CN105774657A - 一种单摄像头全景倒车影像系统及方法 - Google Patents

一种单摄像头全景倒车影像系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单摄像头全景倒车影像系统及方法，该系统包括：电子控制单元、显示单元和设置在车辆尾部的单路摄像头模块；其中，电子控制单元分别与显示单元、摄像头模块以及车辆内置的车辆状态信息输出端口连接。电子控制单元用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，并将全景倒车图像发送给显示单元进行显示；图像数据由摄像头模块采集并发送到电子控制单元；车辆状态信息由电子控制单元从车辆状态信息输出端口获取。采用本发明实施例能通过设置在车辆尾部的单路摄像头实现全景倒车，节省应用成本，提高全景倒车影像系统的适用性。

Description

一种单摄像头全景倒车影像系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆设备技术领域，尤其涉及一种单摄像头全景倒车影像系统及方法。
背景技术
现有的全景倒车系统是利用设置在车辆四周的多个摄像头，采集的倒车时的图像并进行拼接处理后，形成一幅动态的俯视图。汽车中控显示器能够清晰准确反映车辆周围路况信息，提高驾驶人员的倒车安全。但是，该实现方法涉及到多路视频信息的采集处理、实时图像拼接等大量数据处理，对摄像头的安装角度和位置也有严格要求，造成响应速度慢及应用成本偏高等问题，不利于全景倒车影像系统的推广与普及。
发明内容
本发明实施例提出一种单摄像头全景倒车影像系统及方法，能通过设置在车辆尾部的单路摄像头实现全景倒车，节省应用成本，提高全景倒车影像系统的适用性。
本发明实施例提供一种单摄像头全景倒车影像系统，包括：电子控制单元、显示单元和设置在车辆尾部的单路摄像头模块；
其中，所述电子控制单元分别与所述显示单元、摄像头模块以及车辆内置的车辆状态信息输出端口连接；
其中，所述电子控制单元用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，并将所述全景倒车图像发送给所述显示单元进行显示；所述图像数据由所述摄像头模块采集并发送到所述电子控制单元；所述车辆状态信息由所述电子控制单元从所述车辆状态信息输出端口获取。
进一步的，所述电子控制单元用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，具体为：
所述电子控制单元使用预设算法对所述图像数据进行校正后，再结合所述车辆状态信息进行图像融合和叠加，构建出所述全景倒车图像。
进一步的，所述电子控制单元包括：中央处理器、图形处理器、存储器、通讯传输器和图像信号收发器；
其中，所述中央处理器分别与所述图形处理器、所述存储器、所述通讯传输器和所述图像信号收发器连接；
所述图形处理器与所述图像信号收发器连接。
进一步的，所述摄像头模块包括广角光学镜头、CMOS/CCD传感器和图像信号发送器；
所述CMOS/CCD传感器分别与所述广角光学镜头、所述图像信号发送器连接。
进一步的，所述电子控制单元与所述摄像头模块连接，具体为：
所述电子控制单元通过电源和视频信号复合型电缆与所述摄像头模块连接。
进一步的，所述摄像头模块为设置在所述车辆尾部中央位置的摄像头模块。
进一步的，所述显示单元为具有视频输入功能的显示器。
相应地，本发明实施例还提供一种单摄像头全景倒车影像处理方法，该方法利用权利要求1至7任一项所述的单摄像头全景倒车影像系统来实现，该方法包括：
所述电子控制单元接收所述摄像头模块所采集的图像数据，并从所述车辆状态信息输出端口获取实时的车辆状态信息；其中，所述车辆状态信息包括车轮转向角、车速信息和时间信息；
所述电子控制单元根据所述图像数据和所述车辆状态信息，构建实时全景倒车图像；
所述电子控制单元将所述全景倒车图像发送给所述显示单元进行显示。
进一步的，所述电子控制单元根据所述图像数据和所述车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，具体为：
所述电子控制单元使用鱼眼几何校正算法对所述图像数据进行几何校正处理，获得正常状态图像；
所述电子控制单元根据所述车轮转向角和所述车速信息，使用动态倒车轨迹线生成算法，计算生成后车轮将要经过的地面标识线；
所述电子控制单元根据时间信息和正常状态图像，使用时间轴图像融合叠加算法进行图像融合，并将所述地面标识线添加到融合后的图像中，获得所述全景倒车图像。
进一步的，该方法还包括：所述显示单元将保持显示所述全景倒车图像，直至接收到新的全景倒车图像。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的单摄像头全景倒车影像系统及方法，该系统包括设置在车辆尾部的单路摄像头模块、电子控制单元和显示单元。电子控制单元对摄像头模块采集的图像数据和由车辆状态信息输出端口获取的车辆状态信息进行处理，构建实时全景倒车图像，并将其发送给显示单元进行显示。相比于现有技术使用多路摄像头才能完成全景倒车，本发明技术方案仅使用单元摄像头模块即可实现实时全景倒车，更加贴合实际使用过程中的需要，简化硬件系统组成，节省应用成本，提高全景倒车影像系统的推广性和普及性。
附图说明
图1是本发明提供的单摄像头全景倒车影像系统的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的电子控制单元的一种实施例的结构示意图；
图3是本发明提供的摄像头模块的一种实施例的结构示意图；
图4是本发明提供的单摄像头全景倒车影像系统的另一种实施例的结构示意图；
图5是本发明提供的单摄像头全景倒车影像处理方法的一种实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
参见图1，是本发明提供的单摄像头全景倒车影像系统的一种实施例的结构示意图。如图1所示，该系统包括：电子控制单元1、显示单元2和设置在车辆尾部的单路摄像头模块3。其中，电子控制单元1分别与显示单元2、摄像头模块3以及车辆内置的车辆状态信息输出端口连接。
在本实施例中，电子控制单元1用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，并将全景倒车图像发送给显示单元进行显示。图像数据由摄像头模块3采集并发送到电子控制单元1。车辆状态信息由电子控制单元1从车辆状态信息输出端口获取。
在本实施例中，电子控制单元1用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，具体为：电子控制单元1使用预设算法对图像数据图像进行校正后，再结合车辆状态信息进行图像融合和叠加，构建出全景倒车图像。
作为本实施例的一种举例，参见图2，图2是本发明提供的电子控制单元的一种实施例的结构示意图。其中，电子控制单元1包括：中央处理器201、图形处理器202、存储器203、通讯传输器204、图像信号收发器205。中央处理器201分别与图形处理器202、存储器203、通讯传输器204和图像信号收发器205连接。图形处理器202与图像信号收发器205连接。中央处理器201为ARM+DSP多核处理器(或者同规格微处理器及FPGA)，该多核处理器负责整机的工作，负责整个系统的运行，并且负责接收车辆状态信息输出端口(OBD)的指令并通过软件运算处理图像数据，使整个系统工作运行顺畅。本发明中采用多核的处理器，能提高了整个系统的运行速度，而图形处理器202的调速硬件图像加速器，提高了图像处理速度和质量。
作为本实施例的一种举例，参见图3，图3是本发明提供的摄像头模块的一种实施例的结构示意图。如图3所示。该摄像头模块包括广角光学镜头301、CMOS/CCD传感器302和图像信号发送器303。CMOS/CCD传感器302分别与广角光学镜头301、图像信号发送器303连接。广角光学镜头301采集车尾正后视角图像，经过CCD/CMOS传感器302以及图像信号发送器303，将图像进行编码后传送给电子控制单元1进行处理,并通过电子控制单元1的存储器203进行缓冲及存储。广角光学镜头301可以但不限于为145°的摄像头。
作为本实施例的一种举例，图2和图3的电子控制单元和摄像头模块还可以包括电源模块，电源模块为电子控制单元和摄像头模块供电。
作为本实施例的一种举例，电子控制单元1与摄像头模块连接，具体为：电子控制单元1通过电源和视频信号复合型电缆与摄像头模块3连接。摄像头模块3的电源由电子控制单元1负责提供，简化了摄像头模块3的结构组成。
为了更好的说明本发明的全景倒车影像系统，参见图4，图4是本发明提供的单摄像头全景倒车影像系统的另一种实施例的结构示意图。如图4所示，电子控制单元(ECU)安装于车辆中控台内部。显示单元是具备视频输入功能的显示器，安装于方便驾驶员观测的位置，用于接收和显示ECU生成的全景倒车图像。摄像头模块设置在车辆尾部中央位置，摄像头模块与地面成一定角度安装。
相应地，本发明还提供了一种单摄像头全景倒车影像处理方法，该方法利用本发明的单摄像头全景倒车影像系统来实现。参见图5，图5是本发明提供的单摄像头全景倒车影像处理方法的一种实施例的流程示意图。该方法包括：
步骤501：电子控制单元接收摄像头模块所采集的图像数据，并从车辆状态信息输出端口获取实时的车辆状态信息；其中，车辆状态信息包括车轮转向角、车速信息和时间信息。
步骤502：电子控制单元根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像。
步骤503：电子控制单元将全景倒车图像发送给显示单元进行显示。
在本实施例中，电子控制单元1根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，具体为：电子控制单元1使用鱼眼几何校正算法对图像数据进行几何校正处理，获得正常状态图像；电子控制单元1根据车轮转向角和车速信息，使用动态倒车轨迹线生成算法，计算生成后车轮将要经过的地面标识线；电子控制单元1根据时间信息和正常状态图像，使用时间轴图像融合叠加算法进行图像融合，并将地面标识线添加到融合后的图像中，获得全景倒车图像。例如，车辆在倒车过程中通过后置摄像头实时采集图像数据，同时采集记录车辆车轮转向角和车速信息，按照一定速度和时间比例关系将图像数据截取存储到电子控制单元的内存中，然后通过鱼眼几何校正算法和时间轴图像融合叠加算法将存储图像数据进行处理，生成一幅完整的全景倒车图像，并最终与动态倒车轨迹线生成算法生成的路面标示线进行叠加处理，输出给显示单元显示。
作为本实施例的一种举例，该方法还包括：显示单元2将保持显示全景倒车图像，直至接收到新的全景倒车图像。
在本实施例中，电子控制单元1对摄像头模块3获取的影像数据运用软件算法转换、校正、融合和叠加，然后通过输出到显示单元2进行全景倒车影像显示,比如在倒车路况中有缺失井盖的情况，通过实时保存的影像画面，监控车身运行路径，避开相关危险区域。本系统显示的全景倒车图像包含倒车动态轨迹线显示，增加倒车影像的直观性；此外系统核心软件算法实现图像畸变校正、图像叠加、及画面完整性处理，实现独有的全景倒车影像显示效果。显示单元2为具有视频输入功能的显示器，可以利用车辆本身的导航仪充当显示器，导航仪具有人性化的交互界面，方便驾驶员操作。
由上可见，本发明实施例提供的单摄像头全景倒车影像系统及方法，该系统包括设置在车辆尾部的单路摄像头模块3、电子控制单元1和显示单元2。电子控制单元1对摄像头模块3采集的图像数据和由车辆状态信息输出端口获取的车辆状态信息进行处理，构建实时全景倒车图像，并将其发送给显示单元2进行显示。相比于现有技术使用多路摄像头才能完成全景倒车，本发明技术方案仅使用单元摄像头模块即可实现实时全景倒车，由于采用了单路广角摄像头采集图像数据，忽略了多路摄像头安装高度和角度的影响，图像拼接融合效果更优秀，完美展现全景倒车影像，而且更加贴合实际使用过程中的需要，简化硬件系统组成，节省应用成本，提高全景倒车影像系统的推广性和普及性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，包括：电子控制单元、显示单元和设置在车辆尾部的单路摄像头模块；
其中，所述电子控制单元分别与所述显示单元、摄像头模块以及车辆内置的车辆状态信息输出端口连接；
其中，所述电子控制单元用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，并将所述全景倒车图像发送给所述显示单元进行显示；所述图像数据由所述摄像头模块采集并发送到所述电子控制单元；所述车辆状态信息由所述电子控制单元从所述车辆状态信息输出端口获取。
2.根据权利要求1所述的单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，所述电子控制单元用于根据图像数据和车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，具体为：
所述电子控制单元使用预设算法对所述图像数据进行校正后，再结合所述车辆状态信息进行图像融合和叠加，构建出所述全景倒车图像。
3.根据权利要求1或2所述的单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，所述电子控制单元包括：中央处理器、图形处理器、存储器、通讯传输器和图像信号收发器；
其中，所述中央处理器分别与所述图形处理器、所述存储器、所述通讯传输器和所述图像信号收发器连接；
所述图形处理器与所述图像信号收发器连接。
4.根据权利要求1或2所述的单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，所述摄像头模块包括广角光学镜头、CMOS/CCD传感器和图像信号发送器；
所述CMOS/CCD传感器分别与所述广角光学镜头、所述图像信号发送器连接。
5.根据权利要求1或2所述的单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，所述电子控制单元与所述摄像头模块连接，具体为：
所述电子控制单元通过电源和视频信号复合型电缆与所述摄像头模块连接。
6.根据权利要求1或2所述的单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，所述摄像头模块为设置在所述车辆尾部中央位置的摄像头模块。
7.根据权利要求1或2所述的单摄像头全景倒车影像系统，其特征在于，所述显示单元为具有视频输入功能的显示器。
8.一种单摄像头全景倒车影像处理方法，其特征在于，该方法利用权利要求1至7任一项所述的单摄像头全景倒车影像系统来实现，该方法包括：
所述电子控制单元接收所述摄像头模块所采集的图像数据，并从所述车辆状态信息输出端口获取实时的车辆状态信息；其中，所述车辆状态信息包括车轮转向角、车速信息和时间信息；
所述电子控制单元根据所述图像数据和所述车辆状态信息，构建实时全景倒车图像；
所述电子控制单元将所述全景倒车图像发送给所述显示单元进行显示。
9.根据权利要求8所述的单摄像头全景倒车影像处理方法，其特征在于，所述电子控制单元根据所述图像数据和所述车辆状态信息，构建实时全景倒车图像，具体为：
所述电子控制单元使用鱼眼几何校正算法对所述图像数据进行几何校正处理，获得正常状态图像；
所述电子控制单元根据所述车轮转向角和所述车速信息，使用动态倒车轨迹线生成算法，计算生成后车轮将要经过的地面标识线；
所述电子控制单元根据时间信息和正常状态图像，使用时间轴图像融合叠加算法进行图像融合，并将所述地面标识线添加到融合后的图像中，获得所述全景倒车图像。
10.根据权利要求9所述的单摄像头全景倒车影像处理方法，其特征在于，该方法还包括：
所述显示单元将保持显示所述全景倒车图像，直至接收到新的全景倒车图像。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
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Denomination of invention: A single camera panoramic reverse camera system

Granted publication date: 20200317

Pledgee: CITIC Bank Co.,Ltd. Guangzhou Branch

Pledgor: GUANGZHOU JINGHUA PRECISION OPTICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980004447

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