CN111083387B - 一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆 - Google Patents

一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，所述方法包括以下步骤：建立所述车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号；基于所述第一同步信号，所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄，在夜间环境下，将车灯点亮和车载摄像头曝光拍摄同步，提高了夜间摄像头也能对外界环境有感知功能，同时在环境变化后，通过摄像头对车灯设备点亮工作的调整，节约了能源，同时提高驾驶的安全性。

Description

一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆。
背景技术
随着智能驾驶功能在汽车上的应用越来越广泛，车辆的安全性也越来越受到重视。摄像头作为智能驾驶感知层的重要组成部分，在环境细节感知方面有着的不可替代的作用，如车道线识别，行人识别，3D物体检测等。但车载摄像头也有自己的先天劣势，如夜间行车时，车载摄像头无法工作等。目前的车载摄像头，在夜间检测到环境昏暗到一定程度后，会抑制自身功能，同时提醒用户和该摄像头相关功能不可用。
以上情况存在的主要问题是，夜间即使灯光一直开着，但由于灯光开启关闭的信号和摄像头曝光的信号不同步，从而导致摄像头拍摄到的图片质量不稳定。
因此急需新的技术方案解决现有技术存在的问题。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，能够解决车载摄像头和车辆大灯不同步的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一方面，本发明提供一种车载摄像头曝光信号同步方法，所述车包括车载摄像头设备和车灯设备，所述方法包括以下步骤：
建立所述车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；
实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号；
基于所述第一同步信号，所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄。
进一步地，所述基于所述同步信号，所述车载摄像头设备进行曝光拍摄之后包括：
根据所述车辆行驶环境信息，判断所述车辆行驶环境信息是否变化；
当所述车辆行驶环境信息发生变化时，所述车载摄像头设备获取调整信号，并生成第二同步信号；
基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步工作。
进一步地，所述车辆行驶环境信息变化为以下情况之一：环境明暗变化、环境明暗和路况变化以及路况变化。
进一步地，当所述车辆行驶环境信息的变化为环境明暗变化时，所述调整信号为曝光频率信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮工作。
进一步地，当所述车辆行驶环境信息变化为环境明暗和路况变化或路况变化时，所述调整信号为曝光频率信号和角度调整信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮和角度调整工作。
另一方面，本发明还提供一种车载摄像头曝光信号同步系统，所述系统用于执行上述所述的方法，所述系统包括车载摄像头设备和车灯设备，所述系统还包括：
同步建立模块，用于建立所述车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；
信息获取模块，用于实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
第一生成模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号，以及，
第一同步模块，用于基于所述第一同步信号，所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄。
进一步地，所述系统还包括：
判断模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，判断所述车辆行驶环境信息是否变化；
第二生成模块，用于当所述车辆行驶环境信息发生变化时，所述车载摄像头设备获取调整信号，并生成第二同步信号；
第二同步模块，用于基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步工作。所述车辆行驶环境信息变化为以下情况之一：环境明暗变化、环境明暗和路况变化以及路况变化。
进一步地，当所述车辆行驶环境信息的变化为环境明暗变化时，所述调整信号为曝光频率信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮工作；
进一步地，当所述车辆行驶环境信息变化为环境明暗和路况变化或路况变化时，所述调整信号为曝光频率信号和角度调整信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮和角度调整工作。
第三方面，本发明还提供一种车辆，所述车辆包括上述所述的车载摄像头曝光信号同步系统。
采用上述技术方案，本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆具有如下有益效果：
1.本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，在夜间环境下，将车灯点亮和车载摄像头曝光拍摄同步，提高了夜间摄像头也能对外界环境有感知功能。
2.本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，在夜间环境变化后，通过摄像头对车灯设备点亮工作的调整，节约了能源，同时提高驾驶的安全性。
3.本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，通过对路况信息，如路面信息或远处信息的变化时，将灯光调整到摄像头需要的角度，从而进一步提升夜间摄像头感知的感知指标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法的步骤图；
图2本说明书一个实施例所述车载摄像头曝光信号同步方法的步骤图；
图3本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步系统的结构示意图；
图4本说明书一个实施例所述车载摄像头曝光信号同步系统的结构示意图；
图5现有技术车载摄像头和车灯信号频率一种情况示意图；
图6现有技术车载摄像头和车灯信号频率一种情况示意图；
图7本说明书一个实施例中车载摄像头和车灯信号频率情况示意图；
图8本说明书一个实施例中车载摄像头和车灯信号频率情况示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
随着智能驾驶技术的发展，摄像头在车辆驾驶功能中的作用也越来越大，由于摄像头对光照环境的依赖比较大，特别是在夜间工作的环境下，由于灯光点亮频率和摄像头曝光频率的不同步，使得摄像头在曝光时不能充分的获得目标的照片，比如车道线信息，前方路况和行人信息等等，会带来一定的行驶危险，不利于智能驾驶的发展。
目前车上大灯的ECU模块和摄像头的ECU模块并没有硬件上的连接，如果在大灯点亮的情况下，利用摄像头感知周边环境，会存在以下时序不同步的问题，如图5和图6所示，为现有技术中摄像头曝光信号频率和车灯点亮频率之间常见的关系情况图，其中图5中得到的图片为全黑，光控制信号和摄像头曝光信号频率一致，但摄像头曝光时，车灯是关闭的，图6中会发生有的图片全部曝光，有的部分曝光，有的全黑的场景，其中灯光控制信号和摄像头曝光信号频率不一致，每帧曝光情况无法把控，以上情况，采取到的图像质量完全无法保证。
本说明书的一个实施例提供一种车载摄像头曝光信号同步方法，如图1所示，所述方法具体包括以下步骤：
S1：建立所述车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；
在一些实施例中，所述同步关系的建立可以为通过将车载摄像头设备的控制器和车灯设备的控制器进行融合，作为同一控制器控制所述车载摄像头设备和车灯设备，因此避免了车载摄像头设备的控制器和车灯设备的控制器之间信息传递的延迟，从而实现车载摄像头设备和车灯设备工作的同步，当然了所述车载摄像头设备和所述车灯设备可以通过融合的控制器进行控制，但是也是通过独立的控制逻辑进行控制，从而能够使得车载摄像头设备和车灯设备独立工作。
在一些其他的实施例中，可以通过设置外部的同步信号源将所述车载摄像头设备和车灯设备之间建立同步关系，这样在车载控制器发出控制指令时，可以通过同步信号源向所述车载摄像头设备和车灯设备同时发出控制指令，具体地，所述同步信号源可以是脉冲信号。
S2：实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
由于所述车载摄像头设备的工作非常依赖车辆行驶的环境的，特别的明暗信息和路况信息，因此这需要车灯设备的配合，共同工作。
S3：根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号；
在光线不好特别是夜间环境下行驶时，为了确保驾驶员驾驶安全，首先是需要获得行驶的环境信息时，比如环境的明暗信息，即光线情况；路况信息，即车道线信息、路上行人信息等等，作为可选地，所述环境信息可以通过车辆内人员的自主判断，也可以通过车载感知传感器的感知获得，在获得所述环境信息的基础上，可以通过车辆内人员控制车灯的开启，或者是车内控制器在车辆启动后自主开启，所述车灯设备在获得点亮信号时，会根据所述点亮信号生成第一同步信号，换句话说，在所述车灯设备获得点亮信号的同时，所述车载摄像头设备会根据所述第一同步信号获得相应的曝光信号频率，从而能够保证在所述车载摄像头设备每次曝光时车灯都处于点亮状态，保证了每次曝光的曝光质量，从而增加和提高了夜间摄像头对外界环境的感知能力。
S4：基于所述第一同步信号，所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄。
需要说明的是，虽然所述车载摄像头设备的曝光信号频率和所述车灯设备的点亮信号频率相同，但是所述车载摄像头设备的每次曝光的曝光时间可以小于等于所述车灯设备每次点亮的点亮时间。这样可以通过减少曝光的时间从而节约了能源，同时还能保证车辆内人员对车辆行驶环境的观察时间。
通过上述提供的一种车载摄像头曝光信号同步方法，本实施例还提供一种一种车载摄像头曝光信息同步系统，所述系统包括车载摄像头设备和车灯设备，如图3所示，所述系统还包括：
同步建立模块，用于建立所述车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；
由于所述车载摄像头设备和所述车灯设备均包括单独的控制器(ECU)，述同步关系的建立可以为通过将车载摄像头设备的控制器和车灯设备的控制器进行融合，作为同一控制器控制所述车载摄像头设备和车灯设备，因此避免了车载摄像头设备的控制器和车灯设备的控制器之间信息传递的延迟，从而实现车载摄像头设备和车灯设备工作的同步，当然了所述车载摄像头设备和所述车灯设备可以通过融合的控制器进行控制，但是也是通过独立的控制逻辑进行控制，从而能够使得车载摄像头设备和车灯设备独立工作。
在一些其他的实施例中，上述同步建立模块可以是同步信号源，所述同步信号源可以是独立设置的装置将所述车载摄像头设备和车灯设备之间建立同步关系，这样在车载控制器发出控制指令时，可以通过同步信号源向所述车载摄像头设备和车灯设备同时发出控制指令，具体地，所述同步信号源可以是脉冲信号。
信息获取模块，用于实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
第一生成模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号，以及，
第一同步模块，用于基于所述第一同步信号，所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄。
示例性地，如图7所示，所述系统的工作是在所述同步建立模块已经成功建立起所述车载摄像头设备和所述车灯设备之间的同步关系的基础上进行的，在车辆启动或者需要进行灯光照明时，车辆感知系统通过对环境的感知发送灯光点亮命令，与此同时，所述车载摄像头设备也会通过所述同步建立模块获得曝光信号，因此所述车载摄像头设备的曝光频率和所述车灯设备的点亮频率保持一致，提高了每次曝光的曝光质量，还能提高夜间摄像头的曝光能力。
实施例2
本实施例提供一种车载摄像头曝光信号同步方法，所述方法为实施例1中所述方法的进一步扩展，在车辆正常行驶过程中，必然会需要光线明暗的变化以及路况的变化，比如在转弯的情况下，需要同时调整摄像头的曝光频率和曝光角度。
在一些可能的实施例中，如图2所示，所述步骤S4之后还包括：
S5：根据所述车辆行驶环境信息，判断所述车辆行驶环境信息是否变化；
车辆行驶环境的变化主要是指周边光线环境以及路况的变化，比如会出现光线变明或变暗的变化，这样就灯光和摄像头的工作必然会跟着调整，而路况的变化，可以是车辆出现转向时的变化，这样在转向的过程中，为了提高对周边环境的观察能力，就需要摄像头乃至灯光做出相应的转向。
具体地，所述车辆行驶环境信息变化包括以下三种情况：环境明暗变化、环境明暗和路况变化以及路况变化。
S6：当所述车辆行驶环境信息发生变化时，所述车载摄像头设备获取调整信号，并生成第二同步信号；
通过对外部环境变化的感知，所述车载摄像头设备和车灯设备的工作都需要进行调整，由于车载摄像头设备对外界的感知能力更强，可以通过其对外界感知能力变化的实时调整进而调整车灯设备的工作。
S7：基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步工作。
在一些实施例中，当所述车辆行驶环境信息的变化为环境明暗变化时，所述调整信号为曝光频率信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮工作。
在一些实施例中，当所述车辆行驶环境信息变化为环境明暗和路况变化或路况变化时，所述调整信号为曝光频率信号和角度调整信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮和角度调整工作。
通过上述提供的一种车载摄像头曝光信号同步方法，本实施例还提供一种一种车载摄像头曝光信息同步系统，所述系统包括车载摄像头设备和车灯设备，如图4所示，所述系统还包括：
关系的建立可以为通过将车载摄像头设备的控制器和车灯设备的控制器进行融合，作为同一控制器控制所述车载摄像头设备和车灯设备，因此避免了车载摄像头设备的控制器和车灯设备的控制器之间信息传递的延迟，从而实现车载摄像头设备和车灯设备工作的同步，当然了所述车载摄像头设备和所述车灯设备可以通过融合的控制器进行控制，但是也是通过独立的控制逻辑进行控制，从而能够使得车载摄像头设备和车灯设备独立工作。
在一些其他的实施例中，上述同步建立模块可以是同步信号源，所述同步信号源可以是独立设置的装置将所述车载摄像头设备和车灯设备之间建立同步关系，这样在车载控制器发出控制指令时，可以通过同步信号源向所述车载摄像头设备和车灯设备同时发出控制指令，具体地，所述同步信号源可以是脉冲信号。
信息获取模块，用于实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
第一生成模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号，以及，
第一同步模块，用于基于所述第一同步信号，所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄。
判断模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，判断所述车辆行驶环境信息是否变化；
所述判断模块的工作可以基于车辆感知系统对外界环境变化的反馈，作为可选地，当所述外界环境的变化值超过变化阀值时，则判断所述车辆行驶环境处于较大的变化中，所述车载摄像头设备和车灯设备需要作出适应性调整。
第二生成模块，用于当所述车辆行驶环境信息发生变化时，所述车载摄像头设备获取调整信号，并生成第二同步信号；
第二同步模块，用于基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步工作。
所述第二生成模块的所述第二同步模块的工作原理与所述第一生成模块和所述第一同步模块的工作原理基本相同。
示例性地，在所述车载摄像头设备和所述车灯设备同步工作的过程中，随着车辆行驶环境的变化，并且所述判断模块判断所述外界环境的变化超过预设阀值时，需要对车载摄像头设备和车灯设备进行调整，比如当车辆转向以及周边光线变得明亮了，首先摄像头的曝光时间和车灯的点亮时间都需要减小，同时还要伴随着转向，这时候车辆控制器会对所述车载摄像头设备进行曝光时间的调整，同时，根据同步建立模块，所述车灯设备也会同步调整点亮时间，在此基础上，所述车载摄像头设备的曝光方向和所述车灯设备的点亮方向也会随着车辆转向进行同步转向，包括转动的方向和高低等，从而能进一步满足摄像头对环境光的需求。
本说明书的另一个实施例还提供一种车辆，所述车辆包括上述提供的一种车载摄像头曝光信号同步系统。
通过上述提供的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆可以取得如下有益效果：
1)本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，在夜间环境下，将车灯点亮和车载摄像头曝光拍摄同步，提高了夜间摄像头也能对外界环境有感知功能。
2)本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，在夜间环境变化后，通过摄像头对车灯设备点亮工作的调整，节约了能源，同时提高驾驶的安全性。
3)本发明所述的一种车载摄像头曝光信号同步方法、系统及车辆，通过对路况信息，如路面信息或远处信息，的变化时，灯光调整到摄像头需要的角度，从而进一步提升夜间摄像头感知的感知指标。
如本文中使用的“模块”包括但不限于存储指令的非暂态计算机可读介质、在机器上执行的指令、硬件、固件、在机器上执行的软件、和/或用于执行(一个或多个)功能或(一个或多个)动作和/或引起来自另一模块、方法和/或系统的功能或动作的每一个的组合。模块还可以包括逻辑、软件控制的微处理器、离散逻辑电路、模拟电路、数字电路、编程逻辑器件、包含执行指令的存储器设备、逻辑门、门的组合和/或其他电路组件。多个模块可以组合成一个模块，并且单个模块可以分布在多个模块之间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种车载摄像头曝光信号同步方法，所述车包括车载摄像头设备和车灯设备，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
建立所述车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；
实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
根据所述车辆行驶环境信息，所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号；
基于所述第一同步信号，控制所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄；
根据所述车辆行驶环境信息，判断所述车辆行驶环境信息是否发生变化；
当所述车辆行驶环境信息发生变化时，所述车载摄像头设备获取调整信号，并生成第二同步信号；
基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步工作；
所述控制所述车载摄像头设备进行同步曝光拍摄包括：控制所述车载摄像头设备按照和所述车灯设备点亮信号频率相同的曝光信号频率，小于或者等于车灯设备每次点亮时间的曝光时间进行同步曝光拍摄。
2.根据权利要求1所述的车载摄像头曝光信号同步方法，其特征在于，所述车辆行驶环境信息变化为以下情况之一：环境明暗变化、环境明暗和路况变化以及路况变化。
3.根据权利要求2所述的车载摄像头曝光信号同步方法，其特征在于，当所述车辆行驶环境信息的变化为环境明暗变化时，所述调整信号为曝光频率信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮工作。
4.根据权利要求2所述的车载摄像头曝光信号同步方法，其特征在于，当所述车辆行驶环境信息变化为环境明暗和路况变化或路况变化时，所述调整信号为曝光频率信号和角度调整信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮和角度调整工作。
5.一种车载摄像头曝光信号同步系统，其特征在于，所述系统包括：
同步建立模块，用于建立车载摄像头设备和车灯设备之间的同步关系；
信息获取模块，用于实时获取车辆行驶环境信息，所述环境信息包括车辆行驶环境明暗信息和路况信息；
第一生成模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，控制所述车灯设备获取点亮信号并生成第一同步信号；
第一同步模块，用于基于所述第一同步信号，控制所述车载摄像头设备按照和所述车灯设备点亮信号频率相同的曝光信号频率，小于或者等于车灯设备每次点亮时间的曝光时间进行同步曝光拍摄；
判断模块，用于根据所述车辆行驶环境信息，判断所述车辆行驶环境信息是否发生变化；
第一调整模块，用于当所述车辆行驶环境信息发生变化时，所述车载摄像头设备获取调整信号，并生成第二同步信号；
第二调整模块，用于基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步工作。
6.根据权利要求5所述的车载摄像头曝光信号同步系统，其特征在于，所述车辆行驶环境信息变化为以下情况之一：环境明暗变化、环境明暗和路况变化以及路况变化。
7.根据权利要求6所述的车载摄像头曝光信号同步系统，其特征在于，当所述车辆行驶环境信息的变化为环境明暗变化时，所述调整信号为曝光频率信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮工作；
当所述车辆行驶环境信息变化为环境明暗和路况变化或路况变化时，所述调整信号为曝光频率信号和角度调整信号，基于所述第二同步信号，所述车灯设备进行同步点亮和角度调整工作。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求5至7任一项所述的车载摄像头曝光信号同步系统。
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