CN111010535B - 无人车全景观察系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光电技术领域，具体涉及一种无人车全景观察系统。所述系统包括：前摄像机组件、后摄像机组件、左摄像机组件、右摄像机组件、视频处理组件；所述系统采用4个近景相机和4个远景相机的全景影像布局方案，相关视频处理及显控功能在视频处理组件中完成；视频处理组件是全景系统的供电和通信中心，通信控制电路通过CAN总线与整车综控进行交互。与现有技术相比较，本发明全景系统是应用于地面无人作战车组的环视影像辅助系统，主要完成无人车在行驶过程中前、后120°远景及四周360°近景昼夜观察需求，可为操作手提供清晰的战场环境感知。

Description

无人车全景观察系统
技术领域
本发明属于光电技术领域，具体涉及一种无人车全景观察系统。
背景技术
无人车在行驶过程中，由于自身结构的局限性，其观察视野受到很大的限制。操纵人员需要特定的观测手段清晰地观察到车身周围的情况，但目前的现有技术尚缺乏全景观察能力，导致在任务执行过程中，往往出现因观测能力不足导致任务失败的情况。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种无人车全景观察系统。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种无人车全景观察系统，所述系统包括：前摄像机组件、后摄像机组件、左摄像机组件、右摄像机组件、视频处理组件；
所述前摄像机组件包括：前摄像机外壳1、前摄像机上壳2、近景窗口4、远景窗口6、近景相机支架8、近景镜头9、近景镜头支架10、近景机芯电路板11、远景镜头12、第一远景镜头支架13、第二远景镜头支架14、远景机芯电路板15、前摄像机航插16；
所述远景窗口6设有两片，两片远景窗口6分别安装在前摄像机外壳1的左上方和右上方，所述近景窗口4安装在前摄像机外壳1的前下方，并分别用胶与前摄像机外壳1粘牢；
所述前摄像机上壳2与前摄像机外壳1上部连接，所述前摄像机航插16安装在前摄像机外壳1的背面，两者中间有一层橡胶密封垫；
所述前摄像机组件包括两套远景相机和一套近景相机；所述两套远景相机均包括：远景镜头12、远景镜头支架、远景机芯电路板15；其中，两个远景镜头支架分为第一远景镜头支架13和第二远景镜头支架14；
所述近景相机包括：近景镜头9、近景镜头支架10、近景机芯电路板11；
所述近景镜头支架10固定在前摄像机外壳1的底部，近景镜头9通过近景镜头支架10上的长孔安装近景镜头支架10上，下倾45度，并可以沿长孔前后移动，以调节近景窗口4与近景镜头9之间的距离；
所述第一远景镜头支架13和第二远景镜头支架14分别位于近景相机的两侧，互成55度角，通过第一远景镜头支架13和第二远景镜头支架14上的长孔安装于前摄像机外壳1的底部，并可以沿长孔前后移动，来调节远景窗口6与远景镜头12之间的距离，保证远景窗口6与远景镜头12之间有最小距离；
所述近景相机和远景相机用于接收背景及目标的光照，实现光电转换，生成数字图像信息，并对图像进行预处理后输出。
所述后摄像机组件的结构和功能与前摄像机组件相同；
所述左摄像机组件包括：左摄像机外壳17、左摄像机上壳18、近景窗口20、近景相机支架、近景镜头、近景镜头支架、近景机芯电路板、左摄像机航插；
所述近景窗口20安装在左摄像机外壳17的前下方，并用胶与左摄像机外壳17粘牢；左摄像机上壳18与左摄像机外壳17上部连接；
所述左摄像机航插安装在左摄像机外壳17的背面，两者中间有一层橡胶密封垫；所述左摄像机组件包括近景相机，所述近景相机包括近景镜头、近景机芯电路板和近景镜头支架，所述近景相机支架固定在左摄像机外壳17的底部，近景镜头通过近景镜头支架上的长孔安装近景相机支架上，下倾45度，并可以沿长孔前后移动，来调节近景窗口20与近景镜头之间的距离，保证近景窗口20与近景镜头之间有最小距离；近景相机用于接收背景及目标的光照，实现光电转换，生成数字图像信息，并对图像进行预处理后输出；
所述右摄像机组件的结构和功能与左摄像机组件相同；
所述视频处理组件包括：视频处理组件外壳23、视频处理组件上壳24、视频处理电路板25、视频处理电路板支架26、视频处理电路板散热板27，从下往上，视频处理电路板支架26、视频处理电路板25、视频处理电路板散热板27依次安装到视频处理组件外壳23内，最后视频处理组件上壳24与视频处理组件外壳23相连接；
其中，所述系统采用4个近景相机和4个远景相机的全景影像布局方案，相关视频处理及显控功能在视频处理组件中完成；
视频处理组件是全景系统的供电和通信中心，通信控制电路通过CAN总线与整车综控进行交互。
其中，所述前摄像机上壳2与前摄像机外壳1上部通过螺钉连接。
其中，所述前摄像机组件还包括：前摄像机壳体密封圈3；
所述前摄像机外壳1上设有一圈密封槽，里面装有前摄像机壳体密封圈3。
其中，所述前摄像机组件还包括：近景窗口压圈5；
通过所述近景窗口压圈5将近景窗口4与前摄像机外壳1压紧。
其中，所述前摄像机组件还包括：远景窗口压圈7；
通过所述远景窗口压圈7将远景窗口6与前摄像机外壳1压紧。
其中，所述前摄像机外壳1采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘功能。
其中，，所述左摄像机组件还包括：左摄像机壳体密封圈19；
所述左摄像机上壳18与左摄像机外壳17上部通过螺钉连接；所述左摄像机外壳17有一圈密封槽，里面装有左摄像机壳体密封圈19。
其中，所述左摄像机组件还包括：近景窗口压圈21；
通过所述近景窗口压圈21将近景窗口20与左摄像机外壳17压紧。
其中，所述左摄像机外壳17采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘功能。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明全景系统是应用于地面无人作战车组的环视影像辅助系统，主要完成无人车在行驶过程中前、后120°远景及四周360°近景昼夜观察需求，可为操作手提供清晰的战场环境感知。
附图说明
图1为本发明无人车全景系统前摄像机组件主视结构示意图。
图2为本发明无人车全景系统前摄像机组件俯视结构示意图。
图3为本发明无人车全景系统前摄像机组件右视结构示意图。
图4为本发明无人车全景系统前摄像机组件装配结构示意图。
图5为本发明无人车全景系统左摄像机组件主视结构示意图。
图6为本发明无人车全景系统左摄像机组件俯视结构示意图。
图7为本发明无人车全景系统左摄像机组件右视结构示意图。
图8为本发明无人车全景系统左摄像机组件装配结构示意图。
图9为本发明无人车全景系统视频处理组件主视结构示意图。
图10为本发明无人车全景系统视频处理组件俯视结构示意图。
图11为本发明无人车全景系统视频处理组件装配结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种无人车全景观察系统，所述系统包括：前摄像机组件、后摄像机组件、左摄像机组件、右摄像机组件、视频处理组件；
所述前摄像机组件包括：前摄像机外壳1、前摄像机上壳2、前摄像机壳体密封圈3、近景窗口4、近景窗口压圈5、远景窗口6、远景窗口压圈7、近景相机支架8、近景镜头9、近景镜头支架10、近景机芯电路板11、远景镜头12、第一远景镜头支架13、第二远景镜头支架14、远景机芯电路板15、前摄像机航插16；
如图1至图3及图6所示，所述远景窗口6设有两片，两片远景窗口6分别安装在前摄像机外壳1的左上方和右上方，所述近景窗口4安装在前摄像机外壳1的前下方，并分别用胶与前摄像机外壳1粘牢；并通过近景窗口压圈5将近景窗口4与前摄像机外壳1压紧，通过远景窗口压圈7将远景窗口6与前摄像机外壳1压紧；
所述前摄像机上壳2与前摄像机外壳1上部通过螺钉连接，其中，前摄像机外壳1上设有一圈密封槽，里面装有前摄像机壳体密封圈3；
所述前摄像机航插16安装在前摄像机外壳1的背面，两者中间有一层橡胶密封垫；前摄像机外壳1采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘等功能。
如图4所示，所述前摄像机组件包括两套远景相机和一套近景相机；所述两套远景相机均包括：远景镜头12、远景镜头支架、远景机芯电路板15；其中，两个远景镜头支架分为第一远景镜头支架13和第二远景镜头支架14；
所述近景相机包括：近景镜头9、近景镜头支架10、近景机芯电路板11；
所述近景镜头支架10固定在前摄像机外壳1的底部，近景镜头9通过近景镜头支架10上的长孔安装近景镜头支架10上，下倾45度，并可以沿长孔前后移动，以调节近景窗口4与近景镜头9之间的距离；
所述第一远景镜头支架13和第二远景镜头支架14分别位于近景相机的两侧，互成55度角，通过第一远景镜头支架13和第二远景镜头支架14上的长孔安装于前摄像机外壳1的底部，并可以沿长孔前后移动，来调节远景窗口6与远景镜头12之间的距离，保证远景窗口6与远景镜头12之间有最小距离；
所述近景相机和远景相机用于接收背景及目标的光照，实现光电转换，生成数字图像信息，并对图像进行预处理后输出。
所述后摄像机组件的结构和功能与前摄像机组件相同；
所述左摄像机组件包括：左摄像机外壳17、左摄像机上壳18、左摄像机壳体密封圈19、近景窗口20、近景窗口压圈21、近景相机支架、近景镜头、近景镜头支架、近景机芯电路板、左摄像机航插；
如图5及图7所示，所述近景窗口20安装在左摄像机外壳17的前下方，并用胶与左摄像机外壳17粘牢，并通过近景窗口压圈21将近景窗口20与左摄像机外壳17压紧；左摄像机上壳18与左摄像机外壳17上部通过螺钉连接，左摄像机外壳17有一圈密封槽，里面装有左摄像机壳体密封圈19；
所述左摄像机航插安装在左摄像机外壳17的背面，两者中间有一层橡胶密封垫，左摄像机外壳采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘等功能。
如图8所示，所述左摄像机组件包括近景相机，所述近景相机包括近景镜头、近景机芯电路板和近景镜头支架，所述近景相机支架固定在左摄像机外壳17的底部，近景镜头通过近景镜头支架上的长孔安装近景相机支架上，下倾45度，并可以沿长孔前后移动，来调节近景窗口20与近景镜头之间的距离，保证近景窗口20与近景镜头之间有最小距离；近景相机用于接收背景及目标的光照，实现光电转换，生成数字图像信息，并对图像进行预处理后输出；
所述右摄像机组件的结构和功能与左摄像机组件相同；
所述视频处理组件包括：视频处理组件外壳23、视频处理组件上壳24、视频处理电路板25、视频处理电路板支架26、视频处理电路板散热板27、J30J连接器28、电源接口29、视频接口30，如图9-图11所示，从下往上，视频处理电路板支架26、视频处理电路板25、视频处理电路板散热板27依次安装到视频处理组件外壳23内，最后视频处理组件上壳24与视频处理组件外壳23相连接；
其中，所述系统采用4个近景相机和4个远景相机的全景影像布局方案，相关视频处理及显控功能在视频处理组件中完成；
视频处理组件是全景系统的供电和通信中心，通信控制电路通过CAN总线与整车综控进行交互。
其中，所述前摄像机上壳2与前摄像机外壳1上部通过螺钉连接。
其中，所述前摄像机组件还包括：前摄像机壳体密封圈3；
所述前摄像机外壳1上设有一圈密封槽，里面装有前摄像机壳体密封圈3。
其中，所述前摄像机组件还包括：近景窗口压圈5；
通过所述近景窗口压圈5将近景窗口4与前摄像机外壳1压紧。
其中，所述前摄像机组件还包括：远景窗口压圈7；
通过所述远景窗口压圈7将远景窗口6与前摄像机外壳1压紧。
其中，所述前摄像机外壳1采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘功能。
其中，所述左摄像机组件还包括：左摄像机壳体密封圈19；
所述左摄像机上壳18与左摄像机外壳17上部通过螺钉连接；所述左摄像机外壳17有一圈密封槽，里面装有左摄像机壳体密封圈19。
其中，所述左摄像机组件还包括：近景窗口压圈21；
通过所述近景窗口压圈21将近景窗口20与左摄像机外壳17压紧。
其中，所述左摄像机外壳17采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘功能。
实施例1
为了解决上述技术问题，本实施例提出以下技术方案：一种无人车全景摄像机结构，包括两组前后摄像机组件、两组左右摄像机组件和一个视频处理组件，前后摄像机组件结构相同，其中前摄像机组件结构主要由前摄像机外壳、前摄像机上壳、前摄像机壳体密封圈、近景窗口、近景窗口压圈、远景窗口、远景窗口压圈、近景相机支架、近景镜头、近景镜头支架、近景机芯电路板、远景镜头、远景镜头支架01、远景镜头支架02、远景机芯电路板、前摄像机航插、前摄像机航插密封圈组成；左右摄像机组件结构相同，其中左摄像机组件结构主要由左摄像机外壳、左摄像机上壳、左摄像机壳体密封圈、近景窗口、近景窗口压圈、近景相机支架、近景镜头、近景镜头支架、近景机芯电路板、左摄像机航插、左摄像机航插密封圈组成；视频处理组件主要由视频处理组件外壳、视频处理组件上壳、视频处理电路板、视频处理电路板支架、视频处理电路板散热板组成。
根据近景观察要求，车辆前、后、左、右四个方向需要近景可视，满足特定应用场合的行驶要求，结合系统要求，可以将全景系统中的近景观察部分设计如下：在车辆的前、后、左、右中心位置各安装一个近景相机，每个近景相机的规格为1920×1080、视场为190°×128°，为了满足车辆正下方的观察需求，各相机向下倾斜45°；四个近景相机分别拍摄车辆前方、左侧、右侧、后方的广角近距离图像，四路HD-SDI近景图像传输至视频处理单元，进行视频合成/处理后输出，生成车辆近身的全景影像信息。
根据远景观察要求，可以将全景系统中的远景观察部分设计如下：在车辆的前、后中心位置各安装一组远景相机，每组两个，其夹角55°，共计四个。其中每个远景相机的规格为1920×1080、视场为67°×41°，识别距离可达300m，各相机水平放置，使水平线上方留出20°视场的对空观察余量,以便对远方的树木、建筑、低空目标、坡道路况等周边环境保持一定的观察能力，给使用者提供更好的空间感。四个远景相机分别拍摄车辆前方、后方的图像，四路HD-SDI远景图像传输至视频处理单元，进行视频合成/处理后输出，生成周边环境的全景影像信息。
视频处理组件：主要包括集成了电源转换电路、通信控制电路和图像处理电路的视频处理单元。电源转换电路以车上电源为输入，进行电源转换，向四组摄像组件提供不同要求的电源输出；通信控制电路通过CAN总线与整车综控进行交互；图像处理电路主要接收摄像组件输出的数字图像，进行图像拼接、开窗显示、网络压缩等处理，并控制图像输出显示状态。
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来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人车全景观察系统，其特征在于，所述系统包括：前摄像机组件、后摄像机组件、左摄像机组件、右摄像机组件、视频处理组件；
所述前摄像机组件包括：前摄像机外壳(1)、前摄像机上壳(2)、近景窗口(4)、远景窗口(6)、近景相机支架(8)、近景镜头(9)、近景镜头支架(10)、近景机芯电路板(11)、远景镜头(12)、第一远景镜头支架(13)、第二远景镜头支架(14)、远景机芯电路板(15)、前摄像机航插(16)；
所述远景窗口(6)设有两片，两片远景窗口(6)分别安装在前摄像机外壳(1)的左上方和右上方，所述近景窗口(4)安装在前摄像机外壳(1)的前下方，并分别用胶与前摄像机外壳(1)粘牢；
所述前摄像机上壳(2)与前摄像机外壳(1)上部连接，所述前摄像机航插(16)安装在前摄像机外壳(1)的背面，两者中间有一层橡胶密封垫；
所述前摄像机组件包括两套远景相机和一套近景相机；所述两套远景相机均包括：远景镜头(12)、远景镜头支架、远景机芯电路板(15)；其中，两个远景镜头支架分为第一远景镜头支架(13)和第二远景镜头支架(14)；
所述近景相机包括：近景镜头(9)、近景镜头支架(10)、近景机芯电路板(11)；
所述近景镜头支架(10)固定在前摄像机外壳(1)的底部，近景镜头(9)通过近景镜头支架(10)上的长孔安装近景镜头支架(10)上，下倾45度，并可以沿长孔前后移动，以调节近景窗口(4)与近景镜头(9)之间的距离；
所述第一远景镜头支架(13)和第二远景镜头支架(14)分别位于近景相机的两侧，互成55度角，通过第一远景镜头支架(13)和第二远景镜头支架(14)上的长孔安装于前摄像机外壳(1)的底部，并可以沿长孔前后移动，来调节远景窗口(6)与远景镜头(12)之间的距离，保证远景窗口(6)与远景镜头(12)之间有最小距离；
所述近景相机和远景相机用于接收背景及目标的光照，实现光电转换，生成数字图像信息，并对图像进行预处理后输出;
所述后摄像机组件的结构和功能与前摄像机组件相同；
所述左摄像机组件包括：左摄像机外壳(17)、左摄像机上壳(18)、近景窗口(20)、近景相机支架、近景镜头、近景镜头支架、近景机芯电路板、左摄像机航插；
所述近景窗口(20)安装在左摄像机外壳(17)的前下方，并用胶与左摄像机外壳(17)粘牢；左摄像机上壳(18)与左摄像机外壳(17)上部连接；
所述左摄像机航插安装在左摄像机外壳(17)的背面，两者中间有一层橡胶密封垫；所述左摄像机组件包括近景相机，所述近景相机包括近景镜头、近景机芯电路板和近景镜头支架，所述近景相机支架固定在左摄像机外壳(17)的底部，近景镜头通过近景镜头支架上的长孔安装近景相机支架上，下倾45度，并可以沿长孔前后移动，来调节近景窗口(20)与近景镜头之间的距离，保证近景窗口(20)与近景镜头之间有最小距离；近景相机用于接收背景及目标的光照，实现光电转换，生成数字图像信息，并对图像进行预处理后输出；
所述右摄像机组件的结构和功能与左摄像机组件相同；
所述视频处理组件包括：视频处理组件外壳(23)、视频处理组件上壳(24)、视频处理电路板(25)、视频处理电路板支架(26)、视频处理电路板散热板(27)，从下往上，视频处理电路板支架(26)、视频处理电路板(25)、视频处理电路板散热板(27)依次安装到视频处理组件外壳(23)内，最后视频处理组件上壳(24)与视频处理组件外壳(23)相连接。
2.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述系统采用4个近景相机和4个远景相机的全景影像布局方案，相关视频处理及显控功能在视频处理组件中完成；
视频处理组件是全景系统的供电和通信中心，通信控制电路通过CAN总线与整车综控进行交互。
3.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述前摄像机上壳(2)与前摄像机外壳(1)上部通过螺钉连接。
4.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述前摄像机组件还包括：前摄像机壳体密封圈(3)；
所述前摄像机外壳(1)上设有一圈密封槽，里面装有前摄像机壳体密封圈(3)。
5.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述前摄像机组件还包括：近景窗口压圈(5)；
通过所述近景窗口压圈(5)将近景窗口(4)与前摄像机外壳(1)压紧。
6.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述前摄像机组件还包括：远景窗口压圈(7)；
通过所述远景窗口压圈(7)将远景窗口(6)与前摄像机外壳(1)压紧。
7.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述前摄像机外壳(1)采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘功能。
8.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述左摄像机组件还包括：左摄像机壳体密封圈(19)；
所述左摄像机上壳(18)与左摄像机外壳(17)上部通过螺钉连接；所述左摄像机外壳(17)有一圈密封槽，里面装有左摄像机壳体密封圈(19)。
9.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述左摄像机组件还包括：近景窗口压圈(21)；
通过所述近景窗口压圈(21)将近景窗口(20)与左摄像机外壳(17)压紧。
10.如权利要求1所述的无人车全景观察系统，其特征在于，所述左摄像机外壳(17)采用集成化设计，对光学镜头和电路板进行保护保护，整体外部形成密封结构，具备防雨、防尘功能。
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