CN208782909U - 一种相机、电子设备及驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种相机、电子设备及驾驶系统，用于实现在同一台双目相机中，使用不同焦距的两个镜头，同时曝光成像，并将图像同时输出给使用端。该相机包括：成像单元、主控单元和电源处理单元；所述成像单元包括：用于将光信号转换为图像数字信号的第一光学传感器及第二光学传感器；用于接收所述图像数字信号的图像信号处理器，所述第一光学传感器及所述第二光学传感器均通过MIPI接口与所述图像信号处理器进行电连接，以及所述图像信号处理器还通过I2C接口与所述第一光学传感器及所述第二光学传感器电连接；用于对所述图像数字信号进行处理运算的所述图像信号处理器通过DVP并口接口与所述主控单元进行电连接。

Description

一种相机、电子设备及驾驶系统

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶领域，特别涉及一种相机、电子设备及驾驶系统备。

背景技术

用于成像的相机一般由镜头、机体、光学传感器构成。其中，镜头的焦距与传感器的成像靶面尺寸决定了视场角度、景深，同时也决定了被摄物体的放大率。

通常对于相同的光学传感器，镜头焦距越短则视角越大，而被摄物体的放大率越小，景深也越大；焦距越长则视角越小，而被摄物体的放大率越大，景深也越小。通俗的讲，对于相同的光学传感器，镜头焦距越短，看的越宽的同时对物体距离的区分度也越低，例如行车记录仪能够达到150度视场角，但其能够描述的距离精度只有几米远；镜头焦距越长，看的越窄的同时也看的越远，例如智能汽车上用于障碍物检测的相机，能够在较远的距离上描述距离差异，但其视角通常在50度以内，如图1所示。

在自动驾驶领域，通常会使用相机对前方路况进行成像，从而进行道路标识牌、车道线、红绿灯、行人、车辆等交通元素进行识别、检测与测量。我们既希望能够看到尽可能宽的范围，又希望能够看清尽可能远的目标。

所以，现有技术中缺乏在同一台双目相机中使用不同焦距的两个镜头，从同样的位置对前方景物进行同时曝光成像，并将两个光学传感器的图像同时输出给使用端的相机。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种相机、电子设备及驾驶系统备，以解决现有技术中缺乏在同一台双目相机中使用不同焦距的两个镜头，从同样的位置对前方景物进行同时曝光成像，并将两个光学传感器的图像同时输出给使用端的相机的技术问题。

为了达到上述目的，根据本实用新型的第一个方面，提供一种相机，并采用如下具体方案：

一种相机，包括：成像单元、主控单元和电源处理单元；所述成像单元包括：用于将光信号转换为图像数字信号的第一光学传感器及第二光学传感器；用于接收所述图像数字信号的图像信号处理器，所述第一光学传感器及所述第二光学传感器均通过MIPI接口与所述图像信号处理器进行电连接，以及所述图像信号处理器还通过I2C接口与所述第一光学传感器及所述第二光学传感器电连接；用于对所述图像数字信号进行处理运算的所述图像信号处理器通过DVP并口接口与所述主控单元进行电连接。

进一步地，所述第一光学传感器及所述第二光学传感器均内置有图像采集单元，数模转换单元，自动曝光单元，自动增益控制单元以及温度采集单元。

进一步地，所述图像信号处理器将所述图像数字信号处理为预定帧率的图像信息通过所述DVP并口接口传送给所述主控单元。

进一步地，所述主控单元包括：用于对所述图像信息进行计算的FPGA逻辑模块以及用于对所述相机的操作系统进行运算的ARM逻辑模块。

进一步地，第一光学传感器为长焦相机，所述第二光学传感器为短焦相机。

进一步地，所述图像信号处理器还通过对所述长焦相机及所述短焦相机的标定，对所述长焦相机的ROI区域与所述短焦相机的ROI区域在亮度及信噪比方面进行一致性关联。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种电子设备，并采用如下技术方案：

一种电子设备包括上述的相机。

根据本实用新型的第三个方面，提供一种驾驶系统，并采用如下技术方案：

一种驾驶系统包括上述的相机。

在本实用新型中，通过配置不同焦距的光学传感器负责将光信号转为电信号，并将数据通过MIPI接口传送给ISP(图像信号处理器)。ISP通过I2C对光学传感器进行配置与控制；ISP可通过Reset对光学传感器进行重置；完全通过硬件实现在同一台双目相机中使用不同焦距的两个镜头，从同样的位置对前方景物进行同时曝光成像，并将两个光学传感器的图像同时输出给使用端的相机。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型背景技术中双目双焦相机视场区域示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种相机的主要部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种相机的具体部分结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的短焦相机视场与长焦相机视场的位置关系示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图2-图3所示，一种相机，包括：成像单元2、主控单元3和电源处理单元1；所述成像单元2包括：用于将光信号转换为图像数字信号的第一光学传感器10及第二光学传感器20；用于接收所述图像数字信号的图像信号处理器30，所述第一光学传感器10及所述第二光学传感器20均通过MIPI接口与所述图像信号处理器30进行电连接，以及所述图像信号处理器30还通过I2C接口与所述第一光学传感器10及所述第二光学传感器20电连接；用于对所述图像数字信号进行处理运算的所述图像信号处理器30通过DVP并口接口与所述主控单元3进行电连接。

在本实施例的技术方案中，成像单元2前端主要由2颗低功耗高动态范围的CMOS光学传感器(即，第一光学传感器10及所述第二光学传感器20)负责将不同焦距的光信号转换为电信号，最高支持到130万像素，传感器内置图像采集单元，数模转换单元，自动曝光单元，自动增益控制单元，温度采集单元等各个子模块，能够系统的完成各种复杂场景的图像捕捉和采集功能。而后将数据通过高速MIPI接口传送给图像信号传感器30。

上述技术方案，完全通过硬件实现，解决同一台双目相机中使用不同焦距的两个镜头，从同样的位置对前方景物进行同时曝光成像，并将两个光学传感器的图像同时输出给使用端的相机的问题。

可选地，所述第一光学传感器10及所述第二光学传感器20均内置有图像采集单元(图中未示)，数模转换单元(图中未示)，自动曝光单元(图中未示)，自动增益控制单元(图中未示)以及温度采集单元(图中未示)。

优选地，所述图像信号处理器30将所述图像数字信号处理为预定帧率的图像信息通过所述DVP并口接口传送给所述主控单元3。

在本实施例的技术方案中，图像信号传感器30通过I2C接口实现对两路光学传感器的配置和控制，通过双路MIPI接口完成对传感器图像数字信号的接收，整合数据后以预定帧率以DVP并口接口将YUU图像信息送至主控单元3，实现将两个光学传感器的图像同时输出给使用端。

优选地，所述主控单元3包括：用于对所述图像信息进行计算的FPGA逻辑模块50以及用于对所述相机的操作系统进行运算的ARM逻辑模块40。

在本实施例的技术方案中，相机主控单元3是一片包含FPGA逻辑模块50与ARM逻辑模块40的SOC。FPGA逻辑模块50侧完成DVP接口的例化，同时实现图像处理的核心算法部分，FPGA逻辑模块50的定制化设计极大提高了系统的运算效率。ARM逻辑模块40侧负责整个相机的操作系统运行，图像，数据的后处理，传输以及接口拓展，实现高中低速等各类通信接口。

优选地，第一光学传感器10为长焦相机，所述第二光学传感器20为短焦相机。

优选地，所述图像信号处理器30还通过对所述长焦相机及所述短焦相机的标定，对所述长焦相机的ROI区域与所述短焦相机的ROI区域在亮度及信噪比方面进行一致性关联。

具体的，ISP通过对光学传感器原始图像数据的特定区域(即ROI)进行计算，得到光学传感器下一帧成像的曝光时间长度(即曝光时间)、模拟增益、白平衡权重等参数，并对光学传感器进行控制，而曝光时间的长短和模拟增益的大小直接决定了图像的整体亮度、信噪比等关键指标。由于短焦相机的视场范围远大于长焦相机的视场，又由于两个相机的位置是非常接近的，所以，短焦相机的视场完全包含长焦相机的视场。

为了使两个传感器的图像亮度尽可能的接近，我们将长焦相机与短焦相机的进行标定，得到长焦图像相对于短焦图像的相对坐标(通常称为“相机外参”)；我们将长焦图像的ROI区域(通常设置为全幅图像)坐标通过与外参的计算，转化为短焦图像中的坐标，再将这个坐标所构成的区域设置为短焦相机的ROI区域，具体参见图4所示，从而使得长、短焦图像的整体亮度、信噪比更加一致。

本实用新型提供的相机还包括电源处理单元(Power Management Unit)，用于实现相机的供电部分，满足了过压抑制，浪涌抑制，防反保护等用电安全性能，分别为成像单元，主控单元以及相关外设提供稳定可靠的电源网络。

本实用新型提供的一种电子设备包括上述的相机。

本实用新型提供的一种驾驶系统包括上述的相机。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种相机，其特征在于，包括：成像单元、主控单元和电源处理单元；

所述成像单元包括：

用于将光信号转换为图像数字信号的第一光学传感器及第二光学传感器；

用于接收所述图像数字信号的图像信号处理器，所述第一光学传感器及所述第二光学传感器均通过MIPI接口与所述图像信号处理器进行电连接，以及所述图像信号处理器还通过I2C接口与所述第一光学传感器及所述第二光学传感器电连接；

用于对所述图像数字信号进行处理运算的所述图像信号处理器通过DVP并口接口与所述主控单元进行电连接。

2.根据权利要求1所述的相机，其特征在于，所述第一光学传感器及所述第二光学传感器均内置有图像采集单元，数模转换单元，自动曝光单元，自动增益控制单元以及温度采集单元。

3.根据权利要求1所述的相机，其特征在于，所述图像信号处理器将所述图像数字信号处理为预定帧率的图像信息通过所述DVP并口接口传送给所述主控单元。

4.根据权利要求3所述的相机，其特征在于，所述主控单元包括：用于对所述图像信息进行计算的FPGA逻辑模块以及用于对所述相机的操作系统进行运算的ARM逻辑模块。

5.根据权利要求4所述的相机，其特征在于，第一光学传感器为长焦相机，所述第二光学传感器为短焦相机。

6.根据权利要求5所述的相机，其特征在于，所述图像信号处理器还通过对所述长焦相机及所述短焦相机的标定，对所述长焦相机的ROI区域与所述短焦相机的ROI区域在亮度及信噪比方面进行一致性关联。

7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的相机。

8.一种驾驶系统，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的相机。