CN117048515A - 一种车载摄像头拍摄角度的控制方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载摄像头拍摄角度的控制方法及车辆，涉及车辆技术领域。该方法包括：获取车辆的纵向倾角；比较所述纵向倾角和预设角度值，当所述纵向倾角大于所述预设角度值，且持续时间大于预设时间时，根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度。本发明通过设置当纵向倾角大于预设角度值且持续时间大于预设时间时，根据纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度，即当车辆长期处于坡度较大的上坡或下坡道路时，为防止视野盲区所带来的安全隐患，可以根据纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度，减小车辆视觉感知覆盖的盲区，及时发现盲区的障碍物，从而提高驾驶安全性。

Description

一种车载摄像头拍摄角度的控制方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车载摄像头拍摄角度的控制方法及车辆。
背景技术
在具有自动驾驶及高级辅助驾驶功能的车辆中，车载摄像头，或者说车用视觉摄像头作为视觉感知核心传感器，通常用来捕捉图像和视频信号，感知车辆周围的环境，包括道路、交通标志、其他车辆、行人和障碍物等，从而协助车辆或驾驶员进行行驶控制。
现有车用视觉摄像头大多为固定视角，在部分场景下，例如坡道行驶等，车辆视觉感知覆盖会存在盲区，因而存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明解决的问题是如何减少车载摄像头盲区以提高驾驶安全性。
为解决上述问题，本发明提供一种车载摄像头拍摄角度的控制方法、系统及车辆。
第一方面，本发明提供一种车载摄像头拍摄角度的控制方法，包括：
获取车辆的纵向倾角；
比较所述纵向倾角和预设角度值，当所述纵向倾角大于所述预设角度值，且持续时间大于预设时间时，根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度。
可选地，所述获取车辆的纵向倾角包括：
通过所述车辆的陀螺仪传感器或者所述车载摄像头内置的陀螺仪模块获取传感数据；
根据所述传感数据确定所述纵向倾角。
可选地，所述比较所述纵向倾角和预设角度值包括：
将所述纵向倾角的绝对值与所述预设角度值进行比较，其中，若所述车辆处于上坡状态，定义所述纵向倾角为正值，若所述车辆处于下坡状态，定义所述纵向倾角为负值。
可选地，所述车载摄像头包括镜头、旋转托盘装置及旋转轴，所述旋转托盘装置分别与所述镜头及所述旋转轴固定连接；所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述纵向倾角驱动所述旋转轴按照对应的旋转角度转动，以通过所述旋转托盘装置带动所述镜头旋转。
可选地，所述车载摄像头还包括电机，所述电机通过传动装置与所述旋转轴连接；所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述车载摄像头的待调整角度确定所述电机对应的驱动策略；
通过所述电机按照所述驱动策略带动所述旋转轴按照对应的旋转角度转动，其中，所述电机包括伺服电机或步进电机，所述传动装置包括齿轮传动装置、皮带传动装置或联轴器。
可选地，所述车载摄像头拍摄角度的控制方法还包括：
根据所述纵向倾角确定所述车辆当前位置的坡度；
根据所述持续时间确定所述车辆当前位置的坡长；
根据所述纵向倾角和所述持续时间确定所述车辆的车速变化量；
根据所述车速变化量调整所述坡度和所述坡长。
可选地，所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述纵向倾角确定所述车载摄像头的待调整角度；
根据所述车辆的车速对所述待调整角度进行修正，根据修正后的所述待调整角度调整所述车载摄像头的拍摄角度。
可选地，所述车载摄像头拍摄角度的控制方法还包括：当所述纵向倾角小于或等于所述预设角度值时，调整所述拍摄角度至默认状态。
可选地，所述车载摄像头拍摄角度的控制方法还包括：根据外部指令开启或关闭所述车载摄像头的拍摄角度调整功能。
第二方面，本发明提供一种车辆，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上车载摄像头拍摄角度的控制方法。
本发明通过设置当纵向倾角大于预设角度值且持续时间大于预设时间时，根据纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度，即当车辆长期处于坡度较大的上坡或下坡道路时，为防止视野盲区所带来的安全隐患，可以根据纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度，使得车载摄像头能够捕捉所需的视野，减小车辆视觉感知覆盖的盲区，及时发现盲区的障碍物，从而提高驾驶安全性，且使得车载摄像头能在车辆监控、驾驶辅助、自动驾驶和行车记录等方面发挥更加出色。
附图说明
图1为本发明实施例的摄像头拍摄角度的控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的车辆行驶场景示意图；
图3为本发明实施例的摄像头运动调整逻辑示意图；
图4为本发明实施例的摄像头结构示意图；
图5为本发明实施例的车辆中电子设备的系统结构示意图。
附图标记说明：
1-镜头；2-旋转托盘装置；3-旋转轴。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
如图1所示，本发明实施例提供一种车载摄像头拍摄角度的控制方法，包括：
获取车辆的纵向倾角。
具体地，通过集成在摄像头中的陀螺仪模块或者车辆陀螺仪获取陀螺仪数据，从而可以确定车辆的纵向倾角（也称俯仰角）。
具体步骤通常可以包括：
（1）获取陀螺仪数据：首先，需要获取车辆上安装的陀螺仪传感器的数据；陀螺仪测量角速度，通常以度/秒为单位。
（2）数据预处理：陀螺仪数据可能会包含一些噪声或漂移，需要进行数据预处理，如滤波或校准，以提高精度。
（3）角速度积分：将陀螺仪数据中的角速度积分以获取角度，可以通过离散积分方法（如欧拉积分）来实现。
（4）注意单位转换：确保角速度和积分后的角度具有一致的单位（通常是弧度）；如果陀螺仪数据以度/秒提供，需要将其转换为弧度/秒。
（5）考虑坐标系：在积分时，要确保使用正确的坐标系。陀螺仪数据通常以车辆的本地坐标系提供，因此要考虑如何将其转换为全局坐标系，以便得出正确的俯仰角。
（6）陀螺仪漂移处理：陀螺仪可能会受到漂移的影响，可能导致角度积分的误差累积。可以使用其他传感器数据，如加速度计数据，来帮助校正漂移。
（7）滤波和平滑：为了减小噪声对俯仰角的影响，可以使用滤波技术（如卡尔曼滤波器）来平滑角度数据。
（8）验证和调试：要确保通过陀螺仪数据得到的俯仰角在实际应用中是准确的，通常需要进行验证和调试。
其中，车载摄像头通常用于车辆监控、驾驶辅助、自动驾驶、行车记录仪等，相比普通摄像头而言，车载摄像头必须具备较高的耐用性和可靠性，以应对车辆行驶中的震动、颠簸、温度变化和其他恶劣条件，且需要设计专门的固定装置，以确保摄像头在车辆上安全固定，并且能够捕捉所需的视野；车载摄像头通常具有广角镜头，以捕捉更广阔的视野，以支持驾驶辅助和车辆监控任务。
比较所述纵向倾角和预设角度值，当所述纵向倾角大于所述预设角度值，且持续时间大于预设时间时，根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度。
具体地，将纵向倾角和预设角度值进行比较，若纵向倾角大于预设角度值，说明此时车辆处于坡度较大的上坡或下坡道路，短时间处于这种道路所具有的潜在风险不大，但如果长期处于这种道路，例如持续时间大于预设时间时，此时障碍物将会处于盲区，存在严重的安全隐患，因此需要根据纵向倾角调整摄像头的拍摄角度，减小车辆视觉感知覆盖的盲区，及时发现盲区的障碍物，从而提高驾驶安全性。
结合图2所示，车辆实际行驶中经常会遇到坡度较大的情况，当汽车从一侧驶入上坡道路时，即将到达封顶时，对于对侧下坡道路上的车辆等其他障碍物的感知发现能力会比较差；如果车辆前方装有固定视角的视觉摄像头，其在上坡道路上摄像头能够捕捉的画面将会被封顶平面遮挡进行切割，造成在对侧上坡道路上的汽车或者其他障碍物无法覆盖，这种场景下就会造成对侧上坡道路上的汽车或其他障碍物将会处于盲区，对汽车继续行驶造成潜在风险。
可选地，所述获取车辆的纵向倾角包括：
通过所述车辆的陀螺仪传感器或者所述车载摄像头内置的陀螺仪模块获取传感数据。
具体地，可以通过集成在车载摄像头中的陀螺仪模块或者车辆陀螺仪获取陀螺仪数据（即传感数据），具体内容不再赘述。
根据所述传感数据确定所述纵向倾角。
具体地，对陀螺仪数据中的角速度积分，从而确定纵向倾角。
可选地，所述比较所述纵向倾角和预设角度值包括：
将所述纵向倾角的绝对值与所述预设角度值进行比较，其中，若所述车辆处于上坡状态，定义所述纵向倾角为正值，若所述车辆处于下坡状态，定义所述纵向倾角为负值。
具体地，结合图3所示，当汽车当前所行驶的路面的延伸方向与重力垂直方向存在夹角（夹角B）时，则车辆纵向的倾角则为90°-B（夹角A，即纵向倾角），当夹角A大于预设角度值且满足持续时间大于预设时间等条件时，触发摄像头装置的旋转，旋转的角度（夹角C）与当前车辆纵向倾角（夹角A）保持一定的对应关系，当夹角A发生变化时，夹角C也会对应变化和调整，以保障摄像头的拍摄范围覆盖能够始终处于最有效的状态，进而保障驾驶安全。
其中，车辆处于上坡状态时纵向倾角为正值，车辆处于下坡状态时纵向倾角为负值，将纵向倾角的绝对值与预设角度值进行比较，进而确定是否需要调整摄像头的拍摄角度。
可选地，所述车载摄像头包括镜头、旋转托盘装置及旋转轴，所述旋转托盘装置分别与所述镜头及所述旋转轴固定连接；所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述纵向倾角驱动所述旋转轴按照对应的旋转角度转动，以通过所述旋转托盘装置带动所述镜头旋转。
具体地，结合图4所示，镜头1为摄像头的核心装置，其两侧分别设有旋转托盘装置2，旋转托盘装置2分别与镜头1及旋转轴3固定连接，可以通过电机（例如直流电机或步进电机等）驱动旋转轴3按照对应的旋转角度转动，从而通过旋转托盘装置2带动镜头1旋转，使得摄像头的拍摄角度处于最有效的角度。
可选地，所述车载摄像头还包括电机，所述电机通过传动装置与所述旋转轴连接；所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：根据所述车载摄像头的待调整角度确定所述电机对应的驱动策略；通过所述电机按照所述驱动策略带动所述旋转轴按照对应的旋转角度转动，其中，所述电机包括伺服电机或步进电机，所述传动装置包括齿轮传动装置、皮带传动装置或联轴器。
具体地，车载摄像头还包括电机，电机通过传动装置驱动旋转轴，在驱动控制时，电机的控制器可以根据车载摄像头的待调整角度确定电机对应的驱动策略，按照驱动策略带动旋转轴按照对应的旋转角度转动。
其中，电机通常包括伺服电机或步进电机，伺服电机是一种闭环控制系统的关键组件，通过接收反馈信号来精确控制位置、速度和扭矩，例如采用PID控制（比例-积分-微分控制），可以根据位置反馈来调整电机的输出；步进电机是一种开环控制系统的电机，根据输入的脉冲信号以固定的步进角度旋转。
其中，传动装置包括齿轮传动装置、皮带传动装置或联轴器。
可选地，所述车载摄像头拍摄角度的控制方法还包括：根据所述纵向倾角确定所述车辆当前位置的坡度；根据所述持续时间确定所述车辆当前位置的坡长；根据所述纵向倾角和所述持续时间确定所述车辆的车速变化量；根据所述车速变化量调整所述坡度和所述坡长。
具体地，当上坡（坡度较大才会在接近坡顶时产生视角盲区）时车辆行驶车速会逐渐降低，当下坡时车辆的行驶速度会增加，本实施例将纵向倾角和持续时间作为主要参考条件来判断坡度和上升过程持续时间（坡长），同时通过车速变化量进一步辅助确认前述关于坡度和坡长的信息。
其中，纵向倾角A、持续时间b以及车速变化量c的关系可以通过标定确定，例如满足c=f（A，b）+x的非线性关系（f为函数，x为定量值）。
最后，通过车速变化量进一步辅助确认前述关于坡度和坡长的信息。
可选地，所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：根据所述纵向倾角确定所述车载摄像头的待调整角度；根据所述车辆的车速对所述待调整角度进行修正，根据修正后的所述待调整角度调整所述车载摄像头的拍摄角度。
具体地，车辆的纵向倾角A和不同车速V造成车辆自身姿态变化，也会对摄像头旋转调整夹角C造成影响，因此可以根据纵向倾角和车速来确定拍摄角度。纵向倾角A和车速V的关系通过标定确定，例如满足C=f（A,V）+y（y为定量值，用来调整相互关系的稳定性）。
可选地，所述车载摄像头拍摄角度的控制方法还包括：当所述纵向倾角小于或等于所述预设角度值时，调整所述拍摄角度至默认状态。
具体地，当纵向倾角小于或等于预设角度值时，说明此时需要调整拍摄角度至默认状态。
可选地，所述车载摄像头拍摄角度的控制方法还包括：根据外部指令开启或关闭所述车载摄像头的拍摄角度调整功能。
具体地，摄像头的拍摄角度调整功能可以设置为默认开关或者关闭的状态，当功能默认为关闭的状态时，需要用户主动打开功能开关（即外部指令）。
本发明另一实施例提供一种车辆，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上车载摄像头拍摄角度的控制方法。
本发明另一实施例提供一种电子设备，结合图5所示，电子设备包括中央处理单元（CPU）301，其可以根据存储在只读存储器（ROM）302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器（RAM）303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出（I/O）接口305也连接至总线304。在一些实施例中，以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本发明的电子设备中限定的上述功能。
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆的纵向倾角；
比较所述纵向倾角和预设角度值，当所述纵向倾角大于所述预设角度值，且持续时间大于预设时间时，根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度。
2.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，所述获取车辆的纵向倾角包括：
通过所述车辆的陀螺仪传感器或者所述车载摄像头内置的陀螺仪模块获取传感数据；
根据所述传感数据确定所述纵向倾角。
3.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，所述比较所述纵向倾角和预设角度值包括：
将所述纵向倾角的绝对值与所述预设角度值进行比较，其中，若所述车辆处于上坡状态，定义所述纵向倾角为正值，若所述车辆处于下坡状态，定义所述纵向倾角为负值。
4.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，所述车载摄像头包括镜头、旋转托盘装置及旋转轴，所述旋转托盘装置分别与所述镜头及所述旋转轴固定连接；所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述纵向倾角驱动所述旋转轴按照对应的旋转角度转动，以通过所述旋转托盘装置带动所述镜头旋转。
5.根据权利要求4所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，所述车载摄像头还包括电机，所述电机通过传动装置与所述旋转轴连接；所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述车载摄像头的待调整角度确定所述电机对应的驱动策略；
通过所述电机按照所述驱动策略带动所述旋转轴按照对应的旋转角度转动，其中，所述电机包括伺服电机或步进电机，所述传动装置包括齿轮传动装置、皮带传动装置或联轴器。
6.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述纵向倾角确定所述车辆当前位置的坡度；
根据所述持续时间确定所述车辆当前位置的坡长；
根据所述纵向倾角和所述持续时间确定所述车辆的车速变化量；
根据所述车速变化量调整所述坡度和所述坡长。
7.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，所述根据所述纵向倾角调整车载摄像头的拍摄角度包括：
根据所述纵向倾角确定所述车载摄像头的待调整角度；
根据所述车辆的车速对所述待调整角度进行修正，根据修正后的所述待调整角度调整所述车载摄像头的拍摄角度。
8.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述纵向倾角小于或等于所述预设角度值时，调整所述拍摄角度至默认状态。
9.根据权利要求1所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法，其特征在于，还包括：
根据外部指令开启或关闭所述车载摄像头的拍摄角度调整功能。
10.一种车辆，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1至9任一项所述的车载摄像头拍摄角度的控制方法。
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