CN108202666A - 能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法，应用至一行车显示系统上，该行车显示系统包括一控制单元、一摄影模块与一显示屏，其中，该摄影模块的一镜头的视角至少大于140度，又，该控制单元接收到一转弯信号后，会接收该摄影模块传来的变形影像，且根据该转弯信号自该变形影像中，截取对应的一局部影像，并对该变形影像与局部影像执行一扭曲校正程序，以形成一全景影像与一转弯影像，之后，该控制单元会将该全景影像与转弯影像同时显示在该显示屏上。

Description

能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法

技术领域

本发明是关于车辆行进时的显示方法，尤指一种能够在使用者转弯时，仅使用单一个镜头，即能在显示屏上同时显示出后方与转弯方向的影像画面，以提高使用者行车安全性的方法。

背景技术

一般言，对于驾驶者来说，由于其察看车辆后方的视野有限，因此，当驾驶者进行倒车时，往往会借由「倒车雷达(Parking sensors)」的辅助，来确认车体后方是否有障碍物存在，及车体与障碍物间的距离，以提高倒车时的安全性。

但是，现有的「倒车雷达」大多是利用超声波测距原理来完成侦测障碍物，其主要是在车尾上设有多个超声波传感器，该等超声波传感器能用来发出超声波，该超声波在遇到障碍物后会产生反射波，当该等超声波传感器接收到该反射波后，其会传送一感测信号至一控制器，以使该控制器能计算出车体与障碍物之间的距离与障碍物的位置，据以驱动蜂鸣器发出警示声音。由于超声波传感器只能接收一定角度范围的超声波，因此，前述角度范围被称为「探测角度」，一般言，超声波传感器的「探测角度」通常为水平方向90度至120度，垂直方向60度至80度，故，为减少探测盲区，车辆上普遍会装设两个以上的超声波传感器，以提高使用上的安全性。

然而，对于使用者而言，仅通过聆听警示声音，并无法确实地掌握车体后方的真实情况，毕竟，反射波的强度与超声波的传播特性有关，例如：若障碍物反射面(即，朝向超声波传感器)的面积较小、障碍物的表面呈光滑平面、障碍物偏离超声波传感器的方向、障碍物的材质为疏松、多孔的物体等，皆可能会使超声波传感器仅接收到少量的反射波，或甚至无法接收到超声波，造成了「倒车雷达」无法确实地判断出车辆后方的障碍物存在，此外，环境温度、空气湿度、气压等因素均会影响反射波的强度，降低了「倒车雷达」的探测效果。

为解决前述问题，业者会在车体上加装摄影镜头，以供使用者能够在倒车时，观看摄影镜头所传来的画面，只是，申请人发现，若车体上仅设有单一个摄影镜头时，则驾驶人在倒车时，仅能看到该摄影镜头所传来的画面，此时，假如驾驶人需倒车左转或右转时，则必需借由车体的左视镜或右视镜，甚至是转头才能察看到车体左后方或右后方的景象，造成使用上的不便性；另，有业者亦会在车体上加装多个摄影镜头，以能拍摄多个方向的画面，但如此一来，不仅会造成驾驶人需耗费过多的金钱，且亦需在倒车的同时，自行切换各个镜头的画面，无疑提高驾驶人倒车的危险性，亦丧失了摄影镜头的辅助美意。

此外，申请人还发现，当车辆行进的过程中，若需转弯时，驾驶人通常仅能借由后视镜、左视镜与右视镜，来察看后方的景象，以避免因后方车辆未注意而发生碰撞的事情，但前述情况亦会造成驾驶人需多次转动头部，才能够分别观看到后视镜、左视镜与右视镜所反射的画面，导致驾驶人开车上的困扰，故，如何针对前述问题进行改良，即成为本发明在此亟欲解决的重要课题。

发明内容

有鉴于现有车辆行进或倒车的辅助系统仍具有前述缺失，造成使用上的困扰，因此，发明人凭借其长年服务于相关产业的实务经验，经过多次反复研究及测试后，终于开发出本发明的一种能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法，期能借由本发明提供使用者更好的使用经验，以获得使用者的青睐。

本发明的一目的，是提供一种能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法，应用至一行车显示系统上，该行车显示系统能组装至一车体上，包括一控制单元、一摄影模块与一显示屏，其中，该摄影模块的一镜头组装至该车体外的后方，且该镜头的视角至少大于140度，该显示屏则设在车体内，其上划分有全景画面区域及转弯画面区域，该控制单元会分别与该摄影模块及显示屏相电气连接，当该控制单元接收到一转弯信号后，其会接收该摄影模块依序传来的多张变形影像，之后，该控制单元会根据该转弯信号自该变形影像中，截取对应的一局部影像，并分别对该变形影像与局部影像执行一扭曲校正程序，以分别依序形成一全景影像与一转弯影像，最后，该控制单元会将该全景影像与转弯影像传送至该显示屏上，其中，该全景画面区域会显示该全景影像，该转弯画面区域则会显示该转弯影像，如此，该行车显示系统仅需设有单一个镜头，便能够同时显示出全景影像与转弯影像，且驾驶人无需进行切换画面与镜头的操作，大幅提高使用上的安全性。

本发明的另一目的，是前述方法中，该控制单元接收该变形影像后，会先对该变形影像执行该扭曲校正程序，以形成该全景影像，之后，该控制单元会根据该转弯信号自该全景影像中，截取对应的一局部影像，以形成该转弯影像，如此，该控制单元仅需对单一张变形影像进行一次扭曲校正程序，故能有效降低控制单元的运作负担。

为能对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1为本发明的车体与镜头示意图；

图2为本发明的行车显示系统的硬件方块示意图；

图3为本发明的显示屏的全景画面区域及转弯画面区域示意图；

图4A为本发明的镜头的右转变形影像示意图；

图4B为本发明的镜头的左转变形影像示意图；

图5为本发明的流程图；

图6A为本发明的车体后无立体物的示意图；

图6B为图6A的全景影像示意图；

图7A为本发明的车体后有立体物的一示意图；

图7B为图7A的近端全景影像示意图；

图8A为本发明的车体后有立体物的另一示意图；及

图8B为图7A的俯视全景影像示意图。

【主要元件】

1、行车显示系统；

10、控制单元；

11、摄影模块；

111、镜头；

13、显示屏；

131、全景画面区域；

133、转弯画面区域；

15、警示装置；

201～206、步骤；

H、车体；

A、变形影像；

R’、L’、局部影像；

L1、第一距离值；

L2、第二距离值；

T、路面标线；

M、障碍物。

具体实施方式

本发明是一种能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法，应用至一行车显示系统1上，请参阅图1及图2所示，该行车显示系统1能组装至一车体H，其包括一控制单元10、一摄影模块11与一显示屏13，在一实施例，该控制单元10分别与该摄影模块11及显示屏13相电气连接，以能接收该摄影模块11传来的影像，且传送信息至该显示屏13，又，该摄影模块11的一镜头111组装至该车体H外的后方，且该镜头111的视角(angle ofview)至少大于140度，在该实施例中，该镜头111能为鱼眼镜头(Fisheye lens)，主要在于鱼眼镜头的视角接近于180度，惟，在本发明的其它实施例中，业者亦可采用广角镜头或其它种类的镜头111，只要该镜头111的视角能至少超过140度，即为本发明所述的镜头111，此外，该摄影模块11在实务上，能够至少包括镜头111、感光耦合组件、图像处理器…等多个电子组件，且前述图像处理器亦能够整合至该控制单元10，合先陈明。

请参阅图1至3所示，该显示屏13设在车体H内，其上划分有一全景画面区域131及一转弯画面区域133，其在接收该控制单元10传来的信息后，能够将该信息中所包括的影像显示出来，在该实施例中，该显示屏13能为独立的装置，只是，在本发明的其它实施例中，该显示屏13亦能够与后视镜、电子仪表板或车用计算机整合为一体。另，当使用者欲倒车右转时，会将排挡杆移至R档，同时，会将方向灯杆拨至右转灯的位置，此时，该控制单元10便会接收到一倒车信号及一转弯信号，又，该控制单元10会接收该摄影模块11依序传来的多张变形影像，主要在于该镜头111的视角较大，因此，其所拍摄的影像会呈现大幅度的变形，在该实施例中，该镜头111为圆形鱼眼(Circular fisheye，又称全周鱼眼)类型，因此，其所拍摄的画面会呈圆形(如图4所示的变形影像A)；但是，在本发明的其它实施例中，随着镜头的结构类型不同，其所显示的影像的变形方式亦不相同，例如：对角线鱼眼(Diagonalfisheye或Full-frame fisheye)所拍摄的画面则呈方形；因此，无论镜头111所拍摄的画面的变形方式如何，均为本发明所称的变形影像A。

复请参阅图2及4A所示，该控制单元10会根据该转弯信号(如：右转)自该变形影像A中，截取右边的局部影像R’，之后，该控制单元10会对该变形影像A及局部影像R’执行一扭曲校正程序，在此声明者，该扭曲校正程序能够为插值法、多项式函数曲线拟合法…等，其主要功能是使鱼眼镜头所拍摄的影像，进行校正，以形成人眼所习惯的透视投影影像，由于前述插值法、多项式函数曲线拟合法已为现有技术，故不予赘述，只要该变形影像A经过扭曲校正程序后，能形成人眼习惯的透视投影影像，即为本发明所述的扭曲校正程序，合先叙明。

另，复请参阅图1～3及4A所示，该变形影像A经该扭曲校正程序后，会形成一全景影像，该局部影像R’经该扭曲校正程序后，则会形成一转弯影像，其中，该全景影像为车体后方的景色，该转弯影像则仅为该车体右后方的景色，嗣，该控制单元10会将该全景影像与转弯影像传送至该显示屏13上，令该显示屏13的全景画面区域131显示该全景影像，该转弯画面区域133显示该转弯影像，其中，该全景影像亦会包括该转弯影像的内容；同理，复请参阅图1～3及4B所示，当该转弯信号为左转时，该控制单元10会自该变形影像A中，截取左边的局部影像L’，之后，该控制单元10会对该变形影像A及局部影像L’执行一扭曲校正程序，以分别形成对应的全景影像与转弯影像，其中，该全景影像为车体后方的景色，该转弯影像则仅为该车体左后方的景色，又，该控制单元10会将该全景影像与转弯影像传送至该显示屏13上，令该显示屏13的全景画面区域131显示该全景影像，该转弯画面区域133显示该转弯影像；此外，虽然前述实施例中，是以倒车转弯为例，但是，在本发明的其它实施例中，复请参阅图1～3所示，只要该控制单元10接收到该转弯信号(如：右转或左转)，即会进行前述显示方法，并在该全景画面区域131显示该全景影像，该转弯画面区域133显示该转弯影像，以供驾驶人观看车体H后方的情况。

如此，复请参阅图1～3所示，借由本发明的方法，即能达成下列功效：

(1)虽然受限于车体H内空间，该显示屏13的尺寸通常较小，但是，使用者在向前行进转弯或倒车转弯时，除了能够借由该全景影像看到车体H后方的景色外，尚能够借由该转弯画面区域133特别察看到车体H右后方的景象或借由该转弯画面区域133特别察看到车体H左后方的景象，以避免发生碰撞到障碍物的问题；

(2)该行车显示系统1仅使用单一个镜头111，便能够在显示屏13上同时显示出全景影像与转弯影像，相较于现有使用多个摄影镜头的倒车装置而言，本发明的行车显示系统1显然能减少用户耗费于硬件上的金钱；

(3)当使用者在向前行进转弯或倒车转弯时，该显示屏13会同时显示出全景影像与转弯影像，不需用户分心手动切换，故能大幅提高使用者向前行进或倒车的安全性。

为能明确揭露本发明的方法，以下兹仅就本发明的控制单元10的处理流程，进行说明，请参阅图1～5所示，该控制单元10接收到转弯信号后，会执行下列步骤：

(201)该控制单元10接收该摄影模块11依序传来的多张变形影像，进入步骤(202)；

(202)该控制单元10判断该转弯信号为右转或左转，若为右转，进入步骤(203)，若为左转，则进入步骤(204)；

(203)该控制单元10截取变形影像的右边局部影像，进入步骤(205)；

(204)该控制单元10截取变形影像的左边局部影像，进入步骤(205)；

(205)该控制单元10对该变形影像及局部影像执行一扭曲校正程序，以分别形成一全景影像及一转弯影像，进入步骤(206)；

(206)该控制单元10将该全景影像与转弯影像传送至该显示屏13，以使该显示屏13于全景画面区域131显示该全景影像，于转弯画面区域133显示该转弯影像。

综上所述，复请参阅图1～4B所示，该行车显示系统1仅需设有单一个镜头111，便能够在显示屏13上同时显示出全景影像与转弯影像，但是，在本发明的另一实施例中，该控制单元10在接收到变形影像A后，能够先对该变形影像A执行该扭曲校正程序，以形成全景影像，之后，该控制单元10会根据该转弯信号(如：左转或右转)自该全景影像中，截取对应的一局部影像(如：左边局部影像或右边局部影像)，以形成该转弯影像，意即，该控制单元10对于单一张变形影像A仅需进行一次扭曲校正程序，而不需如同前一实施例般，对于单一张变形影像A仅需进行二次扭曲校正程序(即，分别对变形影像A及局部影像R’、L’进行扭曲校正程序)，故能降低该控制单元10的运作负担。

另，复请参阅图1及2所示，当车体H处于倒车状态时，为提醒驾驶人注意画面上的后方物体，该车体H内还安装有一警示装置15，该警示装置15能够为蜂鸣器、灯或车载计算机的语音单元，其能够与该控制单元10相电气连接，并能产生一警示效果，例如：声音、灯光等，当该控制单元10接收到倒车信号，且将全景影像传送至该显示屏13后，该控制单元10会对该等全景影像及转弯影像执行一光流估算程序，以判断出该等全景影像中的至少一物体的移动方向，在此特别一提者，光流(Optical flow或称optic flow)是用来描述视域中的物体进行运动时，所造成的表面或边缘变化，其为现有技术，故不予赘述，在该实施例中，该光流估算程序能够为最小平方误差估计法，惟，在本发明的其它实施例中，业者能够采用不同的光流估算程序，只要该控制单元10能借由该光流估算程序而得知全景影像中物体的移动方向，即为本发明所述的光流估算程序。

复请参阅图1及2所示，该控制单元10得知该等全景影像中物体的移动方向后，会取得该等全景影像中各该物体的水平边与垂直边，且据以判断各该物体为立体物或平面标线，之后，该控制单元10判断出各该物体为立体物后，其会计算出各该物体与车体H间的距离，并在各该物体与车体H间的距离等于或少于一警示距离值(如：100公分)后，产生一第一警示信息，并传送至该警示装置15，令该警示装置15产生该警示效果，惟，在本发明的其它实施例中，业者亦可在控制单元10中设定多个警示距离值，且根据不同的警示距离值，设定对应的警示效果，例如：警示距离值为100公分，则警示效果为每2秒产生一警示音；警示距离值为50公分，则警示效果为每1秒产生一警示音；警示距离值为20公分，则警示效果为每0.5秒产生一警示音，同时搭配灯光闪烁…等。

再者，当车体H后方出现立体物时，为令驾驶人能注意车体H与该立体物间的距离，该控制单元10亦会随之调整全景影像的显示区域，举例而言，请参阅图2、3及6A、6B所示，当车体H后方没有立体物，或是立体物与车体H间的距离大于一第一距离值L1(如：100公分)，意即在第一距离值L1的范围内没有立体物时，该控制单元10会使该显示屏的全景画面区域131显示该全景影像，其中，图6B的全景影像包括平面的路面标线T；请参阅图2、3及7A、7B所示，当车体H后方的第一距离值L1内存有立体物(后称障碍物M)，且障碍物M与车体H间的距离大于一第二距离值L2(如：30公分)时，该控制单元10会自该全景影像中，截取中段局部影像，如：水平视角为100度～140度间的局部影像，以形成一近端全景影像，之后，该控制单元10会将该近端全景影像传送至该显示屏13上，以在该全景画面区域131显示该近端全景影像，如图7B所示，借由图7B上的路面标线T的位置能发现，该近端全景影像相较于图6B的全景影像而言，其截取的水平视角确实较小；请参阅图2、3及8A、8B所示，当障碍物M与车体H间的距离等于或小于该第二距离值L2(如：30公分)时，该控制单元10会自该全景影像中，截取下段局部影像，如：水平视角为60度～90度间的局部影像，以形成一俯视全景影像，之后，该控制单元10会将该俯视全景影像传送至该显示屏13上，以在该全景画面区域131显示该俯视全景影像，如图8B所示，其上已没有路面标线T，故可得知，该俯视全景影像相较于图7B的近端全景影像而言，其截取的水平视角确实更小；此外，在此特别一提者，控制单元10会以各该立体物(即，障碍物M)中最接近车体H的距离，作为前述调整全景影像的基准。

按，以上所述，仅为本发明的较佳实施例，只是，本发明所主张之权利范围，并不局限于此，本领域技术人员依据本发明所揭露之技术内容，可轻易思及之等效变化，均应属不脱离本发明之保护范畴。

Claims (10)

1.一种能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法，其特征在于，应用至一行车显示系统上，该行车显示系统能组装至一车体上，包括一控制单元、一摄影模块与一显示屏，其中，该摄影模块的一镜头组装至该车体外的后方，且该镜头的视角至少大于140度，该显示屏设在车体内，其上划分有一全景画面区域及一转弯画面区域，该控制单元分别与该摄影模块及显示屏相电气连接，以能接收该摄影模块传来的影像，且传送信息至该显示屏，该控制单元接收到一转弯信号后，会执行下列步骤：

接收该摄影模块依序传来的多张变形影像；

根据该转弯信号自该变形影像中，截取对应的一局部影像；

对该变形影像及该局部影像执行一扭曲校正程序，以分别依序形成一全景影像及一转弯影像；

将该全景影像与转弯影像传送至该显示屏上，其中，该全景画面区域会显示该全景影像，该转弯画面区域则会显示该转弯影像。

2.如权利要求1所述的显示方法，其中，该行车显示系统还包括一警示装置，该警示装置与该控制单元相电气连接，且设在该车体内，并能产生一警示效果，在该控制单元接收到一倒车信号，且将该全景影像传送至该显示屏后，还会执行下列步骤：

对该全景影像执行一光流估算程序，以判断出该全景影像中的至少一物体的移动方向；

取得该全景影像中的至少一物体的水平边与垂直边，以判断各该物体为立体物或平面标线；

若判断出各该物体为立体物后，计算出各该物体与车体间的距离；及

在各该物体与车体间的距离等于或少于一警示距离值的情况下，产生一第一警示信息，并传送至该警示装置，令该警示装置产生该警示效果。

3.如权利要求2所述的显示方法，其中，该控制单元在判断出该全景影像的各该物体为立体物，且任一立体物与该车体间的距离大于一第一距离值的情况下，该控制单元使该显示屏的全景画面区域显示该全景影像。

4.如权利要求3所述的显示方法，其中，该控制单元在判断出该全景影像的各该物体为立体物，且任一立体物与该车体间的距离小于该第一距离值，且大于一第二距离值的情况下，该控制单元还会执行下列步骤：

自该全景影像中，截取中段局部影像，以形成一近端全景影像；及

将该近端全景影像传送至该显示屏，以在该全景画面区域显示该近端全景影像。

5.如权利要求4所述的显示方法，其中，该控制单元在判断出该全景影像的各该物体为立体物，且任一立体物与该车体间的距离等于或小于该第二距离值的情况下，该控制单元还会执行下列步骤：

自该全景影像中，截取下段局部影像，以形成一俯视全景影像；及

将该俯视全景影像传送至该显示屏，以在该全景画面区域显示该俯视全景影像。

6.一种能于车辆转弯时同步显示后方全景与转弯画面的显示方法，其特征在于，应用至一行车显示系统上，该行车显示系统能组装至一车体上，包括一控制单元、一摄影模块与一显示屏，其中，该摄影模块的一镜头组装至该车体外的后方，且该镜头的视角至少大于140度，该显示屏设在车体内，其上划分有一全景画面区域及一转弯画面区域，该控制单元分别与该摄影模块及显示屏相电气连接，以能接收该摄影模块传来的影像，且传送信息至该显示屏，该控制单元接收到一转弯信号后，会执行下列步骤：

接收该摄影模块依序传来的多张变形影像；

对该变形影像执行一扭曲校正程序，以分别依序形成一全景影像；

根据该转弯信号自该全景影像中，截取对应的一局部影像，以形成一转弯影像；及

将该全景影像与转弯影像传送至该显示屏，其中，该全景画面区域会显示该全景影像，该转弯画面区域则会显示该转弯影像。

7.如权利要求6所述的显示方法，其中，该行车显示系统还包括一警示装置，该警示装置与该控制单元相电气连接，且设在该车体内，并能产生一警示效果，该控制单元接收到一倒车信号，且将该全景影像传送至该显示屏后，还会执行下列步骤：

对该全景影像执行一光流估算程序，以判断出该全景影像中的至少一物体的移动方向；

取得该全景影像中的至少一物体的水平边与垂直边，以判断各该物体为立体物或平面标线；

若判断出各该物体为立体物后，计算出各该物体与车体间的距离；及

在各该物体与车体间的距离等于或少于一警示距离值的情况下，产生一第一警示信息，并传送至该警示装置，令该警示装置产生该警示效果。

8.如权利要求7所述的显示方法，其中，该控制单元在判断出该全景影像的各该物体为立体物，且任一立体物与该车体间的距离大于一第一距离值的情况下，该控制单元使该显示屏的全景画面区域显示该全景影像。

9.如权利要求8所述的显示方法，其中，该控制单元在判断出该全景影像的各该物体为立体物，且任一立体物与该车体间的距离小于该第一距离值，且大于一第二距离值的情况下，该控制单元还会执行下列步骤：

自该全景影像中，截取中段局部影像，以形成一近端全景影像；及

将该近端全景影像传送至该显示屏，以在该全景画面区域显示该近端全景影像。

10.如权利要求9所述的显示方法，其中，该控制单元在判断出该全景影像的各该物体为立体物，且任一立体物与该车体间的距离等于或小于该第二距离值的情况下，该控制单元还会执行下列步骤：

自该全景影像中，截取下段局部影像，以形成一俯视全景影像；及

将该俯视全景影像传送至该显示屏，以在该全景画面区域显示该俯视全景影像。