具体实施方式
针对现有车辆的红外补光系统价格昂贵,需要单独设计红外镜头、且不具备适配安装的问题,本申请的车辆视觉系统将红外光源设置于可见光光源处,使得红外光源和可见光光源共用同一车灯透镜模块,节省了车灯空间,无需特别定制车灯,且可适配多种车辆;同时,使用同一套光接收模块采集红外光和可见光,降低了成本。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
请参见图1,本申请实施例提供一种车辆视觉系统,该车辆视觉系统300可以包括第一光学系统310和红外光源320,其中,第一光学系统310包括可见光光源311、车灯透镜模块312以及光接收模块。本实施例的红外光源320设置于可见光光源311处,并且,在本实施例中,红外光源320发射的红外光和可见光光源311发射的可见光能够同时经车灯透镜模块312会聚发射,以照射车辆前方的目标,该目标可以包括但不限于人、障碍物等。进一步地,红外光和可见光通过目标反射后入射至光接收模块313,在光接收模块313中会聚成像得到目标图像。本发明实施例的车辆视觉系统通过将红外光源320设置于可见光光源311处,使得红外光源320和可见光光源311共用同一车灯透镜模块312,节省了车灯空间,无需特别定制车灯,且可适配多种车辆;同时,使用同一套光接收模块313采集红外光和可见光,降低了成本,光接收模块313采集的目标图像既显示目标的可见光信息又显示目标的红外辐射特征信息,目标图像的内容丰富,且采集目标图像的方式延时小、目标图像失真小。
可见光光源311和红外光光源320可以安装在同一灯座上,也可以安装在不同的灯座上,当可见光光源311和红外光光源320安装在不同的灯座上时,安装可见光光源311的灯座和安装红外光光源320的灯座需要并排设置。
其中,红外光源320由红外补光灯产生,可见光光源311由可见光灯产生,可见光灯可以为卤素灯或氙气灯。本实施例的外补光灯和可见光灯分别为一个。
本实施例的可见光灯和车灯透镜模块312配合,可以实现第一光学系统310的近光灯功能和远光功能两个功能,其中,在同一时刻,近光灯功能和远光灯功能中的一个开启,另一个关闭。
本实施例中,车灯透镜模块312至少包括聚光透镜,例如,在一个实施例中,车灯透镜模块312包括聚光杯和聚光透镜,其中,聚光杯设有凹槽,其大致呈“碗”状,可见光光源311和红外光光源320设于凹槽内,聚光透镜安装聚光杯的开口处,并正对可见光光源311和红外光光源320。聚光杯能够将可见光光源311发射的可见光以及红外光光源320发射的红外光聚集成一束平行混合光,再通过聚光透镜发散成扇形光。
其中,聚光透镜可以为单光透镜,也可以为双光透镜,聚光透镜的类型具体由车辆大灯的结构决定。单光透镜包括近光透镜和远光透镜,分别对应近光和远光。双光透镜是远光和近光共用一个透镜,其可以作为类似远、近光转换的变化,具体通过双光透镜内的遮光片实现远、近光的切换,例如,当遮光片关闭时,可见光经双光透镜后获得近光;当遮光片打开时,可见光经双光透镜后获得远光。可以用过电磁机构操作遮光片的启闭。
应当理解地,本实施例的车灯透镜模块312还可以选择现有车灯透镜模块。
可以基于不同的方式开启红外光源320,例如,在其中一些实施例中,基于自动方式控制红外光源320和/或可见光光源311的开启。请参见图2,车辆视觉系统300还包括处理器330和环境光传感器340,红外光源320、可见光光源311和环境光传感器340分别与处理器330电连接。其中,环境光传感器340用于检测环境光亮度,在一些实施例中,处理器330在环境光亮度小于或等于预设亮度阈值时,开启红外光源320。在一些实施例中,处理器330在环境光亮度小于或等于预设亮度阈值时,除了开启红外光源320外,还开启可见光光源311。示例性的,当车辆在夜间或者其他弱光环境下行车时,环境光传感器340检测的环境光强度小于或等于第一预设亮度阈值,此时,处理器330打开红外补光灯,并控制近光灯功能和远光灯功能中的一个开启。可选地,当环境光传感器340检测的环境光强度小于或等于第二预设亮度阈值时,处理器330控制远光灯功能开启,如车辆在高速或乡间道路等光线非常差的环境下行驶,同时开启红外补光灯和远光灯功能,通过远光灯功能增大照明光强,可以实现在弱环境光下的远距离探测,保证了高速或乡间道路等弱光环境下的行车安全;当环境光传感器340检测的环境光强度大于第二预设亮度阈值并小于或等于第一预设亮度阈值时,处理器330控制近光灯功能开启,如车辆在城市道路等光线较弱的环境下行驶,使用近光灯功能即能满足车辆安全行驶的需求。其中,第一预设亮度阈值、第二预设亮度阈值的大小可以根据需要设置。另外,环境光传感器340的安装位置可以根据需要选择,例如,环境光传感器340设于车头前侧,以更好地检测车辆前侧的环境光亮度;当然,环境光传感器340也可以设于车辆的其他区域,例如将环境光传感器340设于车顶前侧,如集成在车顶前侧的横梁中。本发明实施例对环境光传感器340的类型不作具体限定,任何能够检测环境光亮度的传感器均在本发明的保护范围内。
在另外一些实施例中,基于手动方式控制红外光源320和可见光光源311的开启,示例性的,请参见图3,车辆视觉系统300还包括两个控制开关350,其中一个控制开关350用于控制红外光源320的启闭,另外一个控制开关350用于控制可见光光源的启闭。如图3所示,通过第一控制开关351控制可见光光源311的启闭,通过第二控制开关352控制红外光源320的启闭。当然,在其他实施例中,也可以通过同一控制开关同时开启红外光源和可见光光源,示例性的,通过同一控制开关同时开启红外补光灯和近光灯功能,也可以通过同一控制开关同时开启红外补光灯和远光灯功能。其中,控制开关的类型可以根据需要选择,控制开关可以为按键、旋钮等类型。控制开关可以设置在车辆驾驶人员容易操作的位置,例如,可以在现有车灯控制模块再增加一个红外光源320的按键,该按键用于单独控制红外光源320的启闭,另外,现有车灯控制模块还具有能够控制远光灯功能和近光灯功能启闭的旋钮,当旋钮转动至近光灯功能对应的触发角度时,开启近光灯功能,远光灯功能关闭;当旋钮转动至远光灯功能对应的触发角度时,开启远光灯功能,近光灯功能关闭。又如,对于现有通过转动至不同角度以对应控制远光灯功能和近光灯功能启闭的旋钮,其旋钮在转动至近光灯功能对应的触发角度、远光灯功能对应的角度时,同时触发红外光源320开启,即当旋钮转动至近光灯功能对应的触发角度时,同时开启近光灯功能和红外光源320;当旋钮转动至远光灯功能对应的触发角度时,同时开启远光灯功能和红外光源320。
本实施例的光接收模块313可以设于车辆前挡风玻璃3132的内侧,即光接收模块313设于车辆内,有效防止光接收模块313丢失,同时有效防止外部环境对光接收模块313的磨损,延长了光接收模块313的使用寿命;当然,光接收模块313也可以设于车辆前挡风玻璃3132的外侧,即光接收模块313设于车辆外部,例如将光接收模块313放置于车顶前侧。当光接收模块313设于车辆外部时,可以将光接收模块313设置于车辆前挡风玻璃3132上侧的横梁中,例如集成于所述横梁中并用于接收车辆前方的光线。
下面,以光接收模块313设于车辆前挡风玻璃3132的内侧为例进行说明。
光接收模块313可以通过可拆卸方式安装在车辆前挡风玻璃3132上,如通过卡接、螺纹连接等方式,可以将光接收模块313单独拆卸下来,方便光接收模块313的更换与维修;当然,光接收模块313也可以通过不可拆卸方式固定在车辆前挡风玻璃3132上,无法将光接收模块313单独拆卸下来。
应当理解地,本实施例的车辆前挡风玻璃3132为可以透过红外光和可见光的玻璃。
可选地,在一些实施例中,车辆前挡风玻璃3132为光接收模块313的一部分,车辆前挡风玻璃3132与光接收模块313的其他结构配合实现目标图像的采集;可选地,在一些实施例中,光接收模块313独立于车辆前挡风玻璃3132设置,也即,车辆前挡风玻璃3132不属于光接收模块313的结构,本实施例中,光接收模块313可以独立实现目标图像的采集,且红外光和可见光透过车辆前挡风玻璃3132的损失较小或不存在损失。
请结合图1,光接收模块313可以包括外壳(未显示)和图像采集模块3131,其中,图像采集模块3131收容在外壳内,外壳设有透光口,透光口朝向车辆前挡风玻璃3132设置。本实施例的图像采集模块3131包括单个透镜31311和图像传感器31312。在本实施例中,红外光和可见光通过目标反射后,经车辆前挡风玻璃3132后从透光口入射至图像采集模块3131,由透镜31311同时采集红外光和可见光,并将红外光和可见光会聚至图像传感器31312上,以成像得到目标图像。
现有采用一套可见光接收模块与可见光光源、车灯透镜模块配合以采集目标的可见光图像,同时采用一套红外光接收模块与红外光源、红外镜头配合以采集目标的红外光图像,再将同一时刻采集的可见光图像和红外光图像进行融合形成目标图像,这种方式获得的目标图像不仅存在延时,还难免存在图像失真。本实施例的车辆视觉系统300由于同时采用红外光和可见光照射目标,再采用同一套光接收模块313同时采集目标反射回来的红外光和可见光,因此,基于本实施例的车辆视觉系统300采集的目标图像既显示目标的可见光信息又显示目标的红外辐射特征信息,该方式降低延时,且减小图像失真。
另外,在一些实施例中,图像采集模块3131中的透镜31311对红外光的焦距和图像采集模块3131中的透镜31311对可见光的焦距的大小相等,采用这种设计方式,消除了可见光和红外光的焦面偏移,使得车辆视觉系统300可以同时在可见光和红外光的照明条件下清晰成像。
例如,透镜31311可以选择红外镜头,红外镜头可以消除可见光和红外光的焦面偏移,使得可见光和红外光在同一个焦面成像,获得清晰的像。此外,红外镜头的表面还可以进行多层镀膜,以增加对红外光的透过率,增加夜晚监控距离。
进一步可选地,光接收模块313还可以包括支架,图像采集模块3131中的透镜31311和图像传感器31312分别通过支架与外壳固定连接。图像采集模块3131中的透镜31311和图像传感器31312可以基于同一支架与外壳固定连接,节省了安装时间;当然,图像采集模块3131中的透镜31311和图像传感器31312也可以不同的支架与外壳固定连接,减小支架的重量。其中,支架与外壳的内侧壁可以基于卡扣、螺纹等连接方式固定连接。
图像传感器31312可以为CCD(Charge-coupled Device,电荷耦合元件)图像传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器,也可以为其他类型的图像传感器。
进一步可选地,光接收模块313还可以包括遮光罩,外壳收容在遮光罩中,遮光罩设有一与透光口配合的开口。本实施例通过设置遮光罩,防止外部杂光进入外壳内导致采集的目标图像的精度下降。也可以在外壳内侧壁直接设置一层遮光层来替代遮光罩的功能。当然,光接收模块313也可以不设置遮光罩,降低成本。
为减小光接收模块313的重量,光接收模块313的外壳、支架、遮光罩等均采用材质较轻的材料制作,如塑料。
另外,现有车辆中的红外补光系统将采集到的目标图像直接显示在车辆仪表盘等车辆的显示平台上,供驾驶员肉眼分辨,最终的判断仍是由驾驶员来做出,分辨的精确度较差。可选地,本实施例基于机器视觉识别目标图像,并输出识别结果。例如,在其中一些实施例中,车辆视觉系统300的处理器330与光接收模块313通信,光接收模块313将目标图像发送至处理器330,处理器330通能够对目标图像进行识别,并输出识别结果。示例性的,处理器330用于将识别结果发送至车辆的显示平台,由车辆的显示平台显示识别结果。对于有人驾驶车辆,车辆视觉系统300的处理器330基于机器识别的方式可以识别出目标图像中各目标的分类,如目标是人还是物体,从而对驾驶员进行警示,提高行车安全。
在另外一些实施例中,光接收模块313将目标图像发送至车辆的处理平台,以使处理平台对目标图像进行识别,并输出识别结果。这样,车辆视觉系统300无需设置处理器,降低了硬件成本。对于有人驾驶车辆,车辆的处理平台基于机器识别的方式可以识别出目标图像中各目标的分类,如目标是人还是物体,从而对驾驶员进行警示,提高行车安全。
其中,处理平台可以通过车辆的显示平台输出识别结果。
识别结果可以以文字、图形或文字与图像组合的方式输出,也可以以其他方式输出,例如语音。另外,显示平台可以为车辆的显示屏或仪表盘。
当然,也可以采用现有方式,将光接收模块313采集到的目标图像直接显示在车辆的显示平台上,由驾驶员肉眼分辨,以进行驾驶指导。
请参见图1和图4,本申请实施例还提供一种车辆,该车辆可以包括处理平台100、显示平台200和上述实施例的车辆视觉系统300,其中,处理平台100与显示平台200、车辆视觉系统300分别电连接。
本实施例的车辆视觉系统300包括第一光学系统310和红外光源320,第一光学系统310包括可见光光源311、车灯透镜模块312以及光接收模块313;其中,红外光源320设置于可见光光源311处,红外光源320发射的红外光和可见光光源311发射的可见光能够同时经车灯透镜模块312会聚发射,以照射车辆前方的目标;且红外光和可见光通过目标反射后入射至光接收模块313,在光接收模块313中会聚成像得到目标图像;处理平台100用于根据目标图像进行识别,并通过显示平台200输出识别结果。本发明实施例的车辆视觉系统300将红外光源设置于可见光光源处,使得红外光源和可见光光源共用同一车灯透镜模块,节省了车灯空间,无需特别定制车灯,且可适配多种车辆;同时使用同一套光接收模块采集红外光和可见光,降低了成本,光接收模块313采集的目标图像既显示目标的可见光信息又显示目标的红外辐射特征信息,目标图像的内容丰富,且采集目标图像的方式延时小、目标图像失真小;基于机器识别目标图像,识别结果精确度更高,从而对车辆行驶进行有效指导。
可选地,请参见图,图2,车辆视觉系统300还包括处理器330和环境光传感器340,红外光源320、可见光光源311和环境光传感器340分别与处理器330电连接;其中,环境光传感器340用于检测环境光亮度,处理器330在环境光亮度小于或等于预设亮度阈值时,开启红外光源320和可见光光源。
可选地,请参见图3,车辆视觉系统300还包括两个控制开关350,其中一个控制开关350用于控制红外光源320的启闭,另外一个控制开关350用于控制可见光光源的启闭。
可选地,可见光光源与车灯透镜模块312配合,以实现近光灯功能和远光灯功能;在同一时刻,近光灯功能和远光灯功能中的一个开启。
可选地,光接收模块313设于车辆前挡风玻璃3132的内侧。
可选地,光接收模块313包括外壳、图像采集模块3131,图像采集模块3131收容在外壳内,外壳设有透光口,透光口朝向车辆前挡风玻璃3132设置,图像采集模块3131包括单个透镜31311和图像传感器31312;红外光和可见光通过目标反射后,经车辆前挡风玻璃3132后从透光口入射至图像采集模块3131,由透镜31311同时采集红外光和可见光,并将红外光和可见光会聚至图像传感器31312上,以成像得到目标图像。
可选地,透镜31311对红外光的焦距和透镜31311对可见光的焦距的大小相等。
可选地,光接收模块313还包括支架,透镜31311和图像传感器31312分别通过支架与外壳固定连接。
可选地,光接收模块313还包括遮光罩,外壳收容在遮光罩中;遮光罩设有一与透光口配合的开口。
可选地,车辆为无人驾驶车辆;当然,车辆也可以为有人驾驶车辆。
可以参见上述实施例的车辆视觉系统300对车辆进行说明。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请实施例所提供的车辆视觉系统及车辆进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。