CN105599679A - 车辆前方信息显示控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过设置在左右侧后视镜的摄像头拍摄驾驶员的视角盲区，根据与前方行驶车辆之间的距离及转向角将影像数据加工成最便于驾驶员识别的状态并通过平视显示器(Head-Up？Display)显示的车辆前方信息显示控制装置及方法。本发明的车辆前方信息显示控制装置包括：前方影像获取部，其获取两侧车道的前方影像；距离算出部，其算出本车辆与前方行驶车辆之间的距离信息；对象区域提取部，其根据距离信息从前方影像提取至少一个输出对象区域；以及对象区域显示部，其显示输出对象区域。

Description

车辆前方信息显示控制装置及方法
技术领域
本发明涉及前方影像等前方信息显示控制装置及方法，尤其涉及一种车辆前方信息显示控制装置及方法。
背景技术
通常，车辆驾驶座两侧外部安装有能够查看车辆尾部及后方的侧后视镜(rearviewsidemirror)，通过这种侧后视镜容易识别从后方靠近的车辆，因此不仅能够预防碰撞，驾驶员不用回头看也能够查看后方情况，有助于安全驾驶。
但由于上述侧后视镜只能查看车辆尾部或后方，因此驻车时从驾驶座看不到的车辆前侧两侧方容易发生碰撞事故，窄路行驶时把握不好道路宽度，因此车轮陷入水沟或坑中。
为预防上述问题，用户在驾驶过程中向窗外探出头查看车辆一侧前方，但这样做不仅麻烦，遇到冬天或雨雪天气时更加不便。
韩国公开专利第2004-0088715号公开了一种内置摄像头的车辆侧后视镜装置。该装置只是单纯显示驾驶员查看不到位置的信息，并未公开对相应影像信息进行加工并为驾驶员有效提供信息的技术方案。为了在车辆行驶情况下快速帮助驾驶员作出判断，需要加工信息后提供驾驶员，以确保驾驶员便于识别信息。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种通过设置在左右侧后视镜的摄像头拍摄驾驶员的视角盲区，根据与前方行驶车辆之间的距离及转向角将影像数据加工成最便于驾驶员识别的状态并通过平视显示器(Head-UpDisplay；以下简称‘HUD’)显示的车辆前方信息显示控制装置及方法。
但本发明的目的不限于以上记载的目的，本领域普通技术人员参见以下记载可明确理解未记载的其他目的。
技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆前方信息显示控制装置，其包括：前方影像获取部，其获取两侧车道的前方影像；距离算出部，其算出本车辆与前方行驶车辆之间的距离信息；对象区域提取部，其根据所述距离信息从所述前方影像提取至少一个输出对象区域；以及对象区域显示部，其显示所述输出对象区域。
优选地，所述对象区域提取部在所述输出对象区域为一个时，根据所述距离信息确定所述输出对象区域的大小，以及所述输出对象区域为至少两个时，确定各输出对象区域的大小及输出对象区域之间的距离。
优选地，所述对象区域提取部根据基于所述前方行驶车辆的车型信息的车宽信息或所述本车辆行驶的车道的车道宽度信息，确定所述输出对象区域之间的距离。
优选地，所述的车辆前方信息显示控制装置还包括：转向角算出部，其算出所述本车辆的转向角信息；所述对象区域提取部在提取所述输出对象区域时同时利用所述距离信息与所述转向角信息。
优选地，所述转向角算出部在算出所述距离信息的同一时间点算出所述转向角信息。
优选地，所述对象区域提取部在所述输出对象区域为至少两个时，根据所述转向角信息选择至少一个输出对象区域。
优选地，所述前方影像获取部利用安装在右侧后视镜的摄像头与安装在左侧后视镜的摄像头获取所述前方影像。
优选地，所述对象区域显示部利用平视显示器(Head-UpDisplay:HUD)显示所述输出对象区域。
优选地，所述对象区域显示部将所述输出对象区域投影到所述平视显示器中的所述前方行驶车辆的至少一侧显示。
优选地，所述车辆前方信息显示控制装置还包括：对象区域提取控制部，其控制使得按预先设定的条件提取所述输出对象区域。
另外，本发明提供一种车辆前方信息显示控制方法，该方法包括：获取两侧车道的前方影像的步骤；算出本车辆与前方行驶车辆之间的距离信息的步骤；根据所述距离信息从所述前方影像提取至少一个输出对象区域的步骤；以及显示所述输出对象区域的步骤。
优选地，提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，在所述输出对象区域为一个时根据所述距离信息确定所述输出对象区域的大小，所述输出对象区域为至少两个时确定输出对象区域的大小与输出对象区域之间的距离。
优选地，提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，根据基于所述前方行驶车辆的车型信息的车宽信息或所述本车辆行驶的车道的车道宽度信息确定所述输出对象区域之间的距离。
优选地，提取所述输出对象区域的所述步骤之前还包括算出所述本车辆的转向角信息的步骤，并且，提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，在提取所述输出对象区域时同时利用所述距离信息与所述转向角信息。
优选地，算出所述转向角信息的步骤在算出所述距离信息的同一时间点算出所述转向角信息。
优选地，提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，在所述输出对象区域为至少两个时，根据所述转向角信息选择至少一个输出对象区域。
优选地，提取所述输出对象区域的所述步骤在所述输出对象区域为至少两个时，根据所述转向角信息选择至少一个输出对象区域。
优选地，获取所述前方的影像的所述步骤利用安装在右侧后视镜的摄像头与安装在左侧后视镜的摄像头获取所述前方影像。
优选地，显示所述输出对象区域的所述步骤利用HUD显示所述输出对象区域。
优选地，显示所述输出对象区域的所述步骤具体是将所述输出对象区域投影到所述HUD中的所述前方行驶车辆的至少一侧(side)显示。
优选地，算出所述距离信息的步骤与提取所述输出对象区域的步骤之间还包括控制使得按预先设定的条件提取所述输出对象区域的步骤。
技术效果
本发明通过设置在左右侧后视镜的摄像头拍摄驾驶员的视角盲区，根据与前方行驶车辆之间的距离及转向角将影像数据加工成最便于驾驶员识别的状态并通过HUD显示，因此具有如下有益效果：
第一，向驾驶员提供辅助判断变更车道的影像信息，因此能够减少驾驶员为确保视野而移动车辆的行为等不必要的行为。
第二，通过减少驾驶员的不必要行为降低事故危险性，并且能够节省燃料费。
附图说明
图1为显示根据本发明一个实施例的驾驶员前方视角盲区的交通信息显示系统的概念图；
图2为用于说明图1所示HUD功能的参考图；
图3及图4为用于说明图1所示影像转换部功能的参考图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施例。首先，需要注意的是在对各图的构成要素添加附图标记方面，即使相同的构成要素出现在不同的附图上也尽可能添加相同的附图标记。并且在说明本发明时若判断认为对相关公知结构或功能的具体说明可能对本发明的主题造成混淆，则省略相关详细说明。另外，以下将说明本发明的优选实施例，但本发明的技术方案并不限定或限制于此，所属技术领域的技术人员可做多种变形实施。
驾驶过程中准备变更车道时视野受到前方行驶车辆限制的情况下无法确定应向左侧还是向右侧变更车道。本发明公开一种通过设置在左侧后视镜及右侧后视镜的摄像头拍摄驾驶员识别盲区的影像，并根据前方距离测定雷达测定的前方行驶车辆距离及车辆的转向角，在前方行驶车辆边上将相应影像信息显示成能够查看前方状态的信息的方法。
图1为显示根据本发明一个实施例的驾驶员前方视角盲区的交通信息显示系统的概念图。
本发明的交通信息显示系统100是显示驾驶员前方视野中相当于盲区的区域的交通信息的系统。
如图1所示，交通信息显示系统100包括右侧后视镜摄像头111、左侧后视镜摄像头112、雷达传感器113、方向盘(SteeringWheel)114、第一影像输入部121、第二影像输入部122、距离测定部123、转向角输入部124、影像转换部131、操作部132、数据传输部133及平视显示器(Head-UpDisplay；以下简称HUD)134。
交通信息显示系统100通过安装在车辆两侧侧后视镜的左侧后视镜摄像头111、右侧后视镜摄像头112拍摄驾驶员看不到的前侧交通情况，通过前方的雷达传感器113测定前方行驶车辆距离并从左侧后视镜摄像头111、右侧后视镜摄像头112拍摄的影像中提取部分影像，并投影到HUD134上的前方行驶车辆旁边位置，因此驾驶员不移动车辆也能够确保前方视野。
以下说明交通信息显示系统100的各构成。
右侧后视镜摄像头111是搭载于车辆右侧后视镜的摄像头。右侧后视镜摄像头111的功能是拍摄车辆的右侧车道前方。
左侧后视镜摄像头112是搭载于车辆左侧后视镜的摄像头。左侧后视镜摄像头112的功能是拍摄车辆的左侧车道前方。
雷达传感器113的功能是安装在车辆前方一侧测定位于车辆前方的前方行驶车辆的距离。本实施例中用于测定前方行驶车辆的距离的雷达传感器113可以用超声波传感器替代。
第一影像输入部121的功能是控制右侧后视镜摄像头111，在右侧后视镜摄像头111拍摄车辆的右侧车道前方时从中获取关于车辆的右侧车道前方的影像。
第二影像输入部122的功能是控制左侧后视镜摄像头112，在左侧后视镜摄像头112拍摄车辆的左侧车道前方时从中获取关于车辆的左侧车道前方的影像。
第一影像输入部121与第二影像输入部122的功能是将从各侧的侧后视镜摄像头111、112即左侧后视镜摄像头111、右侧后视镜摄像头112输入的模拟影像信号转换成数字信号并传输到影像转换部131。即，为了对安装在车辆上的直接连接型摄像头进行处理，第一影像输入部121与第二影像输入部122的作用相当于影音导航装置(AudioVideoNavigation；AVN)中的视频解码器，在接收到影像时将相应影像数据传输到影像转换部131。
距离测定部123的功能是通过控制雷达传感器113获取前方行驶车辆的距离数据。距离测定部123获取前方行驶车辆的距离数据后将该距离数据传输到影像转换部131。
转向角输入部124的功能是通过测定方向盘114的旋转角获取车辆的转向角。转向角输入部124获取车辆的转向角后将该转向角传输到影像转换部131。
影像转换部131根据从距离测定部123接收的距离数据提取从第一影像输入部121与第二影像输入部122接收的影像数据中的预定部分。
影像转换部131根据从距离测定部123接收的前方行驶车辆距离及转向角，只剪切(crop)第一影像输入部121与第二影像输入部122输入的影像数据中参考旁边车道的前方信息所需的部分。
影像转换部131根据前方行驶车辆距离计算和反映整个影像中需要剪切区域的大小与需要剪切区域之间的间隔，以转向角为基准判断要剪切整个影像中的哪个区域。
影像转换部131在根据距离计算剪切区域及两个剪切区域间的间隔时，可以参照按车型预先定义的表格。
操作部132的功能是控制影像转换部131的动作。操作部132向影像转换部131传输开/关(ON/OFF)信号控制影像转换部131的动作。操作部132可以接收设置于方向盘114的按键信号并触发开/关(ON/OFF)信号进行处理。
影像转换部131只在从操作部132接收到开(ON)信号时才执行影像转换功能。影像转换部131在从操作部132接收到管(OFF)信号时不工作。
数据传输部133的功能是将从影像转换部131接收的影像数据传输到HUD134。数据传输部133可以通过CAN协议，将从影像转换部131接收的转换影像传输到HUD134。
HUD134的功能是显示经过影像转换部131加工的影像数据。
图2为用于说明图1所示HUD功能的参考图。
如图2中(a)与(b)所示，HUD134将影像转换部131从第一影像输入部121与第二影像输入部122输入的影像中提取的区域220、230投影到前方行驶车辆210的两侧。
并且HUD134可以根据距离测定部123测定的距离数据调整区域220、230的大小。图2中(a)所示情况的前方行驶车辆210距离小于图2中(b)情况的前方行驶车辆距离210时，HUD134使区域220、230的大小大于图2中(b)所示情况下区域220、230的大小，在如图2中(b)所示的前方行驶车辆210距离大于图2中(a)的情况下，HUD134可以使区域220、230的大小小于图2中(a)情况时的区域220、230大小。即，HUD134可以通过设置使HUD显示的区域220、230的大小与车间距离成反比。
图3及图4为用于说明图1所示影像转换部功能的参考图。
影像转换部131可通过如下方法根据距离确定剪切(crop)区域(将显示到HUD134的区域影像，如图2中的220及230)的大小。以下参照图3进行说明。
设左侧后视镜摄像头与右侧后视镜摄像头的视角310为30°、车间距离为x，这种情况下可用如下数学式定义影像中的间隔y。
y＝x×tan15°
另外，可通过前方行驶车辆车型的平均车宽或车道宽度求出需要剪切的区域220、230之间的间隔。例如假设前方行驶车辆的车宽320为3m，车道宽度330为3.6m，此时可求出要剪切的区域220、230之间飞间隔1.5m。
另外，影像转换部131可以根据转向角如下确定要剪切的区域220、230。以下参照图4进行说明。
影像转换部131将转向角设为0后根据车间距离x求出影像的剪切起点410。然后，影像转换部131根据转向角θ求出影像的剪切终点420。然后，影像转换部131根据车间距离x与转向角θ通过如下数学式求出剪切气垫410与剪切终点420之间的距离y即剪切区域的大小。
y＝x×tanθ
在车流量大的道路行驶时为了弄清变更到哪个车道才能更快移动，会向左右移动车辆来确保视野。此时事故危险性非常高，实际上在变更到副驾驶座旁边车道之前还无法确保视野。
由于本发明通过对人类最为清晰直观的影像信息传递前方交通信息，避免驾驶员为变更车道而徒劳移动，因此不仅能够防止发生事故，还能够辅助变更到最佳车道，因此还有助于节省燃费。
以上参照图1至图4说明了本发明的一个实施形态。以下说明能够从上述一个实施形态得到的本发明优选形态。
根据本发明优选实施例的车辆前方信息显示控制装置包括前方影像获取部、距离算出部、对象区域提取部、对象区域显示部、电源部及主控制部。
电源部的功能是向构成车辆前方信息显示控制装置的各构成供应电源。主控制部的功能是向车辆前方信息显示控制装置的各构成的所有动作。考虑到车辆前方信息显示控制装置安装在车辆上，可以用车辆用电池与文程序控制器(MicroprogrammedControlUnit；MCU)(或电子控制单元(ElectronicControlUnit；ECU)替代电源部与主控制部，因此本实施例不具备电源部与主控制部也无妨。
前方影像获取部的功能是获取两侧车道的前方影像。
前方影像获取部利用安装在右侧后视镜的摄像头与安装在左侧后视镜的摄像头获取前方影像。前方影像获取部相当于图1中右侧后视镜摄像头111、第一影像输入部121、左侧后视镜摄像头112及第二影像输入部122的结合结构。
距离算出部的功能是获取本车辆至前方行驶车辆的距离信息。距离算出部相当于图1中雷达传感器113与距离测定部123的结合结构。
对象区域提取部的功能是根据本车辆至前方行驶车辆的距离信息，从前方影像获取部获取的前方影像提取至少一个输出对象区域。对象区域提取部相当于图1中影像转换部131与数据传输部133的结合结构。
在输出对象区域为一个时，对象区域提取部可以根据距离信息确定输出对象区域的大小。输出对象区域至少为两个时，对象区域提取部可以确定输出对象区域的大小及输出对象区域之间的距离。这种情况下，对象区域显示部在显示输出对象区域时可以考虑输出对象区域的大小及输出对象区域之间的距离。
对象区域提取部可以利用用于获取各前方影像的摄像头视角及本车辆至前方行驶车辆距离值确定输出对象区域的大小。如以上所述，摄像头的视角值等于本车辆的转向角，因此对象区域提取部可以利用本车辆的转向角算出摄像头的视角。
对象区域提取部可以利用根据前方行驶车辆的车型信息得到的车宽信息或本车辆行驶车道的车道宽度信息确定输出对象区域之间的距离。
对象区域显示部的功能是显示输出对象区域。
对象区域显示部可以相当于图1中的HUD134。
对象区域显示部可以利用HUD(Head-UpDisplay)显示输出对象区域。
对象区域显示部可以将所述输出对象区域投影到HUD中的所述前方行驶车辆的至少一侧显示。
车辆前方信息显示控制装置还可以包括转向角算出部。
转向角算出部的功能是算出本车辆的转向角信息。这种情况下，对象区域提取部在提取输出对象区域时可以同时利用距离信息与转向角信息。转向角算出部相当于图1中方向盘114与转向角输入部124的结合结构。
转向角算出部可以在算出距离信息的同一时间点算出转向角信息。
另外在输出对象区域为至少两个时，对象区域提取部可以根据转向角信息选择至少一个输出对象区域。
另外，车辆前方信息显示控制装置还可以包括对象区域提取控制部。
对象区域提取控制部的功能是通过控制使得按预先设定的条件提取输出对象区域。对象区域提取控制部相当于图1中的操作部132。
本实施例中，对象区域提取控制部可以控制使得按照用户请求提取输出对象区域。用户加压设置在方向盘(SteeringWheel)一侧的按键时，对象区域提取控制部可以控制使得接收到加压按键产生的信号时提取输出对象区域。
另外，本实施例可以将时间、区域、车速等作为条件。
将时间作为条件的情况下，对象区域提取控制部可以通过控制计时器使得每个预定时间提取输出对象区域。对象区域提取控制部可以在交通混杂的工作日上下班时间(如，工作日上午七点～9点，工作日下午六点～八点等)执行这些功能。
另外，将地区作为条件的情况下，对象区域提取控制部可通过控制导航装置使得每到达预定地区便提取输出对象区域。
对象区域提取控制部可以在交通混杂的地区使用这些功能。
另外，将车速作为条件的情况下，例如对象区域提取控制部可以在车速达到基准速度以上时执行上述功能，
以下说明车辆前方信息显示控制装置的工作方法。
首先，前方影像获取部获取两侧车道的前方影像。
然后，距离算出部算出本车辆至前方行驶车辆的距离信息。
然后，对象区域提取部根据距离信息从前方影像提取至少一个输出对象区域。
然后，对象区域显示部显示输出对象区域。
另外，转向角算出部可以在对象区域提取部提取输对象区域之前算出本车辆的转向角信息。转向角算出部算出本车辆的转向角信息的情况下，对象区域提取部在提取输出对象区域时可以同时利用距离信息与转向角信息。本实施例中算出转向角信息的步骤只要在提取输出对象区域的步骤之前执行即可。
另外，算出距离信息的步骤与提取输出对象区域的步骤之间，对象区域提取控制部可以控制使得按预先设定的条件输出对象区域。
在提取输出对象区域的步骤之前还执行算出转向角信息的步骤的情况下，控制使得提取输出对象区域的步骤可以在算出距离信息的步骤与算出转向角信息的步骤均执行后执行，并且在提取的步骤之前执行。
以上记载了构成本发明实施例的所有构成要素结合成一体或结合工作，但本发明并不限定于这些实施例。即在本发明目的范围内，其所有构成要素中的一个或多个可以选择性地结合工作。并且，其所有构成要素可分别以一个独立的硬件的形式出现，但也可以选择性地组合各构成要素中的一部分或全部，以具有程序模块的计算机程序来实现，其中程序模块执行一个或多个硬件组合出的部分或所有功能。并且，这种计算机程序可存储于通用串行总线(USB)存储器、压缩磁盘(CDdisk)，闪存盘(FlashMemory)等计算机可读的记录介质(ComputerReadableMedia)，由计算机读取并执行，从而实现本发明的实施例。计算机程序的记录介质可包括磁性记录介质、光记录介质、载波(CarrierWave)介质等。并且，包括技术或科学用语在内的所有用语在具体说明中无另行定义的情况下表示和本发明所属技术领域的普通技术人员的通常理解相同的意思。通常使用的词典定义的用语，应解释为与相关技术的文章脉络的意思相一致的意思，若本发明中无明确定义，不得解释为理想或过度形式性的意思。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种车辆前方信息显示控制装置，其特征在于，包括：
前方影像获取部，其获取两侧车道的前方影像；
距离算出部，其算出本车辆与前方行驶车辆之间的距离信息；
对象区域提取部，其根据所述距离信息从所述前方影像提取至少一个输出对象区域；以及
对象区域显示部，其显示所述输出对象区域。
2.根据权利要求1所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述对象区域提取部在所述输出对象区域为一个时，根据所述距离信息确定所述输出对象区域的大小，以及所述输出对象区域为至少两个时，确定各输出对象区域的大小及输出对象区域之间的距离。
3.根据权利要求2所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述对象区域提取部根据基于所述前方行驶车辆的车型信息的车宽信息或所述本车辆行驶的车道的车道宽度信息，确定所述输出对象区域之间的距离。
4.根据权利要求1所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于，还包括：
转向角算出部，其算出所述本车辆的转向角信息；
所述对象区域提取部在提取所述输出对象区域时同时利用所述距离信息与所述转向角信息。
5.根据权利要求4所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述转向角算出部在算出所述距离信息的同一时间点算出所述转向角信息。
6.根据权利要求4所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述对象区域提取部在所述输出对象区域为至少两个时，根据所述转向角信息选择至少一个输出对象区域。
7.根据权利要求1所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述前方影像获取部利用安装在右侧后视镜的摄像头与安装在左侧后视镜的摄像头获取所述前方影像。
8.根据权利要求1所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述对象区域显示部利用平视显示器显示所述输出对象区域。
9.根据权利要求8所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于：
所述对象区域显示部将所述输出对象区域投影到所述平视显示器中的所述前方行驶车辆的至少一侧显示。
10.根据权利要求1所述的车辆前方信息显示控制装置，其特征在于，还包括：
对象区域提取控制部，其控制使得按预先设定的条件提取所述输出对象区域。
11.一种车辆前方信息显示控制方法，其特征在于，包括：
获取两侧车道的前方影像的步骤；
算出本车辆与前方行驶车辆之间的距离信息的步骤；
根据所述距离信息从所述前方影像提取至少一个输出对象区域的步骤；以及
显示所述输出对象区域的步骤。
12.根据权利要求11所述的车辆前方信息显示控制方法，其特征在于：
提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，在所述输出对象区域为一个时根据所述距离信息确定所述输出对象区域的大小，所述输出对象区域为至少两个时确定输出对象区域的大小与输出对象区域之间的距离。
13.根据权利要求12所述的车辆前方信息显示控制方法，其特征在于：
提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，根据基于所述前方行驶车辆的车型信息的车宽信息或所述本车辆行驶的车道的车道宽度信息确定所述输出对象区域之间的距离。
14.根据权利要求11所述的车辆前方信息显示控制方法，其特征在于，还包括：
算出所述本车辆的转向角信息的步骤，
提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，在提取所述输出对象区域时同时利用所述距离信息与所述转向角信息。
15.根据权利要求14所述的车辆前方信息显示控制方法，其特征在于：
提取所述输出对象区域的所述步骤具体是，在所述输出对象区域为至少两个时，根据所述转向角信息选择至少一个输出对象区域。
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