TW201534505A - 車體轉向側照影像定點追踪辨識方法及其裝置 - Google Patents

Abstract

一種車體轉向側照影像定點追踪辨識方法及其裝置，所述裝置包括：一廣角型數位攝影機、一顯示器及一影像追踪控制器；所述方法係利用廣角型數位攝影機攝取車體外側至少包含視覺死角區域的廣角監視影像，利用影像追踪控制器從攝取的廣角監視影像中擷取視覺死角區域的即時影像，持續將視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器，達到在車輛轉彎過程中持續監視視覺死角區域的目的，解決現有固定式後視鏡中的影像可能會在車體轉彎時偏離視覺死角區域的問題；本發明的進一步實施例還包含一物體偵測器，可以在有物體進入視覺死角區域時主動發出警告。

Description

車體轉向側照影像定點追踪辨識方法及其裝置

本發明是有關於一種車輛轉彎之視覺死角的攝影方法及其裝置，特別是一種可以在大型車輛轉彎時輔助車輛駕駛者監控車輛轉彎之視覺死角區域的車體轉向側照影像定點追踪辨識方法及其裝置。

已知有許多的輔助裝置用於協助駕駛者觀察車輛周圍的路況或環境情況，但是對於車輛的駕駛者而言每一種車輛仍然存在特定的視覺死角區域，特別是車輛在轉彎時的內輪差更容易產生視覺死角區域，這種情形對於車長較大的大型車輛例如半聯結車(一般所稱的貨櫃車即屬此種車輛)最為嚴重。一輛聯結有20呎長之貨櫃的半聯結車的全長約為14公尺(M)，而聯結有40呎長之貨櫃的半聯結車的全長更可達20公尺(M)，由於半聯結車係由一部曳引車與一輛重型半拖車所組成之車輛，在轉彎時曳引車的前輪軌跡和其後方聯結之重型半拖車(裝載貨櫃的部份)的後輪軌跡的差距，使得半聯結車因為內輪差而產生的視覺死角區域範圍極大，而且在半聯結車轉彎的過程中，現有裝置於曳引車的固定式後視鏡的主要功能在於顯示預設之監視範圍的即時影像，特別是指半聯結車後段的重型半拖車及其後輪的即時影像。事實上，半聯結車在轉彎的過程中由於曳引車與重型半拖車之間的相對角度會產生變化，現有裝置於曳引車的固定式後視鏡中的影像將會在車體轉彎時偏離原有的監視範圍，所以半聯結車的駕駛者在 車輛轉彎時容易因此看不到視覺死角區域而造成令人遺憾的交通事故。

為了輔助車輛駕駛者觀看車輛的視覺死角區域，已有許多相關的技術被提出，在已核准公告的中華民國發明專利I333904”汽車輔助視訊告警裝置”，利用多組影像擷取元件分別擷取汽車之左前、右前、左後、右後及正後方的影像，透過一視頻辨識單元辨識影像，在影像中的移動物體、異常狀態、車後方是否有移動物體或有物體快速變大時，透過切換的方式將影像顯示於一顯示器將影像輸入，以及利用聲光警報提示駕駛人。已核准公告的中華民國發明專利I405682”利用燈號訊號啟動之車側影像輔助系統”，係依據車輛之左方向燈號、右方向燈號、倒車燈號和警示燈號啟動時的啟動訊號，在一預設的臨界時間後啟動二個分設於左右車側的攝影裝置攝取對應車側的影像，再將影像顯示於顯示器裝置。以上的已知技術需要多個影像擷取元件或攝影裝置，而且攝影裝置的攝影視角固定不動，無法自動調整攝影機對車輛轉彎時的視覺死角進行監視攝影，不適用於具有較大車長的大型車輛。

在已核准公告第588003號的中華民國發明專利”應用於車外狀況監視器之監視範圍調整裝置及方法”，利用一偵測器因應輪胎之轉向幅度大小、車輛方向盤之轉向幅度大小、車輛上之電子羅盤或是全球定位系統之輸出信號產生一調整信號，再利用一控制器因應調整信號之變化而使車外狀況監視器由一監視範圍啟始位置改變到至少兩種不同監視範圍之工作位置。此一已知技術可以將車外狀況監視器的監視範圍改變到至少兩種不同監視範圍，其監視範圍的調整仍有預定的位置，而非線性的連續調整監視範圍；另一方面，要取得車輛之輪胎的轉向幅度或是方向盤的轉向幅 度，由於涉及車輛之輪胎和方向盤的機械運動的偵測，在實施上較為麻煩，再一方面，車輛的方向盤或是輪胎的轉向運動與車體的轉彎動作，在車輛的轉彎過程並非一直維持正相關的關係，具體而言，車輛的車體在未完全通過轉角時，輪胎和方向盤就已開始反向的回正操作，尤其是半聯結車這種車身長度較大的車輛，曳引車在轉彎後開始直線行駛時，後側的重型半托車的車體可能還處於轉向運動中，甚至還未完全離開內輪差所造成的視覺死角區域，如果依據輪胎和方向盤的轉向幅度大小立即調整車外狀況監視器的監視範圍，可能會有提早調整監視範圍的問題；以民用的全球定位系統(GPS)而言，其定位精度大約在10公尺(M)的範圍，因此，依據GPS的信號調整車外狀況監視器的監視範圍在實用上仍有很大的誤差，恐難以即時獲得準確的監視範圍。

本發明的目的之一是提供一種可以在大型車輛轉彎時輔助車輛駕駛者監控車輛轉彎之視覺死角的車體轉向側照影像定點追踪辨識方法。

本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識方法的一實施例，係利用一廣角型數位攝影機攝取車體外側至少包含視覺死角區域的廣角監視影像，利用一影像追踪控制器從攝取的廣角監視影像中擷取視覺死角區域的即時影像，持續將視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器，達到在車輛轉彎過程中持續監視視覺死角區域的目的，解決現有固定式後視鏡中的影像可能會在車體轉彎時偏離視覺死角區域的問題。

本發明的另一方面包括一種可以在大型車輛轉彎時輔助車 輛駕駛者監控車輛轉彎之視覺死角的車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置。

本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例，包括：一廣角型數位攝影機，設置於車體外側用於攝取車體外側至少包含視覺死角區域的廣角監視影像；一顯示器，用於顯示視覺死角區域的即時影像；以及一影像追踪控制器，電性連接於廣角型數位攝影機和顯示器，影像追踪控制器內建有影像辨識軟體用以從廣角監視影像中擷取視覺死角區域的即時影像，持續將視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器。

在本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例中，所述廣角型數位攝影機包含彩色數位攝影機和紅外線數位攝影機其中的任一種。

在本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例中，所述廣角型數位攝影機及係裝設於車體外部兩側的後視鏡。

在本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例中，包含一物體偵測器，用以在有物體靠近視覺死角區域時發出警告。

在本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例中，包含一數位影像記錄器(DVR)，數位影像記錄器與影像追踪控制器電連接用以記錄廣角型數位攝影機攝取的廣角監視影像和視覺死角區域的即時影像其中的任一種，進而實現行車記錄器的功能。

有關本發明的其他功效及實施例的詳細內容，配合圖式說明如下。

A‧‧‧攝取車體外側至少包含視覺死角區域的一廣角監視影像

B‧‧‧在攝取的廣角監視影像中設定一影像擷取範圍用以涵蓋視覺死角區域

C‧‧‧利用影像辨識軟體在廣角監視影像的即時影像中擷取視覺死角區域的即時影像

D‧‧‧將擷取視覺死角區域的即時影像顯示於一顯示器

C-1‧‧‧利用影像辨識軟體在影像擷取範圍中尋找一影像特徵並記錄影像特徵與影像擷取範圍的相對位置關係

C-2‧‧‧在廣角監視影像的即時影像中擷取影像擷取範圍所涵蓋的影像作為視覺死角區域的即時影像

10‧‧‧廣角型數位攝影機

10a‧‧‧廣角型數位攝影機

10b‧‧‧廣角型數位攝影機

20‧‧‧顯示器

20a‧‧‧顯示器

20b‧‧‧顯示器

30‧‧‧影像追踪控制器

40a‧‧‧物體偵測器

40b‧‧‧物體偵測器

41‧‧‧警告發生器

50‧‧‧數位影像記錄器(DVR)

60R‧‧‧右側後視鏡

60L‧‧‧左側後視鏡

61R‧‧‧支撐架

P1‧‧‧影像特徵的位置

A1‧‧‧影像擷取範圍

B1‧‧‧影像擷取範圍的基準點

dX‧‧‧基準點B1和位置P1在X軸方向的距離

H‧‧‧曳引車

T‧‧‧重型半拖車

第1圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識方法的一實施例的步驟流程圖。

第2圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例的功能方塊圖。

第3圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例構造圖，顯示廣角型數位攝影機裝設於車輛之車體外側的後視鏡。

第4圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例構造圖，顯示後視鏡、顯示器和駕駛者的位置關係。

第5A~5C圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識方法及其裝置的動作示意圖，顯示車輛在直行時廣角型數位攝影機的攝影範圍，在廣角型數位攝影機攝取的廣角監視影像利用一矩形框將圍住的範圍設為影像擷取範圍，以及顯示器所顯示之內容。

第6A~6C圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識方法及其裝置的動作示意圖，顯示車輛在轉彎時廣角型數位攝影機的攝影範圍，在廣角型數位攝影機攝取的廣角監視影像利用一矩形框將圍住的範圍設為影像擷取範圍，以及顯示器所顯示之內容。

第7圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例構造，繪示在車輛的車體外側裝設物體偵測器。

第8圖，為本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的另一實施例的功能方塊圖。

請參閱第1圖，本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識方法的一實施例，包括下列步驟：A.攝取車體外側至少包含視覺死角區域的一廣角監視影像；B.在攝取的廣角監視影像中設定一影像擷取範圍用以涵蓋視覺死角區域(如第5A圖所示的一種實施方式係將一矩形範圍作為影像擷取範圍A1)；C.利用影像辨識軟體在廣角監視影像的即時影像中擷取視覺死角區域的即時影像；以及D.將擷取的視覺死角區域的即時影像顯示於一顯示器。

前述方法步驟C中利用影像辨識軟體在廣角監視影像的即時影像中擷取視覺死角區域的即時影像的一種實施方式，包括下列步驟：C-1.利用影像辨識軟體在影像擷取範圍中尋找一影像特徵並記錄影像特徵與影像擷取範圍的相對位置關係；以及C-2.在廣角監視影像的即時影像中擷取影像擷取範圍所涵蓋的影像作為視覺死角區域的即時影像。

請參閱第2圖本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的一實施例，包括：一廣角型數位攝影機10，設置於車體外側用於攝取車體外側至少包含視覺死角區域的廣角監視影像；一顯示器20，用於顯示視覺死角區域的即時影像；以及一影像追踪控制器30，電性連接於廣角型數位攝影機10和顯示器20，影像追踪控制器30內建有影像辨識軟體用以從廣角監視影像中擷取視覺死角區域的即時影像，持續將視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器30。

廣角型數位攝影機10的一種實施方式可以透過裝配有一廣角魚眼鏡頭(如180°廣角)的一數位攝影機加以實現，其中的數位攝影機可以是一種彩色數位攝影機和紅外線數位攝影機其中的任一種，其中的紅外線數位攝影機可以採用附設有紅外線發光元件(如紅外線發光二極體)的機型，用以在低光源的環境下主動提供拍攝所需的紅外線光源；數位攝影機的另一種實施方式是數位影像擷取裝置，例如採用光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)和互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)其中任一種影像感測器的數位攝影機。

以左駕(駕駛者位於左側)的車輛而言，車輛在轉彎特別是右轉時，視覺死角區域係位於車輛的右側，因此廣角型數位攝影機10適合裝設在車輛的車體右側車外用於攝取車輛右側的影像(見第3圖)，同理，對於右駕的車輛而言，視覺死角區域係在車輛左轉彎時出現在車輛的左側，因此廣角型數位攝影機10適合裝設在車輛的車體左側車外；而另一種實施方式是在車輛的兩側(左側和右側)都裝置廣角型數位攝影機10a和廣角型數位攝影機10b(見第4圖)。在本發明的一種實施方式，係將廣角型數位攝影機10裝設於車輛之車體右側車外的後視鏡附近的位置，具體而言，可以裝設在不影響駕駛者觀看後視鏡的位置，例如大型車輛之右側後視鏡60R的支撐架61R(見第3圖)，透過向外伸出車體一段距離的支撐架61R令廣角型數位攝影機10能獲得較佳的拍攝範圍。

在本發明的一實施例中，包括二個顯示器20a和20b可安裝在駕駛者觀看後視鏡之同時可以目視看到的視野為佳，如第4圖所示，以左駕(駕駛者位於左側)的車輛而言，顯示器20a係可安裝在駕駛室中介於駕駛者 和右側後視鏡60R之間的位置，顯示器20b可安裝在駕駛室中介於駕駛者和左側後視鏡60L之間的位置，駕駛者在觀看右側後視鏡60R或是左側後視鏡60L的同時也能方便的觀看到數位廣角型攝影機10攝取的視覺死角區域的即時影像，大幅提高了行車的安全性。

前述本發明方法步驟中所述的影像特徵例如但不限於車體、車輪和特定形狀的記號其中的任一種，特定形狀的記號的一種實施方式例如在車體繪製特別的記號，再利用影像辨識軟體尋找此特別的記號；尋找影像特徵的一種方式是利用影像辨識技術中的邊緣偵測法(edge detection)找出影像特徵的邊緣進而得知影像特徵的位置P1(見第5B圖)，進一步計算出位置P1和設定的影像擷取範圍A1相對位置關係，例如將一矩形範圍作為影像擷取範圍A1，取矩形範圍的其中一個角的位置作為影像擷取範圍的基準點B1，計算位置P1和基準點B1的相對座標就可獲得影像特徵與影像擷取範圍的相對位置關係，例如以基準點B1和位置P1在X軸方向的距離dX表示其相對位置關係，其中dX=B1-P1。下文將配合圖式說明本發明方法及裝置的使用情形。

以包含曳引車H和重型半拖車T的半聯結車為範例作一說明，當車輛在直行時裝設於曳引車H之廣角型數位攝影機10的攝影範圍如第5A圖中扇形涵蓋的範圍，此時廣角型數位攝影機10攝取的廣角監視影像的內容如第5B圖所示，依據本發明的方法可以利用一矩形框所圍住的範圍設為影像擷取範圍A1，影像追踪控制器30也會利用內建的影像辨識軟體找出前述影像特徵的位置P1，以及位置P1和基準點B1的相對位置關係，同時影像追踪控制器30會擷取影像擷取範圍A1所涵蓋的影像作為視覺死角區域的 即時影像，並將此時的視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器20(如第5C圖所示)。

請參閱第6A圖，當半聯結車開始轉彎曳引車H和重型半拖車T之間的相對位置會發生變化，由於廣角型數位攝影機10的拍攝方向會隨著曳引車H的轉向而改變，此時廣角型數位攝影機10攝取的廣角監視影像的內容如第6B圖所示，依據本發明的方法，將利用影像辨識軟體尋找前述影像特徵的位置P1，再依據位置P1和基準點B1的相對位置關係重新決定矩形框所圍住的影像擷取範圍A1(如第6B圖)所示，然後影像追踪控制器30會重新擷取影像擷取範圍A1所涵蓋的影像作為視覺死角區域的即時影像，並將此時的視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器20(如第6C圖所示)，由於廣角型數位攝影機10攝取的廣角監視影像係為連續影像，因此本發明的影像追踪控制器30將會依據本發明方法所述的步驟C，持續擷取影像擷取範圍A1所涵蓋的影像作為視覺死角區域的即時影像，然後將視覺死角區域的即時影像顯示於顯示器20，達到在車輛轉彎過程中持續監視視覺死角區域的目的，解決現有固定式後視鏡中的影像可能會在車體轉彎時偏離視覺死角區域的問題。

請參閱第7圖，在本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的另一實施例，包含一物體偵測器40a，在本發明的一實施例中物體偵測器40a可以只設置於車體的其中一側，也可以在車體的左側和右側皆裝設物體偵測器40a和物體偵測器40b；物體偵測器40a的一種實施方式係為超音波距離感測器，物體偵測器40a電連接有一警告發生器41，物體偵測器40a被裝置於車體的外測靠近視覺死角區域的位置(例如靠近車體之後輪的位置)，警 告發生器41可以是喇叭和發光元件(如紅外線發射器、發光二極體或燈泡)其中的任一種和其組合，警告發生器41可裝設於車輛的駕駛室，當有其他物體和物體偵測器40a的距離過近(小於一預設的安全距離)，物體偵測器40a將會驅動警告發生器41透過聲音和光線兩種兩形式其中的任一種或其組合發出警告。

如第8圖所示，在本發明車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置的另一種實施例，其中還可以設置一數位影像記錄器(DVR)50，數位影像記錄器50與該影像追踪控制器30電連接用以記錄廣角型數位攝影機10攝取的廣角監視影像和視覺死角區域的即時影像其中的任一種，進而能實現行車記錄器的功能；廣角型數位攝影機10可以採用有線連接，或是利用無線傳輸的方式和影像追踪控制器30連接，透過無線傳輸的方式將廣角型數位攝影機10拍攝的影像傳輸給影像追踪控制器30和數位影像記錄器50。

雖然本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

A‧‧‧攝取車體外側至少包含視覺死角區域的一廣角監視影像

B‧‧‧在攝取的廣角監視影像中設定一影像擷取範圍用以涵蓋視覺死角區域

C‧‧‧利用影像辨識軟體在廣角監視影像的即時影像中擷取視覺死角區域的即時影像

D‧‧‧將擷取的視覺死角區域的即時影像顯示於一顯示器

Claims (16)

1. 一種車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，用以在大型車輛轉彎時輔助車輛駕駛者監控車輛轉彎之視覺死角區域，包括：A.攝取車體外側至少包含該視覺死角區域的一廣角監視影像；B.在攝取的該廣角監視影像中設定一影像擷取範圍用以涵蓋該視覺死角區域；C.利用一影像辨識軟體在該廣角監視影像的即時影像中擷取該視覺死角區域的即時影像；以及D.將擷取的該視覺死角區域的即時影像顯示於一顯示器。
2. 如申請專利範圍第1項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，其中係利用一廣角型數位攝影機攝取該廣角監視影像。
3. 如申請專利範圍第1項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，其中的步驟C包括：C-1.利用該影像辨識軟體在該影像擷取範圍中尋找一影像特徵並記錄該影像特徵與該影像擷取範圍的相對位置關係；以及C-2.在該廣角監視影像的即時影像中擷取該影像擷取範圍所涵蓋的影像作為該視覺死角區域的即時影像。
4. 如申請專利範圍第3項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，其中該影像特徵包含：車體、車輪和特定形狀的記號其中的任一種。
5. 如申請專利範圍第3項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，其中該步驟C-2係利用該影像辨識軟體在該廣角監視影像的即時影像中尋找該影像特徵的位置，再依據該影像特徵的位置和該影像擷取範圍的相對位置關係重新決定該影像擷取範圍，然後重新擷取該影像擷取範圍所涵蓋的影像作為該視覺死角區域的即時影像。
6. 如申請專利範圍第1項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，其中包括將該顯示器設置在車輛的駕駛者和該車輛的右側後視鏡之間的位置。
7. 如申請專利範圍第1項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識方法，其中包括將該顯示器設置在車輛的駕駛者和該車輛的左側後視鏡之間的位置。
8. 一種車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，用以在大型車輛轉彎時輔助車輛駕駛者監控車輛轉彎之視覺死角區域，包括： 一廣角型數位攝影機，設置於該車輛的車體外側用於攝取該車體外側至少包含該視覺死角區域的一廣角監視影像；一顯示器，用於顯示該視覺死角區域的即時影像；以及一影像追踪控制器，電性連接於該廣角型數位攝影機和該顯示器，該影像追踪控制器內建有一影像辨識軟體用以從該廣角監視影像中擷取該視覺死角區域的即時影像，持續將該視覺死角區域的即時影像顯示於該顯示器。
9. 如申請專利範圍第8項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中該廣角型數位攝影機包括一數位攝影機和一廣角魚眼鏡頭。
10. 如申請專利範圍第9項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中該數位攝影機是一種彩色數位攝影機和紅外線數位攝影機其中的任一種。
11. 如申請專利範圍第8項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中該廣角型數位攝影機係裝設於該車輛之車體外側的一後視鏡的一支撐架。
12. 如申請專利範圍第8項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中該廣角型數位攝影機係裝設於該車輛的一右側後視鏡和一左側後視鏡之支撐架其中的任一者或其全部。
13. 如申請專利範圍第8項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中該顯示器係可安裝在該車輛之駕駛者和該右側後視鏡之間的位置，以及該車輛之駕駛者和該左側後視鏡之間的位置之中的任一者或其全部。
14. 如申請專利範圍第8項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中包含一物體偵測器，該物體偵測器電連接有一警告發生器，該物體偵測器裝設於該車體的外測靠近該視覺死角區域的位置，當有其他物體和該物體偵測器的距離過近，該物體偵測器會驅動該警告發生器透過聲音和光線兩種兩形式其中的任一種或其組合發出警告。
15. 如申請專利範圍第14項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中該物體偵測器係為一超音波距離感測器，該警告發生器可以是喇叭和發光元件其中的任一種和其組合。
16. 如申請專利範圍第8項所述車體轉向側照影像定點追踪辨識裝置，其中包含一數位影像記錄器，該數位影像記錄器與該影像追踪控制器電連接用以記錄該廣角型數位攝影機攝取的該廣角監視影像和該視覺死角區域的即 時影像其中的任一種。