CN208306493U - 一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，该视觉扩展系统包括：用于收集车辆周边实时视频信息的车外信息收集模块、用于收集车辆行驶信息的车辆信息收集模块、信息处理模块以及与所述信息处理模块相连接的显示装置。所述信息处理模块与所述车外信息收集模块和车辆信息收集模块相连接，所述信息处理模块包括车速判断单元、车辆行驶方向判断单元、图像拼合单元、显示控制单元。该视觉扩展系统充分利用所采集的图像在不同车速下进行不同的处理，满足了低速行驶时的环视功能；也满足了在正常速度和高速行驶时对驾驶员盲区的监控，同时还把需多个后视镜才能观察到的区域集中直观的显示在一个屏上，提高驾驶的安全性。

Description

一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统

技术领域

本实用新型涉及辅助驾驶领域，特别涉及一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统。

背景技术

车辆在正常行驶以及高速行驶时，前方路况驾驶员一目了然，不存在视觉盲区。在车辆两侧，由于外后视镜角度的问题，依然存在两个大的盲区，如图9所示的盲区1和盲区2。在车辆后方，可通过内后视镜通过后窗了解后向来车情况，但由于后窗的尺寸原因，也会存在两个盲区，如图9所示的盲区3和盲区4。同时，如果后排乘客较高，或后备箱堆积的物品较多，也会遮挡住后方路况。根据以上分析，在车辆正常行驶以及在高速行驶情况下，为了让驾驶员更好的了解车辆所运行的道路状况就需要解决以上盲区并减少驾驶要观察多个后视镜所还来的注意力分散问题。

现有技术方案是可以在全景环视系统再加装一个流媒体后视镜来取代车内后视镜。流媒体后视镜的摄像头装在汽车尾部，通过一个数据线把视频信号传输到屏上去显示，同时流媒体后视镜采用较大视场角的镜头以扩大监控范围。流媒体后视镜的摄像头装在尾部，可以避免后排乘客以及后备箱物品对视角的影响。

如图10所示，黄色线为流媒体后视镜所能观察到的范围。它可以覆盖一部分视觉盲区，但不能完全覆盖，仍存在部分视觉盲区，在车辆变道、转弯时存在安全隐患。另外，由于流媒体后视镜所覆盖范围有限，司机仍然要通过车辆两边的外后视镜来观察两侧车辆的情况，增加了司机头部转动的频率，司机视线离开前方路面，增加安全风险。该方案需要增加一个流媒体后视镜系统，需要大大增加硬件成本，并增加系统的安装工时和成本。

实用新型内容

为解决或缓解上述问题，本实用新型提供了一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，该视觉扩展系统包括：用于收集车辆周边实时视频信息的车外信息收集模块、用于收集车辆行驶信息的车辆信息收集模块、信息处理模块以及与所述信息处理模块相连接的显示装置。所述信息处理模块与所述车外信息收集模块和车辆信息收集模块相连接，所述信息处理模块包括车速判断单元、车辆行驶方向判断单元、图像拼合单元、显示控制单元。

优选地，所述车外信息收集模块包括左、右、后三路的摄像头，所述图像拼合单元包括拼接左、右、后三路图像且用于车辆高速模式的后视拼合子单元。

优选地，所述车外信息收集模块还包括前路的摄像头，所述图像拼合单元还包括拼接前、后、左、右四路图像且用于车辆低速模式的全景环视子单元。

优选地，所述显示控制单元还包括在所述显示装置全屏或局部显示车辆左侧图像的左视子单元。

优选地，所述显示控制单元还包括在所述显示装置全屏或局部显示车辆右侧图像的右视子单元。

优选地，所述显示控制单元还包括在所述显示装置全屏或局部显示车辆后侧图像的后视子单元。

优选地，所述车辆信息收集模块采用CAN通讯收发模块，所述CAN通讯收发模块与车辆CAN总线相连。

优选地，该系统还包括用于储存视频图像的存储单元。

优选地，该系统还包括为所述视觉扩展系统提供电源的电源管理单元，所述电源管理单元与车辆供电端连接或设有独立电源。

优选地，所述摄像头的水平视场角不小于180度。

根据本实用新型中的视觉扩展系统，可获得的有益效果至少在于：

本实用新型中的视觉扩展系统充分利用所采集的图像在不同车速下进行不同的处理，满足了低速行驶时的环视功能；也满足了在正常速度和高速行驶时对驾驶员盲区的监控，同时还把需多个后视镜才能观察到的区域集中的、直观的显示在一个屏上，提高驾驶的安全性。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出本实用新型中视觉扩展系统的一优选实施的组成结构框图；

图2为本实用新型中视觉扩展系统的一具体实施的部分结构示意图；

图3为本实用新型视觉扩展系统中摄像头的安装位置示意图；

图4为本实用新型中视觉扩展系统的控制流程示意图；

图5为本实用新型中的视觉扩展系统在四路全景泊车时的显示示意图；

图6为本实用新型中的视觉扩展系统在三路拼接时的视角覆盖范围示意图；

图7为本实用新型中的视觉扩展系统在三路后视拼合时的显示示意图。

图8为现有技术中车辆的全景环视系统的显示示意图；

图9为现有技术中车辆采用左右两侧后视镜的视角盲区示意图；

图10为现有技术中车辆采用全景环视系统的后视摄像头的视角盲区示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

全景环视系统在汽车的四周架设能覆盖车辆周边所有视场范围的4个广角摄像头，对同一时刻采集到的四路视频影像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，让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在障碍物并了解障碍物的相对位置与距离，帮助驾驶员轻松停泊车辆。不仅非常直观，而且不存在任何盲点，可以提高驾驶员从容操控车辆泊车入位或通过复杂路面，有效减少刮蹭、碰撞、陷落等事故的发生。但目前的全景环视系统视频监控范围比较窄，可视范围一般为车身周围3米，如图8显示。如果车速为36公里/小时，那么转换成秒，为10米/秒。所以对于静止的物体，留给司机判断并采取处理措施的时间只有0.3秒。在周边有运动物体(有可能是人或其它行驶中的车)的行车环境下，如果要留给司机0.5秒的判断和采取处理措施的时间，那么车辆与其它运动物体相对速度必须小于21.6公里/小时。车辆在没有限速标志、标线、没有道路中心线的道路上，车辆在城市道路上不得超过为每小时30公里，在公路上不得超过每小时40公里。车辆在高速公路上甚至可达到每小时120公里。所以全景环视系统主要针对的是在复杂路况或倒车等低速行驶状况下的使用，不适合车辆在正常行驶以及高速行驶的条件下使用。

为解决或缓解上述问题，本实用新型提供了一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，如图1所示，该视觉扩展系统包括车外信息收集模块100、车辆信息收集模块200、信息处理模块300和显示装置400等。其中，车外信息收集模块100用于收集车辆周边实时视频信息，车辆信息收集模块200用于收集车辆行驶信息，主要包括车辆行进速度、车辆转向方向、前进或倒车状态等。信息处理模块300与车外信息收集模块100和车辆信息收集模块200分别连接，信息处理模块300可包括车速判断单元310、车辆行驶方向判断单元320、图像拼合单元330、显示控制单元340等；显示装置400与信息处理模块300相连接，用于显示视频图像。

为适用于车辆正常行驶或高速行驶时，本实用新型中的视觉扩展系统可生成大视角的后视图像，覆盖现有技术中存在的视觉盲区。其中，车外信息收集模块100可包括左、右、后三路的高清摄像头，如图1所示，可分别为后路摄像头120、左路摄像头130、右路摄像头140。而图像拼合单元330可包括拼接左、右、后三路图像且用于车辆高速模式的后视拼合子单元331。生成的大视角后视图像可在显示装置400的显示屏410显示，例如，半屏或全屏显示。在一较佳实施方式中，车辆在正常行驶或高速行驶时，车外信息收集模块100通过左、右、后三路摄像头采集的视频传输至信息处理模块300的图像拼合单元330，具体实施时，信息处理模块300可采用嵌入式处理器。通过采用嵌入式处理器运算，拼接成一个具有大视场角的后视图像，拼接后的图像视角范围如图6所示，视角范围可以完全覆盖图9和图10中的四个盲区。由于拼接后的图像已覆盖左外后视镜、右外后视镜以及内后视镜观察区域，所以车辆驾驶员只需要看一个显示屏410即可完全了解后方和侧后方的路况信息，不用频繁的转到头部去观看各个后视镜。同时，由于图像已进行拼接，显示屏410上所显示的视频比较直观，并与本车的相对位置信息清晰。给驾驶还带来一个良好的感受以及提高驾驶的安全系数，实际的拼接效果如图7所示。

为适用于车辆低速或泊车时，本实用新型中的视觉扩展系统也可生成全景环视图像。其中，车外信息收集模块100还包括高清的前路摄像头110，图像拼合单元330还包括拼接前、后、左、右四路图像且用于车辆低速模式的全景环视子单元332。在一较佳实施方式中，车外信息收集模块100的摄像头的安装位置、安装方式可与现有技术中的全景环视系统一样，在车辆的前后左右四侧架设并覆盖车辆周边的所有视场范围，如图3所示。驾驶位置的主机可以包括显示装置400、信息处理模块300等。用于视频采集的四路摄像头可采用广角摄像头，其水平视场角不小于180度。当车辆运行在低速状况时，对同一时刻采集到的前后左右四路视频影像通过一个嵌入式处理器处理成一幅车辆周边360度的车身俯视图，如图5所示。显示屏410左边显示的是拼接后俯视的全景环视图像。显示屏410右边的图像可根据汽车运行状态改变而改变，当车辆左转时显示左路摄像头的图像；右转时显示右路摄像头图像；倒车时显示后路摄像头图像；直行时显示前路摄像头图像。图5中的显示屏410为车辆在低速直行时的显示效果，左边是四路无缝拼接的俯视图，右边显示为前路摄像头实时视频。司机在复杂路况下低速行驶时，可通过显示屏直观的了解周边路况信息。

具体实施时，本实用新型中视觉扩展系统的控制流程可如图4所示。控制流程的方法和步骤为：

S1：视觉扩展系统通过车辆信息收集模块200获取车辆信息；

S2：通过车外信息收集模块100获取四路摄像头视频流；

S3：判断车速是否大于预先的设定值；

S4：若车辆达到高速模式，则后视拼合子单元331进行工作，拼合左、右、后三路视频图像为大视角后视图像，并通过显示控制单元340在显示屏410显示大视角的后视图像；

S5：若车辆未达到高速模式，则全景环视子单元332进行工作，拼合前后左右四路视频图像为全景环视图像，并通过显示控制单元340在显示屏410的左侧显示全景环视图像；

S6：若车辆左转，显示屏410的右侧显示左路摄像头的视频图像；

S7：若车辆右转，显示屏410的右侧显示右路摄像头的视频图像；

S8：若车辆倒车，显示屏410的右侧显示后路摄像头的视频图像；

S9：若车辆低速前进，显示屏410的右侧显示前路摄像头的视频图像。

由是，本实用新型中视觉扩展系统的显示控制单元340可包括屏蔽其他路的视频信息、在显示装置400的显示屏410全屏或局部只显示车辆单路摄像头视频图像的单路显示控制子单元，可包括在显示屏410全屏或局部显示车辆左侧图像的左视子单元342、右侧图像的右视子单元343、后侧图像的后视子单元341、前侧图像的前视子单元等。

进一步优选地，本实用新型中视觉扩展系统的也可以根据客户要求进行显示方式的调整。如果可以使用两个屏，可以分别用于显示四路环视和三路流媒体后视(双屏同显)；如果使用竖式显示屏，扩展系统可以把四路环视和三路流媒体后视拼接在竖屏上显示(一屏双显)。如果是以上两种显示方式，则不再根据判断车速，直接把四路摄像头的图像按照四路环视和左、右、后三路的方式进行拼接，再根据显示方式进行图像输出处理。

在一较佳实施方式中，如图2所示，本实用新型中的视觉扩展系统可在各种车速情况下可监控汽车周边路况，由四路广角摄像头模组、图像处理单元、电源管理单元、CAN通讯收发单元、视频存储单元等模块协调工作实现对汽车周围路况的监控。摄像头模组采集汽车各方向的路况视频图像，传输到图像处理单元。在该实施例中，图像处理单元即为信息处理模块300。图像处理单元处理接收的图像数据，拼接成需要显示的完整图像，发送到显示屏显示。本实用新型中的车辆信息收集模块200可采用CAN通讯收发模块，CAN通讯收发模块与车辆CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线相连。CAN通讯收发模块可以接收车辆上总线上的车况信息，可主要包括车速获取211、车辆行驶方向获取212等，通过显示控制单元340用于控制显示屏的显示内容。该系统还可包括用于储存视频图像的存储单元，也可设有DRAM(系统内存)、Flash Memory(闪存)等，视频存储单元可根据需求进行视频的存储。该系统还可包括为视觉扩展系统提供电源的电源管理单元，电源管理单元与车辆供电端连接或设有独立电源，如图2所示，电源管理单元与车辆的B⁺(电源正极)、GND(公用地线负极)、ACC(附件电源)相连。在汽车还没有发动之前，如果车辆设有钥匙ACC档，将钥匙拨到这个位置，本实用新型中的视觉扩展系统即可通电，当汽车点火的时候，需要一个强电流，这时ACC位停止供电，等汽车点火结束，又开始供电。电源管理单元根据车辆工作状态进行电源管理，以达到车辆和本系统的功耗要求。

本实用新型中的视觉扩展系统充分利用所采集的图像在不同车速下进行不同的处理，满足了低速行驶时的环视功能；也满足了在正常速度和高速行驶时对驾驶员盲区的监控，同时还把需多个后视镜才能观察到的区域集中的、直观的显示在一个屏上，提高驾驶的安全性；两个功能使用同一套硬件系统，降低了产品的成本和安装的复杂度。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，该视觉扩展系统包括：

用于收集车辆周边实时视频信息的车外信息收集模块；

用于收集车辆行驶信息的车辆信息收集模块；

信息处理模块，所述信息处理模块与所述车外信息收集模块和车辆信息收集模块相连接，所述信息处理模块包括车速判断单元、车辆行驶方向判断单元、图像拼合单元、显示控制单元；以及

与所述信息处理模块相连接的显示装置。

2.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，

所述车外信息收集模块包括左、右、后三路的摄像头，所述图像拼合单元包括拼接左、右、后三路图像且用于车辆高速模式的后视拼合子单元。

3.根据权利要求2所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，

所述车外信息收集模块还包括前路的摄像头，所述图像拼合单元还包括拼接前、后、左、右四路图像且用于车辆低速模式的全景环视子单元。

4.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，所述显示控制单元还包括在所述显示装置全屏或局部显示车辆左侧图像的左视子单元。

5.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，所述显示控制单元还包括在所述显示装置全屏或局部显示车辆右侧图像的右视子单元。

6.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，所述显示控制单元还包括在所述显示装置全屏或局部显示车辆后侧图像的后视子单元。

7.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，所述车辆信息收集模块采用CAN通讯收发模块，所述CAN通讯收发模块与车辆CAN总线相连。

8.根据权利要求1-3之一所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，该系统还包括用于储存视频图像的存储单元。

9.根据权利要求1-3之一所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，该系统还包括为所述视觉扩展系统提供电源的电源管理单元，所述电源管理单元与车辆供电端连接或设有独立电源。

10.根据权利要求2或3所述的用于车辆驾驶辅助的视觉扩展系统，其特征在于，所述摄像头的水平视场角不小于180度。