TW201824852A - 能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法,係應用至一行車顯示系統上,該行車顯示系統包括一控制單元、一攝影模組與一顯示幕,其中,該攝影模組之一鏡頭的視角至少大於140度,又,該控制單元接收到一轉彎訊號後,會接收該攝影模組傳來之變形影像,且根據該轉彎訊號自該變形影像中,截取對應之一局部影像,並對該變形影像與局部影像執行一扭曲校正程序,以形成一全景影像與一轉彎影像,之後,該控制單元會將該全景影像與轉彎影像同時顯示於該顯示幕上。
Description
本發明係關於車輛行進時的顯示方法,尤指一種能夠在使用者轉彎時,僅使用單一個鏡頭,即能在顯示幕上同時顯示出後方與轉彎方向的影像畫面,以提高使用者行車安全性的方法。
一般言,對於駕駛者來說,由於其察看車輛後方的視野有限,因此,當駕駛者進行倒車時,往往會藉由「倒車雷達(Parking sensors)」之輔助,來確認車體後方是否有障礙物存在,及車體與障礙物間的距離,以提高倒車時的安全性。
查,現有的「倒車雷達」大多是利用超聲波測距原理來完成偵測障礙物,其主要是在車尾上設有複數個超聲波感測器,該等超聲波感測器能用來發出超聲波,該超聲波在遇到障礙物後會產生反射波,當該等超聲波感測器接收到該反射波後,其會傳送一感測訊號至一控制器,以使該控制器能計算出車體與障礙物之間的距離與障礙物的位置,據以驅動蜂鳴器發出警示聲音。由於超聲波感測器只能接收一定角度範圍的超聲波,因此,前述角度範圍被稱為「探測角度」,一般言,超聲波感測器之「探測角度」通常為水平方向90度至120度,垂直方向60度至80度,故,為減少探測盲區,車輛上普遍會裝設兩個以上的超聲波感測器,以提高使用上的安 全性。
然而,對於使用者而言,僅透過聆聽警示聲音,並無法確實地掌握車體後方的真實情況,畢竟,反射波的強度與超聲波的傳播特性有關,例如:若障礙物反射面(即,朝向超聲波感測器)的面積較小、障礙物之表面呈光滑平面、障礙物偏離超聲波感測器之方向、障礙物之材質為疏鬆、多孔的物體...等,皆可能會使超聲波感測器僅接收到少量的反射波,或甚至無法接收到超聲波,造成了「倒車雷達」無法確實地判斷出車輛後方之障礙物存在,此外,環境溫度、空氣溼度、氣壓等因素均會影響反射波之強度,降低了「倒車雷達」的探測效果。
為解決前述問題,業者會在車體上加裝攝影鏡頭,以供使用者能夠在倒車時,觀看攝影鏡頭所傳來之畫面,惟,申請人發現,若車體上僅設有單一個攝影鏡頭時,則駕駛人在倒車時,僅能看到該攝影鏡頭所傳來之畫面,此時,假如駕駛人需倒車左轉或右轉時,則必需藉由車體的左視鏡或右視鏡,甚至是轉頭才能察看到車體左後方或右後方的景象,造成使用上的不便性;另,有業者亦會在車體上加裝多個攝影鏡頭,以能拍攝多個方向的畫面,但如此一來,不僅會造成駕駛人需耗費過多的金錢,且亦需在倒車的同時,自行切換各個鏡頭的畫面,無疑提高駕駛人倒車的危險性,亦喪失了攝影鏡頭的輔助美意。
此外,申請人尚發現,當車輛行進的過程中,若需轉彎時,駕駛人通常僅能藉由後視鏡、左視鏡與右視鏡,來察看後方的景象,以避免因後方車輛未注意而發生碰撞之情事,但前述情況亦會造成駕駛人需多次轉動頭部,才能夠分別觀看到後視鏡、左視鏡與右視鏡所反射的畫面, 導致駕駛人開車上的困擾,故,如何針對前述問題進行改良,即成為本發明在此亟欲解決的重要課題。
有鑒於習知車輛行進或倒車的輔助系統仍具有前述缺失,造成使用上的困擾,因此,發明人憑藉其長年服務於相關產業之實務經驗,經過多次反覆研究及測試後,終於開發出本發明之一種能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法,期能藉由本發明提供使用者更好的使用經驗,以獲得使用者的青睞。
本發明之一目的,係提供一種能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法,係應用至一行車顯示系統上,該行車顯示系統能組裝至一車體上,包括一控制單元、一攝影模組與一顯示幕,其中,該攝影模組之一鏡頭係組裝至該車體外的後方,且該鏡頭之視角至少大於140度,該顯示幕則設在車體內,其上劃分有全景畫面區域及轉彎畫面區域,該控制單元會分別與該攝影模組及顯示幕相電氣連接,當該控制單元接收到一轉彎訊號後,其會接收該攝影模組依序傳來之複數張變形影像,之後,該控制單元會根據該轉彎訊號自該變形影像中,截取對應之一局部影像,並分別對該等變形影像與局部影像執行一扭曲校正程序,以分別依序形成一全景影像與一轉彎影像,最後,該控制單元會將該全景影像與轉彎影像傳送至該顯示幕上,其中,該全景畫面區域會顯示該全景影像,該轉彎畫面區域則會顯示該轉彎影像,如此,該行車顯示系統僅需設有單一個鏡頭,便能夠同時顯示出全景影像與轉彎影像,且駕駛人無需進行切換畫面與鏡頭之操作,大幅提高使用上的安全性。
本發明之另一目的,係前述方法中,該控制單元接收該變形影像後,會先對該變形影像執行該扭曲校正程序,以形成該全景影像,之後,該控制單元會根據該轉彎訊號自該全景影像中,截取對應之一局部影像,以形成該轉彎影像,如此,該控制單元僅需對單一張變形影像進行一次扭曲校正程序,故能有效降低控制單元的運作負擔。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效,做更進一步之認識與瞭解,茲舉實施例配合圖式,詳細說明如下:
無
1‧‧‧行車顯示系統
10‧‧‧控制單元
11‧‧‧攝影模組
111‧‧‧鏡頭
13‧‧‧顯示幕
131‧‧‧全景畫面區域
133‧‧‧轉彎畫面區域
15‧‧‧警示裝置
201~206‧‧‧步驟
H‧‧‧車體
A‧‧‧變形影像
R’、L’‧‧‧局部影像
L1‧‧‧第一距離值
L2‧‧‧第二距離值
T‧‧‧路面標線
M‧‧‧障礙物
第1圖係本發明之車體與鏡頭示意圖;第2圖係本發明之行車顯示系統的硬體方塊示意圖;第3圖係本發明之顯示幕的全景畫面區域及轉彎畫面區域示意圖;第4A圖係本發明之鏡頭的右轉變形影像示意圖;第4B圖係本發明之鏡頭的左轉變形影像示意圖;第5圖係本發明之流程圖;第6A圖係本發明之車體後無立體物的示意圖;第6B圖係第第6A圖之全景影像示意圖;第7A圖係本發明之車體後有立體物的一示意圖;第7B圖係第第7A圖之近端全景影像示意圖;第8A圖係本發明之車體後有立體物的另一示意圖;及第8B圖係第第7A圖之俯視全景影像示意圖。
本發明係一種能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法,係應用至一行車顯示系統1上,請參閱第1及2圖所示,該行車顯示系統1能組裝至一車體H,其包括一控制單元10、一攝影模組11與一顯示幕13,在一實施例,該控制單元10分別與該攝影模組11及顯示幕13相電氣連接,以能接收該攝影模組11傳來之影像,且傳送訊息至該顯示幕13,又,該攝影模組11之一鏡頭111係組裝至該車體H外的後方,且該鏡頭111之視角(angle of view)至少大於140度,在該實施例中,該鏡頭111能為魚眼鏡頭(Fisheye lens),主要在於魚眼鏡頭的視角接近於180度,惟,在本發明之其它實施例中,業者亦可採用廣角鏡頭或其它種類的鏡頭111,只要該鏡頭111的視角能至少超過140度,即為本發明所述之鏡頭111,此外,該攝影模組11在實務上,能夠至少包括鏡頭111、感光耦合元件、影像處理器...等多個電子元件,且前述影像處理器亦能夠整合至該控制單元10,合先陳明。
請參閱第1至3圖所示,該顯示幕13係設在車體H內,其上劃分有一全景畫面區域131及一轉彎畫面區域133,其在接收該控制單元10傳來的訊息後,能夠將該訊息中所包括的影像顯示出來,在該實施例中,該顯示幕13能為獨立的裝置,惟,在本發明之其它實施例中,該顯示幕13亦能夠與後視鏡、電子儀錶板或車用電腦整合為一體。另,當使用者欲倒車右轉時,會將排擋桿移至R檔,同時,會將方向燈桿撥至右轉燈的位置,此時,該控制單元10便會接收到一倒車訊號及一轉彎訊號,又,該控制單元10會接收該攝影模組11依序傳來之複數張變形影像,主要在於該鏡頭111的視角較大,因此,其所拍攝的影像會呈現大幅度的變形,在該實施例中,該鏡頭111係為圓形魚眼(Circular fisheye,又稱全周魚眼)類型,因此,其所 拍攝之畫面會呈圓形(如第4圖所示之變形影像A);但是,在本發明之其它實施例中,隨著鏡頭的結構類型不同,其所顯示之影像的變形方式亦不相同,例如:對角線魚眼(Diagonal fisheye或Full-frame fisheye)所拍攝的畫面則呈方形;因此,無論鏡頭111所拍攝之畫面的變形方式如何,均為本發明所稱之變形影像A。
復請參閱第2及4A圖所示,該控制單元10會根據該轉彎訊號(如:右轉)自該變形影像A中,截取右邊的局部影像R’,之後,該控制單元10會對該變形影像A及局部影像R’執行一扭曲校正程序,在此聲明者,該扭曲校正程序能夠為插值法、多項式函數曲線擬合法...等,其主要功能是使魚眼鏡頭所拍攝之影像,進行校正,以形成人眼所習慣之透視投影影像,由於前述插值法、多項式函數曲線擬合法已為習知技術,故不予贅述,只要該變形影像A經過扭曲校正程序後,能形成人眼習慣的透視投影影像,即為本發明所述之扭曲校正程序,合先敘明。
另,復請參閱第1~3及4A圖所示,該變形影像A經該扭曲校正程序後,會形成一全景影像,該局部影像R’經該扭曲校正程序後,則會形成一轉彎影像,其中,該全景影像係為車體後方的景色,該轉彎影像則僅為該車體右後方的景色,嗣,該控制單元10會將該全景影像與轉彎影像傳送至該顯示幕13上,令該顯示幕13之全景畫面區域131顯示該全景影像,該轉彎畫面區域133顯示該轉彎影像,其中,該全景影像亦會包括該轉彎影像的內容;同理,復請參閱第1~3及4B圖所示,當該轉彎訊號為左轉時,該控制單元10會自該變形影像A中,截取左邊的局部影像L’,之後,該控制單元10會對該變形影像A及局部影像L’執行一扭曲校正程序,以分別形成對 應之全景影像與轉彎影像,其中,該全景影像係為車體後方的景色,該轉彎影像則僅為該車體左後方的景色,又,該控制單元10會將該全景影像與轉彎影像傳送至該顯示幕13上,令該顯示幕13之全景畫面區域131顯示該全景影像,該轉彎畫面區域133顯示該轉彎影像;此外,雖然前述實施例中,係以倒車轉彎為例,但是,在本發明之其它實施例中,復請參閱第1~3圖所示,只要該控制單元10接收到該轉彎訊號(如:右轉或左轉),即會進行前述顯示方法,並在該全景畫面區域131顯示該全景影像,該轉彎畫面區域133顯示該轉彎影像,以供駕駛人觀看車體H後方的情況。
如此,復請參閱第1~3圖所示,藉由本發明之方法,即能達成下列功效:(1)雖然受限於車體H內空間,該顯示幕13之尺寸通常較小,但是,使用者在向前行進轉彎或倒車轉彎時,除了能夠藉由該全景影像看到車體H後方的景色外,尚能夠藉由該轉彎畫面區域133特別察看到車體H右後方的景象或藉由該轉彎畫面區域133特別察看到車體H左後方的景象,以避免發生碰撞到障礙物的問題;(2)該行車顯示系統1僅使用單一個鏡頭111,便能夠在顯示幕13上同時顯示出全景影像與轉彎影像,相較於習知使用多個攝影鏡頭的倒車裝置而言,本發明之行車顯示系統1顯然能減少使用者耗費於硬體上的金錢;(3)當使用者在向前行進轉彎或倒車轉彎時,該顯示幕13會同時顯示出全景影像與轉彎影像,不需使用者分心手動切換,故能大幅提高使用者向前行進或倒車的安全性。
為能明確揭露本發明之方法,以下茲僅就本發明之控制單元 10的處理流程,進行說明,請參閱第1~5圖所示,該控制單元10接收到轉彎訊號後,係會執行下列步驟:(201)該控制單元10接收該攝影模組11依序傳來之複數張變形影像,進入步驟(202);(202)該控制單元10判斷該轉彎訊號為右轉或左轉,若為右轉,進入步驟(203),若為左轉,則進入步驟(204);(203)該控制單元10截取變形影像之右邊局部影像,進入步驟(205);(204)該控制單元10截取變形影像之左邊局部影像,進入步驟(205);(205)該控制單元10對該變形影像及局部影像執行一扭曲校正程序,以分別形成一全景影像及一轉彎影像,進入步驟(206);(206)該控制單元10將該全景影像與轉彎影像傳送至該顯示幕13,以使該顯示幕13於全景畫面區域131顯示該全景影像,於轉彎畫面區域133顯示該轉彎影像。
綜上所述,復請參閱第1~4B圖所示,該行車顯示系統1僅需設有單一個鏡頭111,便能夠在顯示幕13上同時顯示出全景影像與轉彎影像,但是,在本發明之另一實施例中,該控制單元10在接收到變形影像A後,能夠先對該變形影像A執行該扭曲校正程序,以形成全景影像,之後,該控制單元10會根據該轉彎訊號(如:左轉或右轉)自該全景影像中,截取對應之一局部影像(如:左邊局部影像或右邊局部影像),以形成該轉彎影像,意即,該控制單元10對於單一張變形影像A僅需進行一次扭曲校正程序,而不需如同前一實施例般,對於單一張變形影像A僅需進行二次扭曲校正程序(即,分別對變形影像A及局部影像R’、L’進行扭曲校正程序),故能降低該控制 單元10的運作負擔。
另,復請參閱第1及2圖所示,當車體H處於倒車狀態時,為提醒駕駛人注意畫面上的後方物體,該車體H內尚安裝有一警示裝置15,該警示裝置15能夠為蜂鳴器、燈或車載電腦的語音單元,其能夠與該控制單元10相電氣連接,並能產生一警示效果,例如:聲音、燈光等,當該控制單元10接收到倒車訊號,且將全景影像傳送至該顯示幕13後,該控制單元10會對該等全景影像及轉彎影像執行一光流估算程序,以判斷出該等全景影像中之至少一物體的移動方向,在此特別一提者,光流(Optical flow或稱optic flow)係用來描述視域中的物體進行運動時,所造成之表面或邊緣變化,其為習知技術,故不予贅述,在該實施例中,該光流估算程序能夠為最小平方誤差估計法,惟,在本發明之其它實施例中,業者能夠採用不同的光流估算程序,只要該控制單元10能藉由該光流估算程序而得知全景影像中物體的移動方向,即為本發明所述之光流估算程序。
復請參閱第1及2圖所示,該控制單元10得知該等全景影像中物體的移動方向後,會取得該等全景影像中各該物體的水平邊與垂直邊,且據以判斷各該物體為立體物或平面標線,之後,該控制單元10判斷出各該物體為立體物後,其會計算出各該物體與車體H間的距離,並在各該物體與車體H間的距離等於或少於一警示距離值(如:100公分)後,產生一第一警示訊息,並傳送至該警示裝置15,令該警示裝置15產生該警示效果,惟,在本發明之其它實施例中,業者亦可在控制單元10中設定多個警示距離值,且根據不同的警示距離值,設定對應之警示效果,例如:警示距離值為100公分,則警示效果為每2秒產生一警示音;警示距離值為50公分,則 警示效果為每1秒產生一警示音;警示距離值為20公分,則警示效果為每0.5秒產生一警示音,同時搭配燈光閃爍...等。
再者,當車體H後方出現立體物時,為令駕駛人能注意車體H與該立體物間的距離,該控制單元10亦會隨之調整全景影像的顯示區域,舉例而言,請參閱第2、3及6A、6B圖所示,當車體H後方沒有立體物,或是立體物與車體H間的距離大於一第一距離值L1(如:100公分),意即在第一距離值L1的範圍內沒有立體物時,該控制單元10會使該顯示幕的全景畫面區域131顯示該全景影像,其中,第6B圖之全景影像包括平面的路面標線T;請參閱第2、3及7A、7B圖所示,當車體H後方之第一距離值L1內存有立體物(後稱障礙物M),且障礙物M與車體H間的距離大於一第二距離值L2(如:30公分)時,該控制單元10會自該全景影像中,截取中段局部影像,如:水平視角為100度~140度間的局部影像,以形成一近端全景影像,之後,該控制單元10會將該近端全景影像傳送至該顯示幕13上,以在該全景畫面區域131顯示該近端全景影像,如第7B圖所示,藉由第7B圖上的路面標線T之位置能發現,該近端全景影像相較於第6B圖的全景影像而言,其截取的水平視角確實較小;請參閱第2、3及8A、8B圖所示,當障礙物M與車體H間的距離等於或小於該第二距離值L2(如:30公分)時,該控制單元10會自該全景影像中,截取下段局部影像,如:水平視角為60度~90度間的局部影像,以形成一俯視全景影像,之後,該控制單元10會將該俯視全景影像傳送至該顯示幕13上,以在該全景畫面區域131顯示該俯視全景影像,如第8B圖所示,其上已沒有路面標線T,故可得知,該俯視全景影像相較於第7B圖的近端全景影像而言,其截取的水平視角確實更小;此外,在此特別一提者, 控制單元10會以各該立體物(即,障礙物M)中最接近車體H的距離,作為前述調整全景影像的基準。
按,以上所述,僅係本發明之較佳實施例,惟,本發明所主張之權利範圍,並不侷限於此,按凡熟悉該項技藝人士,依據本發明所揭露之技術內容,可輕易思及之等效變化,均應屬不脫離本發明之保護範疇。
Claims (10)
- 一種能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法,係應用至一行車顯示系統上,該行車顯示系統能組裝至一車體上,包括一控制單元、一攝影模組與一顯示幕,其中,該攝影模組之一鏡頭係組裝至該車體外的後方,且該鏡頭之視角至少大於140度,該顯示幕係設在車體內,其上劃分有一全景畫面區域及一轉彎畫面區域,該控制單元分別與該攝影模組及顯示幕相電氣連接,以能接收該攝影模組傳來之影像,且傳送訊息至該顯示幕,該控制單元接收到一轉彎訊號後,會執行下列步驟:接收該攝影模組依序傳來之複數張變形影像;根據該轉彎訊號自該變形影像中,截取對應之一局部影像;對該等變形影像及該等局部影像執行一扭曲校正程序,以分別依序形成一全景影像及一轉彎影像;及將該全景影像與轉彎影像傳送至該顯示幕上,其中,該全景畫面區域會顯示該全景影像,該轉彎畫面區域則會顯示該轉彎影像。
- 如請求項1所述之顯示方法,其中,該行車顯示系統尚包括一警示裝置,該警示裝置係與該控制單元相電氣連接,且設在該車體內,並能產生一警示效果,在該控制單元接收到一倒車訊號,且將該等全景影像傳送至該顯示幕後,尚會執行下列步驟:對該等全景影像執行一光流估算程序,以判斷出該等全景影像中之至少一物體的移動方向;取得該等全景影像中之至少一物體的水平邊與垂直邊,以判斷各該物體為立體物或平面標線;若判斷出各該物體為立體物後,計算出各該物體與車體間的距離;及 在各該物體與車體間的距離等於或少於一警示距離值的情況下,產生一第一警示訊息,並傳送至該警示裝置,令該警示裝置產生該警示效果。
- 如請求項2所述之顯示方法,其中,該控制單元在判斷出該等全景影像之各該物體為立體物,且任一立體物與該車體間的距離大於一第一距離值的情況下,該控制單元係使該顯示幕的全景畫面區域顯示該全景影像。
- 如請求項3所述之顯示方法,其中,該控制單元在判斷出該等全景影像之各該物體為立體物,且任一立體物與該車體間的距離小於該第一距離值,且大於一第二距離值的情況下,該控制單元尚會執行下列步驟:自該全景影像中,截取中段局部影像,以形成一近端全景影像;及將該近端全景影像傳送至該顯示幕,以在該全景畫面區域顯示該近端全景影像。
- 如請求項4所述之顯示方法,其中,該控制單元在判斷出該等全景影像之各該物體為立體物,且任一立體物與該車體間的距離等於或小於該第二距離值的情況下,該控制單元尚會執行下列步驟:自該全景影像中,截取下段局部影像,以形成一俯視全景影像;及將該俯視全景影像傳送至該顯示幕,以在該全景畫面區域顯示該俯視全景影像。
- 一種能於車輛轉彎時同步顯示後方全景與轉彎畫面的顯示方法,係應用至一行車顯示系統上,該行車顯示系統能組裝至一車體上,包括一控制單元、一攝影模組與一顯示幕,其中,該攝影模組之一鏡頭係組裝至該車體外的後方,且該鏡頭之視角至少大於140度,該顯示幕係設在車體內,其上劃分有一全景畫面區域及一轉彎畫面區域,該控制單元分別與該攝影模組及顯示幕相電氣連接,以能接收該攝影模組傳來之影像,且 傳送訊息至該顯示幕,該控制單元接收到一轉彎訊號後,會執行下列步驟:接收該攝影模組依序傳來之複數張變形影像;對該等變形影像執行一扭曲校正程序,以分別依序形成一全景影像;根據該轉彎訊號自該全景影像中,截取對應之一局部影像,以形成一轉彎影像;及將該全景影像與轉彎影像傳送至該顯示幕,其中,該全景畫面區域會顯示該全景影像,該轉彎畫面區域則會顯示該轉彎影像。
- 如請求項6所述之顯示方法,其中,該行車顯示系統尚包括一警示裝置,該警示裝置係與該控制單元相電氣連接,且設在該車體內,並能產生一警示效果,該控制單元接收到一倒車訊號,且將該等全景影像傳送至該顯示幕後,尚會執行下列步驟:對該等全景影像執行一光流估算程序,以判斷出該等全景影像中之至少一物體的移動方向;取得該等全景影像中之至少一物體的水平邊與垂直邊,以判斷各該物體為立體物或平面標線;若判斷出各該物體為立體物後,計算出各該物體與車體間的距離;及在各該物體與車體間的距離等於或少於一警示距離值的情況下,產生一第一警示訊息,並傳送至該警示裝置,令該警示裝置產生該警示效果。
- 如請求項7所述之顯示方法,其中,該控制單元在判斷出該等全景影像之各該物體為立體物,且任一立體物與該車體間的距離大於一第一距離值的情況下,該控制單元係使該顯示幕的全景畫面區域顯示該全景影像。
- 如請求項8所述之顯示方法,其中,該控制單元在判斷出該等全景影像 之各該物體為立體物,且任一立體物與該車體間的距離小於該第一距離值,且大於一第二距離值的情況下,該控制單元尚會執行下列步驟:自該全景影像中,截取中段局部影像,以形成一近端全景影像;及將該近端全景影像傳送至該顯示幕,以在該全景畫面區域顯示該近端全景影像。
- 如請求項9所述之顯示方法,其中,該控制單元在判斷出該等全景影像之各該物體為立體物,且任一立體物與該車體間的距離等於或小於該第二距離值的情況下,該控制單元尚會執行下列步驟:自該全景影像中,截取下段局部影像,以形成一俯視全景影像;及將該俯視全景影像傳送至該顯示幕,以在該全景畫面區域顯示該俯視全景影像。
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