CN208021321U - 一种标清输入高清输出的车载环视系统 - Google Patents

Abstract

一种标清输入高清输出的车载环视系统；包括至少四个标清摄像头装置、视频采集装置、图像拼接单元以及视频输出单元；标清摄像头装置输出模拟标清视频信号；视频采集装置接收多路的模拟标清视频信号，并输出数字视频信号；图像拼接单元进行图像拼接处理，包括视频输入模块、图像处理模块和视频输出模块；视频输出单元输出高清视频信号，包括视频转换芯片，用于将视频输出模块输出的并行数据转换为串行数据。本实用新型利用了环视系统多输入单输出的特点，将标清输入和高清输出进行组合，使多个标清输入的数据信息得到了有效使用，因此可在满足较高视频质量的同时取得明显的成本优势。

Description

一种标清输入高清输出的车载环视系统

技术领域

本实用新型涉及全景环视系统应用技术领域，尤其涉及一种标清输入高清输出的车载环视系统。

背景技术

随着汽车工业的发展，为了提升行车安全，全景环视系统被越来越多地应用在车辆中。作为车载监控的一部分，环视系统通过在车体周部设置覆盖车辆周边视场范围的至少四个广角摄像头，这些摄像头在同一时刻将采集到的多路视频影像发送给车辆的一系统中，经由该系统处理成一幅车辆周边360度的车身俯视图，最后在中控台的屏幕上显示，让驾驶员清楚地查看车辆周边是否存在障碍物并了解障碍物的相对方位与距离，帮助驾驶员对其进行规避。由于环视系统非常直观，而且可以消除盲区，因此可以帮助驾驶员从容操控车辆进行诸如：倒车、泊车入位、通过复杂路面等操作，能够有效减少刮蹭、碰撞、陷落等事故的发生。

传统的全景环视系统包括：安装于车体周部的多个摄像头、图像采集部件、视频合成/处理部件、数字图像处理部件以及车载显示器。各摄像头分别拍摄汽车前后左右的图像，各图像被图像采集部件转换成数字信息送至视频合成/处理部件，经视频合成/处理部件处理成环视图像后，再经由数字图像处理部件处理转换成模拟信号输出，在安装于汽车中控台的车载显示器上生成汽车及其周边环境的全景图像信息。全景环视系统呈现在屏幕上的主要是多路摄像头拼接融合的画面，同时也可能会分屏显示某一路摄像头的画面，以辅助特定场景，如显示后视画面用于倒车观察，或显示两侧画面用于转弯盲点观察等。

目前主流的全景环视系统，根据视频分辨率来区分有标清和高清两种。其中标清环视系统使用至少四个标清摄像头作为输入，拼接融合后经过一路标清通道输出至显示端，视频制式一般为NTSC和PAL，视频分辨率一般为480P和576P；高清环视系统则使用至少四个高清摄像头作为输入，拼接融合后经过一路高清通道输出至显示端，其一般采用业界所称的LVDS方案，视频分辨率一般为720P或更高，美信半导体公司的GMSL SerDes技术和TI的FPD-Link技术分别与之对应。

标清环视系统的主要问题是视频清晰度不高，画质较差；高清环视系统在这两点上则有明显的提升，但是相应的问题是价格很高，特别是摄像头及连接线成本。另外比较关键的一点是，环视系统存在着多路输入和一路输出的分辨率匹配问题，但是这一点并未被同行认知，已有的车载环视产品也没能解决这个问题。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种标清输入高清输出的车载环视系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种标清输入高清输出的车载环视系统；包括摄像头装置、视频采集装置、图像拼接单元以及视频输出单元；所述视频采集装置的输入端接各所述摄像头装置的输出端，视频采集装置的输出端接所述图像拼接单元的输入端；所述视频输出单元的输入端接所述图像拼接单元的输出端；其中，

所述摄像头装置为标清摄像头装置，数量至少为四个，其输出端输出的为模拟标清视频信号；

所述视频采集装置的输入端为标清物理视频端口，用于接收多路的模拟标清视频信号；视频采集装置的输出端为数字信号端口，用于输出数字视频信号；

所述图像拼接单元用于进行图像拼接处理，生成全景环视视频画面，包括视频输入模块、图像处理模块和视频输出模块；

所述视频输出单元的输出端为高清物理视频端口，用于输出高清视频信号；其中，所述视频输出单元包括一视频转换芯片，该视频转换芯片的输入端接所述图像拼接单元中视频输出模块的输出端，用于将视频输出模块输出的并行数据转换为串行数据。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，标清摄像头装置根据国际标准，其输出的视频制式为NTSC/PAL。视频信号的具体格式、时序和电气特性，都有明确的标准定义。

2．上述方案中，当摄像头装置的数量为四个时，各摄像头装置可在车体的前、后、左、右四个方向设置。各摄像头装置优先选择广角摄像头，并以鱼眼摄像头为佳。

需要强调的是，各摄像头装置均为标清摄像头，以满足降低成本的需要，进一步地，本专利并非排斥其它出于降低摄像头装置成本的方案，即，多个摄像头装置中，只要包含标清摄像头，能够达到降低整套摄像头装置的成本，都可成为实施时的选择。

3．上述方案中，所述视频采集装置的功能是将模拟标清视频信号转换为数字视频信号提供给图像拼接单元。

4．上述方案中，所述视频输出单元用以解决显示装置的视频需求与图像拼接单元的输出格式之间的匹配问题。高清视频输出相关的物理结构，目前广泛采用LVDS技术，支持1280*720（720P）以上的视频分辨率。

5．上述方案中，串行化的视频数据有利于远距离传输，并显著减少EMC（电磁干扰）的影响。具体地，并行视频数据的格式有RGB888、BT656等，串行视频数据的格式则依赖于美信半导体公司的GMSL技术和TI公司的FPD-Link 技术，市场上都有与之对应的视频转换芯片方案。

6．上述方案中，还包括一显示装置，其输入端接视频输出单元的输出端；所述显示装置包括高清视频的接收模块和显示模块，用于接收并显示所述全景环视视频画面。所述显示装置用于满足环视系统的显示功能需要。可根据车辆的其它需求增加相应的功能模块或视频的处理模块，如导航等。

7．上述方案中，基于标清输入高清输出的车载环视系统，通过以下步骤实现功能：

步骤一：各标清摄像头装置实时拍摄车辆周围的路况、环境信息；

步骤二：视频采集装置将各标清摄像头装置采集的车辆周围的路况、环境信息转化为一模拟标清视频信号；

步骤三：视频采集装置将步骤二中的图像模拟标清视频信号转化为数字视频信号，传输至图像拼接单元；

步骤四：图像拼接单元对传输来的多路标清图像进行识别，进行去畸变处理，然后进行拼接融合，形成全景环视视频画面；

步骤五：图像拼接单元处理完图像后，通过其内部的视频输出模块传输至视频输出单元；

步骤六：视频输出单元通过高清物理视频端口连接外部的显示装置，通过该显示装置输出高清全景环视画面。

8．上述方案中，通过全景环视系统多输入单输出的特点（即，在同一个画面中包括多个视频源的画面内容），在理论上表现了标清输入高清输出的优势。因为如果采用相同的输入输出分辨率（通常采用标清输入标清输出的方式，或高清输入高清输出的方式），则会存在画面内容的缩放，也就意味着某些像素点的信息被浪费。

9．上述方案中，所述视频采集装置和所述图像拼接单元为独立设置，或集成于一微处理器单元中。集成的设置可减少布线，进一步节省成本，这取决于微处理器单元自身的功能模块构成，但并未改变本专利的基本结构。

10．上述方案中，所述微处理器单元还包括内存模块和存储模块。其中，内存模块用于提供软件运行所需的内存空间；存储模块用以存储环视系统相关的启动程序和应用程序，这些程序会从存储模块载入内存模块运行；视频输入模块用以接收经过转换的多路标清数字信号，并送至图像处理模块进行拼接融合等处理，处理后送至视频输出模块输出给相应的视频输出单元进一步处理。

11．上述方案中，还包括一车辆控制器，该车辆控制器是外设装置；所述微处理器单元的输出端通过一通讯接口与所述车辆控制器的输入端相连，所述车辆控制器的反馈端与所述微处理器单元的一控制端相连。

从而实现车辆控制系统与环视系统的信息交互，如车辆接收到倒车信号时，自动显示全景画面或倒车画面；车辆接收到转向灯信号时，自动显示车辆侧部画面。

本实用新型的工作原理及优点如下：

本实用新型通过多个标清摄像头装置实现对车辆周边环境的实时拍摄，并能将视频信息清晰地呈现给驾驶者，使其能正确掌握车辆周围的环境，协助驾驶者进行正确的判断和操作。

在实现上述效果的同时，本实用新型利用了环视系统多输入单输出的特点，将标清输入和高清输出进行组合，使多个标清输入的数据信息得到了有效使用，因此可在满足较高视频质量的同时取得明显的成本优势，极大地节省了系统成本。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意框图；

附图2为本实用新型实施例微处理器单元的结构示意框图。

以上附图中：1．摄像头装置；2．视频采集装置；3．图像拼接单元；4．视频输出单元；5．显示装置；6．视频输入模块；7．图像处理模块；8．视频输出模块；9．微处理器单元；10．内存模块；11．存储模块；12．视频转换芯片；13．接收模块；14．显示模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图1、2所示，一种标清输入高清输出的车载环视系统；包括摄像头装置1、视频采集装置2、图像拼接单元3、视频输出单元4以及显示装置5；所述视频采集装置2的输入端接各所述摄像头装置1的输出端，视频采集装置2的输出端接所述图像拼接单元3的输入端；所述视频输出单元4的输入端接所述图像拼接单元3的输出端，视频输出单元4的输出端接所述显示装置5的输入端；其中，

所述摄像头装置1为标清摄像头装置，至少四个，其输出端输出的为模拟标清视频信号；根据国际标准，其输出的视频制式为NTSC/PAL。视频信号的具体格式，时序和电气特性，都有明确的标准定义。

当摄像头装置1的数量为四个时，各摄像头装置1可在车体的前、后、左、右四个方向设置，各摄像头装置1优先选择广角摄像头，并以鱼眼摄像头为佳。需要强调的是，各摄像头装置1均为标清摄像头，以满足降低成本的需要，进一步地，本专利并非排斥其它出于降低摄像头装置成本的方案，即，多个摄像头装置1中，只要包含标清摄像头，从而能够达到降低整套摄像头装置1的成本，都可成为实施的选择。

所述视频采集装置2的输入端为标清物理视频端口，用于接收多路的模拟标清视频信号；视频采集装置2的输出端为数字信号端口，用于输出数字视频信号；视频采集装置2的功能是将模拟标清视频信号转换为数字视频信号提供给图像拼接单元3。

所述图像拼接单元3用于进行图像拼接处理，包括视频输入模块6、图像处理模块7和视频输出模块8；所述视频采集装置2和所述图像拼接单元3可集成于一微处理器单元9中，或独立设置。集成的设置可减少布线，进一步节省成本，这取决于微处理器单元9自身的功能模块构成，但并未改变本专利的基本结构。

其中，所述微处理器单元9还包括内存模块10和存储模块11。内存模块10用于提供软件运行所需的内存空间；存储模块11用以存储环视系统相关的启动程序和应用程序，这些程序会从存储模块11载入内存模块10运行；视频输入模块6用以接收经过转换的多路标清数字信号，并送至图像处理模块7进行拼接融合等处理，处理后送至视频输出模块8输出给相应的视频输出单元4进一步处理。

所述视频输出单元4的输出端为高清物理视频端口，用于输出高清视频信号；其中，所述视频输出单元4包括一视频转换芯片12，该视频转换芯片12的输入端接所述图像拼接单元3中视频输出模块8的输出端，用于将视频输出模块8输出的并行数据转换为串行数据。

串行化的视频数据有利于远距离传输，并显著减少EMC（电磁干扰）的影响。具体地，并行视频数据的格式有RGB888、BT656等，串行视频数据的格式则依赖于美信半导体公司的GMSL技术和TI公司的FPD-Link 技术，市场上都有与之对应的视频转换芯片方案。

所述视频输出单元4用以解决显示装置5的视频需求与图像拼接单元3的输出格式之间的匹配问题。高清视频输出相关的物理结构，目前广泛采用LVDS技术，支持1280*720（720P）以上的视频分辨率。

所述显示装置5包括高清视频的接收模块13和显示模块14，用于接收并显示全景环视视频画面。显示装置5用于满足环视系统的显示功能需要。可根据车辆的其它需求增加相应的功能模块或视频的处理模块，如导航等。

其中，还包括一车辆控制器（图中未绘出），该车辆控制器是外设装置；所述微处理器单元9的输出端通过一通讯接口与所述车辆控制器的输入端相连，所述车辆控制器的反馈端与所述微处理器单元的一控制端相连。从而实现车辆控制系统与环视系统的信息交互，如车辆接收到倒车信号时，自动显示全景画面或倒车画面；车辆接收到转向灯信号时，自动显示车辆侧部画面。

本实用新型一种标清输入高清输出的车载环视系统，通过以下步骤实现功能：

步骤一：各标清摄像头装置1实时拍摄车辆周围的路况、环境信息；

步骤二：视频采集装置2将各标清摄像头装置1采集的车辆周围的路况、环境信息转化为一模拟标清视频信号；

步骤三：视频采集装置2将步骤二中的图像模拟标清视频信号转化为数字视频信号，传输至图像拼接单元3；

步骤四：图像拼接单元3对传输来的多路标清图像进行识别，进行去畸变处理，然后进行拼接融合，形成全景环视视频画面；

步骤五：图像拼接单元3处理完图像后，通过其内部的视频输出模块8传输至视频输出单元4；

步骤六：视频输出单元4通过高清物理视频端口连接外部的显示装置5，通过该显示装置5输出高清全景环视画面。

本实用新型通过全景环视系统多输入单输出的特点（即，在同一个画面中包括多个视频源的画面内容），在理论上表现了标清输入高清输出的优势。因为如果采用相同的输入输出分辨率（通常采用标清输入标清输出的方式，或高清输入高清输出的方式），则会存在画面内容的缩放，也就意味着某些像素点的信息被浪费。

本实用新型通过多个标清摄像头装置实现对车辆周边环境的实时拍摄，并能将视频信息清晰地呈现给驾驶者，使其能正确掌握车辆周围的环境，协助驾驶者进行正确的判断和操作。在实现上述效果的同时，本实用新型利用了环视系统多输入单输出的特点，将标清输入和高清输出进行组合，使多个标清输入的数据信息得到了有效使用，因此可在满足较高视频质量的同时取得明显的成本优势，极大地节省了系统成本。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种标清输入高清输出的车载环视系统；其特征在于：

包括摄像头装置、视频采集装置、图像拼接单元以及视频输出单元；所述视频采集装置的输入端接各所述摄像头装置的输出端，视频采集装置的输出端接所述图像拼接单元的输入端；所述视频输出单元的输入端接所述图像拼接单元的输出端；其中，

所述摄像头装置为标清摄像头装置，数量至少为四个，其输出端输出的为模拟标清视频信号；

所述视频采集装置的输入端为标清物理视频端口，用于接收多路的模拟标清视频信号；视频采集装置的输出端为数字信号端口，用于输出数字视频信号；

所述图像拼接单元用于进行图像拼接处理，生成全景环视视频画面，包括视频输入模块、图像处理模块和视频输出模块；

所述视频输出单元的输出端为高清物理视频端口，用于输出高清视频信号；其中，所述视频输出单元包括一视频转换芯片，该视频转换芯片的输入端接所述图像拼接单元中视频输出模块的输出端，用于将视频输出模块输出的并行数据转换为串行数据。

2.根据权利要求1所述的车载环视系统，其特征在于：还包括一显示装置，其输入端接视频输出单元的输出端；所述显示装置包括高清视频的接收模块和显示模块，用于接收并显示所述全景环视视频画面。

3.根据权利要求1所述的车载环视系统，其特征在于：所述视频采集装置和所述图像拼接单元为独立设置，或集成于一微处理器单元中。

4.根据权利要求3所述的车载环视系统，其特征在于：所述微处理器单元还包括内存模块和存储模块。

5.根据权利要求3所述的车载环视系统，其特征在于：还包括一车辆控制器；所述微处理器单元的输出端通过一通讯接口与所述车辆控制器的输入端相连，所述车辆控制器的反馈端与所述微处理器单元的一控制端相连。