CN115243000B - 一种汽车座舱监控系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车座舱监控系统，驾驶员状态监测ECU用于监测、识别车内驾乘人员是否有拍摄需求。车内监控摄像模块获取驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度；当驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至车内监控摄像模块时，则车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像；当驾驶员状态检测ECU未输出拍摄指令信号至车内监控摄像模块时，则进一步判断车内的光照强度是否大于或等于阈值；若是，则输出彩色拍摄图像；若否，则输出黑白拍摄图像。本发明还提供一种汽车。这种汽车座舱监控系统及汽车能够提高光线暗时的监控效果，在需要将图像显示在车机屏幕端时，能保证显示的图像始终为彩色，更符合用户习惯。

Description

一种汽车座舱监控系统及汽车

技术领域

本发明涉及智能汽车技术领域，尤其涉及一种汽车座舱监控系统及汽车。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，汽车的电子化和智能化程度也越来越高，汽车内各种智能电子元器件的应用，使得汽车的驾驶变得更加简便和安全。

随着人脸识别等技术的发展，监控摄像系统在汽车内的应用也越来越广泛，现有的汽车中搭载的监控系统，可以实现对驾驶人员疲劳度等驾驶情况的监测和提醒，也可用于观察汽车内乘员的乘坐状态等，此外还有一些利用监控系统进行拍摄、视频通话或其它互动的方案。

然而，当汽车行驶在夜间的乡村路段等缺少路灯的昏暗地段时，由于光照强度过低，现有技术中的监控系统难以保持正常的监控摄像功能，若保持输出彩色拍摄图像，则会造成画质较差，在识别驾乘人员的脸部和身体其它部位的特征和动作(例如疲劳状态、情绪、当前动作是否符合安全驾驶规范、动态/静态互动手势)方面存在困难，造成相应的功能无法实现。另一方面，若为了保持较好的车内人员和物体的轮廓度清晰而使得监控画面直接输出黑白的图像，若驾乘人员使用监控系统进行拍摄以将拍摄的车内图像显示在车机屏幕端时，会直接展示在较暗光线条件下拍摄到的黑白拍摄图像，与用户的一般习惯不符，使用体验较差。

发明内容

为了克服现有技术的一些不足，本发明的目的在于提供一种汽车座舱监控系统及汽车，其能够提高光线暗时的监控效果，在需要拍摄时，能保证显示的图像始终为彩色，更符合用户习惯。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种汽车座舱监控系统，包括：

车内监控摄像模块，其用于拍摄并输出拍摄图像；

驾驶员状态监测ECU，其用于监测、识别车内驾乘人员是否有拍摄需求，并发送指令信号至所述车内监控摄像模块；

所述车内监控摄像模块被配置为：

获取所述驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度；

根据所述驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度输出不同模式的拍摄图像；

当所述驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，则所述车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像；

当所述驾驶员状态检测ECU未输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，则进一步判断所述车内的光照强度是否大于或等于阈值；若是，则输出彩色拍摄图像；若否，则输出黑白拍摄图像。

进一步地，所述车内监控摄像模块包括：镜头、图像传感器及图像处理器；

光线从所述镜头透过并进入所述图像传感器，所述图像传感器用于感知车内的光照强度并将光信号转换成未处理图像，并以电信号方式传输至所述图像处理器；所述图像处理器根据所述图像传感器感知的光照强度以及所述驾驶员状态监测ECU的指令信号，通过对所述未处理图像进行调节，以输出彩色拍摄图像或者黑白拍摄图像。

进一步地，所述镜头包括红外镜头；当所述车内的光照强度大于阈值时或当所述驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，所述镜头工作于RGB全彩摄像模式，所述车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像；当所述车内的光照强度小于阈值时，所述镜头工作于IR红外摄像模式，所述车内监控摄像模块输出黑白拍摄图像。

进一步地，还包括补光模块，所述补光模块在所述车内的光照强度小于阈值时开启，以进行补光。

进一步地，所述补光模块包括红外补光灯，当所述车内的光照强度小于阈值且所述镜头工作于IR红外摄像模式时，所述红外补光灯开启；当所述车内的光照强度大于阈值或所述镜头工作于RGB全彩摄像模式时，所述红外补光灯关闭。

进一步地，所述补光模块还包括白光补光灯，当所述车内的光照强度小于阈值且所述镜头工作于RGB全彩摄像模式时，所述白光补光灯开启；当所述镜头工作于IR红外摄像模式时，所述白光补光灯关闭。

进一步地，还包括供电模块，所述供电模块通过滤波电路与所述车内监控摄像模块和补光模块电连接，所述滤波电路将输入电压转变为不同电压来为不同元器件供电。

进一步地，所述镜头的有效输出像素在1920＊1080以上。

一种汽车，包括所述的汽车座舱监控系统。

本发明中的汽车座舱监控系统中，用车内监控摄像模块来获得车内的拍摄图像，用驾驶员状态监测ECU来监测和识别车内驾乘人员是否有拍摄需求，车内监控摄像模块能根据驾驶员状态监测ECU的指令信号和车内的光照强度来判断当前应当输出何种模式的拍摄图像。

当驾驶员状态监测ECU识别到车内驾乘人员有拍摄需求时，向车内监控摄像模块输出拍摄指令，车内监控摄像模块不论当前光照强度是否足够，都会直接输出彩色拍摄图像，驾乘人员在车机屏幕端或手机端看到的自身图像也是彩色的，避免了在光照强度小于阈值的情况下驾乘人员只能看到自身黑白拍摄图像的情况，更加符合一般人的需求和心理预期，人车交互体验更好。

当光照强度大于阈值时，光线较强，此时对于车内监控摄像模块的设备要求较低，可以直接输出彩色拍摄图像；当光照强度小于阈值时，光线较弱，若继续输出彩色拍摄图像，画质和像素都将降低，不利于看清车内情形，不利于判断驾乘人员的表情和动作等；因此本发明采用了在光照强度小于阈值的黑暗环境下仅输出黑白拍摄图像，放弃对图像的色度输出，车内物体和人员的轮廓等将更加清晰，更有利于黑暗环境下的准确辨别。可以看出，本发明中的方案可以自动根据光照强度的不同来决定输出黑白拍摄图像还是彩色拍摄图像，保证了监控画面的画质，使得监控画面尽可能地接近实际情况，便于根据清晰的监控画面来辅助其它操作。

因此，本发明中的汽车座舱监控系统及汽车在环境条件受限时，可以同时满足监控质量要求和驾乘人员自拍需求，可以获得功能更加强大的、人性化的、交互式的、智能化的现代汽车使用体验。

附图说明

图1为本发明的一种汽车座舱监控系统的结构框图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1示出了本发明的一种汽车座舱监控系统，包括车内监控摄像模块和驾驶员状态监测ECU，

所述车内监控摄像模块用于拍摄并输出拍摄图像；

所述驾驶员状态监测ECU用于监测、识别车内驾乘人员是否有拍摄需求，并发送指令信号至所述车内监控摄像模块；ECU是指电子控制单元，又称车载电脑等，其由微控制器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成；SOC是指驾驶员状态监测ECU中的系统芯片。现有的驾驶员状态监测ECU可用于检测驾乘人员的状态，具有较为完善的功能，其可以包括检测驾乘人员的身体姿态、情绪、视线，是否有儿童、是否正确系上安全带等，以辅助安全驾驶和趣味驾驶，在此不做赘述。本实施例中的方案与之结合起来，可以进一步完善和增强现有技术中的驾驶员状态监测系统的功能。

所述车内监控摄像模块被配置为：

获取所述驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度；

根据所述驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度输出不同模式的拍摄图像；

当所述驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，则所述车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像；当驾驶员状态监测ECU识别到车内驾乘人员有拍摄需求时，向车内监控摄像模块输出拍摄指令，车内监控摄像模块不论当前光照强度是否足够，都会直接输出彩色拍摄图像，驾乘人员在车机屏幕端或手机端看到的自身图像也是彩色的，避免了在光照强度小于阈值的情况下驾乘人员只能看到自身黑白拍摄图像的情况，更加符合一般人的需求和心理预期，人车交互体验更好。

当所述驾驶员状态检测ECU未输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，则进一步判断所述车内的光照强度是否大于或等于阈值；若是，则输出彩色拍摄图像；若否，则输出黑白拍摄图像。当光照强度大于阈值时，光线较强，此时对于车内监控摄像模块的设备要求较低，可以直接输出彩色拍摄图像；当光照强度小于阈值时，光线较弱，若继续输出彩色拍摄图像，画质和像素都将降低，不利于看清车内情形，不利于判断驾乘人员的表情和动作等；因此本发明采用了在光照强度小于阈值的黑暗环境下仅输出黑白拍摄图像，放弃对图像的色度输出，车内物体和人员的轮廓等将更加清晰，更有利于黑暗环境下的准确辨别。可以看出，本发明中的方案可以自动根据光照强度的不同来决定输出黑白拍摄图像还是彩色拍摄图像，保证了监控画面的画质，使得监控画面尽可能地接近实际情况，便于根据清晰的监控画面来辅助其它操作。

作为本实施例的一种优选方案，所述车内监控摄像模块包括：镜头、图像传感器及图像处理器；

光线从所述镜头透过并进入所述图像传感器，所述图像传感器用于感知车内的光照强度并将光信号转换成未处理图像，并以电信号方式传输至所述图像处理器；所述图像处理器根据所述图像传感器感知的光照强度以及所述驾驶员状态监测ECU的指令信号，通过对所述未处理图像进行调节，以输出彩色拍摄图像或者黑白拍摄图像。

图像传感器也称为感光元件，用于对原始图像进行初步处理，光电信号的转化便于后期根据需求转化为黑白拍摄图像或是彩色拍摄图像。本实施例中可以采用CMOS传感器或CCD传感器，尤其CMOS传感器具有集成度高、功耗小、速度快和成本低等特点，在宽动态和低照度方面具有优势；且CMOS传感器的响应速度快，适合用于本发明中类似的高清的监控摄像机中采用高分辨率逐行扫描，且近些年已经出现了灵敏度接近CCD传感器的CMOS传感器，在低照度条件下的拍摄效果好，噪点少。图像处理器可以图片进行色度、亮度和对比度等方面的增强或复原，改进图片的质量等，本发明中利用图像处理器来实现输出黑白拍摄图像还是彩色拍摄图像，能够满足在不同条件下对图像的不同需求。

本实施例中的图像传感器不止对图像进行初步处理，其实际上还兼顾检测当前光照强度的作用，根据图像传感器的检测结果，所述图像处理器输出彩色拍摄图像或黑白拍摄图像。图像处理器与图像传感器相互配合，使得整个系统无需设置另外的控制元件即可实现在不同光照强度下自行切换图像输出状态的功能。除此之外，本实施例中的光照强度也可以通过光照传感器来进行检测，其与图像传感器和图像处理器电连接，将光照强度的数值发送至图像处理器，由图像处理器来判断应当输出黑白拍摄图像还是彩色拍摄图像。

为了更好地发挥上述根据不同光照强度切换显示模式的功能，所述镜头包括红外镜头；当所述车内的光照强度大于阈值时或当所述驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，所述镜头工作于RGB全彩摄像模式，所述车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像，此时与普通的彩色镜头拍摄效果近似，以获得色彩还原度更高的图像；当所述车内的光照强度小于阈值时，所述镜头工作于IR红外摄像模式，所述车内监控摄像模块输出黑白拍摄图像，此时牺牲对颜色的表达，以获得更清晰的图像轮廓。本实施例中所述光照强度的阈值，可以根据所采用的电子元器件的性能，以及当地的气候、地理位置、环境等进行出厂预设，也可以在购车后使用者根据情况自行预设。

为了画面更加清晰，本实施例中优选还包括补光模块，所述补光模块在所述车内的光照强度小于阈值时开启，以进行补光，以使得画面更加清晰。

其中，所述补光模块包括红外补光灯，当所述车内的光照强度小于阈值且所述镜头工作于IR红外摄像模式时，所述红外补光灯开启；通过红外补光灯发出红外线以助红外镜头感知并采集到这些光线帮助成像，还不会被人眼发现，避免车内灯光过强影响驾驶员视线，造成安全事故。而且虽然现有技术中有些红外镜头自带有红外线灯，但本发明在此基础上增设红外补光灯，增强图像质量，且由于设置在车内，红外补光灯不需要全部安装在镜头上，避免红外补光灯在工作过程中发出的高热量影响镜头。当所述车内的光照强度大于阈值或所述镜头工作于RGB全彩摄像模式时，判断此时并不需要对红外线进行额外的增强，所述红外补光灯关闭。

此外，本实施例还可以包括白光补光灯，当所述车内的光照强度小于阈值且所述镜头工作于RGB全彩摄像模式时，所述白光补光灯开启；这种情况实际上为光线低于阈值处于较暗状态下，车内驾乘人员具有拍摄需求，此时由于光线暗还需要输出彩色拍摄图像，若无白光补光灯，展示出的图像的画质将会变得非常差，自动开启的白光补光灯可以提高车内的亮度，使得展示出来的画面更加接近真实，驾乘人员采用此功能进行车内互动时的体验更好。当所述镜头工作于IR红外摄像模式时，所述白光补光灯关闭，镜头工作于IR红外摄像模式时，车内的驾乘人员无拍摄需求，此时若在车内开启白光补光灯，会影响车内驾驶员的视线，不利于在夜间看清车外道路，因此最好关闭。

当红外补光灯和白光补光灯同时存在时，那么在光线暗时，一般监控的画面质量较好，需要拍摄等将画面显示在屏幕端时的彩色画面也较好，避免了光线暗对座舱监控系统的局限。

在供电上，本实施例还包括供电模块，所述供电模块通过滤波电路与所述车内监控摄像模块和补光模块电连接，所述滤波电路将输入电压转变为不同电压来为不同元器件供电。光电模块可以为另设的供电蓄电池，也可以直接连接车上的供电接口，但其输出的电压为一定值，本实施例中的滤波电路可以对一定的电压进行处理，使得输出电压能被转变为不同的大小，以满足本汽车座舱监控系统中用到的各种元器件不同的额定电压。例如，当输出的电压为12V时，滤波电路可以将其变为3.8V、3.3V、2.8V、1.8V等。

此外，对于坐在后排的乘客而言，现有技术中常因为难以准确识别其意图而无法与之发生互动。因此本实施例优选的所述镜头的有效输出像素在1920＊1080以上，这一清晰度相较于现有技术而言清晰度增大，因此采集到的图像更加清晰，能减少相关功能算法的误报和漏报，对车内驾乘人员的动作或面部等动作的识别可以更加准确，结合更高像素的镜头以及前述的补光模块等，能够提高驾驶员状态监测ECU对后排乘客的拍摄意图的识别准确性，使得后排乘客能更好地参与到车内互动中来，后排乘客的乘坐感受更好。

此外，还提供一种汽车，包括所述的汽车座舱监控系统。这种汽车可以在环境条件受限时，可以同时满足监控质量要求和驾乘人员自拍需求，可以获得功能更加安全的、强大的、人性化的、有趣的、交互式的、智能化的现代汽车使用体验。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种汽车座舱监控系统，其特征在于，包括：

车内监控摄像模块，其用于拍摄并输出拍摄图像；

驾驶员状态监测ECU，其用于监测、识别车内驾乘人员是否有拍摄需求，并发送指令信号至所述车内监控摄像模块；

所述车内监控摄像模块被配置为：

获取所述驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度；

根据所述驾驶员状态监测ECU的指令信号及车内的光照强度输出不同模式的拍摄图像；

当所述驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，则所述车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像；

当所述驾驶员状态检测ECU未输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，则进一步判断所述车内的光照强度是否大于或等于阈值；若是，则输出彩色拍摄图像；若否，则输出黑白拍摄图像。

2.根据权利要求1所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，所述车内监控摄像模块包括：镜头、图像传感器及图像处理器；

光线从所述镜头透过并进入所述图像传感器，所述图像传感器用于感知车内的光照强度并将光信号转换成未处理图像，并以电信号方式传输至所述图像处理器；所述图像处理器根据所述图像传感器感知的光照强度以及所述驾驶员状态监测ECU的指令信号，通过对所述未处理图像进行调节，以输出彩色拍摄图像或者黑白拍摄图像。

3.根据权利要求2所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，所述镜头包括红外镜头；当所述车内的光照强度大于阈值时或当所述驾驶员状态监测ECU输出拍摄指令信号至所述车内监控摄像模块时，所述镜头工作于RGB全彩摄像模式，所述车内监控摄像模块输出彩色拍摄图像；当所述车内的光照强度小于阈值时，所述镜头工作于IR红外摄像模式，所述车内监控摄像模块输出黑白拍摄图像。

4.根据权利要求3所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，还包括补光模块，所述补光模块在所述车内的光照强度小于阈值时开启，以进行补光。

5.根据权利要求4所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，所述补光模块包括红外补光灯，当所述车内的光照强度小于阈值且所述镜头工作于IR红外摄像模式时，所述红外补光灯开启；当所述车内的光照强度大于阈值或所述镜头工作于RGB全彩摄像模式时，所述红外补光灯关闭。

6.根据权利要求4所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，所述补光模块还包括白光补光灯，当所述车内的光照强度小于阈值且所述镜头工作于RGB全彩摄像模式时，所述白光补光灯开启；当所述镜头工作于IR红外摄像模式时，所述白光补光灯关闭。

7.根据权利要求3所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块通过滤波电路与所述车内监控摄像模块和补光模块电连接，所述滤波电路将输入电压转变为不同电压来为不同元器件供电。

8.根据权利要求2所述的汽车座舱监控系统，其特征在于，所述镜头的有效输出像素在1920＊1080以上。

9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的汽车座舱监控系统。