TWI478833B - 調校車用影像裝置之方法及其系統 - Google Patents

Description

調校車用影像裝置之方法及其系統

本揭示內容是有關於調校車用影像裝置之方法，且特別是有關於一種藉由觸控螢幕來調校車用影像裝置之方法。本揭示內容會依不同行車狀態給予駕駛者盲點偵測及車道偏離偵測之警示訊息。

現代車輛設計理念上，除了作為人們的代步工具外，亦更進一步地追求行車的舒適性、操控性與安全性，諸如電子防鎖死煞車系統(ABS)、安全氣囊、車用影像裝置等，皆為使用者及乘客提供了改善的行車環境。

習知的車用影像裝置即車輛四周安裝的攝影機，提供使用者在操控車輛時知悉車輛後側及左右方之狀況，對於在車輛轉彎、變換車道、倒車時有莫大之助益。然而，習知安裝於車輛四周攝影機的內部參數，都在出廠之前即做好設定，一般的使用者無法依照個人習慣或路況需求來對各個車用影像裝置進行調整。舉例來說，若車庫裡推放雜物在某處角落，使用者在倒車時無法將攝影機的內部參數特別調至可看見該角落，以避免車輛與雜物的碰撞；再舉個例子，每個使用者適應的車道線寬度及視覺盲點區域都會不同。

故，若將同一套攝影機規格用在多個不同使用者身上，很明顯的會有車用影像裝置不實用且不便利的問題。

因此，本揭示內容之一技術態樣在於提供一種調校車用影像裝置之方法，以克服上述車用影像裝置不實用且不便利的問題。

依據本技術態樣一實施方式，提出一種調校車用影像裝置之方法，其包含下列步驟：設定供比對的至少一組真實特徵點於一車輛周邊影像拍攝區域內。利用單個或複數個攝影機取得單個或複數個車輛周邊影像。傳輸單個或複數個車輛周邊影像至一控制器，並顯示至一觸控顯示面板。利用控制器對單個或複數個車輛周邊影像及影像空間中的真實特徵點進行影像處理，相對比較經由觸控顯示介面選取之一組預設特徵點的位置資料後產生一車輛鳥瞰周邊影像。若為複數個車輛周邊影像，經轉換後的車輛鳥瞰周邊影像依預設位置及比例，旋轉縮放疊放至一縫合畫面，並輸出至觸控顯示面板。透過觸控顯示面板選擇車輛鳥瞰周邊影像之一盲區動態物體偵測區域大小或一車道偏離參數，並透過觸控顯示面板同步利用車輛周邊影像進行縫合畫面的調校。

更進一步的說，在本技術態樣其他實施方式中，可更包含以下步驟：控制器依不同行車狀態自動啟動不同區域的一盲區動態物體偵測警示功能或一前方車道偏離偵測警示功能。此外，亦可包含下列步驟：利用控制器對車輛周邊影像所對應的真實空間預設一框架及若干特徵點，經由觸控顯示面板選取後，以控制器影像處理計算後產生車輛鳥瞰周邊影像；利用控制器將車輛鳥瞰周邊影像依預設的畫面顯示大小及位置進行旋轉縮放對應至觸控顯示面板的縫合畫面中。又框架可為一矩形方框。其中，預設特徵點可位於車輛鳥瞰矩形影像及框架的頂點處及各邊中點處。

本揭示內容之另一技術態樣在於提供一種調校車用影像裝置之系統，以克服習知車用影像裝置不實用且不便利的問題。

依據本技術態樣一實施方式，提出一種應用如前述之調校方法的車用影像調校系統，其包含單個或複數個攝影機、一控制器及一觸控顯示面板。單個或複數個攝影機用以取得至少一個車輛周邊影像。控制器與攝影機訊號連接，控制器用以接收車輛周邊影像，以產生一車輛鳥瞰周邊影像。觸控顯示面板與控制器訊號連接，控制器以一預設的特徵點位置資料對車輛周邊影像進行比較後產生一縫合畫面，且以觸控顯示面板顯示縫合畫面，亦藉觸控顯示面板設定車輛周邊影像之一盲區動態物體偵測區域大小或一車道偏離參數。

更進一步的說，在本技術態樣其他實施方式中，控制器可具備一螢幕及若干控制鈕，配合控制器可以藉由若干控制鈕進行任一攝影機的切換、影像鳥瞰轉換調校、影像縫合顯示調校、盲區偵測區域調校或車道偏離參數調校。另外，控制器連接外接一控制盒，配合控制器以供進行任一攝影機的切換、影像鳥瞰轉換調校、影像縫合顯示調校、盲區偵測區域調校、車道偏離參數調校或外接設備的選擇。此外，控制器可連接一電腦，配合控制器以供進行任一攝影機的切換、影像鳥瞰轉換調校、影像縫合顯示調校、盲區偵測區域調校、車道偏離參數調校。

因此，上述諸實施方式不僅供使用者在觸控顯示面板上隨意的調整攝影機的內部參數，亦即時顯示調整結果，讓使用者對車輛周圍的環境有更高的掌握度，進而達到增加車用影像裝置的實用性及便利性。

第1圖繪示本揭示內容一實施方式之調校車用影像裝置之方法的步驟流程圖。如第1圖所示，調校車用影像裝置之方法包含下列步驟：步驟110，設定供比對的至少一真實特徵點於一車輛周邊影像拍攝區域內。步驟120，利用單個或複數個攝影機取得單個或複數個車輛周邊影像。步驟130，傳輸單個或複數個車輛周邊影像至一控制器，並顯示至一觸控顯示面板。步驟140，利用控制器對單個或複數個車輛周邊影像及影像空間中的真實特徵點進行影像處理，相對比較一預設特徵點的位置資料後產生一車輛鳥瞰周邊影像。步驟150，若為複數個車輛周邊影像，經轉換後的車輛鳥瞰周邊影像依預設位置及比例，旋轉縮放疊放至一縫合畫面，並輸出至觸控顯示面板。步驟160，透過觸控顯示面板選擇車輛鳥瞰周邊影像之一盲區動態物體偵測區域大小或一車道偏離參數，並透過觸控顯示面板同步利用車輛周邊影像進行縫合畫面的調校。最後，步驟170，控制器可依不同行車狀態，提供盲點偵測及車道偏離偵測之警示訊息。以下將針對影像轉換、偵測演算法及觸控參數調校做進一步的說明。

第2圖繪示本實施方式之車輛鳥瞰矩形影像轉換的示意圖，如第2圖所示，鳥瞰影像轉換演算法是將裝設於車輛四周攝影機的車輛周邊影像經過鏡頭校正、視點轉換及影像縫合後，轉換為車輛鳥瞰影像，提供使用者即時且直觀的車輛四周影像資訊。

當車輛慢速前進時，控制器會自動啟動車輛前方盲點偵測演算法，此演算法功能為偵測車輛前方使用者盲點處的移動物體，並且可主動發出警示聲；另一方面，在方向燈開啟時，控制器亦會自動啟動車輛側方盲點偵測演算法，功能為偵測車輛側面後方來車，並且可主動發出警示聲。

高速直行狀態下，控制器會自動啟動車道偏移警示演算法，以偵測車輛是否行駛於車道中間，若使用者因分心或疲勞導致在非主動切換車道的情況下偏離了目前車道，控制器會主動發出警示聲提醒使用者。

當使用者打倒檔使車輛後退時，控制器會自動啟動後方影像偵測演算法，以偵測車輛後方立體物體的距離，當可能碰撞物體距離靠近車輛後方三公尺時，控制器將主動發出警示提醒使用者注意。

觸控顯示面板上參數調校是利用觸控拖曳功能讓使用者可輕易於校正影像上選取特徵點並加以調整，而無需外接任何儀器或裝置即可快速完成各特徵點的設定，提高使用上的直覺性及方便性。

首先，針對鳥瞰影像轉換校正參數設定進行說明。鳥瞰影像轉換包含三個步驟：鏡頭校正、視角轉換及影像縫合，鏡頭校正的部分僅和鏡頭光學特性相關，所以同一款型號的攝影機皆可適用於相同參數，無須個別校正。然而，視角轉換參數則會依照各攝影機裝設位置、角度而有所差異，本實施方式利用觸控功能進行車輛鳥瞰矩形影像視角轉換之特徵點座標選取的動作。

第3圖繪示本實施方式之校正場地的示意圖。如第3圖所示，使用者先於車輛四周完成校正場地之布置，在車輛四周向外延伸一公尺及兩公尺處各畫出方框，並且在圖上標示X的位置放上真實特徵點符號，即車輛鳥瞰矩形影像及框架的各頂點處及各邊中點處。接著，以觸控點選經過反扭曲校正後之車輛四周各攝影機影像中的特徵點X位置，便完成鳥瞰影像轉換的視點轉換。

由於本實施方式為了簡化車輛鳥瞰矩形影像轉換成校正影像的流程，將影像縫合步驟與視點轉換步驟結合，利用預先設定好的世界座標地圖，直接將車輛周邊影像中各特徵點座標映射為世界座標中的各特徵點位置；如此一來，不僅可大幅縮短車輛鳥瞰矩形影像轉換的時間，也可簡化產生校正影像的步驟。

再者，介紹關於盲點偵測範圍參數的設定。依據不同的車型、攝影機裝設位置及鏡頭規格，盲點偵測影像中的使用者視覺盲點區域也會有所差異，本實施方式以觸控的方式，讓使用者可直接於觸控顯示面板上進行盲點偵測範圍的調整。具體而言，使用者選定目前欲調整的攝影機後，便可對於該攝影機的偵測範圍區域進行調整，偵測範圍為一矩形，使用者可依序調整此矩形的上下左右邊界設定偵測範圍，另外，使用者也可同時輕易地藉由觸控設定偵測敏感度，使觸控顯示面板更符合每個使用者的需求。

第4圖繪示本實施方式之調整盲點偵測區域的示意圖，如第4圖所示，以圖式中的區域上界為例，使用者在欲調整的偵測區域邊界B長按兩秒後，此邊界B會變色並且出現兩個箭頭指示目前欲調整的偵測範圍邊界B，使用者便可利用在觸控螢幕上滑動的方式調整邊界B位置。

另外，車道偏移警示參數設定請參照第5圖，第5圖繪示本實施方式之車道偏移警示參數的示意圖，如第5圖所示，車道偏移警示參數包含車輛前方延伸線L₁ 、車道偵測寬度D及車道偵測長度L₂ ；依據不同的車型、攝影機裝設位置和鏡頭規格，在車輛前方影像中的車道線，包含前述的車輛前方延伸線L₁ 、車道偵測寬度D及車道偵測長度L₂ 也會有些許差異，為了提高使用的自由度及操作方便性，本實施方式同樣以觸控的方式，讓使用者可直接於觸控顯示面板上進行車道偏移警示參數的設定及調整。

第6圖繪示本實施方式之調整車道偏移警示參數的示意，如第6圖所示，當使用者進入車道偏移警示參數設定畫面時，只要以手指在想要設定的參數P位置上長按兩秒後，此時被選取到的參數P便會出現兩個箭頭指示目前正在被調整的參數P，而使用者只要在觸控顯示面板上滑動手指，便可達到改變參數P位置的目的。

最後，後方碰撞物體警示範圍的設定，如同盲點偵測範圍參數一般，後方碰撞物體警示演算法也須依據車型、攝影機裝設位置及鏡頭規格設定不同的偵測警示範圍，本實施方式對於此演算法也提供觸控調整偵測警示範圍之功能，使用者只要依照觸控顯示面板調整畫面中之指示，便可輕易調整後方碰撞物體偵測的範圍。

關於本實施方式於偵測及顯示模式決策機制的具體運作說明如後。控制器可擷取並分析車輛訊號，以得知目前車輛的運動狀態，並依據車輛運動狀態進行偵測模式之決策。第7圖繪示本實施方式之調校車用影像裝置之方法的偵測模式決策流程圖，如第7圖所示，偵測模式決策流程200是以控制器先偵測是否啟動倒檔，若是，控制器直接啟動後方偵測演算法，若無，即表示目前車輛為向前行駛的狀態；接著，控制器偵測是否啟動方向燈，若是，那麼無論車速為何，控制器皆會依據方向燈之方向啟動單一側方的盲點偵測演算法，且若此時車速小於10 km/hr，則前方盲點偵測演算法也會同時啟動。

若無打倒檔也無打方向燈的情況下，即表示目前車輛為前進直行的狀態，若車速小於10 km/hr的情況，控制器會同時啟動前方及兩側的盲點偵測演算法，而車速大於60 km/hr，則控制器僅啟動車道偏移警示演算法。

第8圖繪示本實施方式之調校車用影像裝置之方法的顯示模式決策流程圖。如第8圖所示，偵測演算法計算結束後，便可取得目前警示狀態訊號，控制器會綜合警示狀態訊號、車身訊號及觸控訊號，依照顯示模式決策流程300判斷出目前觸控顯示面板上應呈現的影像模式。

當啟動倒檔時，觸控顯示面板強制顯示後方影像，第9圖繪示本實施方式之後方影像和鳥瞰影像並存的子母畫面。第10圖繪示本實施方式之後方原始影像的畫面。如第9圖及第10圖所示，使用者可利用觸控選擇為後方原始影像或是後方影像和鳥瞰影像並存的子母畫面，在子母畫面中，使用者僅需觸碰觸控顯示面板畫面右方攝影機原始影像，便可放大目前正在觀看的影像；如需從放大原始影像回到子母畫面，使用者再次觸碰螢幕即可。

當無打倒檔且無啟動方向燈的情況下，表示目前車輛為直行的狀態，那麼此時觸控顯示面板的預設畫面為前方攝影機的子母影像，若此時並無警示訊號，使用者只需觸碰觸控顯示面板子母畫面右下方的方向文字，便可依照個人喜好選擇任意的攝影機畫面，如此，大幅提升本實施方式的使用自由度。

當無打倒檔但有打方向燈的情況下，觸控顯示面板的預設畫面是方向燈啟動方向的單邊攝影機子母畫面；當車速小於10 km/hr時，前方盲點偵測警示訊號為ON，那麼觸控顯示面板的畫面將強制切換至前方影像，提醒使用者注意前方盲點區域有可能碰撞物體出現。

若有特殊事件如打倒檔、打方向燈、有警示狀態等的情況下，觸控顯示面板的畫面將強制切換至觸發該事件的攝影機影像。第11圖繪示本實施方式之子母畫面模式切換的示意圖，如第11圖所示，當車輛前方盲點偵測區域有物體移動時，觸控顯示面板的畫面會強制切換至前方攝影機子母畫面，且偵測範圍指示框會從綠色轉為紅色提醒使用者；若車輛側邊盲點偵測區域有物體由後方逼近，觸控顯示面板的畫面會強制切換至側邊攝影機影像子母畫面，且盲點偵測區域指示框會從綠色轉為紅色；若後方偵測範圍內有可能碰撞物體時，觸控顯示面板的畫面會強制切換至後方攝影機子母畫面，且偵測範圍警示框也會由綠色轉為紅色。

本實施方式以多通道影像輸入及影像偵測警示電子控制器為硬體運算核心，可同時擷取裝設於車輛四周攝影機之即時影像，並藉由分析目前車身訊號得知車輛運動狀態，進行偵測及顯示模式的決策。同時，搭配觸控顯示面板，讓使用者可經由觸控顯示面板輕易地完成參數調整、設定、任意切換攝影機影像或變換影像模式的動作，大幅提高車用影像裝置使用的自由度。

在軟體功能方面，以車輛全周影像為基礎，使用者可隨時藉此觀察車輛周圍是否有對車輛有危險之障礙物，搭配車輛前方及側方盲點偵測演算法，當車輛周圍有主動移動物體靠近而可能危害到車輛安全時，系統會主動以聲音或燈光發出警訊，大幅提高使用者的行車安全。另外，在高速駕駛的情況下，當使用者因分心、疲勞等因素而偏移正常行車車道時，本實施方式之控制器的車道偏移偵測也會發出主動警示訊號提醒使用者，可有效降低行車事故的發生率。

第12圖繪示本揭示內容另一實施方式之應用如前述之調校方法的車用影像調校系統的示意圖。第13圖繪示本實施方式之外部控制盒或螢幕按鍵視訊控制系統調校的示意圖。第14圖繪示本實施方式之筆記型電腦連線調校方式的示意圖。如第12圖至第14圖所示，應用如前述實施方式之調校方法的車用影像調校系統400包含單個或複數個攝影機410、一控制器420及一觸控顯示面板430。

單個或複數個攝影機410用以取得至少一個車輛周邊影像。控制器420與攝影機410訊號連接，控制器420用以接收車輛周邊影像，以產生一車輛鳥瞰周邊影像。觸控顯示面板430與控制器420訊號連接，控制器420以一預設的特徵點位置資料對車輛周邊影像進行比較後產生一縫合畫面，且以觸控顯示面板430顯示縫合畫面，亦藉觸控顯示面板430設定車輛周邊影像之一盲區動態物體偵測區域大小或一車道偏離參數。其中，各元件所應用之方法及過程，皆已於前述實施方式之調校車用影像裝置之方法100中詳細敘明，故在此不予贅述。

本實施方式不僅供使用者在觸控顯示面板430上隨意的調整攝影機410的方向、角度或內部參數，亦即時顯示調整結果，讓使用者對車輛周圍的環境有更高的掌握度，進而達到增加車用影像裝置的實用性及便利性。

由上述實施方式可知，應用本揭示內容之調校車用影像裝置之方法及其系統，使用者不僅可在觸控顯示面板上隨意的調整攝影機的方向、角度或內部參數，亦可即時觀看其調整結果，讓使用者對車輛周圍的環境有更高的掌握度，如此一來，除了可達到增加車用影像裝置的實用性及便利性外，亦大幅提升了使用者的行車安全。

雖然本揭示內容已以諸實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．調校車用影像裝置之方法

110-170．．．步驟

200．．．偵測模式決策流程

300．．．顯示模式決策流程

400．．．車用影像調校系統

410．．．攝影機

420．．．控制器

430．．．觸控顯示面板

B．．．邊界

D．．．車道偵測寬度

L₁ ．．．車輛前方延伸線

L₂ ．．．車道偵測長度

P．．．參數

X．．．特徵點

第1圖繪示本揭示內容一實施方式之調校車用影像裝置之方法的步驟流程圖。

第2圖繪示本實施方式之車輛鳥瞰矩形影像轉換的示意圖。

第3圖繪示本實施方式之校正場地的示意圖。

第4圖繪示本實施方式之調整盲點偵測區域的示意圖。

第5圖繪示本實施方式之車道偏移警示參數的示意圖。

第6圖繪示本實施方式之調整車道偏移警示參數的示意。

第7圖繪示本實施方式之調校車用影像裝置之方法的偵測模式決策流程圖。

第8圖繪示本實施方式之調校車用影像裝置之方法的顯示模式決策流程圖。

第9圖繪示本實施方式之後方影像和鳥瞰影像並存的子母畫面。

第10圖繪示本實施方式之後方原始影像的畫面。。

第11圖繪示本實施方式之子母畫面模式切換的示意圖。

第12圖繪示本揭示內容另一實施方式之應用如前述之調校方法的車用影像調校系統的示意圖。。

第13圖繪示本實施方式之外部控制盒或螢幕按鍵視訊控制系統調校的示意圖。

第14圖繪示本實施方式之筆記型電腦連線調校方式的示意圖。

100．．．調校車用影像裝置之方法

110-170．．．步驟

Claims (8)

1. 一種調校車用影像裝置之方法，包含下列步驟：設定供比對的至少一真實特徵點於一車輛周邊影像拍攝區域內；利用單個或複數個攝影機取得單個或複數個車輛周邊影像；傳輸該單個或複數個車輛周邊影像至一控制器，並顯示至一觸控顯示面板；利用該控制器對該些車輛周邊影像所對應的真實空間預設一框架及若干特徵點，經由該觸控顯示面板選取後，利用該控制器對該單個或複數個車輛周邊影像及影像空間中的該真實特徵點進行影像處理，並相對比較一預設特徵點的位置資料後產生一車輛鳥瞰周邊影像；若為複數個車輛周邊影像，利用該控制器將經轉換後的該車輛鳥瞰周邊影像依預設的畫面顯示大小、位置及比例，旋轉縮放疊放至一縫合畫面，並輸出至該觸控顯示面板；以及透過該觸控顯示面板選擇該車輛鳥瞰周邊影像之一盲區動態物體偵測區域大小或一車道偏離參數，並透過該觸控顯示面板同步利用該車輛周邊影像進行該縫合畫面的調校。
2. 如請求項1所述之調校車用影像裝置之方法，更包含以下步驟：該控制器依不同行車狀態自動啟動不同區域的一盲區 動態物體偵測警示功能或一前方車道偏離偵測警示功能。
3. 如請求項1所述之調校車用影像裝置之方法，其中該框架為一矩形方框。
4. 如請求項1所述之調校車用影像裝置之方法，其中該預設特徵點位於該車輛鳥瞰周邊影像及該框架的頂點處及各邊中點處。
5. 一種應用如請求項1之調校方法的車用影像調校系統，包含：單個或複數個攝影機，用以取得至少一個車輛周邊影像；一控制器，與該攝影機訊號連接，該控制器用以接收該車輛周邊影像；以及一觸控顯示面板，與該控制器訊號連接，其中該控制器對該些車輛周邊影像所對應的真實空間預設一框架及若干特徵點，並經由該觸控顯示面板選取後，該控制器對該單個或複數個車輛周邊影像及影像空間中的該真實特徵點進行影像處理，並以一預設的特徵點位置資料對該車輛周邊影像進行比較後產生一車輛鳥瞰周邊影像，其中該控制器將經轉換後的該車輛鳥瞰周邊影像依預設的畫面顯示大小、位置及比例，旋轉縮放疊放至一縫合畫面，且以該觸控顯示面板顯示該縫合畫面，亦藉該觸控顯示面板設定該車輛周邊影像之一盲區動態物體偵測區域大小或一車道偏 離參數。
6. 如請求項5所述之車用影像調校系統，其中該控制器具備一螢幕及若干控制鈕，配合該控制器可以藉由若干控制鈕進行任一該攝影機的切換、影像鳥瞰轉換調校、影像縫合顯示調校、盲區偵測區域調校或車道偏離參數調校。
7. 如請求項5所述之車用影像調校系統，其中該控制器連接外接一控制盒，配合該控制器以供進行任一攝影機的切換、影像鳥瞰轉換調校、影像縫合顯示調校、盲區偵測區域調校、車道偏離參數調校或外接設備的選擇。
8. 如請求項5所述之車用影像調校系統，其中該控制器連接一電腦，配合該控制器以供進行任一該攝影機的切換、影像鳥瞰轉換調校、影像縫合顯示調校、盲區偵測區域調校、車道偏離參數調校。