CN106004660A - 车辆系统及车身环境模拟显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，公开了一种车辆系统及车身环境模拟显示方法。本发明中，车辆系统包括：车身、至少一摄像头、图像处理单元以及显示设备；摄像头安装于车身且用于拍摄车外全景图像；图像处理单元用于将车外全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；显示设备用于显示包括当前车身轮廓的三维全景图像。本发明还提供了一种车身环境模拟显示方法；本发明使得用户可以在车内直观判断车外障碍物的位置，大大方便了用户，提升了用户体验。

Description

车辆系统及车身环境模拟显示方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆系统及车身环境模拟显示方法。

背景技术

如今，汽车早已成为人们日常的交通工具之一，而开车的过程中，判断车外障碍物的位置是最基本的事物之一，于在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

目前，用户在车内判断障碍物的具体位置时，一般需要查看后车镜或者通过车窗了解车辆周围的状况，根据左右车镜、车窗等主观判断车身与障碍物的距离，即使车载显示屏显示出了车尾与障碍物之间的安全距离并给予提示，但画面比较虚，不能给予用户准确的判断，且只有一个方位的提示，整个判断障碍物的过程比较分散，非常不便，用户体验不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆系统及车身环境模拟显示方法，使得用户可以在车内直观判断车外障碍物的位置，大大方便了用户，提升了用户体验。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆系统，包括：车身、至少一摄像头、图像处理单元以及显示设备；摄像头安装于车身且用于拍摄车外全景图像；图像处理单元用于将车外全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；显示设备用于显示包括当前车身轮廓的三维全景图像。

本发明实施例还提供了一种车身环境模拟显示方法，包括：通过安装于车身的摄像头拍摄车外全景图像；将车外全景图像转换成三维全景图像；根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；通过安装于车身内的显示设备显示包括当前车身轮廓的三维全景图像。

本发明实施例相对于现有技术而言，图像处理单元将摄像头拍摄的全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓，使得用户可以在设置于车内的显示屏中直接看到包括当前车身轮廓的三维全景图像，使得用户可以在车内直观、集中的看到车外场景，车外障碍物的位置一目了然，用户身临其境，相较于现有的通过后车镜等方式判断障碍物等，方法更加简单且更加易于判断准确，提升了用户体验。

另外，车辆系统还包括距离计算单元，用于根据预设的摄像头参数计算车身安全距离；即，用户可以根据自己对获取的车外图像范围的需求或者是基于自己车辆结构的特殊限制，自行安装新的摄像头或者对已经安装在车辆上的摄像头进行调整，并输入新的摄像头参数，以计算出对应的车身安全距离(从而辅助勾勒出当前车身轮廓)；此种方式可以便于用户根据自己需求对摄像头进行灵活配置，应用较为广泛，提升了用户体验。

另外，摄像头参数包括：摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度；以这两个参数计算出的车身安全距离为车身至车外图像的下边缘(即对应于摄像头的最小拍摄角度)的距离。这两个参数也较容易得到，因此计算起来较为方便快速。

另外，显示设备环设于车身的内壁；能够使得用户更加身临其境，直观的看到车身及周围障碍物的场景，体验更加逼真。

另外，显示设备包括：柔性显示屏。柔性显示屏可以随意弯曲，即时在车辆已经制造完成后，也可以方便的增设于车身内壁。另外，还可以将柔性显示屏与车身内壁设置为可拆卸式，当无需使用时便于拆卸。

另外，显示设备包括：至少一投影仪与投影幕布；投影幕布设置于车身内壁；投影仪用于将三维全景图像投影至投影幕布。提供了另外一种显示三维全景图像的方式，投影幕布可根据需要进行伸缩，不仅可任意改变现实屏幕的大小，而且，当不用的时候可以完全收纳起来(例如卷轴形的投影幕布)，占用空间较小。

附图说明

图1是根据第一实施方式的车辆系统的示意图；

图2是根据第二实施方式的车辆系统的示意图；

图3是根据第三实施方式的车辆系统的示意图；

图4是根据第四实施方式的车身环境模拟显示方法的流程图；

图5是根据第四实施方式的勾勒车身轮廓的示意图；

图6是根据第五实施方式的车身环境模拟显示方法的流程图；

图7是根据第五实施方式的计算车身安全距离的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种车辆系统。如图1所示，车辆系统包括：车身、至少一摄像头、图像处理单元、显示设备。

摄像头安装于车身且用于拍摄车外全景图像。摄像头可以为一个或者多个。当摄像头为一个时，可以为全景摄像头，例如可以安装在车顶，从而可以最佳角度拍摄车外的全景图像。当摄像头为多个时，可以安装在车身的不同位置并朝向不同方位，以拍摄各方位的车外图像。例如，多个摄像头可以安装在车身的前方玻璃、后方玻璃、左侧玻璃、右侧玻璃以及车顶；并且，可以合理调节摄像头安装角度，使得各摄像头拍摄的车外图像拼接起来为车外全景图像；然实际中不限于此，本实施方式对摄像头的具体安装位置以及具体的拍摄方位不作任何限制。

图像处理单元用于将车外全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离(车辆在出厂前已安装好摄像头，车身安全距离已预存于系统)与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓。即，在图像处理单元预存预设车身模型；该预设车身模型为该车辆本体的实际形状等比例缩小后的三维模型。

图像处理单元接收到各摄像头拍摄的图像后，首先将各图像拼接成车外全景图像；然后将车外全景图像转换成三维全景图像；运用图像处理、算法在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；较佳的，还可以标识出车身安全距离的距离标识，或者还可以估算出车身轮廓与三维全景图像中每个障碍物的距离，然实际中不限于此。其中，车身安全距离可以预先储存在图像处理单元中。另外，图像处理单元的实体装置例如为处理器，即图像处理单元的功能可以由处理器实现。

显示设备用于显示包括当前车身轮廓的三维全景图像；以供车内人员直观看到车外图像，然不作任何限制。

显示设备可以包括一个显示屏幕，例如设置于用户方便目视的位置，如主驾驶附近的位置。显示设备也可以包括多个显示屏幕，例如设置在车身内壁前、后、左、右、上方位，分别用于显示车身前、后、左、右、上方位的车外图像；即，车身内壁各方位的显示屏幕显示的图像对应于车外全景图像中的各方位，使得用户身临其境；例如，当用户朝向左侧看，就如同看到车外左侧的图像。显示设备还可以环设于整个车身内壁，从而使得显示的三维全景图像更加逼真；能够使得用户更加身临其境，直观的看到车身及周围障碍物的场景，体验更加逼真。

其中，显示设备可以是柔性显示屏，柔性显示屏可以随意弯曲，即使在车辆已经制造完成后，也可以方便的增设于车身内壁。另外，还可以将柔性显示屏与车身内壁设置为可拆卸式，当无需使用时便于拆卸。

本发明实施方式相对于现有技术而言，图像处理单元将摄像头拍摄的全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓，使得用户可以在设置于车内的显示屏中直接看到包括当前车身轮廓的三维全景图像，使得用户可以在车内直观、集中的看到车外场景，车外障碍物的位置一目了然，用户身临其境，相较于现有的通过后车镜等方式判断障碍物等，方法更加简单且更加易于判断准确，提升了用户体验。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的第二实施方式涉及一种车辆系统，第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，车辆出厂前摄像头已安装好，车身安全距离已预存于系统中。而在本发明第二实施方式中，用户车辆系统还包括距离计算单元，用于根据预设的摄像头参数计算车身安全距离。

本实施方式中，如图2所示，车辆系统包括：车身、至少一摄像头、图像处理单元、显示设备及距离计算单元。

摄像头安装于车身且用于拍摄车外全景图像。

图像处理单元用于将车外全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离(车身安全距离根据本摄像头参数获得)与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓。即，在图像处理单元预存预设车身模型；该预设车身模型为该车辆本体的实际形状等比例缩小后的三维模型。

图像处理单元接收到各摄像头拍摄的图像后，首先将各图像拼接成车外全景图像；然后将车外全景图像转换成三维全景图像；运用图像处理、算法在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；较佳的，还可以标识出车身安全距离的距离标识，或者还可以估算出车身轮廓与三维全景图像中每个障碍物的距离，然实际中不限于此。其中，车身安全距离可以预先储存在图像处理单元中。另外，图像处理单元的实体装置例如为处理器，即图像处理单元的功能可以由处理器实现。

显示设备用于显示包括当前车身轮廓的三维全景图像；以供车内人员直观看到车外图像，然不作任何限制。

其中，显示设备可以是柔性显示屏，柔性显示屏可以随意弯曲，即使在车辆已经制造完成后，也可以方便的增设于车身内壁。另外，还可以将柔性显示屏与车身内壁设置为可拆卸式，当无需使用时便于拆卸。

于实际中，距离计算单元的实体装置例如为处理器，即，距离计算单元的功能可以由处理器实现。

本实施方式中，摄像头参数包括：摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度。具体而言，摄像头安装在车辆后，在竖直平面内相对于车辆本身具有最大拍摄角度与最小拍摄角度；摄像头能够拍摄最大拍摄角度与最小拍摄角度之间的车外图像，车身安全距离为车辆本身至摄像头拍摄的车外图像的下边缘(即对应于摄像头的最小拍摄角度)的距离。由于摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度这两个参数比较容易得到，因此利用这两个参数计算车身安全距离较为方便快速。

较佳的，车辆系统还包括输入单元，连接于距离计算单元；输入单元用于供用户输入摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度。其中，输入单元的实体装置例如为键盘或触控板。

本实施方式相对于第一实施方式而言，用户可以根据自己对获取的车外图像范围的需求或者是基于自己车辆结构的特殊限制，自行安装新的摄像头或者对已经安装在车辆上的摄像头进行调整，并输入新的摄像头参数，以计算出对应的车身安全距离(从而辅助勾勒出当前车身轮廓)；此种方式可以便于用户根据自己需求对摄像头进行灵活配置，应用较为广泛，提升了用户体验。

本发明的第三实施方式涉及一种车辆系统。第三实施方式与第二实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第二实施方式中，以显示屏显示三维全景图像。而在本发明第三实施方式中，以投影幕布显示三维全景图像。

本实施方式中，如图3所示，车辆系统包括：车身、至少一摄像头、图像处理单元、距离计算单元及显示设备。

摄像头安装于车身且用于拍摄车外全景图像。

图像处理单元用于将车外全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离(车身安全距离根据本摄像头参数获得)与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓。即，在图像处理单元预存预设车身模型；该预设车身模型为该车辆本体的实际形状等比例缩小后的三维模型。

图像处理单元接收到各摄像头拍摄的图像后，首先将各图像拼接成车外全景图像；然后将车外全景图像转换成三维全景图像；运用图像处理、算法在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；较佳的，还可以标识出车身安全距离的距离标识，或者还可以估算出车身轮廓与三维全景图像中每个障碍物的距离，然实际中不限于此。其中，车身安全距离可以预先储存在图像处理单元中。另外，图像处理单元的实体装置例如为处理器，即图像处理单元的功能可以由处理器实现。

距离计算单元用于根据预设的摄像头参数计算车身安全距离。具体的，摄像头参数包括：摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度。具体而言，摄像头安装在车辆后，在竖直平面内相对于车辆本身具有最大拍摄角度与最小拍摄角度；摄像头能够拍摄最大拍摄角度与最小拍摄角度之间的车外图像，车身安全距离为车辆本身至摄像头拍摄的车外图像的下边缘(即对应于摄像头的最小拍摄角度)的距离。由于摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度这两个参数比较容易得到，因此利用这两个参数计算车身安全距离较为方便快速。

显示设备包括：至少一投影仪与投影幕布；投影幕布可以设置于车身内壁(可以是整个内壁，然不作任何限制)；投影仪用于将三维全景图像投影至投影幕布。

较佳的，车辆系统还包括输入单元，连接于距离计算单元；输入单元用于供用户输入摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度。

本实施相对于第二实施方式而言，提供了另外一种显示三维全景图像的方式，选择这种方式，可以设置一个投影仪或多个投影仪，设置一个投影仪时，可以设置投影幕布于车身内壁的一面，设置多个投影仪，可以设置投影幕布于车身内壁的多面；用户可以在需要的时候降下投影幕布，不需要时可以收起投影幕布，占用空间较小；另外，卷轴式的投影幕布还可以任意收放长度，即用户可以根据需要设置投影幕布的大小，即可以根据需要设置显示画面的大小。然而，本实施方式对此不作任何限制。

本发明第四实施方式涉及一种车身环境模拟显示方法，应用于车辆系统。车身环境模拟显示方法的具体流程如图4所示，包括以下步骤。

步骤401，通过安装于车身的摄像头拍摄车外全景图像。

步骤402，将车外全景图像转换成三维全景图像。

本实施方式中，车辆系统包括安装在车身上的一个或者多个摄像头，以获取车外全景图像。车辆系统将车外全景图像转换成三维全景图像，图像更加逼真，方便用户识别和判断。

步骤403，根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓。

示例的，如图5所示，若出厂前在车辆的前、后、左、右位置分别安装A、B、C、D摄像头，在三维全景图像4中分别显示出各摄像头A、B、C、D对应的车身安全距离H1、H2、H3、H4，以各车身安全距离H1、H2、H3、H4的起点(即，车身的摄像头位置)形成内轮廓线3，以车身安全距离H1、H2、H3、H4的终点形成外轮廓线2，实际上，外轮廓线2为各摄像头最小拍摄角度形成的边缘线，如此，可将预设车身模型按照内轮廓线3调整方向及位置，使得勾勒出的当前车身轮廓1位于全景图像4的中心位置且匹配于内轮廓线3，然而，实际中不限于此，本实施方式对此不作任何限制。其中，车辆系统中预存有车身安全距离与预设车身模型；该预设车身模型为该车辆本体的实际形状等比例缩小后的三维模型；车身安全距离为车辆本身至摄像头拍摄的车外图像的下边缘(即对应于摄像头的最小拍摄角度)的距离。

步骤404，通过安装于车身内的显示设备显示包括当前车身轮廓的三维全景图像。

本发明实施方式相对于现有技术而言，使得用户可以在设置于车内的显示屏中直接看到包括当前车身轮廓的三维全景图像，使得用户可以在车内直观、集中的看到车外场景，车外障碍物的位置一目了然，用户身临其境，相较于现有的通过后车镜等方式判断障碍物等，方法更加简单且更加易于判断准确，提升了用户体验。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明的第五实施方式涉及一种车身环境模拟显示方法。第五实施方式与第四实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第四实施方式中，车辆出厂前已经安装好摄像头并预存有车身安全距离。而在本发明第五实施方式中，用户根据新的摄像头参数，计算出对应的车身安全距离(从而辅助勾勒出当前车身轮廓)。

本实施方式中的车身环境模拟显示方法的具体流程如图6所示，具体说明如下：

步骤601，通过安装于车身的摄像头拍摄车外全景图像。

步骤602，将车外全景图像转换成三维全景图像。

本实施方式中，车辆系统包括安装在车身上的一个或者多个摄像头，以获取车外全景图像。车辆系统将车外全景图像转换成三维全景图像，图像更加逼真，方便用户识别和判断。

步骤603，根据预设的摄像头参数计算车身安全距离；

其中，摄像头参数包括：摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与摄像头的安装高度；安装高度即摄像头安装位置至地面的距离。其中，车身安全距离为车身一侧相对于地面上的映射点至最小拍摄角度在地面映射的安全点的距离。

示例的，如图7所示，若在车身5的左侧中部安装了一个摄像头B，摄像头B的最大拍摄角度α1，摄像头B的最小拍摄角度α2，且最小拍摄角度α2在地面6映射的安全点E，则安全点E到车身左侧相对于地面6上的映射点的距离即为车身安全距离H2。若已知摄像头的安装高度为H5(通过测量得出)，可以通过公式H2＝H5/tanα2计算出车身安全距离H2的长度(然，还可以以其他计算方式得出，对此不作任何限制)。若障碍物7显示在三维全景图像中，且障碍物7在三维全景图像中仅显示了一部分，还有一部分由于已经进入了车身安全距离内而没有被显示出来(车身安全距离所对应的区域小于摄像头的最小拍摄角度，因此车身安全距离所对应的区域是摄像头的盲区，无法被拍摄到)，即表示该障碍物7的边缘离车身的距离小于车身安全距离，此时用户需要注意控制行车方向，以避免碰到障碍物。图7仅作示例性说明，本实施方式对此不限于此；还可以在三维全景图像中标识出车身安全距离的距离标识，或者还可以估算出车身轮廓与三维全景图像中每个障碍物的距离等。

步骤604，根据获取的车身安全距离与预设车身模型在三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓。

步骤605，通过安装于车身内的显示设备显示包括当前车身轮廓的三维全景图像。

本实施方式相对于第四实施方式而言，用户可以根据自己对获取的车外图像范围的需求或者是基于自己车辆结构的特殊限制，自行安装新的摄像头或者对已经安装在车辆上的摄像头进行调整，并输入新的摄像头参数，以计算出对应的车身安全距离(从而辅助勾勒出当前车身轮廓)；此种方式可以便于用户根据自己需求对摄像头进行灵活配置，应用较为广泛，提升了用户体验。

由于第二或第三实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二或第三实施方式互相配合实施。第二或第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二或第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二或第三实施方式中。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种车辆系统，其特征在于，包括：车身、至少一摄像头、图像处理单元以及显示设备；

所述摄像头安装于所述车身且用于拍摄车外全景图像；

所述图像处理单元用于将所述车外全景图像转换成三维全景图像，并根据获取的车身安全距离与预设车身模型在所述三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；

所述显示设备用于显示包括所述当前车身轮廓的所述三维全景图像。

2.根据权利要求1所述的车辆系统，其特征在于，还包括：距离计算单元，用于根据预设的摄像头参数计算所述车身安全距离。

3.根据权利要求2所述的车辆系统，其特征在于，所述摄像头参数包括：所述摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与所述摄像头的安装高度。

4.根据权利要求1所述的车辆系统，其特征在于，所述显示设备环设于所述车身的内壁。

5.根据权利要求1所述的车辆系统，其特征在于，所述显示设备包括：柔性显示屏。

6.根据权利要求1所述的车辆系统，其特征在于，所述显示设备包括：至少一投影仪与投影幕布；

所述投影幕布设置于所述车身内壁；

所述投影仪用于将所述三维全景图像投影至所述投影幕布。

7.一种车身环境模拟显示方法，其特征在于，包括：

通过安装于车身的摄像头拍摄车外全景图像；

将所述车外全景图像转换成三维全景图像；

根据获取的车身安全距离与预设车身模型在所述三维全景图像中勾勒出当前车身轮廓；

通过安装于所述车身内的显示设备显示包括所述当前车身轮廓的所述三维全景图像。

8.根据权利要求7所述的车身环境模拟显示方法，其特征在于，在根据获取的车身安全距离与预设车身模型在所述三维全景图像中勾勒出车身轮廓之前，还包括：

根据预设的摄像头参数计算所述车身安全距离。

9.根据权利要求8所述的车身环境模拟显示方法，其特征在于，所述摄像头参数包括：所述摄像头位于安装位置的最小拍摄角度与所述摄像头的安装高度。