CN204836349U - 无缝非拼接式全景实时图像成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其特点是，通过广角镜头获取周围的环境光线。之后，通过图像采集系统与图像处理系统的配合，将环境光线转化为电子图像信号，继而将电子图像信号矫正转化为可显示的电子图像信息。最终，通过显示系统显示电子图像信息。这样，仅需要一个摄像头和一图像芯片即可完成图像采集处理。同时，处理过程无需拼接，算法简单，响应速度快，对硬件性能要求低。并且，广角镜头视角范围大，其周围360度和垂直方向80度范围空间均可通过成像于单一的图像芯片上。更为重要的是，输出图像不需要拼接处理，无拼接痕迹，成像清晰自然，值得在泊车领和监控领域推广。

Description

无缝非拼接式全景实时图像成像设备

技术领域

本实用新型涉及一种成像设备，尤其涉及一种无缝非拼接式全景实时图像成像设备。

背景技术

伴随着日益复杂的行车环境，及消费者对车辆安全的需求，倒车影像系统已成为车载系统的一种标配。而后市场出现的集倒车后视、全景泊车，行车记录为一体的360度全景系统，由于其具有无视场盲点，可视性好(提供车辆鸟瞰视图)，安全性高等优点，市场对其关注度不断升温，有望替代普通倒车影像系统，成为新兴市场。

具体来说，现有车载全景系统一般分为两种：

一种是，采用4个或者多个摄像头分布于车辆四周，摄像头所拍摄各个视角内图像传输至视频处理器。之后，由视频处理器输出，在显示屏上分画面显示各路视频内容。在实施的时候，视频处理器只对各路视频图像做分块显示，不做画面拼接处理。这样，各个画面关联性弱，可视性差，对于方位感弱的人来说，可辨识效果差，无法有效推广到倒车辅助上。

另一种是，采用4个广角镜头分布于车辆的前后左右。首先对各个摄像头拍摄画面做畸变处理，然后对各个摄像头拍摄画面的重叠区域做图像拼接，再转化视图为俯视画面。但是，4路视频图像需要拼接，拼接矫正麻烦，算法复杂且对处理器性能要求较高，这就明显增加了系统成本。更为重要的是，在图像拼接处易有断痕(缝隙)，四角拼接处画面质量差。另外对于不是地面存在一定高度的物体，输出画面中存在明显的拉伸效果。这样，影响使用者来观察判断。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种无缝非拼接式全景实时图像成像设备，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种无缝非拼接式全景实时图像成像设备。

本实用新型的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，包括有广角镜头，所述广角镜头的图像输出端连接有图像采集系统，所述图像采集系统的数据输出端连接图像处理系统，所述图像处理系统的数据输出端连接图像显示系统的数据输入端，所述的广角镜头包括有镜头壳体固定组件，所述镜头壳体固定组件的顶部设置有反射镜，所述反射镜的光路输出端设置有图像采集系统，其特征在于：所述的反射镜光路输出端处还设置有图像收集组件，所述图像收集组件的光路输出端设置有主图像矫正组件，所述主图像矫正组件的光路输出端设置有副图像矫正组件，所述图像收集组件的光路输出端分布有副图像矫正组件，所述图像采集系统包括有图像芯片，所述图像芯片的数据通讯端口上连接有芯片驱动组件，所述芯片驱动的数据输出端连接图像信号输出接口，所述的图像处理系统包括信号接收端口，所述信号接收端口的数据通讯端连接图像信号存储装置的数据输入端口，所述图像信号存储装置的数据通讯端上连接有图像处理组件，所述的图像显示系统为显示器。

进一步地，上述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其中，所述的反射镜为非球面镜片构成，所述的非球面镜片表面镀有金属反射膜，所述的图像收集组件至少采用两个呈镜像分布的平凸透镜构成，所述两个平凸透镜的凸面相对，所述的主图像矫正组件为双凸透镜，所述的副图像矫正组件为平凸透镜，且该平凸透镜的凸面朝上，正对反射镜。

更进一步地，上述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其中，所述非球面镜片的形状为倒置状态的锥形镜，尖端朝下，所述构成图像收集组件的位于下方的平凸透镜外形大于位于上方的平凸透镜，所述构副图像矫正组件的平凸透镜的外形小于构成主图像矫正组件的双凸透镜的外形。

更进一步地，上述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其中，所述的显示器为LCD显示器或是为LED显示器。

再进一步地，上述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其中，所述的广角镜头上设置有安装定位底座。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：仅需要一个摄像头和一图像芯片即可完成图像采集处理。同时，处理过程无需拼接，算法简单，响应速度快，对硬件性能要求低。并且，广角镜头视角范围大，其周围360度和垂直方向80度范围空间均可通过成像于单一的图像芯片上。更为重要的是，输出图像不需要拼接处理，无拼接痕迹，成像清晰自然。应用在泊车领域时，可安装于车顶，附近车辆所成图像无明显拉伸现象，易于观察。再者，整体制造与维护成本低，易于推广。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是无缝非拼接式全景实时图像成像设备的整体结构示意图(虚线为光路示意图)；

图2是广角镜头的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1广角镜头2图像采集系统

3图像处理系统4图像显示系统

5镜头壳体固定组件6反射镜

7图像收集组件8主图像收集组件

9副图像收集组件10图像芯片

11芯片驱动组件12图像信号输出接口

13信号接收端口14图像信号存储装置

15图像处理组件

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1、图2所述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，包括有广角镜头1，该广角镜头1的图像输出端连接有图像采集系统2。为了实现对已收集的图像信号进行必要的处理，便于后续的识别便利，图像采集系统2的数据输出端连接图像处理系统3。考虑到能够实时显示获取的全景图像，图像处理系统3的数据输出端连接图像显示系统4的数据输入端。

为了能够在第一时间内采集尽可能大的角度，满足360度全景显示的需要，广角镜头1包括有镜头壳体固定组件5，在镜头壳体固定组件5顶部设置有反射镜6，在反射镜6的光路输出端设置有图像采集系统2。本实用新型与众不同之处在于：为了提高后续电子图像信号的可识别性，反射镜6的光路输出端还设置有图像收集组件7。同时，在图像收集组件7的光路输出端上还设置有主图像收集组件8，该主图像收集组件8的光路输出端设置有副图像收集组件9。当然，考虑到电子图像信号的采集便利，在副图像收集组件9的光路输出端分布有图像采集系统2。

进一步来看，为了拥有较佳的图像录入获取途径，本实用新型的图像采集系统2包括有图像芯片10。同时，考虑到图像芯片10工作所需的各个驱动的控制便利，在图像芯片10的数据通讯端口上连接有芯片驱动组件11，该芯片驱动组件11的数据输出端上连接有图像信号输出接口12。在实际运转处理期间，通过芯片驱动组件11来控制驱动图像芯片10进行对于的处理工作，利用图像芯片10将广角镜头1搜集的光线转化为图像电子信号，最终通过图像信号输出接口12输出即可。

为了尽可能减少图像电子信号的处理工作，满足快速化为可视可读取图像的需要，采用的图像处理系统3包括信号接收端口13，该信号接收端口13的数据通讯端连接图像信号存储装置14的数据输入端口。以此，可第一时间来获取前期已处理完毕的相关信号，并完成原始信号与已处理信号的零时差储存。在实际实施的时候，考虑到电子图像信号主要存在的问题就是存在一定的畸变及视角不正，影响后续观察识别。所以，本实用新型在图像信号存储装置14的数据通讯端上还连接有图像处理组件15。结合实际的图像处理工作情况来看，信号接收端口13把接收到的信号放入图像信号存储装置14。与此同时，通过图像处理组件15对电子图像信号进行畸变校正，视角转化，及格式转换的处理。最终，处理完毕的文件再放入存储装置，然后再由输出接口系统输出至图像显示系统4。

同时，考虑到拥有较佳的显示效果以及实施的通用性，采用的图像显示系统4为显示器。具体来说，根据实用环境和要求的不同，可采用LCD显示器或是为LED显示器。

结合本实用新型一较佳的实施方式来看，为了提高反射角度，收集有效的环境光线，为后续的图像处理提供便利，减少后续的额外补充步骤，反射镜6为采用注塑式非球面塑料镜片构成，这样既满足了制造的便利，又拥有较佳的自身强度。考虑到光线光路收集和矫正的需要，图像收集组件7至少采用两个呈镜像分布的玻璃平凸透镜构成，两者可通过研磨加工制得。并且，两个平凸透镜的凸面相对。考虑到实施的便捷性，主图像收集组件8为注塑式塑料双凸透镜。与之对应的是，为了配合主图像收集组件8的工作需要，副图像收集组件9为平凸透镜，且该平凸透镜的凸面朝上，正对反射镜6。

具体来说，为了拥有较佳的光路规划，反射镜6与图像收集组件7之间的间距以15.52mm为佳。同时，构成图像收集组件7的两个平凸透镜的间距为0.3mm。图像主图像收集组件8与图像收集组件7之间的间距为4.15mm。并且，图像主图像收集组件8同副图像收集组件9之间设置有6.12mm的间隙。

从制造实施的便捷化来看，非球面镜片的形状为倒置状态的锥形镜，尖端朝下。这样，有利于环境光线的汇集和传输。同时，为了实现有效的光线偏移矫正，构成图像收集组件7的位于下方的平凸透镜外形大于位于上方的平凸透镜外形。并且构成副图像收集组件9的平凸透镜的外形小于构成图像主图像收集组件8的双凸透镜外形。这样，保证了环境的顺利会聚，便于后续步骤的处理。

再者，为了能够配合目前车辆的使用推广，完善汽车辅助泊车功能的实现，广角镜头1上设置有安装定位底座。这样，易于安装在车辆规定的使用部位上。当然，也可以配合环境控件的监控需要，安装到需要监控的区域内。

结合实际使用来看：首先，通过广角镜头1获取周围的环境光线。在此期间，广角镜头1搜集其周围360度范围的光线和垂直方向80度范围的光线，聚焦于图像芯片10。之后，依托于图像采集系统2的参与，将环境光线转化为电子图像信号。随即，通过图像处理系统3的参与，将电子图像信号矫正转化为可显示的电子图像信息。为了减少后续处理步骤，同时满足图像可视化的需要，本实用新型采用的矫正转化过程只需要经过畸变校正与视角转化即可。同时，考虑到某些使用环境较为黑暗，影响后续的显示，可以对电子图像信号进行灰度调节。最终，将上述处理后的信号进行格式转换，通过显示系统显示电子图像信息即可。当然，考虑到不同硬件的解码需求不一致，涉及的格式转换后生成的格式包括有AVI、mkv、wmv、mpg。当然，并不局限于上述的格式，只要符合读取的便利和显示清晰即可。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本实用新型后，仅需要一个摄像头和一图像芯片即可完成图像采集处理。同时，处理过程无需拼接，算法简单，响应速度快，对硬件性能要求低。并且，广角镜头视角范围大，其周围360度和垂直方向80度范围空间均可通过成像于单一的图像芯片上。更为重要的是，输出图像不需要拼接处理，无拼接痕迹，成像清晰自然。应用在泊车领域时，可安装于车顶，附近车辆所成图像无明显拉伸现象，易于观察。再者，整体制造与维护成本低，易于推广。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.无缝非拼接式全景实时图像成像设备，包括有广角镜头，所述广角镜头的图像输出端连接有图像采集系统，所述图像采集系统的数据输出端连接图像处理系统，所述图像处理系统的数据输出端连接图像显示系统的数据输入端，所述的广角镜头包括有镜头壳体固定组件，所述镜头壳体固定组件的顶部设置有反射镜，所述反射镜的光路输出端设置有图像采集系统，其特征在于：所述的反射镜光路输出端处还设置有图像收集组件，所述图像收集组件的光路输出端设置有主图像矫正组件，所述主图像矫正组件的光路输出端设置有副图像矫正组件，所述图像收集组件的光路输出端分布有副图像矫正组件，所述图像采集系统包括有图像芯片，所述图像芯片的数据通讯端口上连接有芯片驱动组件，所述芯片驱动的数据输出端连接图像信号输出接口，所述的图像处理系统包括信号接收端口，所述信号接收端口的数据通讯端连接图像信号存储装置的数据输入端口，所述图像信号存储装置的数据通讯端上连接有图像处理组件，所述的图像显示系统为显示器。

2.根据权利要求1所述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其特征在于：所述的反射镜为非球面镜片构成，所述的非球面镜片表面镀有金属反射膜，所述的图像收集组件至少采用两个呈镜像分布的平凸透镜构成，所述两个平凸透镜的凸面相对，所述的主图像矫正组件为双凸透镜，所述的副图像矫正组件为平凸透镜，且该平凸透镜的凸面朝上，正对反射镜。

3.根据权利要求2所述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其特征在于：所述非球面镜片的形状为倒置状态的锥形镜，尖端朝下，所述构成图像收集组件的位于下方的平凸透镜外形大于位于上方的平凸透镜，所述构副图像矫正组件的平凸透镜的外形小于构成主图像矫正组件的双凸透镜的外形。

4.根据权利要求1所述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其特征在于：所述的显示器为LCD显示器或是为LED显示器。

5.根据权利要求1所述的无缝非拼接式全景实时图像成像设备，其特征在于：所述的广角镜头上设置有安装定位底座。