CN217087991U - 一种车用非对称成像的摄像头及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车用非对称成像的摄像头及装置，包括与车辆固定连接的壳体，所述壳体内部设置有PCB板、镜头和用于固定所述镜头的镜座，所述镜座与所述PCB板沿所述镜头的轴向间隔设置，所述PCB板上设有芯片，所述芯片上设有芯片成像中心点，所述镜头的光轴与所述芯片成像中心点保持预设距离，使得所述镜头与所述芯片之间的成像非对称；将没有用到的视场角转移到需要关注的视场角侧，缩小盲区范围；不用添加新装置就能增加镜头下端视场范围，无需开发一套新算法，减少车辆视场盲区。

Description

一种车用非对称成像的摄像头及车辆

技术领域

本实用新型涉及一种光学成像技术领域，具体为一种车用非对称成像的摄像头及车辆。

背景技术

先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System)，简称ADAS，利用车上的各式各样传感器在第一时间收集数据、处理并识别，从而让驾驶者在最快的时间觉察可能发生的危险，达到引起驾驶者注意和提高安全性目的的主动安全技术。摄像头是组成ADAS的主要传感器之一；摄像头主要由镜头、芯片组成，镜头座、PCB及其它各种电子器件是为了实现将现实场景转换为机器可识别代码的转换工具。

现有ADAS摄像头中的成像均为常规的对称成像，即水平方向左右对称，垂直方向上下对称；乘用车单目前视摄像头垂直角度一般约为30°(半角约15°)，主要是为了适应乘用车前端尺寸较长，避免前引擎盖成像到系统视野内；由于商用车车头前面没有发动机舱，若将该套摄像头产品移植到商用车上做ADAS功能，因下方盲区增大而导致安全性能降低，更换镜头增加垂直视场角减小盲区，但是以减小焦距牺牲摄像头的探测距离为代价，相同场景中同样的物体占有的像素数量减少，清晰度也会相应下降；

另一种方式是将成像系统光轴倾斜向下以减小盲区，但该方式会导致远端消失点位置等不同引起模型做调整，需要新的一套算法对应，开发及维护成本增加。除了上述的需要在竖直方向调整视场角的情况外，也有可能需要对水平方向调整视场角，比如安装于车辆两侧的电子后视镜摄像头，由于镜头的中心区域成像最为清晰，所以尽量保证摄像头的光轴平行于车身，如果摄像头采用对称成像的方式，则摄像头靠近车身的一侧视场角被车身遮挡，使得车身外侧存在较多盲区。

因此研究一款既能减少覆盖视场角的盲区，又不影响探测清晰度的摄像头十分有必要。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型公开一种车用非对称成像的摄像头，能够不用添加新装置，无需开发一套新算法，减少车辆垂直视场盲区，包括与车辆固定连接的壳体，所述壳体内部设置有PCB板、镜头和用于固定所述镜头的镜座，所述镜座与所述PCB板沿所述镜头的轴向间隔设置，所述PCB板上设有芯片，所述芯片上设有芯片成像中心点，所述镜头的光轴与所述芯片成像中心点保持预设距离，使得所述镜头与所述芯片之间的成像非对称。

更进一步地，所述镜头的光轴相较于所述芯片成像中心点接近车辆下端设置，使得所述摄像头的下端可视范围增大。

更进一步地，所述芯片成像中心点相较于所述镜头的光轴接近车辆下端设置，使得所述摄像头的上端可视范围增大。

更进一步地，所述镜头的光轴在水平方向与所述芯片成像中心点保持所述预设距离。

更进一步地，所述预设距离不小于15pixel。

更进一步地，所述镜座内部包括活动件，所述镜头通过所述活动件与所述镜座可活动连接；所述摄像头还包括驱动装置，所述驱动装置与所述活动件连接，所述驱动装置驱动所述活动件移动，使得所述镜头能够平行于所述芯片发生相对位移。

更进一步地，所述摄像头还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述摄像头的离地高度，所述位置传感器与所述驱动装置电连接，使得所述驱动装置能够根据指定的离地高度，驱动所述镜头平行于所述芯片发生指定的相对位移。

更进一步地，所述摄像头还包括位移传感器，所述位移传感器均与所述镜头、所述芯片和所述驱动装置电连接，所述位移传感器用于检测所述镜头平行于所述芯片发生的相对位移量。

更进一步地，所述PCB板可活动的设在所述壳体内部，所述摄像头还包括驱动装置，所述驱动装置与所述PCB板连接，所述驱动装置驱动所述PCB板移动，使得所述芯片能够平行于镜头发生相对位移；

所述摄像头还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测摄像头的离地高度，位置传感器与驱动装置电连接，使得所述驱动装置能够根据所述离地高度，驱动所述PCB板移动，使得所述芯片能够平行于所述镜头发生指定的相对位移。

另一方面，本申请提供一种车辆，该车辆包括如上所述的一种车用非对称成像的摄像头。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

1.摄像头运用在商用车上，如货车，客运车等，车辆的较高，则车辆的垂直视场角的盲区较大，将光轴的位置低于芯片成像中心点设置，摄像头的下端可视范围增大，使得减少车辆的垂直视场角的盲区；改变光轴与芯片成像中心点的相对高度，将没有用到的视场角转移到需要关注的视场角侧，缩小盲区范围；不用添加新装置，无需开发一套新算法，兼容性高。

2.在其他的应用场景，比如摄像头需要在较远的距离探测到前方的道路指示牌，由于摄像头存在上方盲区，车辆只有在靠近道路指示牌才能探测到，这样可能影响到车辆智能驾驶的快速响应，本申请将光轴的光轴高于芯片成像中心点设置，摄像头的上端可视范围增大，使得减少垂直视场角的盲区。

3.芯片成像中心点能够与镜头的光轴在水平方向设置一定距离，从而可以根据需要提高摄像头在水平某一方向的可视范围，减少摄像头水平视场角的盲区。

4.摄像头内部设置驱动装置、位移传感器和位置传感器，能够根据摄像头离地的高度来判断镜头与芯片在垂直方向所需要的指定位移量，并通过驱动装置驱动活动件使得镜头发生指定位移量，使摄像头的兼容性强，在任何车型上都能最大的减少垂直视场的盲区。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型实施例提供摄像头结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的对称成像的光线途径示意图；

图3为本实用新型实施例提供的非对称成像的光线途径示意图；

其中，图中附图标记对应为：1-壳体；2-镜头；3-光轴；4-芯片成像中心点；5-连接部；6-镜座；7-PCB板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

本实施例中，商用车包括货车，客运车，其车身较高，相对垂直视场的盲区较大，若将成像系统倾斜向下以减小盲区，但该方式会导致远端消失点位置等不同引起模型做调整，需要新的一套算法对应，开发及维护成本增加，而本实用新型不用添加新装置，无需开发一套新算法，就能减少车辆的视场盲区，且适用于各种车型，如图1所示，该摄像头包括壳体1，壳体1设有车体连接部5，连接部5包括螺旋孔，摄像头通过螺钉与螺旋孔配合与车辆固定连接，并且保证在车辆行驶过程中，摄像头不会晃动，防止远端消失点位置不同；壳体1内部相对设置有镜座6与PCB板7，镜座6与PCB板7分别用于安装镜头2与芯片，每个镜头2均有自己的有效成像范围即有效靶面；相同接收尺寸越接近边缘，视场角越大，可探测区域便越大，芯片上设有芯片成像中心点4，即镜头在芯片上成像，镜座6与PCB板7之间留有空隙，镜头2的光轴3与芯片成像中心点4之间保持预设距离，作为具体的，预设距离不小于15pixel；

若将光轴3在垂直方向与芯片成像中心点4重合设置，其视场范围如图2所示，摄像头观察地面时，摄像头以下的区域只能观察到一小部分，将摄像头安装在车辆上，则车辆的垂直视场存在很多盲区；如图3所示的非对称成像原理图，光轴3与芯片成像中心点4垂直方向非重合设置，使得镜头2与芯片之间的成像非对称；作为具体的，光轴3相较于芯片成像中心点4接近车辆下端设置，相较于图2，摄像头下方能监测范围更大，使得摄像头的下端可视范围增大，商用车较高，垂直视场盲区较大，将芯片成像中心点4高于光轴3设置，摄像头下端视场角的增加，使得摄像头靠地面的视场范围变大，可以很好的减少车辆垂直视场的盲区，不用增加新装置，按照原始的摄像头算法，提高摄像头的利用率，并且还能防止远端消失点位置不同的问题。

实施例2

在一些特殊的时候，比如摄像头需要在较远的距离探测到前方的道路指示牌，由于摄像头存在上方盲区，车辆只有在靠近道路指示牌才能探测到，这样可能影响到车辆智能驾驶的快速响应，此时需要减少车辆上方的盲区，芯片成像中心点4相较于光轴3接近车辆下端设置，使得摄像头的上端可视范围增大，同样不需要增加新的装置，便能减少车辆上方的盲区。

实施例3:

除了需要在竖直方向调整视场角的情况外，也有可能需要对水平方向调整视场角，比如安装于车辆两侧的电子后视镜摄像头，由于镜头的中心区域成像最为清晰，所以尽量保证摄像头的光轴平行于车身，如果摄像头采用对称成像的方式，则摄像头靠近车身的一侧视场角被车身遮挡，使得车身外侧存在较多盲区，将芯片成像中心点4与光轴3在水平方向保持预设距离，使得摄像头靠近车身的一侧可视范围增大，同样不需要增加新的装置，便能减少车辆侧方的盲区

更进一步，镜座6内部包括活动件，镜头2通过活动件与镜座6可活动连接，摄像头还包括驱动装置，驱动装置与活动件连接，作为具体的，活动件可以为滑轨，镜头在滑轨上滑动，镜头2通过活动件与镜座6连接，驱动装置驱动活动件移动，使得镜头2平行于芯片发生相对位移；摄像头还包括位置传感器，位置传感器用于检测摄像头的离地高度，位置传感器与驱动装置电连接，使得驱动装置能够根据指定的离地高度，驱动镜头2平行于芯片发生指定的相对位移；摄像头还包括位移传感器，位移传感器均与镜头2、芯片和驱动装置电连接，位移传感器用于检测镜头2平行于芯片发生的相对位移量。

在另一种实施例中，PCB板7可活动的安装在壳体1内部，摄像头还包括驱动装置，驱动装置与PCB板7连接，驱动装置驱动PCB板7移动，使得芯片平行于镜头2发生相对位移；摄像头还包括位置传感器，位置传感器用于检测摄像头的离地高度，位置传感器与驱动装置电连接，使得驱动装置能够根据指定的离地高度，驱动PCB板7移动，使得芯片平行于镜头2发生指定的相对位移；摄像头还包括位移传感器，位移传感器均与镜头2、芯片和驱动装置电连接，位移传感器用于检测镜头2平行于芯片发生的相对位移量，芯片零件较小，相对于移动镜头效果更佳。

工作流程为：在摄像头通过车体连接部5与车体连接之前，摄像头中的位置传感器检测出摄像头当前的离地高度，驱动装置接收离地高度便驱动活动件运动，使得镜头2与芯片发生相对运动，位移量根据离地高度而定，位移结束，通过位移传感器检测位移量是否为指定位移量，若实际位移量与指定位移量不相等，则驱动装置重新驱动活动件，直到位移传感器检测出位移量与指定位移量相等，将调整好的摄像头与车体连接，保证车辆在行驶过程中摄像头不会晃动，镜头2的体积相对芯片较大，同样也可以采用移动芯片的方式来实现镜头2与芯片发生相对运动，在一些特殊的场合，可以同时在镜座6与芯片上都设置活动件，使得光轴3与芯片成像中心点4均发生位移；可以实现人工操作达不到的理想效果，通过驱动装置自动调整，并通过位移传感器检测调整结果，减少操作误差。

本实施例还提供一种车辆，该车辆包括如上所述的一种车用非对称成像的摄像头。

实施本实施例，具有如下效果：

1.摄像头运用在商用车上，如货车，客运车等，车辆的较高，则车辆的垂直视场角的盲区较大，将光轴的位置低于芯片成像中心点设置，摄像头的下端可视范围增大，使得减少车辆的垂直视场角的盲区；改变光轴与芯片成像中心点的相对高度，将没有用到的视场角转移到需要关注的视场角侧，缩小盲区范围；不用添加新装置，无需开发一套新算法，兼容性高。

2.在其他的应用场景，比如摄像头需要在较远的距离探测到前方的道路指示牌，由于摄像头存在上方盲区，车辆只有在靠近道路指示牌才能探测到，这样可能影响到车辆智能驾驶的快速响应，本申请将光轴的光轴高于芯片成像中心点设置，摄像头的上端可视范围增大，使得减少垂直视场角的盲区。

3.由于本申请中，芯片成像中心点能够与镜头的光轴在水平方向设置一定距离，从而可以根据需要提高摄像头在水平某一方向的可视范围，减少摄像头水平视场角的盲区。

4.摄像头内部设置驱动装置、位移传感器和位置传感器，能够根据摄像头离地的高度来判断镜头与芯片在垂直方向所需要的指定位移量，并通过驱动装置驱动活动件使得镜头发生指定位移量，使摄像头的兼容性强，在任何车型上都能最大的减少垂直视场的盲区。

5.芯片通过活动件与壳体连接，并通过驱动装置驱动活动件使得芯片发生指定位移量，相对于移动镜头效果更佳。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，包括与车辆固定连接的壳体(1)，所述壳体(1)内部设置有PCB板(7)、镜头(2)和用于固定所述镜头(2)的镜座(6)，所述镜座(6)与所述PCB板(7)沿所述镜头(2)的轴向间隔设置，所述PCB板(7)上设有芯片，所述芯片上设有芯片成像中心点(4)，所述镜头(2)的光轴(3)与所述芯片成像中心点(4)保持预设距离，使得所述镜头(2)与所述芯片之间的成像非对称。

2.根据权利要求1所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述镜头(2)的光轴(3)相较于所述芯片成像中心点(4)接近车辆下端设置，使得所述摄像头的下端可视范围增大。

3.根据权利要求1所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述芯片成像中心点(4)相较于所述镜头(2)的光轴(3)接近车辆下端设置，使得所述摄像头的上端可视范围增大。

4.根据权利要求1所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述镜头(2)的光轴在水平方向与所述芯片成像中心点(4)保持所述预设距离。

5.根据权利要求1所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述预设距离不小于15pixel。

6.根据权利要求1所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述镜座(6)内部包括活动件，所述镜头(2)通过所述活动件与所述镜座(6)可活动连接；所述摄像头还包括驱动装置，所述驱动装置与所述活动件连接，所述驱动装置驱动所述活动件移动，使得所述镜头(2)能够平行于所述芯片发生相对位移。

7.根据权利要求6所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述摄像头还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述摄像头的离地高度，所述位置传感器与所述驱动装置电连接，使得所述驱动装置能够根据指定的离地高度，驱动所述镜头(2)平行于所述芯片发生指定的相对位移。

8.根据权利要求7所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述摄像头还包括位移传感器，所述位移传感器均与所述镜头(2)、所述芯片和所述驱动装置电连接，所述位移传感器用于检测所述镜头(2)平行于所述芯片发生的相对位移量。

9.根据权利要求1所述的一种车用非对称成像的摄像头，其特征在于，所述PCB板(7)可活动的设在所述壳体(1)内部，所述摄像头还包括驱动装置，所述驱动装置与所述PCB板(7)连接，所述驱动装置驱动所述PCB板(7)移动，使得所述芯片能够平行于镜头(2)发生相对位移；

所述摄像头还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测摄像头的离地高度，位置传感器与驱动装置电连接，使得所述驱动装置能够根据所述离地高度，驱动所述PCB板(7)移动，使得所述芯片能够平行于所述镜头(2)发生指定的相对位移。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的一种车用非对称成像的摄像头。

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