CN211152091U - 一种基于视频串行通讯的双目相机以及辅助驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于视频串行通讯的双目相机以及辅助驾驶系统，应用于汽车电子领域。所述基于视频串行通讯的双目相机包括：第一光学传感器、第二光学传感器、串行器模块、解串器模块以及图像处理模块。其中，串行器模块包括：第一串行器和第二串行器，所述第一串行器与所述第一光学传感器通过第一柔性电路板连接，所述第二串行器与所述第二光学传感器通过第二柔性电路板连接；解串器模块包括：解串器，所述解串器模块与所述串行器模块通过同轴电缆连接或通过屏蔽双绞线连接；图像处理模块与解串器模块通过第一印刷板上第一线路、第二线路连接。本实用新型公开的基于视频串行通讯的双目相机具有体积小巧，安装布线方便，整体设计简单的特点。

Description

一种基于视频串行通讯的双目相机以及辅助驾驶系统

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种基于视频串行通讯的双目相机以及辅助驾驶系统。

背景技术

FPD-Link III串行总线方案支持通过单个差分链路实现高速视频数据传输和双向控制通信的全双工控制。在汽车辅助驾驶和自动驾驶领域，FPD-Link方案被主要应用在单目相机及环视系统中，但随着传感器技术和机器视觉技术的发展，单目相机及环视系统已经越来越难以满足复杂的路况检测需求，从而涌现出许多双目相机及环视系统，双目相机可以实现双目双焦的远近场景覆盖，以及双目同焦的立体匹配，可以输出RGB图像信息及深度图信息。

系统集成后的双目相机一般固定在前挡玻璃处，在实际应用过程中出现各种问题。现有技术将所有单元模块都集成在一个设备中，导致双目相机的体积较大，固定在汽车前挡处以后会影响到驾驶员视线；双目相机需要电源线、信号线等多根信号线，增加实际安装时布线难度；双目相机安装位置为阳光直射区域，对设备的散热设计要求苛刻。

鉴于此，提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型提出一种基于视频串行通讯的双目相机以及辅助驾驶系统，用于解决双目相机现有技术中存在的设备体积难以缩减、多种信号线增加布线难度，需要附加散热设计等问题。

为达上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于视频串行通讯的双目相机，并采用如下技术方案:

一种基于视频串行通讯的双目相机，包括：用于将采集的图像信息转换为第一数字图像信号的第一光学传感器；用于将采集的另一图像信息转换为第二数字图像信号的第二光学传感器；串行器模块，所述串行器模块包括：用于将所述第一数字图像信号转换为第一低电压差分信号的第一串行器；用于将第二数字图像信号转换为第二低电压差分信号的第二串行器；其中，所述第一串行器与所述第一光学传感器通过第一柔性电路板连接，所述第二串行器与所述第二光学传感器通过第二柔性电路板连接；解串器模块，所述解串器模块包括：用于将所述第一低电压差分信号转换为第一数字图像信号，且将所述第二低电压差分信号转换为第二数字图像信号的解串器，所述解串器模块与所述串行器模块通过同轴电缆连接或通过屏蔽双绞线连接；用于对来自所述解串器模块的第一数字图像信号、第二数字图像信号进行处理的图像处理模块，所述图像处理模块与所述解串器模块通过第一印刷板上第一线路、第二线路连接。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种基于视频串行通讯的辅助驾驶系统，并采用如下技术方案：

一种基于视频串行通讯的辅助驾驶系统包括：由所述第一传感器、所述第二传感器和所述串行器模块组成的相机模组；由所述解串器模块和所述图像处理模块组成的控制主板；其中，

所述相机模组固定在汽车前挡玻璃处，所述控制主板安装在汽车辅助驾驶系统主板上。

本实用新型公开的基于视频串行通讯的双目相机，通过FPD-Link 方案的串行器模块将光学传感器输出的数字图像信号转换为能够长距传输的低电压差分信号，再通过FPD-Link方案的解串器模块将低电压差分信号还原成图像处理器可以识别的数字图像信号，串行器模块通过同轴电缆或屏蔽双绞线与解串器模块连接，从而实现光学传感器和中央处理器的完全分离，有效解决双目相机现有技术存在的设备体积难以缩减、多种信号线增加布线难度，需要附加散热设计等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例所述的基于视频串行通讯的双目相机的信号传输图；

图2是本实用新型实施例所述的基于视频串行通讯的双目相机的具体框架图；

图3是本实用新型实施例所述的FPD-Link系统框图；

图4是本实用新型实施例所述的串行器结构框架图；

图5是本实用新型实施例所述的串行器的具体内部框图；

图6是本实用新型实施例所述的解串器结构框架图；

图7是本实用新型实施例所述的解串器的具体内部框图；

图8是本实用新型实施例所述的POC技术原理图；

图9是本实用新型实施例所述的多电感组合后的特性曲线。

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。基于本中实用新型的实施例，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，都属于本保实用新型护的范围。

图1是本实用新型实施例所述的基于视频串行通讯的双目相机的信号传输图；

如图1所示，基于视频串行通讯的双目相机包括：用于将采集的图像信息转换为第一数字图像信号的第一光学传感器11；用于将采集的另一图像信息转换为第二数字图像信号的第二光学传感器13；串行器模块20，所述串行器模块20包括：用于将所述第一数字图像信号转换为第一低电压差分信号的第一串行器201；用于将第二数字图像信号转换为第二低电压差分信号的第二串行器202；其中，所述第一串行器201与所述第一光学传感器11通过第一柔性电路板连接，所述第二串行器202与所述第二光学传感器13通过第二柔性电路板连接；解串器模块30，所述解串器模块30包括：用于将所述第一低电压差分信号转换为第一数字图像信号，且将所述第二低电压差分信号转换为第二数字图像信号的解串器301，所述解串器模块30与所述串行器模块20通过同轴电缆连接或通过屏蔽双绞线连接；用于对来自所述解串器模块的第一数字图像信号、第二数字图像信号进行处理的图像处理模块40，所述图像处理模块40与所述解串器模块30 通过第一印刷板上第一线路、第二线路连接。

本实施例通过上述技术方案，即提供一种基于视频串行通讯的双目相机的基本结构，通过串行器模块20对第一光学传感器11和第二光学传感器13输出的两路数字图像信号进行转换得到两路LVDS信号，经过同轴电缆或屏蔽双绞线传输后，被解串器模块30还原成两路数字图像信号，传送给图像处理模块40进行处理，实现了光学传感器和中央处理器的分离，所述基于视频串行通讯的双目相机具体框架图如图2。

作为具体的实施方案，光学传感器和中央处理器的完全分离主要由FPD-Link方案实现，所述FPD-Link方案由串行器Serializer 和解串器Deserilizer组成，如图3所示。

光学传感器将图像信息转换成Mipi或DVP接口的数字图像信号，在本系统中，串行器Serializer可以将Mipi或DVP接口的数字图像信号转换成可以长距离传输的低电压差分信号(LVDS信号)，通过低成本的同轴电缆或者屏蔽双绞线缆传输；

解串器Deserilizer可以将接收到的LVDS信号进行解析，还原成 Mipi或DVP接口的数字图像信号，再送给图像处理器ISP及中央处理器处理；

串行器Serializer和解串器Deserilizer之间传输的LVDS信号包括光学传感器送给图像处理器的图像数据和图像处理器控制光学传感器的控制信号。同时同轴电缆和屏蔽双绞线采用缆线供电POC技术，直流电源信号和高速LVDS信号可以同时叠加到一根同轴线或双绞线上，不需要额外增加线缆。

本实施例通过上述技术方案，实现光学传感器和中央处理器的完全分离，有效缩减固定于汽车前挡玻璃的设备体积，大幅度减少双目相机的信号线数目，简化实际安装时布线工作。

如图2所示，所述串行器模块20还包括：用于将所述第一低电压差分信号、所述第二低电压差分信号传输到所述同轴电缆或屏蔽双绞线的第一连接器203，所述第一连接器203与所述第一串行器201 通过第二印刷板上的第一线路连接，所述第一连接器203与所述第二串行器202通过第二印刷板上的第二线路连接。

更具体地，在第一柔性电路板、第二柔性电路板中，所述两线式串行总线采用I2C总线，所述移动产业处理器接口采用mipi接口，所述复位控制信号线采用Reset信号线。

图4是本实用新型实施例所述的串行器结构框架图。

如图4所示，所述第一串行器201、所述第二串行器202均包括：数字图像信号转换单元2001，时钟发生器2002，控制器2003以及控制信号解析单元2004；其中，

所述数字图像信号转换单元2001的输入端与光学传感器通过移动产业处理器接口连接，所述数字图像信号转换单元2001的输出端与所述第一连接器203通过第二印刷板上对应线路连接；

所述时钟发生器2002与所述数字图像信号转换单元2001双向连接，所述时钟发生器2002的输入端是时钟输入信号，所述时钟发生器2002的输出端是时钟输出信号；

所述控制器2003的第一输入端与光学传感器通过复位控制信号线连接，所述控制器2003的第二输入端与所述时钟发生器2002的输出端连接，所述控制器2003的输出端单向连接到所述时钟发生器 2002；

所述控制信号解析单元2004与所述控制器2003双向连接，所述控制信号解析单元2004单向连接到所述时钟发生器2002，所述控制信号解析单元2004的控制信号输入端的正极与数字图像信号转换单元2001输出端的正极连接，所述控制信号解析单元2004的控制信号输入端负极与数字图像信号转换单元2001输出端的负极连接，所述控制信号解析单元2004与光学传感器通过两线式串行总线双向连接。

本实施例通过上述技术方案，即提供一种串行器内部结构，每路光学传感器输出的数字图像信号通过mipi接口传送至串行器的数字图像信号转换单元，数字图像信号转换单元将图像信号转换成LVDS 信号，经由串行器模块的第一连接器传送到同轴电缆或屏蔽双绞线上。同时，光学传感器所需要的控制信号也会通过第一连接器进入串行器，经过串行器的控制信号解析单元解析后发送给光学传感器，从而实现控制光学传感器的目的。串行器的具体内部结构框图如图5所示。

如图2所示，所述解串器模块30还包括：用于接收所述第一低电压差分信号、第二低电压差分信号的第二连接器302；其中，所述第二连接器302与所述第一连接器203通过所述同轴电缆或屏蔽双绞线连接；所述第二连接器302与所述解串器301通过第一印刷板上的第一低电压差分信号线路、第二低电压差分信号线路连接。

更具体地，在第一印刷板上第一线路、第二线路中，所述两线式串行总线采用I2C总线，所述移动产业处理器接口采用mipi接口，所述复位控制信号线采用Reset信号线。

图6是本实用新型实施例所述的解串器结构框架图。

如图6所示，所述解串器301包括：低压差分信号处理单元3011，时钟频率发生器3012，时序控制器3013以及控制信号传输单元3014；其中，

所述低压差分信号处理单元3011的第一输入端与所述第一低电压差分信号线路连接，所述低压差分信号处理单元3011的第二输入端与所述第二低电压差分信号线路连接；所述低压差分信号处理单元 3011与图像处理器401通过第一印刷板上第一线路的移动产业处理器接口、第一印刷板上第二线路的移动产业处理器接口连接；

所述时钟频率发生器3012的输入端是时钟输入信号，所述时钟频率发生器3012的输出端是时钟输出信号，所述时钟频率发生器3012一侧与所述低压差分信号处理单元3011连接，所述时钟频率发生器另一侧与所述时序控制器3013连接；

所述时序控制器3013与图像处理器401通过所述第一印刷板上第一线路的复位控制信号线、所述第一印刷板上第二线路的复位控制信号线连接,所述时序控制器3013与所述控制信号传输单元3014连接；

所述控制信号传输单元3014与图像处理器401通过所述第一印刷板上第一线路的两线式串行总线、所述第一印刷板上第二线路的两线式串行总线连接，所述控制信号传输单元3014的第一控制信号输出端的正极与所述低压差分信号处理单元3011的第一输入端的正极连接，所述控制信号传输单元3014的第一控制信号输出端的负极与所述低压差分信号处理单元3011的第一输入端的负极连接；所述控制信号传输单元3014的第二控制信号输出端的正极与所述低压差分信号处理单元3011的第二输入端的正极连接，所述控制信号传输单元3014的第二控制信号输出端的负极与所述低压差分信号处理单元 3011的第二输入端的负极连接。

本实施例通过上述技术方案，即提供一种解串器内部结构，同轴电缆或屏蔽双绞线传输来的LVDS信号经过解串器模块的第二连接器发送给解串器，解串器的低压差分信号处理单元先将LVDS信号按照特定的协议解析成并行数据，再将并行数据转换为mipi接口的数字图像信号，进而送给图像处理器进行预处理。同时，解串器的控制信号传输单元将来自图像处理器的控制信号按照固定的编码格式后，加载到同轴电缆或屏蔽双绞线传输，为串行器的控制信号解析单元提供控制信号来源。解串器的具体内部结构框图如图7所示。

图8是本实用新型实施例所述的POC技术原理图。

如图8所示，串行器及光学传感器所需的电源不需要额外的线缆传输，其电源被加载到同轴电缆或屏蔽双绞线传输。解串器侧将直流电源通过Lpoc电感后加载到线缆上，串行器侧再通过 Lpoc将直流电源提取出来。因Lpoc对直流电源的阻抗较低，对高频信号的阻抗较高，所以可以实现对应工作频率信号与直流电源的有效隔离。

本实施例通过上述技术方案，即提供一种供电线缆技术(POC 技术)原理，在确保低电压差分信号传输效率的前提下，最大幅度的减少双目相机信号线的数目，还可以根据LVDS信号的衰减情况，灵活调整同轴电缆和屏蔽双绞线的长度。多电感组合后的特性曲线如图9所示，在1M-3GHz频段下，电感组合均保持较高的阻抗，这样可以确保直流电源可以有效的通过及提取，并且高速信号不会因电感的加入导致信号受损。

如图2所示，所述图像处理模块40包括：用于对来自所述解串器模块的第一数字图像信号、第二数字图像信号进行预处理的图像处理器401和深度处理来自图像处理器的图像的中央处理器402；其中，所述中央处理器402与所述图像处理器401通过第一印刷板上第三线路连接。

更具体地，所述第一印刷板上第三线路包括但不限于：电源接口、两线式串行总线、数字视频端口和复位控制信号线；所述两线式串行总线采用I2C总线，所述数字视频端口采用DVP接口，所述复位控制信号线采用信号线。

本实用新型的第二个方面，提供一种基于视频串行通讯的辅助驾驶系统，包括：由所述第一传感器、所述第二传感器和所述串行器模块组成的相机模组；由所述解串器模块和所述图像处理模块组成的控制主板；其中，

所述相机模组固定在汽车前挡玻璃处，所述控制主板安装在汽车辅助驾驶系统主板上。

综上，本实用新型公开的基于视频串行通讯的双目相机，通过 FPD-Link方案的串行器模块将光学传感器输出的数字图像信号转换为能够长距传输的低电压差分信号，再通过FPD-Link方案的解串器模块将低电压差分信号还原成图像处理器可以识别的数字图像信号，串行器模块通过同轴电缆或屏蔽双绞线与解串器模块连接，实现双目相机的相机模组和ADAS主板的完全分离，同时解决现有双目相机体积偏大、布线困难以及需要增加散热设计等问题，达到改进双目相机设备的目的。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种基于视频串行通讯的双目相机，其特征在于，包括：

用于将采集的图像信息转换为第一数字图像信号的第一光学传感器；

用于将采集的另一图像信息转换为第二数字图像信号的第二光学传感器；

串行器模块，所述串行器模块包括：

用于将所述第一数字图像信号转换为第一低电压差分信号的第一串行器；

用于将第二数字图像信号转换为第二低电压差分信号的第二串行器；其中，

所述第一串行器与所述第一光学传感器通过第一柔性电路板连接，所述第二串行器与所述第二光学传感器通过第二柔性电路板连接；

解串器模块，所述解串器模块包括：用于将所述第一低电压差分信号转换为第一数字图像信号，且将所述第二低电压差分信号转换为第二数字图像信号的解串器，所述解串器模块与所述串行器模块通过同轴电缆连接或通过屏蔽双绞线连接；

用于对来自所述解串器模块的第一数字图像信号、第二数字图像信号进行处理的图像处理模块，所述图像处理模块与所述解串器模块通过第一印刷板上第一线路、第二线路连接。

2.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机，其特征在于，所述串行器模块还包括：用于将所述第一低电压差分信号、所述第二低电压差分信号传输到所述同轴电缆或屏蔽双绞线的第一连接器，所述第一连接器与所述第一串行器通过第二印刷板上的第一线路连接，所述第一连接器与所述第二串行器通过第二印刷板上的第二线路连接。

3.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机，其特征在于，所述第一柔性电路板、第二柔性电路板均包括但不限于：

两线式串行总线、移动产业处理器接口和复位控制信号线。

4.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机，其特征在于，所述第一串行器、所述第二串行器均包括：数字图像信号转换单元，时钟发生器，控制器以及控制信号解析单元；其中，

所述数字图像信号转换单元的输入端与光学传感器通过移动产业处理器接口连接，所述数字图像信号转换单元的输出端与所述第一连接器通过第二印刷板上对应线路连接；

所述时钟发生器与所述数字图像信号转换单元双向连接，所述时钟发生器的输入端是时钟输入信号，所述时钟发生器的输出端是时钟输出信号；

所述控制器的第一输入端与光学传感器通过复位控制信号线连接，所述控制器的第二输入端与所述时钟发生器的输出端连接，所述控制器的输出端单向连接到所述时钟发生器；

所述控制信号解析单元与所述控制器双向连接，所述控制信号解析单元单向连接到所述时钟发生器，所述控制信号解析单元的控制信号输入端的正极与数字图像信号转换单元输出端的正极连接，所述控制信号解析单元的控制信号输入端负极与数字图像信号转换单元输出端的负极连接，所述控制信号解析单元与光学传感器通过两线式串行总线双向连接。

5.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机,其特征在于，所述解串器模块还包括：用于接收所述第一低电压差分信号、第二低电压差分信号的第二连接器；其中，

所述第二连接器与所述第一连接器通过所述同轴电缆或屏蔽双绞线连接；所述第二连接器与所述解串器通过第一印刷板上的第一低电压差分信号线路、第二低电压差分信号线路连接。

6.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机,其特征在于，所述第一印刷板上第一线路、第二线路均包括但不限于：

两线式串行总线、移动产业处理器接口和复位控制信号线。

7.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机,其特征在于，所述解串器包括：

低压差分信号处理单元，时钟频率发生器，时序控制器以及控制信号传输单元；其中，

所述低压差分信号处理单元的第一输入端与所述第一低电压差分信号线路连接，所述低压差分信号处理单元的第二输入端与所述第二低电压差分信号线路连接；所述低压差分信号处理单元与图像处理器通过第一印刷板上第一线路的移动产业处理器接口、第一印刷板上第二线路的移动产业处理器接口连接；

所述时钟频率发生器的输入端是时钟输入信号，所述时钟频率发生器的输出端是时钟输出信号，所述时钟频率发生器一侧与所述低压差分信号处理单元连接，所述时钟频率发生器另一侧与所述时序控制器连接；

所述时序控制器与图像处理器通过所述第一印刷板上第一线路的复位控制信号线、所述第一印刷板上第二线路的复位控制信号线连接，所述时序控制器与所述控制信号传输单元连接；

所述控制信号传输单元与图像处理器通过所述第一印刷板上第一线路的两线式串行总线、所述第一印刷板上第二线路的两线式串行总线连接，所述控制信号传输单元的第一控制信号输出端的正极与所述低压差分信号处理单元的第一输入端的正极连接，所述控制信号传输单元的第一控制信号输出端的负极与所述低压差分信号处理单元的第一输入端的负极连接；所述控制信号传输单元的第二控制信号输出端的正极与所述低压差分信号处理单元的第二输入端的正极连接，所述控制信号传输单元的第二控制信号输出端的负极与所述低压差分信号处理单元的第二输入端的负极连接。

8.根据权利要求1所述的基于视频串行通讯的双目相机,其特征在于，所述图像处理模块包括：用于对来自所述解串器模块的第一数字图像信号、第二数字图像信号进行预处理的图像处理器和深度处理来自图像处理器的图像的中央处理器；其中，所述中央处理器与所述图像处理器通过第一印刷板上第三线路连接。

9.根据权利要求8所述的基于视频串行通讯的双目相机,其特征在于，所述第一印刷板上第三线路包括但不限于：

电源接口、两线式串行总线、数字视频端口和复位控制信号线。

10.一种基于视频串行通讯的辅助驾驶系统，其特征在于，包括：

由第一传感器、第二传感器和串行器模块组成的相机模组；

由解串器模块和图像处理模块组成的控制主板；其中，

所述相机模组固定在汽车前挡玻璃处，所述控制主板安装在汽车辅助驾驶系统主板上。

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