CN204845715U - 穿戴式行车影像辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种穿戴式行车影像辅助装置，包括镜头群组、三维影像处理模块、头戴式显示装置及影像撷取模块。镜头群组包括多个镜头，分别拍摄车辆周围的多个外部影像并输出。上述三维影像处理模块接收外部影像且合成为三维环场投影影像并输出。上述头戴式显示装置包括显示单元与视角检测单元，视角检测单元用以检测并输出驾驶人的观视角度。上述影像撷取模块接收三维环场投影影像与观视角度，且依据观视角度对应的视野范围撷取局部的三维环场投影影像并输出局部三维车外影像。其中头戴式显示装置接收局部三维车外影像并显示于显示单元。藉此达到符合驾驶人行车的视线位置及提升行车安全性的功效。

Description

穿戴式行车影像辅助装置

技术领域

本实用新型涉及一种行车影像辅助装置，特别涉及一种穿戴式行车影像辅助装置。

背景技术

长期以来，许多发生在车辆驾驶时的交通意外，大多都是车体结构(如A柱、B柱、C柱或其他部位的车板)所产生的视觉死角所导致，举例来说，驾驶人在操控车辆转弯的过程中，车辆A柱容易挡住前方路过的行人、车辆或交通号志而导致交通意外的产生。而B柱则是容易挡住车辆侧边的物体移动，造成驾驶人在转弯或切换车道时与易与旁边车辆发生擦撞的情形。

然而，目前市面上虽有在车辆死角处装设摄影机，以拍摄死角区域挡住的画面并显示在仪表板的萤幕上，供驾驶人观看以避免发生意外。但在实际使用经验上，驾驶人在进行转弯或切换车道时，其视线并不会在前方仪表板上，若在此时为了观看死角区域的画面而将视线移至萤幕上，实不符人性化且容易造成交通事故的发生，除此之外，摄影机所拍摄的画面大多会产生形变而使驾驶人无法确切地分辨车外物体的形状、大小，以及与车辆的距离，实有必要改良突破。

实用新型内容

有鉴于上述问题，本实用新型提供一种穿戴式行车影像辅助装置，包括显示单元与视角检测单元，头戴式显示装置是供驾驶人配戴，显示单元对应于驾驶人的眼部位置，视角检测单元用以检测并输出驾驶人的观视角度。影像撷取模块电连接于三维影像处理模块与头戴式显示装置，影像撷取模块接收三维环场投影影像与观视角度，且依据观视角度对应的视野范围撷取局部的三维环场投影影像并输出局部三维车外影像。其中头戴式显示装置接收局部三维车外影像并显示于显示单元，且局部三维车外影像覆盖上述观视角度的视野范围中所对应的实体景像。

为达上述目的，本实用新型提供一种穿戴式行车影像辅助装置，应用于一车辆，该穿戴式行车影像辅助装置包括：

一镜头群组，包括多个镜头，分别设置于该车辆周围的不同位置处，该些镜头分别拍摄该车辆周围的多个外部影像并输出；

一三维影像处理模块，电连接于该镜头群组，该三维影像处理模块接收该些外部影像且合成为一三维环场投影影像并输出；

一头戴式显示装置，包括一显示单元与一视角检测单元，该头戴式显示装置供一驾驶人配戴，该显示单元对应于该驾驶人的眼部位置，该视角检测单元用以检测并输出该驾驶人的一观视角度；及

一影像撷取模块，电连接于该三维影像处理模块与该头戴式显示装置，该影像撷取模块接收该三维环场投影影像与该观视角度，且依据该观视角度对应的视野范围撷取局部的该三维环场投影影像并输出一局部三维车外影像；

其中，该头戴式显示装置接收该局部三维车外影像并显示于该显示单元，且该局部三维车外影像覆盖该观视角度的视野范围中所对应的一实体景像。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该三维影像处理模块将该些外部影像投影至一3D环场模型而合成该三维环场投影影像，且该3D环场模型的一座标中心位置对应于一驾驶人位置。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该头戴式显示装置更包括一GPS定位单元，该GPS定位单元检测并输出该驾驶人位置。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该镜头群组包括：

一左视镜头，安装于该车辆左侧，该左视镜头拍摄并输出一车体左侧影像；

一右视镜头，安装于该车辆右侧，该右视镜头拍摄并输出一车体右侧影像；

一后视镜头，安装于该车辆后侧，该后视镜头拍摄并输出一车体后侧影像，该车体后侧影像与该车体左侧影像至少一部分重合，该车体后侧影像与该车体右侧影像至少一部分重合；及

一前视镜头，安装于该车辆前侧，该前视镜头拍摄并输出一车体前侧影像，该车体前侧影像与该车体左侧影像至少一部分重合，该车体前侧影像与该车体右侧影像至少一部分重合。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该三维影像处理模块与该影像撷取模块整合于该车辆的一车机内。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该局部三维车外影像为该观视角度的视野范围中所对应的一车体遮蔽区块所遮蔽的车外景像，该实体景像为该车体遮蔽区块。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该局部三维车外影像为该观视角度的视野范围中所对应的一车体遮蔽区块与一可透视区块的车外景像，该实体景像为该车体遮蔽区块与该可透视区块。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该局部三维车外影像为该观视角度的视野范围中所对应的一预定透视区块的车外景像，该实体景像为该预定透视区块。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该预定透视区块为该车辆的A柱、B柱、C柱或至少其中两者的组合。

上述的穿戴式行车影像辅助装置，其中该显示单元为一抬头显示器或一投影器。

藉此，本实用新型利用影像的处理及合成，先建立三维环场投影影像，再随着驾驶人的视角撷取其视野范围中对应的局部三维车外影像，并显示于头戴式显示装置的显示单元，以覆盖视野范围中所对应的实体景像，使驾驶人在行车过程中可看到被车体所阻挡的车外视野，且所合成的三维环场投影影像更具立体感而能够实际呈现车辆周遭环境，达到符合驾驶人行车的视线位置及提升行车安全性的功效。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1本实用新型镜头群组的配置立体图；

图2本实用新型穿戴式行车影像辅助装置的装置方框图；

图3本实用新型穿戴式行车影像辅助装置的环场投影示意图；

图4本实用新型头戴式显示装置的穿戴示意图；

图5本实用新型穿戴式行车影像辅助装置的撷取对应图；

图6本实用新型穿戴式行车影像辅助装置的撷取示意图；

图7本实用新型驾驶人于一观视角度的视野图；

图8本实用新型显示单元的显示示意图(一)；

图9本实用新型显示单元的显示示意图(二)；

图10本实用新型显示单元的显示示意图(三)。

其中，附图标记

1穿戴式行车影像辅助装置

2车辆

3驾驶人

4车体遮蔽区块

5可透视区块

6预定透视区块

10镜头群组

10L左视镜头

10R右视镜头

10B后视镜头

10F前视镜头

20三维影像处理模块

213D环场模型

22座标中心位置

30头戴式显示装置

31显示单元

32视角检测单元

33GPS定位单元

40影像撷取模块

I_L车体左侧影像

I_R车体右侧影像

I_B车体后侧影像

I_F车体前侧影像

I_p局部三维车外影像

I_surr三维环场投影影像

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1、图2所示，于本实施例中，穿戴式行车影像辅助装置1包括镜头群组10、三维影像处理模块20、头戴式显示装置30及影像撷取模块40。

如图1所示，上述镜头群组10是包括有前视镜头10F、后视镜头10B、左视镜头10L及右视镜头10R。其中，前视镜头10F是安装于车辆2前方，例如，前视镜头10F可装设在前车牌或前方水箱护罩处，以拍摄车体前侧影像I_F(也就是车辆2前方的外部影像)。上述后视镜头10B是安装于车辆2后方，例如，后视镜头10B可装设在后车厢盖上，以拍摄车体后侧影像I_B(也就是车辆2后方的外部影像)。上述左视镜头10L与右视镜头10R是分别安装于车辆2左右两侧，例如，左视镜头10L是安装于左后视镜上以拍摄车体左侧影像I_L(也就是车辆2左方的外部影像)，右视镜头10R则可安装于右后视镜上以拍摄车体右侧影像I_R(也就是车辆2右方的外部影像)。实际上，上述各镜头的数量及角度都可以依实际的需求调整，以上仅为示例，而非用以限制。

另外，上述前视镜头10F、后视镜头10B、左视镜头10L及右视镜头10R具体上可为广角镜头或鱼眼镜头，且上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R的至少一部分相互重合，也就是说，上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R可皆有一部分相互重叠而没有间隙，以取得车辆2周围的全部影像，上述镜头群组10并输出上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R。

如图2所示，上述三维影像处理模块20具体上可以是微电脑、处理器或特用芯片来实现，且三维影像处理模块20可安装于车辆2上，例如三维影像处理模块20可整合于安装在车辆2中的车机(OBU)的内部电路板上。所述三维影像处理模块20电连接于上述前视镜头10F、后视镜头10B、左视镜头10L及右视镜头10R。且所述三维影像处理模块20接收并可先将上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R组合为一平面的环场影像，再经由逆投影的方式将平面的环场影像合成为一三维环场投影影像I_surr并输出。

或者，如图3所示，于本实施例中，上述三维影像处理模块20是将上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R投影至一3D环场模型21而合成三维环场投影影像I_surr，且车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R投影至3D环场模型21的边缘相互重叠，因此，三维环场投影影像I_surr可呈现车辆2周围的3D环景影像，也就是说，三维环场投影影像I_surr更具立体感而能够实际呈现车辆周遭环境，使驾驶人可轻易且直觉辨识周遭物体的高度差与距离。此外，3D环场模型21的座标中心位置22是对应于车辆2的驾驶人位置。也就是说，所合成出的三维环场投影影像I_surr是符合于驾驶人的观看视野。其中三维影像处理模块20可利用GPS定位统取得上述驾驶人位置(如利用驾驶人配戴的穿戴式装置内建的GPS感测器取得驾驶人的座标)，以将上述3D环场模型21的座标中心位置22校正至驾驶人位置，但并不局限于此种方式。

如图2、图4所示，于本实施例中，头戴式显示装置30为眼镜型态(如一般眼镜、护目镜或太阳眼镜型态)以供驾驶人3配戴于眼部位置，但并不局限于此，于一些态样中，所述头戴式显示装置30也可为眼罩或头盔型态。其中，头戴式显示装置30包括有显示单元31、视角检测单元32及GPS定位单元33。所述显示单元31是对应于驾驶人3的眼部位置，在本实施例中，显示单元31为一可透视的显示萤幕(如抬头显示器)且位于镜片上而贴近于驾驶人3的眼睛。或者，显示单元31也可以说是镜片型态的显示萤幕。藉此，显示单元31在没有显示影像画面时，驾驶人3的眼睛可穿透显示单元31观看外部景物。于一些态样中，上述显示单元31也可为投影器，以使驾驶人3眼部看见显示单元31的投影影像。而所述视角检测单元32具体上可为一陀螺仪，以随着驾驶人3头部旋转的角度检测输出驾驶人3的观视角度(也就是驾驶人观看的方向)。此可参图5所示，为驾驶人3向右前方观看的示意图，而视角检测单元32即可依据驾驶人3头部向右转动的角度计算出驾驶人3的观视角度，举例来说，若驾驶人3朝前方观看的观视角度为0度，在本实施例中，视角检测单元32所检测的观视角度则可为45度。上述驾驶人3观看各方位的角度值，可视实际需求设定，以上仅为示例，而非用以限制。于一些态样中，上述视角检测单元32也可为摄影机，以持续拍摄驾驶人3头部的转向而检测输出驾驶人3的观视角度，此部分并不局限。

上述GPS定位单元33具体上可以是微电脑、处理器或特用芯片来实现，以通过卫星取得上述驾驶人位置，供三维影像处理模块20将3D环场模型21的座标中心位置22校正至驾驶人位置。于一些态样中，GPS定位单元33也可位于配戴在驾驶人3身上的其他穿戴式装置(如手表或手环)中。或者，GPS定位单元33也可安装于驾驶人3的座椅或其他车机上，此部分并不局限。

上述影像撷取模块40具体上可以是微电脑、处理器或特用芯片来实现，所述影像撷取模块40可安装于车辆2(例如影像撷取模块40可整合于安装在车辆2中的车机(OBU)的内部电路板上)且电连接于上述三维影像处理模块20与头戴式显示装置30，上述影像撷取模块40接收上述三维环场投影影像I_surr与观视角度，且依据观视角度对应的视野范围撷取局部的三维环场投影影像I_surr并输出一局部三维车外影像I_p。举例来说，如图5所示，视角检测单元32会检测出的驾驶人3朝右前方观看的观视角度(如45度)，所述观视角度可对应到一视线范围，在本实施例中，驾驶人3在此观视角度的视线范围中所能看到的景物可如图7所示，包括有右侧局部的仪表板、右侧局部前挡风玻璃、右侧车门、右侧A柱、右侧车窗以及由右侧局部前挡风玻璃与右侧车窗透视的外部景像(于此为骑脚踏车的路人与路树)。再对照图6所示，上述影像撷取模块40则对应上述观视角度的视线范围撷取局部的三维环场投影影像I_surr而输出局部三维车外影像I_p。所述局部三维车外影像I_p可为上述观视角度对应的视线范围中的全部或局部车外影像，此容后详述。

如图2所示，当上述头戴式显示装置30接收到局部三维车外影像I_p时，会将局部三维车外影像I_p显示于显示单元31上，且局部三维车外影像I_p是覆盖观视角度的视线范围中所对应的实体景像。藉此，令驾驶人3于观看各个角度时(如向右侧或后侧观看)所对应的实体景像都能产生透视的效果，达到符合驾驶人行车的视线位置及提升行车安全性的功效。此一步配合附图说明如下：

请参阅图7所示，为头戴式显示装置30的显示单元31尚未显示影像时，驾驶人3朝右前方观看所对应的景象，于此包括有右侧局部的仪表板、右侧局部前挡风玻璃、右侧车门、右侧A柱、右侧车窗以及由右侧局部前挡风玻璃与右侧车窗透视的外部景像(于此为骑脚踏车的路人与路树)等等。其中在此驾驶人3的观视角度的视野范围中，是包括有车体遮蔽区块4以及可透视区块5，所述车体遮蔽区块4为车辆2的车体结构部分，如右侧局部的仪表板、右侧车门及右侧A柱等遮蔽车外景物的部分，可透视区块5则为右侧局部前挡风玻璃与右侧车窗等驾驶人3可透视车外影像的部分。

请对照图7、图8所示，在本实施例中，上述局部三维车外影像I_p是仅对应于上述车体遮蔽区块4。换言之，局部三维车外影像I_p为驾驶人3观视角度的视线范围中所对应的车体遮蔽区块4所遮蔽的车外景像。因此，当头戴式显示装置30接收到局部三维车外影像I_p并显示于显示单元31时，局部三维车外影像I_p会覆盖驾驶人3视线范围中的车体遮蔽区块4，使驾驶人3能够看到车体遮蔽区块4所遮蔽的车外影像而产生透视的效果，而上述可透视区块5则未受到任何影像覆盖而仍为驾驶人3原本可看到的实景(其中局部三维车外影像I_p的显示画面是以虚线表示，而驾驶人3可看到的实景则是以实线表示)，达到符合驾驶人行车的视线位置及提升行车安全性的优点。

请对照图7、图9所示，在本实施例中，上述局部三维车外影像I_p是对应于上述车体遮蔽区块4与可透视区块5。换言之，局部三维车外影像I_p为驾驶人3观视角度的视线范围中所对应的车体遮蔽区块4所遮蔽的车外景像以及可透视区块5所透视的车外景像。因此，当头戴式显示装置30接收到局部三维车外影像I_p并显示于显示单元31时，局部三维车外影像I_p会覆盖驾驶人3视线范围中的车体遮蔽区块4与可透视区块5，使驾驶人3能够看到车体遮蔽区块4所遮蔽的车外影像而产生透视的效果，而上述可透视区块5同样为驾驶人3原本透视的车外景像。

如图10所示，上述局部三维车外影像I_p是对应于上述观视角度的视线范围中所对应的预定透视区块6。于本实施例中，预定透视区块6为驾驶人3视野范围中的A柱部分，但并不局限于此，于一些态样中，预定透视区块6也可为驾驶人3视野范围中的B柱、C柱或其他车体遮蔽区块4的局部区域。因此，当头戴式显示装置30接收到局部三维车外影像I_p并显示于显示单元31时，局部三维车外影像I_p会覆盖驾驶人3视线范围中的A柱范围，使驾驶人3能够看到A柱所遮蔽的车外影像而产生透视的效果，驾驶人3视野范围中A柱以外的部分则未受到任何影像覆盖而仍为驾驶人3原本可看到的实景(其中局部三维车外影像I_p的显示画面是以虚线表示，而驾驶人3可看到的实景则是以实线表示)。藉此，可根据实际的需求设定预定透视区块6，而达到更加人性化与提升行车安全的目的。

另外，上述镜头群组10、三维影像处理模块20、头戴式显示装置30及影像撷取模块40之间可利用有线或无线的方式相互传输数据，此并不局限。举例来说，上述镜头群组10、三维影像处理模块20、头戴式显示装置30及影像撷取模块40之间可利用控制器区域网络(ControllerAreaNetwork)连接。或者，上述镜头群组10、三维影像处理模块20、头戴式显示装置30及影像撷取模块40可分别内建有无线通讯模块(如天线模块、wifi模块、蓝牙模块或ZigBee模块)以进行无线传输作业。

综上所述，本实用新型利用影像的处理及合成，先建立三维环场投影影像，再随着驾驶人的视角撷取其视野范围中对应的局部三维车外影像，并显示于头戴式显示装置的显示单元，以覆盖视野范围中所对应的实体景像，使驾驶人在行车过程中可看到被车体所阻挡的车外视野，且所合成的三维环场投影影像更具立体感而能够实际呈现车辆周遭环境，达到符合驾驶人行车的视线位置及提升行车安全性的功效。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种穿戴式行车影像辅助装置，应用于一车辆，其特征在于，该穿戴式行车影像辅助装置包括：

一镜头群组，包括多个镜头，分别设置于该车辆周围的不同位置处，该些镜头分别拍摄该车辆周围的多个外部影像并输出；

一三维影像处理模块，电连接于该镜头群组，该三维影像处理模块接收该些外部影像且合成为一三维环场投影影像并输出；

一头戴式显示装置，包括一显示单元与一视角检测单元，该头戴式显示装置供一驾驶人配戴，该显示单元对应于该驾驶人的眼部位置，该视角检测单元用以检测并输出该驾驶人的一观视角度；及

一影像撷取模块，电连接于该三维影像处理模块与该头戴式显示装置，该影像撷取模块接收该三维环场投影影像与该观视角度，且依据该观视角度对应的视野范围撷取局部的该三维环场投影影像并输出一局部三维车外影像；

其中，该头戴式显示装置接收该局部三维车外影像并显示于该显示单元，且该局部三维车外影像覆盖该观视角度的视野范围中所对应的一实体景像。

2.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该三维影像处理模块将该些外部影像投影至一3D环场模型而合成该三维环场投影影像，且该3D环场模型的一座标中心位置对应于一驾驶人位置。

3.根据权利要求2所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该头戴式显示装置更包括一GPS定位单元，该GPS定位单元检测并输出该驾驶人位置。

4.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该镜头群组包括：

一左视镜头，安装于该车辆左侧，该左视镜头拍摄并输出一车体左侧影像；

一右视镜头，安装于该车辆右侧，该右视镜头拍摄并输出一车体右侧影像；

一后视镜头，安装于该车辆后侧，该后视镜头拍摄并输出一车体后侧影像，该车体后侧影像与该车体左侧影像至少一部分重合，该车体后侧影像与该车体右侧影像至少一部分重合；及

一前视镜头，安装于该车辆前侧，该前视镜头拍摄并输出一车体前侧影像，该车体前侧影像与该车体左侧影像至少一部分重合，该车体前侧影像与该车体右侧影像至少一部分重合。

5.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该三维影像处理模块与该影像撷取模块整合于该车辆的一车机内。

6.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该局部三维车外影像为该观视角度的视野范围中所对应的一车体遮蔽区块所遮蔽的车外景像，该实体景像为该车体遮蔽区块。

7.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该局部三维车外影像为该观视角度的视野范围中所对应的一车体遮蔽区块与一可透视区块的车外景像，该实体景像为该车体遮蔽区块与该可透视区块。

8.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该局部三维车外影像为该观视角度的视野范围中所对应的一预定透视区块的车外景像，该实体景像为该预定透视区块。

9.根据权利要求8所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该预定透视区块为该车辆的A柱、B柱、C柱或至少其中两者的组合。

10.根据权利要求1所述的穿戴式行车影像辅助装置，其特征在于，该显示单元为一抬头显示器或一投影器。