CN108810421B - 改善低光照情景中的车辆摄像机性能的车辆和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了使用NIR照明器来改善低光照情景下的车辆摄像机性能的方法和装置。示例车辆包括照明系统、后视摄像机、与照明系统集成的近红外(NIR)照明器以及控制系统。控制系统被配置用于基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器，并且分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像。

Description

改善低光照情景中的车辆摄像机性能的车辆和方法
技术领域
本公开总体上涉及用于车辆摄像机的照明，并且更具体地，涉及使用近红外(NIR)照明器来改善低光照情景下的车辆摄像机性能。
背景技术
现代车辆可以包括通过车辆显示器显示图像的一个或多个摄像机。一个这样的摄像机可以是后视摄像机或倒车摄像机(backup camera)，其允许车辆显示器在车辆倒车时显示车辆后方的区域。
车辆还可以包括照明系统，例如前照灯、雾灯、倒车灯等，其用于照亮车辆周围的区域。一个或多个摄像机可能需要光来适当操作，并且因此可能依赖于车辆照明系统。
发明内容
所附权利要求限定了本申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术设想了其他实施方式，这对于本领域普通技术人员在研究以下附图和详细描述后将显而易见，并且这些实施方式意图在本申请的范围内。
示出了使用与车载照摄像机相关的NIR照明器的示例实施例。所公开车辆的示例包括照明系统、后视摄像机以及与照明系统集成的近红外(NIR)照明器。该车辆还包括控制系统，其用于基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器，并且分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像。
所公开的示例方法包括用照明系统照亮车辆后视摄像机的视场。该方法还包括基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭近红外(NIR)照明器，其中，NIR照明器与照明系统集成。该方法还包括分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像。并且该方法还包括在车辆显示器上显示处理后的图像。
另一个示例可以包括用于照亮车辆后视摄像机视场的装置、用于基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭近红外(NIR)照明器的装置，用于分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像的装置以及用于在车辆显示器上显示处理后的图像的装置。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
照明系统；
后视摄像机；
与照明系统集成的近红外(NIR)照明器；以及
控制系统，所述控制系统用于执行以下操作：
基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器；以及
分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像。
根据本发明的一个实施例，其中照明系统包括一组LED灯。
根据本发明的一个实施例，其中NIR照明器包括安装在照明系统的一组LED灯之间的一组NIR LED。
根据本发明的一个实施例，其中NIR照明器配置成发射低于750nm的光。
根据本发明的一个实施例，其中控制系统还用于执行以下操作：
确定后视摄像机处于低光照状态；以及
响应地激活NIR照明器。
根据本发明的一个实施例，其中确定后视摄像机处于低光照状态是基于施加到由摄像机捕捉的图像的增益。
根据本发明的一个实施例，其中确定后视摄像机处于低光照状态是基于环境光传感器。
根据本发明的一个实施例，其中基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器包括以后视摄像机的速率的一半脉冲调制NIR照明器，使得由后视摄像机捕捉的一半图像暴露在NIR光下，而一半图像没有。
根据本发明的一个实施例，其中脉冲调制NIR照明器包括重复地打开照明器第一时间长度，然后关闭照明器第二时间长度，其中第一时间长度对应于后视摄像机针对每一帧累积信号的时间长度。
根据本发明的一个实施例，其中控制系统还用于基于在NIR照明器关闭时捕捉的图像来确定颜色数据。
根据本发明的一个实施例，还包括截止滤波器，截止滤波器用于将由NIR照明器发射的光抑制在700至750nm之间。
根据本发明，提供一种方法，包括：
用照明系统照亮车辆后视摄像机的视场；
基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭近红外(NIR)照明器，其中NIR照明器与照明系统集成；
分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像；以及
在车辆显示器上显示经处理的图像。
根据本发明的一个实施例，其中照明系统包括一组LED灯，并且其中NIR照明器包括安装在照明系统的LED灯之间的一组NIR LED。
根据本发明的一个实施例，其中NIR照名器被配置为发射低于750nm的光。
根据本发明的一个实施例，还包括：
确定后视摄像机处于低光照状态；以及
响应地激活NIR照明器。
根据本发明的一个实施例，其中确定后视摄像机处于低光照状态是基于施加到由摄像机捕捉的图像的增益。
根据本发明的一个实施例，其中确定后视摄像机处于低光照状态是基于环境光传感器。
根据本发明的一个实施例，其中基于后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器包括以后视摄像机的速率的一半脉冲调制NIR照明器，使得由后视摄像机捕获的一半图像暴露在NIR光下，而一半图像没有。
根据本发明的一个实施例，其中脉冲调制NIR照明器包括重复地打开照明器第一时间长度，然后关闭照明器第二时间长度，其中第一时间长度对应于后视摄像机针对每一帧累积信号的时间长度。
根据本发明的一个实施例，还包括基于在NIR照明器关闭时捕捉的图像来确定颜色数据。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部分。
图1示出了根据本公开的实施例的车辆的示例后部透视图；
图2示出了图1的车辆的电子部件的示例框图；
图3示出了根据本公开的实施例的车辆的示例后部尾灯；
图4示出了根据本公开的实施例的示例方法的流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将被描述为一些示例性和非限制性实施例，应理解的是，本公开应被认为是本发明的示例并不意图将本发明限制于所说明的具体实施例。
如上所述，车辆可以包括可以提供车辆周围环境的图像的一个或多个摄像机。这些摄像机可以定位成可以捕捉完整的360度视图。
在低光照情景下，这些摄像机可能被剥夺光线，限制了它们捕捉和处理图像的能力。例如，在夜间、当车辆进入隧道时、或在摄像机无法捕捉到足够的光线的任何其他时间，可能会出现低光照情景。
通常，如果捕捉到更多的光线，则摄像机可以产生更好的图像，只要它不会冲洗或过度曝光图像即可。因此，一些车辆可以增加由车辆的一个或多个照明系统(前照灯、雾灯、尾灯等)发出的光量。但许多司法管辖区对车辆施加限制可发射可见光的量的规定。这可能是出于安全原因，因此来自一辆车辆的照明不会使另一车辆的驾驶员目眩。
为了提供更清晰、更确定和/或更长距离的图像，本公开的示例车辆可以包括一个或多个NIR照明器。NIR照明器可以为摄像机提供额外的入射光，而不会对另一车辆的驾驶员造成问题。附加光可以使计算系统能够以比不使用NIR照明器的图像更大的能力区分图像中的特征或物体。此外，NIR照明器可以允许图像具有更大的范围，使得特征和物体可以在比不使用NIR照明器时更大的范围内被检测到。
但是NIR照明图像可能导致图像的颜色一致性的差异或问题。对于许多摄像机传感器，NIR光可能被错误地解释为红色、绿色或蓝色光，并可能导致图像中出现错误。为了解决这个问题，本公开的实施例可以脉冲调制NIR照射器，使得一些图像在NIR照射器打开的情况下被捕捉，并且一些图像在NIR照射器关闭的情况下被捕捉。结果，本公开的系统和设备可以包括增加的摄像机灵敏度和范围，而不牺牲颜色一致性。
在一些示例中，车辆可以包括摄像机、照明系统和NIR照明器。NIR照明器可以与照明系统集成。以这种方式，照明系统和NIR照明器都可以向摄像机的视场提供光。车辆还可以包括控制系统，该控制系统可以被配置用于基于摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器。例如，摄像机帧速率可以是每秒30帧。摄像机可以捕捉光线1/30秒，并在该时间段内对入射光进行求和以确定帧。这个过程可以每秒完成30次。在一些示例中，可以以每秒15次的速率脉冲打开和关闭NIR照明器，使得NIR照明器对于帧1开启，对于帧2关闭等。可以将所得到的图像帧进行处理并显示给用户，使得摄像机的图像可以包括增加的可见度和范围，同时保持颜色一致性。
图1示出了根据本公开的实施例的示例车辆100。车辆100可以是标准的汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或任何其他机动车辆类型的车辆。车辆100可以是非自主的、半自主的或自主的。车辆100包括与机动性有关的部件，诸如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。在所示示例中，车辆100可以包括一个或多个电子部件(下面参照图2进行描述)。
如图1所示，车辆100可以包括照明系统102、近红外照明器(NIR)104、车载计算平台106、环境光传感器108和后视摄像机110。
照明系统102可以包括被配置成照亮车辆驾驶员、一个或多个车辆摄像机和/或一个或多个车辆传感器的视场的一个或多个灯或发光设备。例如，照明系统102可以包括一个或多个前照灯、辅助灯、转向信号灯、后位灯、制动灯、中央高位制动灯(CHMSL)和牌照灯。此外，照明系统102可以包括一个或多个白炽灯、发光二极管(LED)、高强度放电(HID)灯、氖灯或其他照明源。在一些示例中，照明系统102可以是用于摄像机110的专用灯。
车辆100还可以包括NIR照明器104。在一些示例中，NIR照明器104可以包括多个NIR LED或其他NIR光源。NIR LED可以用照明系统的LED点缀。这在图3中更详细地示出。
NIR照明器104可以被配置为发射特定波长或波长范围的光。例如，红外光是具有大约700nm或更大波长的光。因此，NIR光可以包括从大约700nm直到3000nm或更大的光。
然而，一些NIR照明器可以具有750nm的上限，并且可以被配置为发射低于750nm的光。NIR照明器也可以被配置为发射更高或更低的波长的光，和/或发射人眼不可见的光。
NIR照明器104可以由一个或多个其它车辆系统(例如车载计算平台106)控制。在一些示例中，NIR照明器104可以被控制为以特定频率或以特定模式脉冲打开或关闭。
车辆100还可以包括摄像机110。摄像机110可以是后视摄像机、前向摄像机、侧向摄像机或任何其他车辆摄像机。摄像机110可以被配置成捕捉要在车辆100的显示器上显示的图像，该车辆100可以包括中央控制台显示器、仪表板显示器、车辆后视镜上的显示器、手持设备显示器或一些其他显示器。
摄像机110可以以特定帧速率操作。如上所述，摄像机帧速率可以是每秒30帧。这可能意味着摄像机在1/30秒内累积光，对该时间段内的入射光求和或以其他方式处理入射光以确定帧，每秒完成该过程30次。
在一些示例中，对于每个帧，摄像机110可以收集少于1/30秒的光(即小于给定帧可用的时间段)。例如，当摄像机在明亮照明的环境中操作时，摄像机可以每秒30帧操作，但是捕捉每个帧可以包括累积光的时间少于帧的可用时间段(例如1/60秒而不是1/30秒)。收集的确切时间量可以取决于摄像机上入射的光量，使得可以基于入射光来确定图像帧。在有大量入射光的地方，摄像机可能会收集少于每帧可用时间段的光，以避免冲洗或过度曝光图像。
或者，在低光照情景下，摄像机可以累积每帧可用的整个时间段的光。但是在很多情况下，即使这个时间量可能不足以产生可用的图像帧。相反，图像帧可能太暗并且可能不包括足够的对比度以用于要检测的物体或特征。
在一些示例中，摄像机110可以用特定的增益进行操作，该增益可以用来调整图像。增益值可以基于给定帧收集的光量而改变。例如，在摄像机收集的光量较少的情况下，增益可能会增加。该增益增加可能会增加来自摄像机的信号，但也可能会增加噪音水平。因此，增加增益需要考虑增加信号和保持低噪声水平之间的平衡。
摄像机110还可以包括一个或多个滤波器。在一些示例中，摄像机110可以用截止滤波器来限制入射光的波长。例如，滤波器可能会限制波长大于750nm的光到达摄像机传感器。实际上，IR(红外)截止滤波器可以是限制特定波段中的光的带通滤波器。
车辆100还可以包括车载计算平台106，其也可以被称为控制系统或计算系统。车载计算系统106可以包括一个或多个处理器、存储器以及被配置为执行本文描述的一个或多个功能、动作、步骤、框或方法的其他部件。车载计算系统106可以与车辆100的系统分离或者集成。
在一些示例中，车载计算系统106可以被配置为用于控制摄像机110、照明系统102和/或NIR照明器104。车载计算系统106可以基于摄像机的帧速率脉冲打开和关闭NIR照明器104。如上所述，摄像机可以以特定帧速率操作，特定帧速率可以指示摄像机每秒捕捉多少帧。车载计算系统106可以基于摄像机帧速率(诸如100％、50％或一些其他脉冲速率)以特定脉率来脉冲调制NIR照明器104。此外，车载计算系统106可以以特定占空比(即50％占空比，其中NIR照明器打开50％的时间并且关闭50％的时间)脉冲打开和关闭NIR照明器104。因此，对于由摄像机110捕捉的每个帧，NIR照明器104可以(i)打开或关闭，并且(ii)如果打开，可以仅打开持续在摄像机累积帧的入射光的时间间隔的一部分。
在一些示例中，例如在低光照的情况下，NIR照明器104可以在用于累积给定帧的光的整个时间间隔内脉冲打开。这可以使摄像机110能够捕捉更多的光，使得所得到的图像可以具有更高的清晰度，并且可以更容易地检测到图像帧中的物体或特征。
在一些示例中，车载计算系统106可以使NIR照明器脉冲打开和关闭，并且速率比摄像机帧速率低50％。在这个示例中，摄像机捕捉的一半帧可能包括曝光于NIR光线，而一半则不能。车载计算系统106还可以将NIR照明器104脉冲打开第一时间长度，然后关闭第二时间长度，其中第一时间长度对应于后视摄像机针对每一帧累积信号的时间长度。这可以是NIR照明器104的占空比，其可以取决于摄像机110的一个或多个特性。
在一些示例中，本公开的实施例可以包括确定车辆100和/或摄像机110正在低光照状态下操作。为了确定这一点，可以使用一个或多个传感器、计算设备和/或算法。例如，环境光传感器108可以检测环境光的水平。当检测到的光量低于阈值量时，这可以表明车辆正在低光照状态下操作。
在一些示例中，确定低光照状态可以包括基于应用于来自摄像机的信号的增益来确定低光照状态。例如，当入射光量低时，摄像机110和/或车载计算系统106可以将较大的增益应用于由摄像机110捕捉的图像。这样，在摄像机或处理器应用更大量的增益(即高于阈值量)的情况下，这可以指示摄像机110正在低光照状态下操作。
在一些示例中，摄像机累积入射光的时间量可以用于确定摄像机处于低光照状态。例如，摄像机可以具有帧速率，该帧速率确定摄像机为每帧累积光的时间间隔。如果摄像机在整个时间间隔内累积光，则可以表示摄像机没有接收到大量的入射光，并且可能会在低光照状态下操作。
响应于摄像机和/或车辆处于低光照状态的任何确定，车载计算系统106可以响应地激活NIR照明器104。
车载计算系统106还可以被配置用于分开处理在NIR照明器打开时由摄像机捕捉的图像和在NIR照明器关闭时捕捉的图像。分开处理可以包括将一个或多个分开的滤波器、算法和/或图像处理技术应用于每组图像。此外，车载计算系统106可以部分地分别处理两组图像，并且可以组合这两组图像，或者一起对两组图像执行一些处理。此外，图像的分开处理可以包括在时间上部分或完全分开处理，其中图像的批次被一起处理。其他处理技术也可以使用。
在捕捉和处理两组图像(在NIR打开情况下的图像和在NIR关闭情况下的图像)时，这使得一组图像能够用于第一目的，而第二组图像能够用于第二目的。例如，在NIR关闭时拍摄的图像可以用于确定颜色数据，并保持颜色一致性。这些图像被捕捉，使得NIR光不会影响摄像机，并且可以更容易地检测到真正的红色、绿色和蓝色值。另一方面，NIR照明器打开时捕捉的一组图像可以提供增加的对比度、清晰度和物体检测能力。在这些图像中添加的NIR光可以实现较不密集的图像处理，可以为用户提供更大范围的视图，并且可以提供其他益处。
图2示出了根据一些实施例的示出车辆100的电子部件的示例框图200。在所示示例中，电子部件200包括控制系统106、信息娱乐主机单元220、通信模块230、传感器240、电子控制单元250和车辆数据总线260。
控制系统106可以包括微控制器单元、控制器或处理器210和存储器212。处理器210可以是任何合适的处理设备或一组处理设备，例如但不限于微处理器、基于微控制器的平台、集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。存储器212可以是易失性存储器(例如包括非易失性RAM、磁性RAM、铁电RAM等的RAM(随机存取存储器))、非易失性存储器(例如磁盘存储器、闪存、EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)、不可更改的存储器(例如EPROM)、只读存储器和/或高容量存储设备(例如硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器212包括多种存储器，特别是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器212可以是其上可以嵌入一组或多组指令的计算机可读介质，诸如用于操作本公开的方法的软件。这些指令可以体现这里描述的一个或多个方法或逻辑。例如，指令在执行指令期间完全或至少部分地位于存储器212、计算机可读介质和/或处理器210内的任何一个或多个内。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，诸如集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存和服务器，其存储一个或多个指令组。此外，术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括能够存储、编码或携带供处理器执行的一组指令或使得系统执行本文公开的任何一种或多种方法或操作的任何有形介质。如本文所使用的，术语“计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号。
信息娱乐主机单元220可以提供车辆100和用户之间的界面。信息娱乐主机单元220可以包括从用户接收输入并向用户显示信息的一个或多个输入和/或输出设备，诸如显示器222和用户界面224。输入设备可以包括例如控制旋钮、仪表板、用于图像捕捉和/或视觉命令识别的数字摄像机(诸如图1中的摄像机110)、触摸屏、音频输入设备(例如车厢麦克风)、按钮或触摸板。输出设备可以包括仪表组输出(例如刻度盘、照明设备)、致动器、抬头显示器、中央控制台显示器(例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、平板显示器、固态显示器等)和/或扬声器。在所示的示例中，信息娱乐主机单元220包括用于信息娱乐系统(例如
Figure GDA0003060845490000111
(福特)的
Figure GDA0003060845490000112
和MyFord
Figure GDA0003060845490000113
(丰田)的
Figure GDA0003060845490000114
Figure GDA0003060845490000115
(通用)的
Figure GDA0003060845490000116
等)的硬件(例如处理器或控制器、存储器、存储装置等)和软件(例如操作系统等)。在一些示例中，信息娱乐主机单元220可以与控制系统106共享处理器。另外，信息娱乐主机单元220可以将信息娱乐系统显示在例如车辆100的中央控制台显示器上。
通信模块230可以包括实现与外部网络的通信的有线或无线网络接口。通信模块230还可以包括用于控制有线或无线网络接口的硬件(例如处理器、存储器、存储装置等)和软件。在所示示例中，通信模块230可以包括全部电连接到一个或多个相应天线的蓝牙模块、GPS(全球定位系统)接收器、专用短程通信(DSRC)模块、WLAN(无线局域网)模块和/或蜂窝调制解调器。
蜂窝调制解调器可以包括用于基于标准的网络(例如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、码分多址(CDMA)、WiMAX(全球微波接入互操作性)(IEEE 802.16m)；和无线千兆(IEEE 802.11ad)等)的控制器。WLAN模块可以包括用于无线局域网的一个或多个控制器(诸如
Figure GDA0003060845490000117
(无线保真技术)控制器(包括IEEE 802.11a/b/g/n/ac或其他))、蓝牙控制器(基于由蓝牙特别兴趣小组维护的蓝牙
Figure GDA0003060845490000119
核心规格)和/或
Figure GDA0003060845490000118
(无线个域网)控制器(IEEE 802.15.4)和/或近场通信(NFC)控制器等。此外，内部和/或外部网络可能是公共网络，如互联网；专用网络，如内联网；或其组合，并且可以利用现在可用或以后开发的各种网络协议，包括但不限于基于传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)的网络协议。
通信模块230还可以包括实现与电子设备(诸如智能电话、平板电脑、膝上型电脑等)的直接通信的有线或无线接口。示例DSRC模块可以包括广播消息并建立车辆之间的直接连接的无线电和软件。DSRC是一种无线通信协议或系统，主要用于运输，工作在5.9GHz频段。
传感器240可以以任何合适的方式布置在车辆100内和其周围。在所示示例中，传感器240包括环境光传感器242和车辆挡位传感器244。环境光传感器242可以测量环境光的量。车辆的一个或多个摄像机或其他系统可能需要阈值量的光进行操作，并且或者可以基于由环境光传感器242感测到的光量触发动作。车辆挡位传感器244可以指示车辆处于的挡位(例如倒挡、空挡等)。基于确定的挡位，车辆100的各种系统和设备可以采取一个或多个动作。车辆100的各种传感器可以是模拟的、数字的或任何其他类型的，并且可以连接到本文描述的一个或多个其他系统和设备。
一个或多个传感器240可以定位在车辆中或车辆上。例如，环境光传感器242可以被定位在车辆的车窗上或其附近，使得传感器242不被覆盖并且可以测量环境光的量。
ECU 250可以监测和控制车辆100的子系统。ECU 250可以经由车辆数据总线260传送和交换信息。另外，ECU 250可以传送属性(诸如ECU250的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)至其他ECU 250和/或接收来自其他ECU 250的请求。一些车辆100可以具有位于车辆100周围的各种位置的通过车辆数据总线260可通信地连接的七十个或更多个ECU 250。ECU 250可以是包括它们自己的电路(诸如集成电路、微处理器、存储器、存储装置等)和固件、传感器、致动器和/或安装硬件的离散电子设备组。在所示示例中，ECU 250可以包括远程信息处理控制单元252、车身控制单元254和速度控制单元256。
远程信息处理控制单元252可以例如使用由GPS接收器、通信模块230和/或一个或多个传感器接收的数据来控制车辆100的跟踪。车身控制单元254可以控制车辆100的各种子系统。例如，车身控制单元254可以控制电动车窗、动力锁、动力天窗控制、防盗系统和/或动力后视镜等。速度控制单元256可以经由数据总线260接收一个或多个信号，并且可以响应地控制车辆100的速度、加速度或其他方面。
车辆数据总线260可以包括通信地连接控制系统106、信息娱乐主机单元220、通信模块230、传感器240、ECU 250以及连接到车辆数据总线260的其他设备或系统的一个或多个数据总线。在一些示例中，车辆数据总线260可以根据由国际标准化组织(ISO)11898-1定义的控制器局域网(CAN)总线协议来实现。或者，在一些示例中，车辆数据总线250可以是面向媒体的系统传输(MOST)总线或CAN灵活数据(CAN-FD)总线(ISO 11898-7)。
图3示出了根据本公开的实施例的示例后部尾灯300。尾灯300可以是一个示例性布置，并且不应被理解为限制本公开的范围。尾灯300可以包括外壳302、多个照明系统LED304、多个NIR LED 306以及一个或多个其他光元件308。
如图3所示，NIR LED 306可以以“每隔一个LED”布置与照明系统LED 304集成。一些示例可以包括其他布置，并且可以具有更多或更少的LED。此外，一些示例照明系统可能根本不包括照明系统LED，并且可能仅包括与标准车辆照明系统集成的NIR LED。
在一些示例中，NIR LED 306可被定向成使得它们瞄准或指向与照明系统LED 304相同的方向。或者，一个或多个NIR LED 306可以指向不同的方向，使得NIR LED提供更大或更小的照明范围。更进一步地，一个或多个NIR LED 306可以被配置为经由一个或多个致动器改变它们的取向，使得它们可以被一个或多个系统或设备动态地瞄准。其他变化也是可能的。
图4示出根据本公开的实施例的示例方法400的流程图。方法400可以使车辆摄像头(和用户)能够在低光照情景下观看具有更大范围和清晰度的图像。图4的流程图代表存储在存储器(例如存储器212)中并且可以包括一个或多个程序的机器可读指令，这些程序在由处理器(诸如处理器210)执行时可以使车辆100和/或一个或更多系统或设备来执行本文描述的一个或多个功能。虽然示例程序参照图4中所示的流程图进行描述，但是可以替代地使用用于执行本文描述的功能的许多其他方法。例如，框的执行顺序可以被重新安排或彼此串行或并行执行，框可以被改变、消除和/或组合以执行方法400。此外，因为方法400结合图1-3的部件公开了，下面将不详细描述那些部件的一些功能。
方法400可以在框402处开始。在框404处，系统可以被启用。这可能包括打开、初始化或以其他方式准备一个或多个系统或设备进行操作。
在框406处，方法400可以包括基于环境传感器检测低光照状态。如上所述，环境传感器可以检测光的水平何时低于阈值。阈值可以是设定值或可以是动态的、可以是预定的、或者可以基于车辆的一个或多个传感器或系统来选择。例如，阈值可以基于在某些照明条件下产生的图像的质量来设置，以避免图像质量下降的过低的情况。
如果环境光传感器未检测到低光照状态，则框408可以包括基于施加于摄像机的信号的增益来检测低光照状态。如上所述，在某些照明条件下，摄像机增益可能较高，而高增益可能表示摄像机在低光照状态下操作。应该注意，框406和408被描述为是串行执行的，但是它们可以并行、相反的顺序执行，并且可以根本不执行任何框。此外，可以包括附加框(未示出)，其中使用了用于检测低光照状态的替代技术。
如果基于环境光传感器或者基于增益检测到低光照状态，则框410可以包括用车辆照明系统照亮摄像机视场。这可能包括打开前照灯、尾灯或其他车灯。
在框412处，方法400可以包括确定摄像机帧速率。如上所述，摄像机帧速率可以指示摄像机每秒捕捉多少帧，这可以对应于摄像机为每帧累积光的时间长度。
在框414处，方法400可以包括基于摄像机帧速率以脉冲速率脉冲调制NIR照明器。例如，脉冲频率可能是摄像机帧速率的50％，这意味着NIR照明器在摄像机捕捉的一半帧内打开，并且在一半帧内关闭。方法400还可以包括使摄像机与NIR照明器同步，使得NIR照射器脉冲打开开始于与帧捕捉时间段的开始相同或几乎相同的时间。
然后摄像机可以在给定时间段内捕捉图像，在该给定时间段内一些帧包括NIR照明，而一些帧则不包括。在框416处，方法400可以包括处理NIR照明器打开时捕捉的图像。这可以包括使用一个或多个过滤器、算法、过程或其他图像处理技术来获得一个或多个经处理的图像。这些经处理的图像可能更亮，可能启用特征或物体检测，或者可能提供与未在NIR照明器打开时捕捉的图像不同的选项。
在框418处，方法400可以包括处理在NIR照明器关闭时捕捉的图像。处理这些图像可以与处理NIR照明器打开时捕捉的图像相似或相同。在一些示例中，框418可以包括对图像应用颜色校正处理以保持颜色一致性。其他图像处理技术也可以使用。
在框420处，方法400可以包括显示经处理的图像。这可以包括将“NIR打开”的图像与“NIR关闭”的图像组合以实现复合图像，其中保持颜色一致性，并且实现更大范围和物体检测。因此，显示的图像可以实现增加范围和检测、同时不牺牲颜色一致性的两全其美的结果。经处理的图像可以显示在车辆的任何显示器上，包括中央控制台、抬头显示器、仪表板、后视镜显示器或连接到车辆的手持式显示器。
然后，方法400可以继续脉冲调制NIR照明器、捕捉图像、处理图像并显示图像，直到不再检测到低光照状态，或者采取一些其他动作(诸如关闭摄像机)。然后在框422处，方法400可以结束。
在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不打算表示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在也表示可能的多个这样的对象中的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是其互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是可能的实施方式的示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由权利要求保护。

Claims (13)

1.一种车辆，包括：
照明系统；
后视摄像机；
与所述照明系统集成的近红外(NIR)照明器；以及
控制系统，所述控制系统用于执行以下操作：
确定所述后视摄像机处于低光照状态；以及
基于所述后视摄像机处于低光照状态的确定响应地激活所述NIR照明器；
基于所述后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭所述NIR照明器；以及
分开处理在所述NIR照明器打开时由所述摄像机捕捉的图像和在所述NIR照明器关闭时捕捉的图像。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述照明系统包括一组LED灯，并且其中所述NIR照明器包括安装在所述照明系统的所述一组LED灯之间的一组NIR LED。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述NIR照明器配置成发射低于750nm的光。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中确定所述后视摄像机处于低光照状态是基于施加到由所述摄像机捕捉的图像的增益。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中基于所述后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭所述NIR照明器包括以所述后视摄像机的所述速率的一半脉冲调制所述NIR照明器，使得由所述后视摄像机捕捉的一半所述图像暴露在NIR光下，而一半所述图像没有。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中脉冲调制所述NIR照明器包括重复地打开所述照明器第一时间长度，然后关闭所述照明器第二时间长度，其中所述第一时间长度对应于所述后视摄像机针对每一帧累积信号的时间长度。
7.根据权利要求1所述的车辆，还包括截止滤波器，所述截止滤波器用于将由所述NIR照明器发射的光抑制在700至750nm之间。
8.一种方法，包括：
用照明系统照亮车辆后视摄像机的视场；
确定所述后视摄像机处于低光照状态；
基于所述后视摄像机处于低光照状态的确定响应地激活所述NIR照明器；
基于所述后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭近红外(NIR)照明器，其中所述NIR照明器与所述照明系统集成；
分开处理在所述NIR照明器打开时由所述摄像机捕捉的图像和在所述NIR照明器关闭时捕捉的图像；以及
在车辆显示器上显示所述经处理的图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述照明系统包括一组LED灯，并且其中所述NIR照明器包括安装在所述照明系统的所述LED灯之间的一组NIR LED。
10.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述后视摄像机处于低光照状态是基于施加到由所述摄像机捕捉的图像的增益。
11.根据权利要求8所述的方法，其中基于所述后视摄像机的帧速率脉冲打开和关闭所述NIR照明器包括以所述后视摄像机的所述速率的一半脉冲调制所述NIR照明器，使得由所述后视摄像机捕获的一半所述图像暴露在NIR光下，而一半所述图像没有。
12.根据权利要求8所述的方法，其中脉冲调制所述NIR照明器包括重复地打开所述照明器第一时间长度，然后关闭所述照明器第二时间长度，其中所述第一时间长度对应于所述摄像机针对每一帧累积信号的时间长度。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括基于在所述NIR照明器关闭时捕捉的图像来确定颜色数据。
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