CN111556245A - 一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法，系统包括系统控制模块对当前所处环境进行判断发出控制指令；镜头控制单元根据控制指令调整光阑和镜头组，将调整的信息反馈至系统控制模块；图像传感模块根据控制指令调整曝光和增益，对镜头组汇聚的光线成像生成电信号，将调整的曝光和增益反馈给系统控制模块；图像处理模块，接收到电信号后根据系统控制模块传输的系统状态信息对原始图像进行处理获取用于显示彩色图像并将相应的处理参数和评价信息反馈至系统控制模块。通过前方障碍物的类型、距离、大小、图像亮度是否在合适范围来结合摄像头曝光和增益的设置，自动调整摄像头的焦距和光圈以达到给驾驶员合适的车外场景展示。

Description

一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法
技术领域
本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法。
背景技术
现在，光学成像技术在人们生活中起着举足轻重的作用，尤其是在车载视像方面光学成像帮助驾驶员了解车外场景。但是目前很多车载光学成像不能根据车辆前方场景进行分析，根据前方障碍物的类型、距离、大小、图像亮度是否在合适范围来结合摄像头曝光和增益的设置，自动调整摄像头的焦距和光圈，以达到给驾驶员合适的车外场景展示。
综上，现亟需一种能够解决上述技术问题，能够自适应根据当前环境调节镜头组、图像传感模块和图像处理模块相关配置或参数，让驾驶员有更好的车外场景展示体验。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法，旨在解决现有技术不能根据车辆前方场景进行分析自适应调节摄像头的焦距和光圈，以达到给驾驶员合适的车外场景展示的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，包括：
系统控制模块，其用于对当前所处环境进行判断并发出控制指令；
镜头控制单元，其用于根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块，且所述镜头控制单元与所述系统控制模块连接；
图像传感模块，其用于根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块，且所述图像传感模块与所述系统控制模块连接；
图像处理模块，其用于接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块，且所述图像处理模块分别与所述系统控制模块和所述图像传感模块连接。
优选的，所述成像系统包括自动模式和自定义模式。
优选的，在自动模式下所述镜头控制单元通过分析亮度、直方图分布以及图像中物体所占画面比例是否超出调整阈值来对镜头组的焦距和光圈进行控制。
优选的，所述系统控制模块在对所述图像传感模块的曝光和增益是否调整进行分析时，首先判断镜头组的焦距和光圈的参数是否调整，再分析计算图像传感模块的曝光和增益的变化值。
优选的，所述图像处理模块对原始图像信息进行处理采用传统图像处理流程或深度神经网络。
优选的，所述图像处理模块根据所述镜头组和所述图像传感模块的参数信息确定要处理用于显示的图像尺寸。
另外的本发明还提供一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
对当前所处环境进行判断并发出控制指令；
根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块；
根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块；
接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法，其系统包括：系统控制模块，用于对当前所处环境进行判断并发出控制指令；镜头控制单元，其用于根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块；图像传感模块，用于根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块；图像处理模块，用于接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块。通过根据前方障碍物的类型、距离、大小、图像亮度是否在合适范围来结合摄像头曝光和增益的设置，自动调整摄像头的焦距和光圈，以达到给驾驶员合适的车外场景展示。
附图说明
图1为本发明基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统的模块连接框图；
图2为本发明的焦距控制流程框图；
图3为本发明的光圈控制流程框图；
图4为本发明的图像传感模块运行流程框图；
图5为本发明的图像处理模块运行流程框图；
图6为本发明基于周围场景自适应调整的智能车载成像方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1-6所示，本发明提供的一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，主要运用于车载成像，包括：
系统控制模块，其用于对当前所处环境进行判断并发出控制指令，其中环境的判断基于镜头控制单元、图像传感模块和图像处理模块反馈的信息；
镜头控制单元，其用于根据所述控制指令调整光阑和镜头组，其中镜头组可为多个，比如镜头组a、镜头组b，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块，且所述镜头控制单元与所述系统控制模块连接；
图像传感模块，即处理图像的传感器，其用于根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块，且所述图像传感模块与所述系统控制模块连接，也就是说图像传感模块根据系统控制模块的命令，调整曝光和增益，对由镜头汇聚的光线进行成像，将生成的电信号传递至图像处理模块；并将调整后的曝光和增益信息反馈给系统控制模块；
图像处理模块，其用于接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块，且所述图像处理模块分别与所述系统控制模块和所述图像传感模块连接。
在一些实施例中，所述成像系统包括自动模式和自定义模式，其中自定义模式下设置默认或用户指定的参数。
在一些实施例中，在自动模式下所述镜头控制单元通过分析亮度、直方图分布以及图像中物体所占画面比例是否超出调整阈值来对镜头组的焦距和光圈进行控制。其中在自动模式下控制单元内的镜头焦距控制模块和镜头光圈控制模块协同作业，根据控制系统分析的亮度、直方图和图像中物体的相关信息对镜头的焦距和光圈进行控制最终保证：前方障碍物多，且车速不是很高时，系统会自动调整为大视场角模式；障碍物少，且车速较高时，系统调整为远距离模式；整体图像过曝严重时，系统会自动缩小光圈；整体图像过暗时，系统会自动增大光圈。
在一些实施例中，所述系统控制模块在对所述图像传感模块的曝光和增益是否调整进行分析时，首先判断镜头组的焦距和光圈的参数是否调整，再分析计算图像传感模块的曝光和增益的变化值。具体为如果镜头的光圈需要调整，在调整图像传感模块的曝光和增益时，要考虑到光圈调整对图像亮度的影响；如果镜头的焦距需要调整，则要考虑到焦距调整带来的图像视角的变化对亮度的影响。然后再分析计算图像传感模块的曝光和增益的变化值。
在一些实施例中，所述图像处理模块对原始图像信息进行处理采用传统图像处理流程或深度神经网络。
在一些实施例中，所述图像处理模块根据所述镜头组和所述图像传感模块的参数信息确定要处理用于显示的图像尺寸。
另外的本发明还提供一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像方法，包括以下步骤：
对当前所处环境进行判断并发出控制指令；
根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块；
根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块；
接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块。
综上，本发明的工作原理如下：
本发明提供的一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统及方法，其系统包括：系统控制模块，用于对当前所处环境进行判断并发出控制指令；镜头控制单元，其用于根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块；图像传感模块，用于根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块；图像处理模块，用于接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制。通过根据前方障碍物的类型、距离、大小、图像亮度是否在合适范围来结合摄像头曝光和增益的设置，自动调整摄像头的焦距和光圈，以达到给驾驶员合适的车外场景展示。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，包括：
系统控制模块，其用于对当前所处环境进行判断并发出控制指令；
镜头控制单元，其用于根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块，且所述镜头控制单元与所述系统控制模块连接；
图像传感模块，其用于根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块，且所述图像传感模块与所述系统控制模块连接；
图像处理模块，其用于接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块，且所述图像处理模块分别与所述系统控制模块和所述图像传感模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，所述成像系统包括自动模式和自定义模式。
3.根据权利要求2所述的基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，在自动模式下所述镜头控制单元通过分析亮度、直方图分布以及图像中物体所占画面比例是否超出调整阈值来对镜头组的焦距和光圈进行控制。
4.根据权利要求3所述的基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，所述系统控制模块在对所述图像传感模块的曝光和增益是否调整进行分析时，首先判断镜头组的焦距和光圈的参数是否调整，再分析计算图像传感模块的曝光和增益的变化值。
5.根据权利要求4所述的基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，所述图像处理模块对原始图像信息进行处理采用传统图像处理流程或深度神经网络。
6.根据权利要求5所述的基于周围场景自适应调整的智能车载成像系统，其特征在于，所述图像处理模块根据所述镜头组和所述图像传感模块的参数信息确定要处理用于显示的图像尺寸。
7.一种基于周围场景自适应调整的智能车载成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
对当前所处环境进行判断并发出控制指令；
根据所述控制指令调整光阑和镜头组，并将调整的信息反馈至所述系统控制模块；
根据所述控制指令调整曝光和增益，对由所述镜头组汇聚的光线进行成像并生成电信号，并将调整后的曝光和增益信息反馈给所述系统控制模块；
接收到所述电信号后根据所述系统控制模块传输过来的系统状态信息对原始图像信息进行处理获取用于显示的彩色图像，并将相应的处理参数和评价信息反馈至所述系统控制模块。
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