CN107395937A - 带红外夜视功能的车载摄像头及360°全景智能泊车系统 - Google Patents

带红外夜视功能的车载摄像头及360°全景智能泊车系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带红外夜视功能的车载摄像头及360°全景智能泊车系统，包括外壳和摄像镜头，其特征在于：摄像镜头的前部外露在外壳之外、以形成无遮挡式摄像视角，摄像镜头的后部固定在外壳内，在摄像镜头与外壳的连接处形成防水连接结构、使摄像镜短时间浸水不入水；在外壳内设有红外灯，所述红外灯的信号输入端连接有光敏电阻的信号输出端，通过光敏电阻感光产生的光敏电信号控制红外灯的开/关、形成智能夜视红外控制结构；在外壳的底部设置转动式连接结构，使摄像镜头在0‑360°范围内摄像、形成360°全景摄像结构，通过防水连接结构、智能夜视红外控制结构和360°全景摄像结构，形成防水式360°全景智能夜视红外车载立体摄像结构。具有使用不受灯光限制、防水性能好和适用于2D及3D显示系统的特点。

Description

带红外夜视功能的车载摄像头及360°全景智能泊车系统
技术领域
本发明涉及一种车载摄像头及泊车系统，特别是涉及一种带红外夜视功能的车载摄像头及360°全景智能泊车系统，适用于大巴车及其他各类车型。属于车载电子设备技术领域。
背景技术：
目前，人们对行车安全越来越重视，影响行车安全的因素很多，除了车辆原有的安全配置之外，车辆安全辅助配置也对行车安全至关重要。车载摄像头作为安全辅助配置得到较广泛的应用，其中由若干个车载摄像头构成的360°环视系统成为发展的趋势，成为越来越多中高端车型标准配置。
现有技术中，一般市面上销售和使用的车载摄像头都没有红外夜视结构及防水结构，因此由所述车载摄像头为基本单元构成的360°环视系统不具有红外夜视功能，存在如下方面问题：(1)在无灯光黑暗环境下的使用受到极大的限制或根本无法使用。(2)没有防水结构、防水性能差。(3)只适用于2D显示系统的产品为主，未能适应3D显示系统的使用。
对于带红外夜视功能的360°环视系统摄像头研究，既需要保证外壳不能阻挡摄像头视线，也需要并且必须确保摄像头的防水性能，还需要使红外灯能实现感应环境而自动启闭的功能，同时最重要的是保证摄像头的图像效果，真正起到行车安全的辅助作用。
发明内容：
本发明的目的之一，是为了解决现有技术的车载摄像头在无灯光黑暗环境下使用受限、不防水或防水性能差等问题，提供一种带红外夜视功能的车载摄像头。具有在无灯光黑暗环境下使用不受限制、防水性能好的特点和有益效果。
本发明的目的之二，是为了解决现有技术的摄像泊车系统在无灯光黑暗环境下使用受限、不防水或防水性能差、不适用于3D显示系统等问题，提供一种带红外夜视功能的车载摄像头的360°全景智能泊车系统，具有在无灯光黑暗环境下使用不受限制、防水性能好和适用于2D显示系统及3D显示系统的特点和有益效果。
本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：
带红外夜视功能的车载摄像头，包括外壳和摄像镜头，其结构特点在于：摄像镜头的前部外露在外壳之外、以形成无遮挡式摄像视角，摄像镜头的后部固定在外壳内，在摄像镜头与外壳的连接处形成防水连接结构、使摄像镜短时间浸水不入水；在外壳内设有红外灯，所述红外灯的信号输入端连接有光敏电阻的信号输出端，通过光敏电阻感光产生的光敏电信号控制红外灯的开/关、形成智能夜视红外控制结构；在外壳的底部设置转动式连接结构，使摄像镜头在0-360°范围内摄像、形成360°全景摄像结构，通过防水连接结构、智能夜视红外控制结构和360°全景摄像结构，形成防水式360°全景智能夜视红外车载立体摄像结构。
本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，所述外壳由壳体、前盖和后盖构成，前盖和后盖通过螺纹与壳体连接，构成易装拆式螺接结构；摄像镜头从前盖中穿出，摄像镜头与前盖的连接处形成防水连接结构。
进一步地，在前盖的上侧壁设有通孔，该通孔的大小和形状与摄像镜头吻合；所述防水连接结构为设置在摄像镜头与通孔的连接处的防水密封环，该防水密封环的宽度为2mm-3mm，以使防水效果达到IP67标准或以上。
进一步地，在壳体的外侧壁设有外螺纹，在前盖的内侧壁设有前盖内螺纹，在后盖的内侧壁设有后盖内螺纹；所述前盖内螺纹、后盖内螺纹各与壳体的外侧壁外螺纹吻合螺接，构成易装拆式螺接结构。
进一步地，所述智能夜视红外控制结构包括比较器、放大器，光敏电阻的信号输出端依次通过比较器、放大器连接红外灯的信号输入端。
进一步地，在壳体中设有PCB主板和红外灯板，比较器、放大器设置在PCB主板中，红外灯和光敏电阻设置在红外灯板中，所述PCB主板和红外灯板连接在铜柱上并通过该铜柱与后盖连接，形成抗外压力式连接结构，使外壳正面能承受冲击压力超出IP69K。
进一步地，外壳中，壳体和后盖由铝合金制成，前盖由透光率为90％以上的透明材料构成，以构成高透光式结构，使安装在壳体中的光敏电阻能正确感应外部亮度环境，及减低红外灯的光源损耗率。
进一步地，构成外壳的材料能够在-40℃至+85℃的温度下长期使用，具有耐弱酸、弱碱及中性腐蚀及耐冲击强度高、耐磨性好的特性。
本发明的目的之二可能通过采取如下技术方案达到：
带红外夜视功能的车载摄像头的360°全景智能泊车系统，其结构特点在于：包括四个或四个以上的带红外夜视功能的车载摄像头及装载所述带红外夜视功能的车载摄像头设置的透明密封壳体，所述透明密封壳体中设有升降式支架，带红外夜视功能的车载摄像头安装在升降式支架上，形成角度可调式全景智能夜视红外车载立体摄像结构；四个或四个以上的透明密封壳体装载带红外夜视功能的车载摄像头设置在东、南、西、北多个方位，形成带红外夜视功能的360°全景智能泊车系统。
本发明的目的之二还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，升降式支架通过支架固定螺丝固定连接在支架底座上，在支架底座的面设有软胶垫。
进一步地，在带红外夜视功能的车载摄像头上设有锁环，该锁环可以设置在壳体与前盖的连接处。
本发明具有如下突出的特点和有益技术效果：
1、本发明涉及的带红外夜视功能的车载摄像头，摄像镜头的前部外露在外壳之外、以形成无遮挡式摄像视角，摄像镜头的后部固定在外壳内，在摄像镜头与外壳的连接处形成防水连接结构、使摄像镜短时间浸水不入水；在外壳内设有红外灯，所述红外灯的信号输入端连接有光敏电阻的信号输出端，通过光敏电阻感光产生的光敏电信号控制红外灯的开/关、形成智能夜视红外控制结构；在外壳的底部设置转动式连接结构，使摄像镜头在0-360°范围内摄像、形成360°全景摄像结构，通过防水连接结构、智能夜视红外控制结构和360°全景摄像结构，形成防水式360°全景智能夜视红外车载立体摄像结构；因此能够解决现有技术的车载摄像头在无灯光黑暗环境下的使用受到极大的限制或根本无法使用，没有防水结构、防水性能差等问题，具有在无灯光黑暗环境下使用不受限制、防水性能好和适用于2D显示系统及3D显示系统的特点和有益效果。
2、本发明涉及的带红外夜视功能的360°全景智能泊车系统，包括四个或四个以上的带红外夜视功能的车载摄像头及装载所述带红外夜视功能的车载摄像头的透明密封壳体，所述透明密封壳体中设有升降式支架，带红外夜视功能的车载摄像头安装在升降式支架上，形成角度可调式全景智能夜视红外车载立体摄像结构；四个或四个以上的透明密封壳体装载带红外夜视功能的车载摄像头设置在东、南、西、北多个方位，形成带红外夜视功能的360°全景智能泊车系统；因此能够解决现有技术的车载摄像头在无灯光黑暗环境下的使用受到极大的限制或根本无法使用，没有防水结构、防水性能差和不适用于3D显示系统等问题，具有在无灯光黑暗环境下使用不受限制、防水性能好和适用于2D显示系统及3D显示系统的特点和有益效果。
附图说明
图1是本发明的带红外夜视功能的车载摄像头的分解结构示意图。
图2是本发明的带红外夜视功能的车载摄像头的组装结构示意图。
图3是本发明的带红外夜视功能的车载摄像头的智能夜视控制原理框图。
图4是本发明的带红外夜视功能的360°全景智能泊车系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施例1：
参照图1至图3，本实施例涉及的带红外夜视功能的车载摄像头，包括外壳1和摄像镜头2，摄像镜头2的前部外露在外壳1之外、以形成无遮挡式摄像视角，摄像镜头2的后部固定在外壳1内，在摄像镜头2与外壳1的连接处形成防水连接结构、使摄像镜2短时间浸水不入水；在外壳1内设有红外灯3，所述红外灯3的信号输入端连接有光敏电阻4的信号输出端，通过光敏电阻4感光产生的光敏电信号控制红外灯3的开/关、形成智能夜视红外控制结构；在外壳1的底部设置转动式连接结构，使摄像镜头2在0-360°范围内摄像、形成360°全景摄像结构，通过防水连接结构、智能夜视红外控制结构和360°全景摄像结构，形成防水式360°全景智能夜视红外车载立体摄像结构。
本实施例中：
所述外壳1由壳体1-1、前盖1-2和后盖1-3构成，前盖1-2和后盖1-3通过螺纹与壳体1-1连接，构成易装拆式螺接结构；摄像镜头2从前盖1-2中穿出，摄像镜头2与前盖1-2的连接处形成防水连接结构。
在前盖1-2的上侧壁设有通孔1-2-1，该通孔1-2-1的大小和形状与摄像镜头2吻合；所述防水连接结构为设置在摄像镜头2与通孔1-2-1的连接处的防水密封环，该防水密封环的宽度为2mm-3mm，以使防水效果达到IP67标准或以上。
在壳体1-1的外侧壁设有外螺纹1-1-1，在前盖1-2的内侧壁设有前盖内螺纹1-2-2，在后盖1-3的内侧壁设有后盖内螺纹1-3-1；所述前盖内螺纹1-2-2、后盖内螺纹1-3-1各与壳体1-1的外侧壁外螺纹1-1-1吻合螺接，构成易装拆式螺接结构。
所述智能夜视红外控制结构包括比较器5、放大器6，光敏电阻4的信号输出端依次通过比较器5、放大器6连接红外灯3的信号输入端。
在壳体1-1中设有PCB主板7和红外灯板3-1，比较器5、放大器6设置在PCB主板7中，红外灯3和光敏电阻4设置在红外灯板3-1中，所述PCB主板7和红外灯板3-1连接在铜柱8上并通过该铜柱8与后盖1-3连接，形成抗外压力式连接结构，使外壳1正面能承受冲击压力超出IP69K。
外壳1中，壳体1-1和后盖1-3由铝合金制成，前盖1-2由透光率为90％以上的透明材料构成，以构成高透光式结构，使安装在壳体1-1中的光敏电阻能正确感应外部亮度环境，及减低红外灯的光源损耗率。
构成外壳1的材料能够在-40℃至+85℃的温度下长期使用，具有耐弱酸、弱碱及中性腐蚀及耐冲击强度高、耐磨性好的特性。
参照图4，本实施例涉及的带红外夜视功能的车载摄像头的360°全景智能泊车系统，包括四个或四个以上的带红外夜视功能的车载摄像头及装载所述带红外夜视功能的车载摄像头的透明密封壳体9，所述透明密封壳体9中设有升降式支架10，带红外夜视功能的车载摄像头安装在升降式支架10上，形成角度可调式全景智能夜视红外车载立体摄像结构；四个或四个以上的透明密封壳体9装载带红外夜视功能的车载摄像头设置在东、南、西、北多个方位，形成带红外夜视功能的360°全景智能泊车系统。
本实施例在保证防水效果的前提下，将镜头突出到外壳1表面的平面以上位置，确保镜头的视角不被外壳所遮挡。可实现外壳不会对摄像头的视角造成任何的阻挡。摄像头的防水效果同时不低于IP67及IP69K标准的要求。摄像头的红外灯能实现感应环境而自动启闭(智能夜视)的功能，减低不必要的能耗，并且延长产品的使用寿命。确保摄像头的适用性，配合产品的配件，确保产品可实现多种安装方式及安装角度，使产品能同时适用于2D显示系统及3D显示系统的使用。
本实施例的防水性能包括两方面，一方面的标准是IP67，其表示无灰尘进入，同时防短时间浸水影响；另一方面的标准是IP69K，其表示无灰尘进入，同时在任何方向用水枪向机箱喷射压力很高的压力水，没有引起伤害。
本实施例主要解决的问题在于：防短时间浸水(水深1米，浸水时间30分钟以内)影响及在任何方向用水枪向机箱喷射压力很高的压力水，没有引起伤害这两个问题上。
申请人通过大量的实验证明，防短时间浸水的效果与产品的防水密封线设计关系密切。当防水密封线宽度达到2mm或以上时，能确保产品的防水效果达到IP67标准或以上。
而防水密封线设计的主要问题集中在镜头与外壳接合处的防水设计。由于外壳与外壳之间要确保2mm或以上的防水宽度较容易实现，可通过螺纹的方式来增加防水线宽度。但镜头与外壳接合处空间有限，而且为保证产品适用所有常规镜头，也不能使用螺纹的方式增加防水线宽度。经过测量，常规带帽檐镜头的镜头高度不足2mm，加上帽檐宽度可达到3mm，但镜头的帽檐会影响红外灯板的安装。而常规不带帽檐镜头的镜头高度约为3mm，在理论上可以达到防水线宽度2mm以上的要求，只要在外壳设计时配合此尺寸，可以让镜头与外壳的防水线宽度达到2.5mm或以上，从而满足防水密封线的宽度要求。所以前盖与镜头配合位置必须达到2.5mm或以上。
至于IP69K的实现，我们后盖与本体组装使用螺纹的方式，现将PCB主板7用合适长度铜柱8与后盖1-3接触，从而使高压喷射的压力全部传导到后盖1-3上。由于后盖1-3与壳体1-1使用螺纹的方式组合，其正面能承受冲击压力远远超出IP69K的要求，从而解决在任何方向用水枪向机箱喷射压力很高的压力水，没有引起伤害这个问题。
为确保摄像头的红外灯能实现感应环境而自动启闭(智能夜视)的功能，减低不必要的能耗，并且延长产品的使用寿命的实现，本实施例考虑在外壳前盖的选材方面。由于实现红外灯自动启闭功能只需要增加光敏电阻控制就可以实现，主要的限制条件就是光敏电阻必须能正确感应到外部亮度环境，从而正确地控制红外灯的启闭。在外壳选材上首先必须是高透光率的，透光率应达到90％或以上，从而使光敏电阻能正确感应外部亮度环境，同时也能最大限度减低红外灯光源的损耗率。
智能光敏的实现原理是光敏电阻受外部光线的影响，电阻值会随着光线的强弱变化而变化，电阻值的变化造成比较器参考电压的变化，参考电压的变化控制比较器的通断，当比较器接通时，通过驱动电路就能驱动红外夜视灯工作，从而实现智能夜视的功能。
另外，本实施例选材上还要考虑客户的使用安全性。由于要实现前面两个目的，此前盖除了必须是高透光率外，在结构上也会完全包裹产品正面，如容易破损的话，就会直接影响产品品质，容易导致产品报废。因此选材上要考虑材料的机械特性。针对汽车的使用环境，该材料的必须能够在-40℃至+85℃的温度下长期使用，同时须耐弱酸、弱碱及中性腐蚀，还需要耐冲击强度高、耐磨性好的特性要求。
本实施例还考虑了控制成本因素，即在不明显影响品质的前提下，控制材料的成本。通过大量验证后筛选，本实施例选定使用高透光度的PC材料，此材料的透光率达到90％以上，材料的冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，可在-60℃至+120℃的温度下长期使用，而且无味、无臭、无毒，材料应用范围广泛，市场上供应量充足，材料成本合理。
本实施例涉及的摄像头在没有玻璃的阻隔后，光线不会受到额外的损耗，效果对比现有产品明显的提升。另外，只要保证目的之三的实现，确保外壳材料的透光率，夜视效果与现有产品几乎没有区别，甚至略有提升。
本发明中，360°环视系统的2D显示系统与3D显示系统在摄像头上的区别主要是安装角度的不同。2D显示系统需要摄像头是直视的，而3D显示系统需要的摄像头是倾斜一定角度的。所以安装角度的不一致性导致现有产品无法同时适用于两种显示系统的安装。
实现此目的时，由于实现摄像头直视是比较容易实现的，所以首先是考虑实现适用2D显示系统的安装。在实现了2D系统安装的基础上，通过设计一些简单的配件，使该产品可以实现倾斜约45°(或其它特定角度)的安装，同时还能实现前装、后装、侧装、倒装等多种安装方式，这样就可以实现同时适用两种显示系统安装要求的目的。
具体实施例2：
本发明具体实施例2的特点是：在带红外夜视功能的车载摄像头的360°全景智能泊车系统中，升降式支架10通过支架固定螺丝11固定连接在支架底座10-1上，在支架底座10-1的面设有软胶垫12。在带红外夜视功能的车载摄像头0上设有锁环13，该锁环13可以设置在壳体1-1与前盖1-2的连接处。
其余同具体实施例1。
其他具体实施例：
本发明其他具体实施例的特点是：所述防水连接结构为设置在摄像镜头2与外壳1的连接处的防水密封环，该防水密封环的宽度为2.2mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.8mm或3mm。其余同具体实施例1或具体实施例2。
综上所述，本发明可实现多种安装方式及安装角度，使产品能同时适应2D显示系统及3D显示系统的使用，以增加产品的适用性。采用本发明的车载摄像头，四个或以上产品配合使用，就可以形成360°全景智能泊车系统。本发明除了应用于大巴类车型外，也可适用于其它车型，或者应用于其非车载的应用场景。即本发明适用于各类行车安全辅助摄像，尤其解决了带红外夜视的大巴摄像头不能应用于360°环视系统的问题。属于车、船载电子设备技术。

Claims (10)

1.带红外夜视功能的车载摄像头，包括外壳(1)和摄像镜头(2)，其特征在于：摄像镜头(2)的前部外露在外壳(1)之外、以形成无遮挡式摄像视角，摄像镜头(2)的后部固定在外壳(1)内，在摄像镜头(2)与外壳(1)的连接处形成防水连接结构、使摄像镜(2)短时间浸水不入水；在外壳(1)内设有红外灯(3)，所述红外灯(3)的信号输入端连接有光敏电阻(4)的信号输出端，通过光敏电阻(4)感光产生的光敏电信号控制红外灯(3)的开/关、形成智能夜视红外控制结构；在外壳(1)的底部设置转动式连接结构，使摄像镜头(2)在0-360°范围内摄像、形成360°全景摄像结构，通过防水连接结构、智能夜视红外控制结构和360°全景摄像结构，形成防水式360°全景智能夜视红外车载立体摄像结构。
2.根据权利要求1所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：所述外壳(1)由壳体(1-1)、前盖(1-2)和后盖(1-3)构成，前盖(1-2)和后盖(1-3)通过螺纹与壳体(1-1)连接，构成易装拆式螺接结构；摄像镜头(2)从前盖(1-2)中穿出，摄像镜头(2)与前盖(1-2)的连接处形成防水连接结构。
3.根据权利要求2所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：在前盖(1-2)的上侧壁设有通孔(1-2-1)，该通孔(1-2-1)的大小和形状与摄像镜头(2)吻合；所述防水连接结构为设置在摄像镜头(2)与通孔(1-2-1)的连接处的防水密封环，该防水密封环的宽度为2mm-3mm，以使防水效果达到IP67标准或以上。
4.根据权利要求2或3所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：在壳体(1-1)的外侧壁设有外螺纹(1-1-1)，在前盖(1-2)的内侧壁设有前盖内螺纹(1-2-2)，在后盖(1-3)的内侧壁设有后盖内螺纹(1-3-1)；所述前盖内螺纹(1-2-2)、后盖内螺纹(1-3-1)各与壳体(1-1)的外侧壁外螺纹(1-1-1)吻合螺接，构成易装拆式螺接结构。
5.根据权利要求2或3所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：所述智能夜视红外控制结构包括比较器(5)、放大器(6)，光敏电阻(4)的信号输出端依次通过比较器(5)、放大器(6)连接红外灯(3)的信号输入端。
6.根据权利要求5所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：在壳体(1-1)中设有PCB主板(7)和红外灯板(3-1)，比较器(5)、放大器(6)设置在PCB主板(7)中，红外灯(3)和光敏电阻(4)设置在红外灯板(3-1)中，所述PCB主板(7)和红外灯板(3-1)连接在铜柱(8)上并通过该铜柱(8)与后盖(1-3)连接，形成抗外压力式连接结构，使外壳(1)正面能承受冲击压力超出IP69K。
7.根据权利要求2或3所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：外壳(1)中，壳体(1-1)和后盖(1-3)由铝合金制成，前盖(1-2)由透光率为90％以上的透明材料构成，以构成高透光式结构，使安装在壳体(1-1)中的光敏电阻能正确感应外部亮度环境，及减低红外灯的光源损耗率。
8.根据权利要求2或3所述的带红外夜视功能的车载摄像头，其特征在于：构成外壳(1)的材料能够在-40℃至+85℃的温度下长期使用，具有耐弱酸、弱碱及中性腐蚀及耐冲击强度高、耐磨性好的特性。
9.带红外夜视功能的车载摄像头的360°全景智能泊车系统，其特征在于：包括四个或四个以上的带红外夜视功能的车载摄像头(0)及装载所述带红外夜视功能的车载摄像头的透明密封壳体(9)，所述透明密封壳体(9)中设有升降式支架(10)，带红外夜视功能的车载摄像头安装在升降式支架(10)上，形成角度可调式全景智能夜视红外车载立体摄像结构；四个或四个以上的透明密封壳体(9)装载带红外夜视功能的车载摄像头设置在东、南、西、北多个方位，形成带红外夜视功能的360°全景智能泊车系统。
10.根据权利要求9所述的带红外夜视功能的车载摄像头的360°全景智能泊车系统，其特征在于：升降式支架(10)通过支架固定螺丝(11)固定连接在支架底座(10-1)上，在支架底座(10-1)的面设有软胶垫(12)；在带红外夜视功能的车载摄像头(0)上设有锁环(13)，该锁环(13)设置在壳体(1-1)与前盖(1-2)的连接处。
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