CN110809136A - 一种高清全景系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高清全景系统，所述的高清全景系统包括摄像头组件、控制器、显示设备；所述的摄像头组件实时采集四周图像，并进行高清高清信号输入，通过LVDS制式信号输出；所述的控制器对摄像头组件采集的每帧图像进行去除畸变和投影变换处理，并通过算法对合成图像进行一致性拼接和均衡处理后，输出给显示设备；所述的高清全景系统还包括环视系统；所述的环视系统将摄像头组件采集的四路图像投影在一个立体的显示模型上，并借助GPU协处理器实现视点漫游切换。其优点表现在：当需要增加环视系统的显示范围时，能够防止出现虚化效应，避免边缘虚化，能为驾驶者带来更大的显示视野和更多的观察视角。

Description

一种高清全景系统

技术领域

本发明涉及车载摄像头技术领域，具体地说，是一种高清全景系统。

背景技术

随着人们对生活和工作环境的安全性要求的不断提高，安全防范系统的重要性就越来越突出。其中，视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富的特点越来越受到人们的重视，使其成为安全防范系统的重要组成部分。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也得到飞速发展。近年来，汽车的快速增加使得城市道路、小区停车日渐拥堵，令驾驶员在泊车时受到视野和车位狭小等客观条件的限制，而极易发生碰撞事故，从而带来不必要的损失。大多数的车辆刮蹭事件都是在出入车位和让车时造成的，虽然车速不会很快，但不小心刮蹭到爱车的漆面仍是件非常恼人的事情。因此有了车身周围全景环视行车辅助的需求。

全景环视系统通常是指通过对布设在车辆周围的多个广角摄像头(如4到 8各个广角摄像头，即环视摄像头)对同一时刻采集到的能够覆盖车辆周边所有视场范围的多路视频影像进行处理，从而形成一幅包括车辆车身及车辆周边 360度全景俯视图(即鸟瞰俯视图)，并在车辆中控台的屏幕上显示该俯视图，可直观地呈现出车辆所处的位置和车身周边情况，从而越来越多型号的车辆希望能够实现全景环视。

然而，现有技术中的全景环视系统，当需要增加环视系统的显示范围时， BVS系统会出现虚化效应，不能为驾驶者带来更大的显示视野和更多的观察视角。

中国专利文献CN201621445880.4，申请日20161227，专利名称为：一种全高清全景监控系统，公开了一种全高清全景监控系统，包括高清水平摄像机、高清垂直摄像机、高清跟踪摄像机、网络硬盘录像机以及交换机，所述高清水平摄像机、高清跟踪摄像机以及高清垂直摄像机分别通过交换机与网络硬盘录像机连接。本系统利用现有的网络对接协议将多个摄像机通过交换机接入网络硬盘录像机，通过网络硬盘录像机建立媒体通道表，实现高清网络摄像机与网络硬盘录像机的通道绑定，达到对高清水平摄像机、高清垂直摄像机和高清跟踪摄像机统一管理的目的，最终实现一个IP地址同时访问多个高清摄像机，且分别控制指定高清摄像机的目的。

上述专利文献的全高清全景监控系统，实现对水平360度、垂直175度的视野范围进行同时全景无盲区的监控，操作简单、实用性强。但是关于一种避免虚化效应，驾驶者带来更大的显示视野和更多的观察视角的技术方案则未见相应的公开。

综上所述，亟需一种避免虚化效应，驾驶者带来更大的显示视野和更多的观察视角的高清全景系统。而关于这种高清全景系统目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种避免虚化效应，驾驶者带来更大的显示视野和更多的观察视角的高清全景系统。

本发明的再一的目的是，提供一种高清全景系统的2D界面控制方法。

本发明的第三个目的是，提供一种高清全景系统的3D界面控制方法。

本发明的第四个目的是，提供一种高清全景系统的标定方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种高清全景系统，所述的高清全景系统包括摄像头组件、控制器、显示设备；所述的摄像头组件实时采集四周图像，并进行高清高清信号输入，通过 LVDS制式信号输出；所述的控制器对摄像头组件采集的每帧图像进行去除畸变和投影变换处理，并通过算法对合成图像进行一致性拼接和均衡处理后，输出给显示设备；所述的高清全景系统还包括环视系统；所述的环视系统将摄像头组件采集的四路图像投影在一个立体的显示模型上，并借助GPU协处理器实现视点漫游切换。

作为一种优选的技术方案，所述的摄像头组件采用的是鱼眼摄像头；所述的摄像头组件包括前视摄像头、后视摄像头、左视摄像头、右视摄像头；所述的前视摄像头相对车身的横向下倾5-15度；所述的后视摄像头相对车身的纵向下倾20-35度；所述的左视摄像头和右视摄像头相对车身横向向后倾斜5度，且相对车身纵向向外侧倾斜45度。

作为一种优选的技术方案，作为一种优选的技术方案，所述的高清全景系统还包括前方碰撞预紧系统；通过分析道路前方车辆的阴影和轮廓特征，以定位车辆的位置，再根据本车车速和相距前后车的距离来计算预计发生碰撞时间，以判断潜在的碰撞风险。

作为一种优选的技术方案，所述的高清全景系统还包括车道偏移预警系统，车道偏离预警系统的检测对象为前方路面的交通线。通过判断本车行驶方向与交通线的延续方向，当车辆发生非主动性地偏离车道线，行驶方向与两侧交通线产生交叉时，系统会发出警示。

作为一种优选的技术方案，所述的高清全景系统还包括盲区检测系统，盲区检测系统根据左右摄像头实时采集的图像，针对预先划分的视觉盲区中车辆进行识别，再同时检测到转向灯信号和盲区中存在车辆时，进行报警提醒。

作为一种优选的技术方案，所述的高清全景系统还包括移动物体侦测系统，移动物体侦测系统利用摄像头组件的影像处理技术，捕捉移动物体，并通过显示屏上的画面及发出蜂鸣音来给驾驶者提示。

作为一种优选的技术方案，所述的高清全景图像还包括录像系统，录像系统通过四通道实时录影，并进行录像预览回放。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

一种高清全景系统的2D界面控制方法，当为开机启动模式时，点火启动后，系统自动启动并进入3D场景，360度旋转后回到全景主界面，主界面默认为2D模式的全景+前视视图模式，点击导航主界面上图标或按动进入全景按钮打开全景系统，进入3D场景，360度旋转后回到全景主界面；当为手动控制模式时，点击导航主界面上图标或按动进入全景按钮打开全景系统，进入手动控制模式，点击屏上全景图中前、后、左、右视图相应位置，分别进入对应视图模式。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：

一种高清全景系统的3D界面控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：启动3D模式，启动全景系统并进入主界面后，点击右上角的2D/3D 切换按钮，让系统在2D/3D间互相切换；

步骤S1：视角切换。进入3D模式后，点击车模位置，视角选择盘会显示出来，点击上面代表方位的小圆点，系统会切换到圆点代表的视角方向；

步骤S3：选择控制模式，当为倒车模式时，挂倒车档，系统自动进入3D 后视模式，在没退出倒车档前，保持3D后视模式；退出倒车档，系统自动切换回挂倒档前的3D模式；当为左右转向模式时，打开左/右转向灯，系统启动并进入3D左前/右前视图模式，关闭转向灯，系统自动切换回挂倒档前的3D 模式。

为实现上述第四个目的，本发明采取的技术方案是：

为实现上述第四个目的，本发明采取的技术方案是：

一种高清全景系统的标定方法，所述的标定方法包括以下步骤：

步骤S1、设置前置条件，在屏幕上标定清晰完整的标定图；

步骤S2、执行规定动作进入一键标定界面，输入密码。系统自动进入标定程序；

步骤S3、系统进入自动标定后，屏幕上会显示四分立界面，并依次显示各摄像头标定进度和成功与否；

步骤S4、系统标定成功后会自动重启，重启后显示界面。

本发明优点在于：

1、本发明的一种高清全景系统，当需要增加环视系统的显示范围时，能够防止出现虚化效应，避免边缘虚化，能为驾驶者带来更大的显示视野和更多的观察视角。

附图说明

附图1是本发明的高清全景系统的结构框图。

附图2环视系统的应用处理示意图。

附图3是摄像头组件在车身上的分布状态示意图。

附图4是摄像头组件的另一方向的分布示意图。

附图5为前方碰撞预紧系统的应用示意图。

附图6是车道偏移预警系统的应用示意图。

附图7是盲区检测系统的应用示意图。

附图8是移动物体侦测系统的结构示意图。

附图9是录像系统的结构示意图。

附图10是全景系统的标定示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.摄像头组件 2.控制器

3.环视系统 4.GPU协处理器

5.显示设备

请参照图1，图1是本发明的高清全景系统的结构框图。一种高清全景系统，所述的高清全景系统包括摄像头组件1、控制器2、显示设备5；所述的摄像头组件1实时采集四周图像，并进行高清高清信号输入，通过LVDS制式信号输出；所述的控制器2对摄像头组件1采集的每帧图像进行去除畸变和投影变换处理，并通过算法对合成图像进行一致性拼接和均衡处理后，输出给显示设备5；所述的高清全景系统还包括环视系统3；所述的环视系统3将摄像头组件1采集的四路图像投影在一个立体的显示模型上，并借助GPU协处理器4实现视点漫游切换(见图2)。

请参照图3和图4，图3是本发明的摄像头组件1在车身上的分布示意图。 4是摄像头组件1的另一方向的分布示意图。所述的摄像头组件1采用的是鱼眼摄像头；所述的摄像头组件1包括前视摄像头、后视摄像头、左视摄像头、右视摄像头；所述的前视摄像头相对车身的横向下倾5-15度。且角度不能过大，否则前保险杠会影响图象；所述的后视摄像头相对车身的纵向下倾20-35 度；所述的左视摄像头和右视摄像头相对车身横向向后倾斜5度，且相对车身纵向向外侧倾斜45度，位置尽量离车身远些，以免左右后视镜壳影响取图。

请参照图5，图5为前方碰撞预紧系统的应用示意图。所述的高清全景系统还包括前方碰撞预紧系统；通过分析道路前方车辆的阴影和轮廓特征，以定位车辆的位置，再根据本车车速和相距前后车的距离来计算预计发生碰撞时间，以判断潜在的碰撞风险。

前方碰撞预紧系统的防撞预警的提示由屏幕上的防撞预警画面，指示灯和语音提示构成，无靠近车辆时屏幕不会出现相关提示显示，当系统判定后车已接近到少于或等于五米时，屏幕会弹出防撞预警画面，红色指示灯开始闪烁，并发出“后面有车靠近”的提示音。车辆距离恢复正常后，提示音消失，在系统判断情况正常后5秒，退回原界面。通过本实施例中的前方碰撞预警系统，准确率90％左右，检测距离不超过10米。

请参照图6，图6是车道偏移预警系统的应用示意图。所述的高清全景系统还包括车道偏移预警系统，车道偏离预警系统的检测对象为前方路面的交通线。通过判断本车行驶方向与交通线的延续方向，当车辆发生非主动性地偏离车道线，行驶方向与两侧交通线产生交叉时，系统会发出警示。车道偏移预警系统系统对需要长途驾驶或者经常在夜间行车的驾驶者来说具有显著的实际效用，也可以视作一种疲劳驾驶预警手段，准确率98％。

车道偏移预警系统提示由屏幕上的车道偏移画面，指示灯和语音提示购成；车辆正常行驶时不会出现相关提示显示；当系统判定车辆压线或越线行驶，屏幕会弹出车道偏移画面，红色指示灯开始闪烁，并会发出“偏离车道请注意”的提示音；车辆状态恢复正常后，提示音消失，在系统判断情况正常后5秒，退回原界面。

请参照图7，图7是盲区检测系统的应用示意图。所述的高清全景系统还包括盲区检测系统，盲区检测系统根据左右摄像头实时采集的图像，针对预先划分的视觉盲区中车辆进行识别，再同时检测到转向灯信号和盲区中存在车辆时，进行报警提醒。盲区检测系统准确率80％。

盲区检测系统的提示由屏幕上的盲区方向，指示灯和语音提示构成，当车辆打左/右转向灯，要进行车道变换时，系统对左右盲区内车辆进行检测提醒，系统针对反向行驶的目标车辆不做任何报警。

请参照图8，图8是移动物体侦测系统的结构示意图。所述的高清全景系统还包括移动物体侦测系统，移动物体侦测系统利用摄像头组件1的影像处理技术，捕捉移动物体，并通过显示屏上的画面及发出蜂鸣音来给驾驶者提示。起步前在通过合成的俯视影像能够检测到车辆周边的移动物体；起步时，通过行进方向的监控影像探测横向穿过的物体；通过显示屏的显示及蜂鸣音来提示驾驶者。通过提前通知驾驶者自身车辆的周围情况，协助驾驶者确认安全。当车停好后，在开门前通过此功能发现有经过本车附近的移动物体时，可以进行报警。

移动物体侦测系统的提示由屏幕上的图像提示框，指示灯和语音提示构成，系统在车速为0，且AVM功能启动后，进入工作状态，系统检测对象尺为 80*40cm大小比例的运动物体。

请参照图9，图9是录像系统的结构示意图。所述的高清全景图像还包括录像系统，录像系统通过四通道实时录影，并进行录像预览回放。当录像系统通过四通道实时录影时，录像系统支持对前后左右四个摄像头采集到的图像进行视频压缩编码，并分段存储到固态存储介质上。当存储介质空间不足时，系统选择最早录影的文件进行删除，释放存储空间给当前需要录影的文件使用。可对编码压缩率、分段录影时间进行配置。当录像系统进行录像预览回放时，系统支持对存储介质上的录影文件，以列表方式显示，可选择单个文件进行预览回放。且录像系统要求录像文件内及两段文件之间信息连续，没有漏秒。

录像系统在车辆着车后和熄火前，一直处于后台运行状态。显示屏右上角上有闪烁的小图标，提示录像系统的运行状态；通过显示屏的触摸操作，可以调出已存储的视频菜单，点击可以进行回放；录像系统如果有独立USB接口引出，可以通过U盘将主机内保存的录像拷贝出来。

实施例2

一种高清全景系统的2D界面控制方法，所述的控制方法具体如下：

启动优先级别

倒车优先级＞左右转向优先级＞手动启动

开机模式

点火启动后，系统自动启动并进入3D场景，360度旋转后回到全景主界面，主界面默认为2D模式的全景+前视视图模式，没任何操作(倒车、打左右转向灯和手动进入视图)情况下，系统默认保持5秒后退出并进入待机状态；

点击导航主界面上图标或按动进入全景按钮打开全景系统，进入3D场景， 360度旋转后回到全景主界面，主界面默认为2D模式的全景+前视视图模式，没有其它操作的情况下保持此界面；

倒车模式

挂倒车档，系统自动进入全景+后视视图模式，在没退出倒车档前，保持此模式；

退出倒车档，系统自动切换到全景+前视模式，没任何操作(倒车、打左右转向灯和手动进入视图)情况下，系统默认保持20秒后退出并进入待机状态；

左右转向模式

打开左/右转向灯，系统启动并进入全景+左/右视图模式；关闭转向灯，系统自动切换到全景+前视模式，没任何操作(倒车、打左右转向灯和手动进入视图)情况下，系统默认保持20秒后退出并进入待机状态；

手动控制模式

点击导航主界面上图标或按动进入全景按钮打开全景系统，进入手动控制模式；点击屏上全景图中前、后、左、右视图相应位置，分别进入对应视图模式，无任何操作(倒车、打左右转向灯)情况下，保持当前视图；20秒后退出并进入待机状态。

实施例3

启动3D模式

启动全景系统并进入主界面后，点击右上角的2D/3D切换按钮，可让系统在2D/3D间互相切换。

视角切换方法

进入3D模式后，点击车模位置，视角选择盘会显示出来，点击上面代表方位的小圆点，系统会切换到圆点代表的视角方向，系统共有前、后、左、右、左前、右前、左后、右后八个视角方位可供选择。

倒车模式

挂倒车档，系统自动进入3D后视模式，在没退出倒车档前，保持此模式；退出倒车档，系统自动切换回挂倒档前的3D模式；

左右转向模式；

打开左/右转向灯，系统启动并进入3D左前/右前视图模式；关闭转向灯，系统自动切换回挂倒档前的3D模式；关闭转向灯，系统自动切换回挂倒档前的3D模式；

实施例4

全景系统一键标定流程

前置条件：屏幕上标定图清晰，并且可见到完整的标定图；执行规定动作进入一键标定界面，输入密码。系统自动进入标定程序；

系统进入自动标定后，屏幕上会显示四分立界面，并依次显示各摄像头标定进度和成功与否：系统标定成功后会自动重启，重启后显示类似(如图10) 界面。

以上所述仅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，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高清全景系统，其特征在于，所述的高清全景系统包括摄像头组件、控制器、显示设备；所述的摄像头组件实时采集四周图像，并进行高清高清信号输入，通过LVDS制式信号输出；所述的控制器对摄像头组件采集的每帧图像进行去除畸变和投影变换处理，并通过算法对合成图像进行一致性拼接和均衡处理后，输出给显示设备；所述的高清全景系统还包括环视系统；所述的环视系统将摄像头组件采集的四路图像投影在一个立体的显示模型上，并借助GPU协处理器实现视点漫游切换。

2.根据权利要求1所述的高清全景系统，其特征在于，所述的摄像头组件采用的是鱼眼摄像头；所述的摄像头组件包括前视摄像头、后视摄像头、左视摄像头、右视摄像头；所述的前视摄像头相对车身的横向下倾5-15度；所述的后视摄像头相对车身的纵向下倾20-35度；所述的左视摄像头和右视摄像头相对车身横向向后倾斜5度，且相对车身纵向向外侧倾斜45度。

3.根据权利要求1所述的高清全景系统，其特征在于，所述的高清全景系统还包括前方碰撞预紧系统；通过分析道路前方车辆的阴影和轮廓特征，以定位车辆的位置，再根据本车车速和相距前后车的距离来计算预计发生碰撞时间，以判断潜在的碰撞风险。

4.根据权利要求1所述的高清全景系统，其特征在于，所述的高清全景系统还包括车道偏移预警系统，车道偏离预警系统的检测对象为前方路面的交通线；通过判断本车行驶方向与交通线的延续方向，当车辆发生非主动性地偏离车道线，行驶方向与两侧交通线产生交叉时，系统会发出警示。

5.根据权利要求1所述的高清全景系统，其特征在于，所述的高清全景系统还包括盲区检测系统，盲区检测系统根据左右摄像头实时采集的图像，针对预先划分的视觉盲区中车辆进行识别，再同时检测到转向灯信号和盲区中存在车辆时，进行报警提醒。

6.根据权利要求1所述的高清全景系统，其特征在于，所述的高清全景系统还包括移动物体侦测系统，移动物体侦测系统利用摄像头组件的影像处理技术，捕捉移动物体，并通过显示屏上的画面及发出蜂鸣音来给驾驶者提示。

7.根据权利要求1所述的高清全景系统，其特征在于，所述的高清全景图像还包括录像系统，录像系统通过四通道实时录影，并进行录像预览回放。

8.一种高清全景系统的2D界面控制方法，其特征在于，当为开机启动模式时，点火启动后，系统自动启动并进入3D场景，360度旋转后回到全景主界面，主界面默认为2D模式的全景+前视视图模式，点击导航主界面上图标或按动进入全景按钮打开全景系统，进入3D场景，360度旋转后回到全景主界面；当为手动控制模式时，点击导航主界面上图标或按动进入全景按钮打开全景系统，进入手动控制模式，点击屏上全景图中前、后、左、右视图相应位置，分别进入对应视图模式。

9.一种高清全景系统的3D界面控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：启动3D模式，启动全景系统并进入主界面后，点击右上角的2D/3D切换按钮，让系统在2D/3D间互相切换；

步骤S1：视角切换，进入3D模式后，点击车模位置，视角选择盘会显示出来，点击上面代表方位的小圆点，系统会切换到圆点代表的视角方向；

步骤S3：选择控制模式，当为倒车模式时，挂倒车档，系统自动进入3D后视模式，在没退出倒车档前，保持3D后视模式；退出倒车档，系统自动切换回挂倒档前的3D模式；当为左右转向模式时，打开左/右转向灯，系统启动并进入3D左前/右前视图模式，关闭转向灯，系统自动切换回挂倒档前3D模式。

10.一种高清全景系统的标定方法，其特征在于，所述的标定方法包括以下步骤：

步骤S1、设置前置条件，在屏幕上标定清晰完整的标定图；

步骤S2、执行规定动作进入一键标定界面，输入密码。系统自动进入标定程序；

步骤S3、系统进入自动标定后，屏幕上会显示四分立界面，并依次显示各摄像头标定进度和成功与否；

步骤S4、系统标定成功后会自动重启，重启后显示界面。

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