CN207399382U - 一种车载长距离图像传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种车载长距离图像传输系统，以解决现有的车载长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。该系统包括摄像头、串行器、解串器、USB转换模块和服务器；串行器和解串器之间通过同轴线或者双绞线进行连接；摄像头用于采集车辆周围环境的视频图像数据；串行器用于将来自摄像头的视频图像数据转换为串行信号；解串器用于将来自串行器的串行信号进行解析；USB转换模块用于将解串器解析后的信号转换为USB格式的视频图像数据；服务器用于接收来自USB转换模块的视频图像数据，并对视频图像数据进行处理。

Description

一种车载长距离图像传输系统

技术领域

本申请涉及车载图像传输领域，特别涉及一种车载长距离图像传输系统。

背景技术

在自动驾驶车辆或者智能驾驶车辆的行驶中，通常需要将车辆外部的摄像头获取的视频图像数据长距离地发送给车辆内部的服务器。长距离是指由于车辆的车体较大，导致搭载在车体外部的摄像头与配置在车体内部的服务器之间的传输距离较长，其中车体较大反映在车长与车高的数值都很大。

车载图像传输还对连接摄像头与服务器之间的传输走线有较为苛刻的要求，例如，狭小的走线空间、较长的走线距离、较高的传输速率。传输速度通常要求分辨率在1280*720以上，每秒传输30帧以上，这样每秒需要传输55MByte的数据量。目前通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)3.0是个不错的选择，但目前USB 3.0的传输距离在5米以内，不满足通常的车载图像的传输距离，如果增大传输距离，那么传输速率会下降，也不能满足使用要求。这样通常需要对USB3.0传输线增加中继设备，如图1所示，通过USB3.0传输线来传输摄像头11获取的视频图像信号，USB中继器13将视频图像数据通过USB3.0传输线发送给服务器15。由于USB3.0的传输限制，10米的传输距离就需要增加一个USB中继器。

另一方面，车载上的中继器件需要符合车规，需要达到防水及抗震等要求，能满足此要求的结构通常都比较庞大，比如航插结构，一个采用航插结构的USB中继器通常的体积为80毫米*80毫米*10毫米。在一辆自动驾驶车辆或智能驾驶车辆中需要安装多个摄像头，如果对每个摄像头均采用中继结构进行图像的长距离传输，如此之多采用航插结构的中继器会占用过多的走线空间。

可见，在现有的车载图像传输技术中，存在长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种车载长距离图像传输系统，用以实现车辆中的图像长距离传输，以解决现有技术中存在的车载长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种车载长距离图像传输系统，包括摄像头、串行器、解串器、USB转换模块和服务器；摄像头和串行器之间进行有线连接，串行器和解串器之间通过同轴线或者双绞线进行连接，解串器和USB转换模块之间进行有线连接，USB转换模块和服务器之间通过USB传输线进行连接；

摄像头，用于采集车辆周围环境的视频图像数据；

串行器，用于将来自摄像头的视频图像数据转换为串行信号；

解串器，用于将来自串行器的串行信号进行解析；

USB转换模块，用于将解串器解析后的信号转换为USB格式的视频图像数据；

服务器，用于接收来自USB转换模块的视频图像数据，并对视频图像数据进行处理。

在多个实施例中，来自摄像头的视频图像数据包括移动行业处理器接口(MIPI)信号的视频图像数据或者通过并行信号的视频图像数据。

相应地，在一些实施例中，在来自摄像头的视频图像数据为MIPI信号的视频图像数据的情况下，串行器用于将MIPI信号的视频图像数据转换为串行信号；解串器用于将来自串行器的串行信号解析为MIPI信号；USB转换模块用于将来自解串器的MIPI信号转换为USB格式的视频图像数据。

其中，USB转换模块包括：MIPI摄像头串行接口(CSI)模块，用于将MIPI信号转换为USB格式的视频图像数据；USB输入节点，用于将来自MIPI CSI模块的USB格式的视频图像数据发送给服务器。

相应地，在另一个实施例中，在来自摄像头的视频图像数据为并行信号的视频图像数据的情况下，串行器用于将来自摄像头的并行信号的视频图像数据转换为串行信号；解串器用于对来自串行器的串行信号进行解码，并从解码得到的数据中解析出行信号、帧信号和图像数据，产生时钟信号；USB转换模块用于根据来自解串器的行信号、帧信号和时钟信号，对来自解串器的图像数据进行采集，得到USB格式的视频图像数据。

其中，USB转换模块包括：视频转换模块，用于根据行信号、帧信号和时钟信号，对图像数据进行采集，得到USB格式的视频图像数据；USB输入节点，用于将来自视频转换模块的USB格式的视频图像数据发送给服务器。

在多个实施例中，USB模块还用于将来自服务器的控制信号转换为内部集成电路(IIC)控制信号；解串器还用于将IIC控制信号发送给串行器；串行器还用于将IIC控制信号发送给摄像头；摄像头还用于根据接收到的IIC控制信号，执行与IIC控制信号携带的控制命令对应的操作。

在多个实施例中，USB模块包括：USB控制节点和IIC控制器；USB控制节点，用于将来自服务器的控制信号发送给IIC控制器；IIC控制器，用于将控制信号转换为IIC控制信号。

在多个实施例中，USB转换模块为USB设备端，服务器为USB主机端。

在多个实施例中，USB格式的视频图像数据为USB3.0格式的视频图像数据，USB传输线为USB3.0传输线。

在多个实施例中，串行器集成设置在摄像头中；解串器和USB转换模块集成设置在一个集成电路中。

在多个实施例中，服务器通过USB总线向USB转换模块、解串器、串行器和摄像头提供电源。

根据本申请实施例提供的车载长距离图像传输系统，通过串行器、解串器和USB转换模块的体积都相对较小，不占用过多的空间，串行器和解串器的传输速率为1.5～3.0Gbps，每秒传输30～60帧图像，能够满足车载图像传输的传输速率要求，同轴线或者双绞线连接串行器和解串器，同轴线或双绞线的直径通常为3毫米，所占用的车内走线空间非常小，本申请提供的系统能够在满足传输距离和传输速率的同时，有效地减少所占用的车内走线空间，从而能够解决现有技术中存在的长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为现有技术中车载长距离图像传输系统的结构框图；

图2为本申请实施例提供的车载长距离图像传输系统的结构框图；

图3为本申请实施例提供的车载长距离图像传输系统的一种实施方式的结构框图；

图4为本申请实施例提供的车载长距离图像传输系统的另一种实施方式的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在现有的自动驾驶车辆或者智能驾驶车辆中，将搭载在车外的摄像头采集到的视频图像数据传输给搭载在车内的服务器时，通常采用USB传输线对视频图像数据进行传输。目前USB3.0传输线的传输距离通常是5米。由于USB传输距离的这一限制，在较大的车体中，只能使用采用航插结构的中继器来延长传输距离。但是采用航插结构的中继器的体积较大，而车内的走线空间非常有限，在车载摄像头的数量较多时，中继器会占用过多的走线空间，对走线带来挑战。可见，现有技术中存在车载长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

本申请针对上述问题，提出了一种车载长距离视频图像传输系统，该系统中采用较细的传输介质和体积较小的传输设备，同时满足图像传输速率和车辆内部走线的要求。本申请提出的车载长距离图像传输系统包括：摄像头、串行器、解串器、USB转换模块和服务器，摄像头和串行器之间进行有线连接，串行器和解串器之间通过同轴线或者双绞线进行连接，解串器和USB转换模块之间进行有线连接，USB转换模块和服务器之间通过USB传输线进行连接。其中，串行器，用于接收来自摄像头的视频图像数据转换为串行信号；解串器，用于将来自串行器的串行信号进行解析；USB转换模块，用于将解串器解析后的信号转换为USB格式的视频图像数据；服务器，用于接收来自USB转换模块的视频图像数据，并对视频图像数据进行处理。

在本申请提出的车载长距离图像传输系统中，串行器、解串器和USB转换模块的体积通常都不超过30毫米*30毫米*5毫米，都明显小于采用航插结构的中继器的体积，串行器和解串器的传输速率为1.5～3.0波特率，每秒传输30帧～60帧图像，能够满足车载图像传输的传输速率要求。并且串行器与摄像头设置在车外，解串器、USB转换模块和服务器设置在车内，均不占用车内走线空间，通过同轴线或者双绞线在车内走线空间中的走线来连接串行器和解串器，同轴线和双绞线的直径为3毫米或者更小，只占用很小的走线空间，并且传输距离长，能够满足车型较大的车辆的视频图像传输要求。从而，本申请提出的车载长距离图像传输系统能够解决现有技术中存在的长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

以上是本实用新型的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例中技术方案作进一步详细的说明。

图2中示出了本申请提供的车载长距离图像传输系统的结构框图，其中包括：

摄像头21、串行器23、解串器25、USB转换模块27和服务器29；摄像头21与串行器23设置在车外，解串器25、USB转换模块27和服务器29设置在车内；摄像头21和串行器23之间进行有线连接，串行器23和解串器25之间通过同轴线或者双绞线201进行连接，解串器25和USB转换模块27之间进行有线连接，USB转换模块27和服务器29之间通过USB传输线进行连接；

摄像头21，用于采集车辆周围环境的视频图像数据；

串行器23，用于将来自摄像头21的视频图像数据转换为串行信号；

解串器25，用于将来自串行器23的串行信号进行解析；

USB转换模块27，用于将解串器25解析后的信号转换为USB格式的视频图像数据；

服务器29，用于接收来自USB转换模块的视频图像数据，并对视频图像数据进行处理。

在上述结构中，USB转换模块27为USB设备端，服务器29为USB主机端。

在一些实施例中，上述的USB传输线为USB3.0传输线，USB格式的数据为USB3.0格式的数据。USB3.0的通信频率为5Gbps，能够与本申请提供的系统进行匹配，并提供较高的传输速率。

在一些实施例中，由于串行器23本身的体积非常小，摄像头21和串行器23还可以集成设置，例如串行器23可以集成设置在摄像头21中，能够满足图像传输设备的防水和抗震的设计要求。

在一些实施例中，由于解串器25和USB转换模块27的体积也非常小，解串器25和USB转换模块27可以集成设置，例如集成设置为一个集成电路，该集成电路可以方便简易地通过USB传输线与服务器29相连接，能够满足对图像设备的防水和抗震的设计要求。

在一些实施例中，服务器29还可以通过USB总线向USB转换模块27和解串25器提供电源，以及通过同轴线或者双绞线将电源提供给串行器23和摄像头21提供电源。从而整个图像传输系统不需要增加多余的电源以及电源走线，能够简化系统设计。

通过上述描述可以看出，根据本申请提供的车载长距离图像传输系统，串行器和解串器的传输速率为1.5～3.0波特率，每秒传输30帧～60帧图像，能够满足车载图像传输的传输速率要求；将摄像头和串行器设置在车体外，将解串器、USB转换模块和服务器设置在车体内，串行器、解串器和USB转换模块的体积都非常小，不占用车内走线空间，并且通过同轴线或者双绞线连接串行器和解串器，同轴线或双绞线的直径通常为3毫米，所占用的车内走线空间非常小，能够在满足传输距离和传输速率的同时，有效地减少所占用的车内走线空间，从而能够解决现有技术中存在的长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

下面对本申请提供的车载长距离视频图像传输系统的具体实现的情况进行说明。

方式一

图3中示出了本申请提供的车载长距离视频图像传输系统的一种实现方式，在该实现方式中，摄像头21和串行器23集成设置在摄像头设备内，摄像头设备搭载在车外，解串器25、USB转换模块27集成设置为一个集成电路202，串行器23和集成电路202中的解串器25之间通过同轴线或者双绞线201进行连接，集成电路202中的USB转换模块27和服务器29之间通过USB3.0传输线进行连接，集成电路202和服务器29设置在车内，例如设置在驾驶室内。

摄像头21将获取到的视频图像数据通过移动行业处理器接口(Mobile IndustryProcessor Interface，MIPI)信号发送给串行器23。

串行器23将MIPI信号的视频图像数据转换为串行信号。

解串器25将接收到的串行信号解析为MIPI信号；

USB转换模块27将来自解串器25的MIPI信号解析为USB格式的图像数据。在具体实现中，可以使用Cypress公司的CYUSB3064芯片来实现USB转换模块27，还可以使用其它的具有USB转换功能的芯片来实现USB转换模块27，本申请对此不做限制。

USB转换模块27包括MIPI摄像头串行接口(Camera Serial Interface，CSI)模块271和USB输入节点272，例如MIPI摄像头串行接口模块271可以通过CYUSB3064芯片的MIPICSI-2 RX模块实现，USB输入节点272通过CYUSB3064芯片的USB IN EP节点实现。MIPI CSI模块271用于将来自解串器25的MIPI信号转换为USB格式的视频图像数据，并将USB格式的视频图像数据发送给USB输入节点272，USB输入节点272将视频图像数据发送给服务器29。

另一方面，服务器29还通过USB转换模块27、解串器25和串行器23向摄像头21发送控制信号。

USB转换模块27还包括USB控制节点273和内部集成电路(Inter Integrated-Circuit)IIC控制器274，例如USB控制节点273可以通过CYUSB3064芯片的USB EP0节点实现，IIC控制器274可以通过CYUSB3064芯片的IIC控制器实现。具体地，USB控制节点273接收来自服务器29的视频控制信号，并将视频控制信号发送给IIC控制器274；IIC控制器274将视频控制信号转换为IIC控制信号，并将IIC控制信号发送给解串器25；

解串器25将来自USB转换模块27的IIC控制信号发送给串行器23；

串行器23将接收到的IIC控制信号发送给摄像头21；

摄像头21对接收到的IIC控制信号进行解析得到控制命令，并执行与控制命令对应的操作。

通过图3所示的系统，能够对摄像头获取的MIPI信号的视频图像数据进行传输，串行器和解串器能够满足车载长距离图像传输的传输距离和传输速率的要求，通过同轴线或者双绞线连接串行器和解串器，能够有效地减少所占用的车内走线空间，从而能够解决现有技术中存在的长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

方式二

图4示出了本申请提供的车载长距离视频图像传输系统的一种实现方式，在该实现方式中，摄像头21和串行器23集成设置在摄像头设备内，摄像头设备搭载在车外，解串器25、USB转换模块27集成设置为一个集成电路203，串行器23和集成电路203中的解串器25之间通过同轴线或者双绞线201进行连接，集成电路203中的USB转换模块27和服务器29之间通过USB3.0传输线进行连接，集成电路203和服务器29设置在车内，例如设置在驾驶室内。

摄像头21将获取到的视频图像数据通过并行信号发送给串行器23。

串行器23将并行信号的视频图像数据转换为串行信号。

解串器25用于对来自串行器23的串行信号进行解码，并从解码得到的数据中解析出行信号(LV)、帧信号(FV)和图像数据(DATA)，产生时钟信号(CLK)；

USB转换模块27用于根据来自解串器的行信号(LV)和帧信号(FV)和时钟信号(CLK)，对来自解串器25的图像数据进行采集，得到USB格式的视频图像数据。在具体实现中，可以使用Cypress公司的CYUSB3014芯片来实现USB转换模块27。还可以使用其它具有类似功能的芯片来实现USB转换模块27，本申请对此不做限制。

USB转换模块27包括视频转换模块271’和USB输入节点272’，例如视频转换模块271’可以通过CYUSB3014芯片的通用可编程接口(General Programmable Interface，GPIF)模块实现，USB输入节点272’可以通过CYUSB3014芯片的USB EP0节点实现。视频转换模块271’用于根据行信号和帧信号，对图像数据进行采集，得到USB格式的视频图像数据；USB输入节点272’用于将来自视频转换模块271’的USB格式的视频图像数据发送给服务器29。

另一方面，服务器29还通过USB转换模块27、解串器25和串行器23向摄像头21发送控制信号。

USB转换模块27还包括USB控制节点273’和IIC控制器274’，例如USB控制节点273’可以通过CYUSB3014芯片的USB EP0节点来实现，IIC控制器274’可以通过CYUSB3014芯片的IIC控制器来实现。具体地，USB控制节点273’接收来自服务器29的视频控制信号，并将视频控制信号发送给IIC控制器274’；IIC控制器274’将视频控制信号转换为IIC控制信号，并将IIC控制信号发送给解串器25；

解串器25将来自USB转换模块27的IIC控制信号发送给串行器23；

串行器23将接收到的IIC控制信号发送给摄像头21；

摄像头21对接收到的IIC控制信号进行解析得到控制命令，并执行与IIC控制信号携带的控制内容即控制命令对应的操作。

通过图4所示的系统，能够对摄像头获取的并行信号的视频图像数据进行传输，并且能够在满足传输距离的传输速率的同时，有效地减少所占用的车内走线空间，从而能够解决现有技术中存在的长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

综上所述，在本申请提出的车载长距离图像传输系统中，串行器、解串器和USB转换模块的体积都明显小于采用航插结构的中继器的体积，串行器和解串器的传输速率为1.5～3.0波特率，每秒传输30帧～60帧图像，能够满足车载图像传输的传输速率要求。并且串行器与摄像头设置在车外，解串器、USB转换模块和服务器设置在车内，均不占用车内走线空间，通过同轴线或者双绞线在车内走线空间中的走线连接串行器和解串器，同轴线和双绞线的直径为3毫米或者更小，只占用很小的走线空间，并且传输距离长，能够满足车型较大的车辆的视频图像传输要求。从而，本申请提出的车载长距离图像传输系统能够解决现有技术中存在的长距离图像传输设备的体积过大、对车内走线空间占用过多的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种车载长距离图像传输系统，其特征在于，包括：摄像头、串行器、解串器、通用串行总线(USB)转换模块和服务器；摄像头和串行器之间进行有线连接，串行器和解串器之间通过同轴线或者双绞线进行连接，解串器和USB转换模块之间进行有线连接，USB转换模块和服务器之间通过USB传输线进行连接；

摄像头，用于采集车辆周围环境的视频图像数据；

串行器，用于将来自摄像头的视频图像数据转换为串行信号；

解串器，用于将来自串行器的串行信号进行解析；

USB转换模块，用于将解串器解析后的信号转换为USB格式的视频图像数据；

服务器，用于接收来自USB转换模块的视频图像数据，并对视频图像数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，来自摄像头的视频图像数据包括移动行业处理器接口(MIPI)信号的视频图像数据或者并行信号的视频图像数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在来自摄像头的视频图像数据为MIPI信号的视频图像数据的情况下，串行器用于将MIPI信号的视频图像数据转换为串行信号；

解串器用于将来自串行器的串行信号解析为MIPI信号；

USB转换模块用于将来自解串器的MIPI信号转换为USB格式的视频图像数据。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，USB转换模块包括：

MIPI摄像头串行接口(CSI)模块，用于将MIPI信号转换为USB格式的视频图像数据；

USB输入节点，用于将来自MIPI CSI模块的USB格式的视频图像数据发送给服务器。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在来自摄像头的视频图像数据为并行信号的视频图像数据的情况下，串行器用于将来自摄像头的并行信号的视频图像数据转换为串行信号；

解串器用于对来自串行器的串行信号进行解码，并从解码得到的数据中解析出行信号、帧信号和图像数据，产生时钟信号；

USB转换模块用于根据来自解串器的行信号、帧信号和时钟信号，对来自解串器的图像数据进行采集，得到USB格式的视频图像数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，USB转换模块包括：

视频转换模块，用于根据行信号、帧信号和时钟信号，对图像数据进行采集，得到USB格式的视频图像数据；

USB输入节点，用于将来自视频转换模块的USB格式的视频图像数据发送给服务器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，USB转换模块还用于将来自服务器的控制信号转换为内部集成电路(IIC)控制信号；

解串器还用于将IIC控制信号发送给串行器；

串行器还用于将IIC控制信号发送给摄像头；

摄像头还用于根据接收到的IIC控制信号，执行与IIC控制信号携带的控制命令对应的操作。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，USB转换模块包括：USB控制节点和IIC控制器；

USB控制节点，用于将来自服务器的控制信号发送给IIC控制器；

IIC控制器，用于将控制信号转换为IIC控制信号。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，USB转换模块为USB设备端，服务器为USB主机端。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，USB格式的视频图像数据为USB3.0格式的视频图像数据，USB传输线为USB3.0传输线。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，串行器集成设置在摄像头中；解串器和USB转换模块集成设置在一个集成电路中。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，服务器通过USB总线向USB转换模块、解串器、串行器和摄像头提供电源。