CN112092731A - 一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，涉及汽车电子系统技术领域。包括以下步骤：S1、路况变化前倒车影像采集；S2、路况变化后摄像头转动角度计算；S3、摄像头角度的转动；S4、路况变化后倒车影像采集；S5、最佳视野区域计算及显示，该汽车倒车影像自适应调节系统，包括空间坐标传感器、倒车控制器、空间角度电机、倒车摄像头以及显示设备。该汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，不仅可以完善了现有技术中角度、视野区域有限等不足，同时根据任意路况情况下，可以实现摄像头以初始角度绕其光轴360度进行影像采集并经调整后显示最佳的视野区域，从而进一步保障驾驶员行车过程中人身安全。

Description

一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统

技术领域

本发明涉及汽车电子系统技术领域，具体为一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统。

背景技术

汽车倒车影像系统是汽车配置中一种常见的安全辅助系统，当车辆挂倒挡行驶时，车尾影像摄像头将采集到的车辆后方视野信息通过专用视频线显示在显示设备上，以便驾驶员观察、掌握车辆尾部路况，而车规级的摄像头安装固定于车辆背门中间位置或尾门扣手盒处，其采集视野范围影像受限于摄像头水平（120度）与垂直角度（100度）间，当车辆驾驶在凹凸相间路面、倒车转弯以及坡位行驶等路况下，显示设备均会因摄像头采集视野范围限制而无法自适应调整影像范围，从而无法显示可能有障碍物的盲区视野。这样，给驾驶员行车过程中带来了很大的安全事故风险。

现有技术中所述的基于角度可调的倒车影像系统，可根据方向盘转角传感器、坡度传感器来自动调整摄像头的航向角（倒车摄像头光轴在水平面上的投影与汽车纵轴线的夹角）与俯仰角（倒车摄像头光轴与水平面的夹角），但是其采集视野仍受限于摄像头水平（120度）与垂直角度（100度）间，只是从一视野区域移到另一视野区域，在任意路况下，无法实现摄像头以初始角度绕其光轴360度进行影像采集并经调整后显示最佳的视野区域，以保障驾驶员行车安全，进而导致使用效果一般，为此，提出一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车倒车影像自适应调节方法，包括以下步骤：

S1、路况变化前倒车影像采集，驾驶员操作倒档后，获取路况变化前的车尾视野影像并缓存于倒车控制器的存储器中；

S2、路况变化后摄像头转动角度计算，获取空间位置传感器采集的摄像头初始角度时空间坐标A与路况变化后摄像头的空间坐标B，并计算由所述A变化至所述B后与X、Y及Z轴间夹角θx、θy、θz；

S3、摄像头角度的转动，根据路况变化后摄像头转动角度计算中所述θx、θy、θz数值，所述倒车控制器通过空间角度电机驱动摄像头转动；

S4、路况变化后倒车影像采集，获取摄像头转动角度后的车尾视野影像；

S5、最佳视野区域计算及显示，根据所述倒车控制器的缓存器影像与所述路况变化后倒车影像，所述倒车控制器通过识别、裁剪与合并处理后获取最佳的视野区域影像并通过专用视频线传输至显示设备进行显示。

进一步优化本技术方案，所述述步骤S2中，空间位置传感器采集到摄像头处于初始角度时空间坐标A,在路况发生变化并采集摄像头新的空间坐标B，以所述A为空间相对坐标系，则所述空间坐标A与所述空间坐标B连线在所述空间相对坐标系中对应的角度即为所述θx、θy、θz数值。

进一步优化本技术方案，所述述步骤S3中，所述空间角度电机内置了角度线性结构及计算模块，可以实现角度与线性信号转变输出。

进一步优化本技术方案，所述步骤S5中，最佳区域计算中，通过采用SLICO算法对所述倒车控制器的缓存器影像及所述路况变化后倒车影像进行超像素分割，同时采用中点分割算法去除所述控制器的缓存器影像中无涉及障碍物边界及与所述路况变化后倒车影像重叠区域，再将所述处理后影像进行合并并进行图像变换以适应所述路况变化后倒车影像同等大小。

一种汽车倒车影像自适应调节系统，包括空间坐标传感器、倒车控制器、空间角度电机、倒车摄像头以及显示设备，所述空间坐标传感器的输出端电连接有倒车控制器的输入端，所述倒车控制器的输出端电连接有空间角度电机的输入端，所述空间角度电机的输出端电连接有倒车摄像头的输入端，所述倒车摄像头的输出端电连接有倒车控制器的输入端，所述倒车控制器的输出端电连接有显示设备的输入端。

进一步优化本技术方案，所述空间位置传感器集成于所述倒车摄像头中，并且以所述倒车摄像头光轴布置，可采用但不限于常用的陀螺传感器。

进一步优化本技术方案，所述倒车控制器负责影像采集、处理、角度计算以及驱动部件，并且通过视频专用线束接收倒车摄像头影像输入及空间位置传感器捕捉所述倒车摄像头实时位置。

进一步优化本技术方案，实时位置经过信号处理与计算后，将参数值传输并驱动空间角度电机，采集并处理为最佳视野区域影像后传输至显示装置。

进一步优化本技术方案，所述倒车摄像头采集角度范围为零度至三百六十度。

与现有技术相比，本发明提供了一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，具备以下有益效果：

该汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，不仅可以完善了现有技术中角度、视野区域有限等不足，同时根据任意路况情况下，可以实现摄像头以初始角度绕其光轴360度进行影像采集并经调整后显示最佳的视野区域，从而进一步保障驾驶员行车过程中人身安全。

附图说明

图1为本发明提出的一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统的流程示意图；

图2为本发明提出的一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统的所述倒车摄像头的空间x-z变化示意图；

图3为本发明提出的一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统的述倒车摄像头的空间y-z变化示意图；

图4为本发明提出的一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统的系统模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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。

请参考图1-4所示，本发明公开了一种汽车倒车影像自适应调节方法，包括以下步骤：

S1、路况变化前倒车影像采集，驾驶员操作倒档后，获取路况变化前的车尾视野影像并缓存于倒车控制器的存储器中；

S2、路况变化后摄像头转动角度计算，获取空间位置传感器采集的摄像头初始角度时空间坐标A与路况变化后摄像头的空间坐标B，并计算由所述A变化至所述B后与X、Y及Z轴间夹角θx、θy、θz；

S3、摄像头角度的转动，根据路况变化后摄像头转动角度计算中所述θx、θy、θz数值，所述倒车控制器通过空间角度电机驱动摄像头转动；

S4、路况变化后倒车影像采集，获取摄像头转动角度后的车尾视野影像；

S5、最佳视野区域计算及显示，根据所述倒车控制器的缓存器影像与所述路况变化后倒车影像，所述倒车控制器通过识别、裁剪与合并处理后获取最佳的视野区域影像并通过专用视频线传输至显示设备进行显示。

作为本发明的具体优化方案，所述述步骤S2中，空间位置传感器采集到摄像头处于初始角度时空间坐标A,在路况发生变化并采集摄像头新的空间坐标B，以所述A为空间相对坐标系，则所述空间坐标A与所述空间坐标B连线在所述空间相对坐标系中对应的角度即为所述θx、θy、θz数值。

作为本发明的具体优化方案，所述述步骤S3中，所述空间角度电机内置了角度线性结构及计算模块，可以实现角度与线性信号转变输出。

作为本发明的具体优化方案，所述步骤S5中，最佳区域计算中，通过采用SLICO(Zero parameter version of Simple Linear Iterative Clustering)算法对所述倒车控制器的缓存器影像及所述路况变化后倒车影像进行超像素分割，同时采用中点分割算法去除所述控制器的缓存器影像中无涉及障碍物边界及与所述路况变化后倒车影像重叠区域，再将所述处理后影像进行合并并进行图像变换以适应所述路况变化后倒车影像同等大小。

一种汽车倒车影像自适应调节系统，包括空间坐标传感器、倒车控制器、空间角度电机、倒车摄像头以及显示设备，所述空间坐标传感器的输出端电连接有倒车控制器的输入端，所述倒车控制器的输出端电连接有空间角度电机的输入端，所述空间角度电机的输出端电连接有倒车摄像头的输入端，所述倒车摄像头的输出端电连接有倒车控制器的输入端，所述倒车控制器的输出端电连接有显示设备的输入端。

作为本发明的具体优化方案，所述空间位置传感器集成于所述倒车摄像头中，并且以所述倒车摄像头光轴布置，可采用但不限于常用的陀螺传感器。

作为本发明的具体优化方案，所述倒车控制器负责影像采集、处理、角度计算以及驱动部件，并且通过视频专用线束接收倒车摄像头影像输入及空间位置传感器捕捉所述倒车摄像头实时位置。

作为本发明的具体优化方案，实时位置经过信号处理与计算后，将参数值传输并驱动空间角度电机，采集并处理为最佳视野区域影像后传输至显示装置，保障驾驶员行车过程中安全。

作为本发明的具体优化方案，所述倒车摄像头采集角度范围为零度至三百六十度。

实施例：在本发明实施例中，图1示例出了一种汽车倒车影像自适应调节方法，具体包括如下步骤：

S1，路况变化前倒车影像采集，驾驶员在凹凸不平、转弯或坡陡等路况下将车挂入倒车进行行车，倒车摄像头会以水平角度120度及垂直角度100度区域拍摄车尾影像并通过专业视频线输入给倒车控制器，由倒车控制器载入内置缓存器以迭代使用；

S2，路况变化后摄像头角度计算，通过集成于所述倒车摄像头的所述空间位置传感器分别获取并记录路况变化前后所述倒车摄像头空间坐标数据A与B并输出至所述倒车控制器，以路况变化前所述倒车摄像头为初始坐标系，通过降维分析与计算得到各轴间的夹角值即为路况变化后摄像头需要转动空间角度θx、θy、θz；

在本发明实施例中，图2与图3进一步示例了步骤S2，具体分析如下：

以路况变化前倒车摄像头镜面与光轴交点为原点，车辆侧面为X-Z平面设置为坐标系，其交点坐标为A（Xa,Za），同样，在相同X-Z平面上以路况变化后倒车摄像头镜面与光轴交点为原点设置为坐标系，其交点坐标为B（Xb,Zb），则A与B的连线L1与X轴夹角θx为arctan|(Zb-Za）/(Xb-Xa)|，所述连线L1与Z轴夹角θz为arctan|(Xb-Xa)/ (Zb-Za）|，同理，以以路况变化前倒车摄像头镜面与光轴交点为原点，车辆侧面为Y-Z平面设置为坐标系，其交点坐标为A（Ya,Za），在相同Y-Z平面上以路况变化后倒车摄像头镜面与光轴交点为原点设置为坐标系，其交点坐标为B（Yb,Zb）,则A与B的连线L2与Y轴夹角θy为arctan|(Zb-Za）/(Yb-Ya)|；

S3，摄像头角度的转动，根据步骤S110所得的与X、Y及Z轴空间角度θx、θy、θz数值转化电信号输出至所述空间角度电机，首先由所述空间角度电机内部进行初始复位，然后根据角度与线性间对应转化关系由内置计算模块将所述θx、θy、θz转化为可执行的线性电信号执行驱动倒车摄像头转动所要求角度；

S4，路况变化后倒车影像采集，车辆在路况发生变化后，同时倒车摄像头角度也随之调整，结合步骤S2与步骤S3计算，倒车摄像头以转动所述θx、θy、θz后的且以水平角度120度及垂直角度100度区域进行拍摄车尾影像并通过专业视频线输入给倒车控制器，并进行下一步骤影像处理；

S5，最佳影像区域计算与显示，所述倒车控制器读取内置缓存器中的最新存储影像即步骤S100中所存储，采用SLICO(Zero parameter version of Simple Linear IterativeClustering)算法分割成N1{1，2，…,n1}份，同时采用同样算法分割步骤S130中影像成N2{1,2,…,n2}份。采用中点分割算法去除所述存储影像中无涉及障碍物边界区域M1{1，2，…,m1}与所述存储影像与步骤S130中影像重叠区域M2{1，2，…,m2}后，可获得临时影像区域小块{N1-M1-M2}份，同时合并于N2{1,2,…,n2}区域块可得到显示影像区域块{N1+N2-M1-M2}份，通过图像平移与缩放拼接可得到自适应区域影像并通过视频线显示于显示设备。

在本发明实施例中，图还示例出了基于所述方法的系统，所述系统包括空间位置传感器、倒车控制器、显示装置、空间角度电机以及倒车摄像头，所述空间传感器布置在所述倒车摄像头的光轴对称位置，以保证数据采集的准确性，并且通过线束输出信号至所述倒车控制器端，此外，所述倒车控制器的输入信号还包括所述倒车摄像头所拍摄车尾视野区域影像信号，其之间通过车规级的专用视频线束进行连接，所述倒车控制器将上述输入信号按上述中所述方法处理后输出至空间角度电机，其之间采用线束连接，当所述空间角度电机执行到位后，所述倒车摄像头拍摄相应影像后传输至所述倒车控制器并经上述中所述方法处理后将最佳的视野区域通过车规级专用视频线传输至显示装置显示，以供驾驶员实时观察行车过程中车尾区域。

本发明的有益效果是：该汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，不仅可以完善了现有技术中角度、视野区域有限等不足，同时根据任意路况情况下，可以实现摄像头以初始角度绕其光轴360度进行影像采集并经调整后显示最佳的视野区域，从而进一步保障驾驶员行车过程中人身安全。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种汽车倒车影像自适应调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、路况变化前倒车影像采集，驾驶员操作倒档后，获取路况变化前的车尾视野影像并缓存于倒车控制器的存储器中；

S2、路况变化后摄像头转动角度计算，获取空间位置传感器采集的摄像头初始角度时空间坐标A与路况变化后摄像头的空间坐标B，并计算由所述A变化至所述B后与X、Y及Z轴间夹角θx、θy、θz；

S3、摄像头角度的转动，根据路况变化后摄像头转动角度计算中所述θx、θy、θz数值，所述倒车控制器通过空间角度电机驱动摄像头转动；

S4、路况变化后倒车影像采集，获取摄像头转动角度后的车尾视野影像；

S5、最佳视野区域计算及显示，根据所述倒车控制器的缓存器影像与所述路况变化后倒车影像，所述倒车控制器通过识别、裁剪与合并处理后获取最佳的视野区域影像并通过专用视频线传输至显示设备进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种汽车倒车影像自适应调节方法，其特征在于，所述述步骤S2中，空间位置传感器采集到摄像头处于初始角度时空间坐标A,在路况发生变化并采集摄像头新的空间坐标B，以所述A为空间相对坐标系，则所述空间坐标A与所述空间坐标B连线在所述空间相对坐标系中对应的角度即为所述θx、θy、θz数值。

3.根据权利要求1所述的一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，其特征在于，所述述步骤S3中，所述空间角度电机内置了角度线性结构及计算模块，可以实现角度与线性信号转变输出。

4.根据权利要求1所述的一种汽车倒车影像自适应调节方法及其系统，其特征在于，所述步骤S5中，最佳区域计算中，通过采用SLICO算法对所述倒车控制器的缓存器影像及所述路况变化后倒车影像进行超像素分割，同时采用中点分割算法去除所述控制器的缓存器影像中无涉及障碍物边界及与所述路况变化后倒车影像重叠区域，再将所述处理后影像进行合并并进行图像变换以适应所述路况变化后倒车影像同等大小。

5.一种汽车倒车影像自适应调节系统，包括空间坐标传感器、倒车控制器、空间角度电机、倒车摄像头以及显示设备，其特征在于，所述空间坐标传感器的输出端电连接有倒车控制器的输入端，所述倒车控制器的输出端电连接有空间角度电机的输入端，所述空间角度电机的输出端电连接有倒车摄像头的输入端，所述倒车摄像头的输出端电连接有倒车控制器的输入端，所述倒车控制器的输出端电连接有显示设备的输入端。

6.根据权利要求5所述的一种汽车倒车影像自适应调节系统，其特征在于，所述空间位置传感器集成于所述倒车摄像头中，并且以所述倒车摄像头光轴布置，可采用但不限于常用的陀螺传感器。

7.根据权利要求5所述的一种汽车倒车影像自适应调节系统，其特征在于，所述倒车控制器负责影像采集、处理、角度计算以及驱动部件，并且通过视频专用线束接收倒车摄像头影像输入及空间位置传感器捕捉所述倒车摄像头实时位置。

8.根据权利要求7所述的一种汽车倒车影像自适应调节系统，其特征在于，实时位置经过信号处理与计算后，将参数值传输并驱动空间角度电机，采集并处理为最佳视野区域影像后传输至显示装置。

9.根据权利要求5所述的一种汽车倒车影像自适应调节系统，其特征在于，所述倒车摄像头采集角度范围为零度至三百六十度。

Images