222的输入端相连，所述图像存储器222的输出端与图像处理器223的输入端相连，所述图像处理器223的处理端还与图像存储器222的处理端相连，所述图像处理器223的输出端与图像处理后输出器224的输入端相连。对搜集到的物体进行存储和处理即图像正畸、特征取值、视差获取、深度计算。
实施例四
在实施例一的基础上，本发明提出了实施例四。实施例四中针对图像拼接器23的结构做进一步限定，由图像拼接接收器231、图像拼接存储器232及图像拼接处理器233构成，所述图像拼接接收器231的输入端与图像处理后输出器224的输出端相连，所述图像拼接接收器231的输出端与图像拼接存储器232的输入端相连，所述图像拼接存储器232的输出端与图像拼接处理器233的输入端相连，所述图像拼接处理器233的处理端与图像拼接存储器232的处理端相连，在图像处理后，对上述处理后的图像进行拼接，使之达到一完整的图像。
实施例五
在实施例一的基础上，本发明提出了实施例五。实施例四中针对微处理器24的连接结构做进一步限定，将所述微处理器24的输出端还通过通讯接口25与车辆控制器4的输入端相连，所述车辆控制器4反馈端与微处理器24的控制端相连。通过微处理器24能及时显示在显示装置3中，对能通过车辆控制器4来针对采集到的图像进行正确的操作(如刹车等)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，其特征在于：包括安装于车体后端的摄像头装置(1)、图像处理拼接装置(2)及显示装置(3)，所述摄像头装置(1)与图像处理拼接装置(2)的输入端相连，所述图像处理拼接装置(2)的输出端与显示装置(3)的输入端相连；
所述图像处理拼接装置(2)由图像采集器(21)、图像处理器(22)及图像拼接器(23)构成，所述图像采集器(21)的输入端与摄像头装置(1)的输入端相连，所述图像采集器(21)的输出端与图像处理器(22)的输入端相连，所述图像处理器(22)的输出端与图像拼接器(23)的输入端相连，所述图像拼接器(23)输出端与微处理器(24)的输入端相连，所述微处理器(24)的输出端与显示装置(3)相连。
2.根据权利要求1所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，其特征在于：所述图像采集器(21)由图像采集芯片(211)、芯片驱动器(212)及图像输出器(213)构成，所述摄像头装置(1)的输出端与图像采集芯片(211)的输入端相连，所述图像采集芯片(211)的输出端与芯片驱动器(212)的输入端相连，且所述芯片驱动器(212)驱动端与图像采集芯片(211)的驱动端相连，所述芯片驱动器(212)的输出端与图像输出器(213)的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，其特征在于：所述图像处理装置(22)由图像接收器(221)、图像存储器(222)、图像处理器(223)及图像处理后输出器(224)构成，所述图像接收器(221)的输入端与图像输出器(213)的输出端相连，所述图像接收器(221)的输出端与图像存储器(222)的输入端相连，所述图像存储器(222)的输出端与图像处理器(223)的输入端相连，所述图像处理器(223)的处理端还与图像存储器(222)的处理端相连，所述图像处理器(223)的输出端与图像处理后输出器(224)的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，其特征在于：所述图像拼接器(23)由图像拼接接收器(231)、图像拼接存储器(232)及图像拼接处理器(233)构成，所述图像拼接接收器(231)的输入端与图像处理后输出器(224)的输出端相连，所述图像拼接接收器(231)的输出端与图像拼接存储器(232)的输入端相连，所述图像拼接存储器(232)的输出端与图像拼接处理器(233)的输入端相连，所述图像拼接处理器(233)的处理端与图像拼接存储器(232)的处理端相连。
5.根据权利要求1所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，其特征在于：所述微处理器(24)的输入端与图像拼接处理器(233)的输出端相连，所述微处理器(24)通过通讯接口(25)与显示装置(3)相连。
6.根据权利要求1或5所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视系统，其特征在于：所述微处理器(24)的输出端还通过通讯接口(25)与车辆控制器(4)的输入端相连，所述车辆控制器(4)反馈端与微处理器(24)的控制端相连。
7.基于单目后视摄像头的车载全景环视的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：摄像头装置(1)扫描车辆后方及周围的路况、环境信息；
S2：图像采集装置(21)将摄像头装置(1)采集的车辆后方的路况、环境信息转化为图像电子信号；
S3：图像采集装置(21)将步骤2中的图像电子信号传输至图像处理装置(22)；
S4：图像处理装置(22)对传输来的图像存储并由图像处理器(223)对图像进行识别处理；
S5：图像处理装置(22)处理完图像后，通过图像处理后输出器(224)传输至图像拼接器(23)中；
S6：图像拼接器(23)对图像处理装置(22)处理后的图像进行拼接处理，使之达到图像能清晰反应车辆后方的路况及环境；
S7：通过图像拼接器(23)拼接完后的图像，由微处理器(24)传输至显示装置(3)中显示；
S8：在显示装置(3)显示当前图像后，车辆移动至下一位置，其摄像头装置(1)采集下一位置的图像，并通过上述S1至S7的工作流程，将下一位置的图像显示，而微处理器(24)将下一位置的图像显示的同时将上一图像做覆盖处理。
8.根据权利要求7所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视的方法，其特征在于：所述摄像头装置(1)扫描范围趋近于180°，且扫描车辆后方及周围的距离小于等于4米。
9.根据权利要求7所述的基于单目后视摄像头的车载全景环视的方法，其特征在于：所述图像处理装置(22)的处理顺序依次为图像正畸、特征取值、视差获取、深度计算。
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