TWI552907B - 行車安全輔助系統和方法 - Google Patents

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Description

行車安全輔助系統和方法
本發明係有關於行車安全輔助系統，特別是有關於顯示全視野合成影像之安全輔助系統。
在現今，車輛駕駛人在行駛期間常會藉由輔助工具判斷目前行車狀態。像是傳統上，駕駛人可藉由汽車後照鏡得知車輛後方視角的道路資訊，或是觀看行車記錄器拍攝道路資訊。另外，駕駛人也可使用倒車雷達掌握車輛與後方物體的距離。藉由使用上述輔助工具，駕駛人更能掌握車輛周圍的動態以增進行車安全。
然而，當駕駛人在高速行駛時，將眼睛視線移去觀看後照鏡或是行車記錄器容易影響對正前方道路突發狀況的判斷。因此，有必要改進現有的行車輔助工具以增進行車安全。有鑑於此，本發明提出一種行車安全輔助系統。
本發明之一實施例提供一種行車安全輔助系統。該行車安全輔助系統包括複數個攝影機組、一影像處理單元以及一抬頭顯示器。該複數個攝影機組配置在一車輛的前後左右四個方位，其中每一該等攝影機組各自擷取一影像畫面。該影像處理單元接收該等影像畫面，並透過執行一影像合成處理將該等影像畫面合成為一全視野合成影像。該影像處理單元依據 該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛。該抬頭顯示器接收並將該全視野合成影像顯示在該車輛的擋風玻璃上。
本發明之一實施例提供一種行車安全輔助方法。該行車安全輔助方法包括以下步驟：配置複數個攝影機組在一車輛的前後左右四個方位，其中每一該等攝影機組各自擷取一影像畫面；一影像處理單元接收來自複數個攝影機組的複數個影像畫面，判斷是否有物體接近該車輛，透過執行一影像合成處理將該等影像畫面合成為一全視野合成影像；儲存該全視野合成影像；以及一抬頭顯示器將該全視野合成影像顯示在該車輛的擋風玻璃上。
10‧‧‧行車安全輔助系統
11‧‧‧影像處理單元
12‧‧‧抬頭顯示器
13-16‧‧‧攝影機組
17‧‧‧儲存單元
20‧‧‧車輛
201-205‧‧‧第一攝影機
206-210‧‧‧第二攝影機
601-610‧‧‧對焦範圍
第1圖顯示依據本發明之一實施例提出之一行車安全輔助系統10。
第2(A)-(D)圖顯示第1圖所示行車安全輔助系統10中該複數個攝影機組13-16的配置方式。
第3圖為顯示本發明之行車安全輔助方法之流程圖。
第4圖為顯示第3圖步驟S32執行該影像合成處理之流程圖。
第5圖為顯示第3圖步驟S33依據該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛20之流程圖。
第6圖顯示執行該影像合成處理之後，該等影像畫面在該全視野合成影像中位置之分佈圖。
第1圖顯示依據本發明之一實施例提出之一行車安全輔助系統10。如第1圖所示，該行車安全輔助系統10包括一影像處理單元11、一抬頭顯示器12、複數個攝影機組13-16以及一儲存單元17。該行車安全輔助系統10裝置在一車輛20中。該影像處理單元11分別耦接該抬頭顯示器12、該複數個攝影機組13-16以及該儲存單元17。該儲存單元17儲存一安全距離、一外觀資訊以及該車輛20的行車狀態。
第2(A)-(D)圖顯示第1圖所示行車安全輔助系統10中該複數個攝影機組13-16在該車輛20的配置方式，其中每一攝影機組13-16均包括至少一第一攝影機及一第二攝影機。在本實施例中，該第一攝影機與該第二攝影機均具有紅外線夜視功能，其規格如下表(一)： 從表(一)可知，該第一攝影機的鏡頭尺寸較小而成像角度較大，擷取到較小(近)範圍的影像畫面；反之該第二攝影機的鏡頭尺寸較大而成像角度較小，擷取到較大(遠)範圍的影像畫面。藉由每一攝影機組中遠近鏡頭的搭配，每一攝影機組可在影像畫面具有相同解析度的前提下得到較廣且遠的可視範圍。
如第2(A)圖所示之實施例，該攝影機組13配置在該 車輛20的正前方，其中該攝影機組13包括第一攝影機201、202以及第二攝影機206、207。該等第一攝影機201、202分別配置在該車輛20的左前方與右前方，分別擷取長1米寬2米範圍內之一影像畫面。該等第二攝影機206、207則分別配置在該車輛的左前方與右前方，分別擷取長6米寬8米範圍內之一影像畫面，且其位置高於該等第一攝影機201、202。
如第2(B)圖所示之實施例，該攝影機組14配置在該車輛20的正後方，其中該攝影機組14包括一第一攝影機203以及一第二攝影機208。該第一攝影機203擷取長1米寬2米範圍內之一影像畫面。該第二攝影機208則擷取長6米寬8米範圍內之一影像畫面，且其位置高於該第一攝影機203。同理，第2(C)圖和第2(D)圖所示之實施例，該攝影機組15、16亦分別包括第一攝影機204和第二攝影機209以及第一攝影機205和第二攝影機210，且分別配置在該車輛20的左方和右方。
值得注意的是表(一)所示之鏡頭機規格僅為本發明之一實施例，但不僅限於此。另外，任何使用遠近鏡頭搭配之攝影機組皆不脫離本發明之範圍。
第3圖為顯示本發明之行車安全輔助方法之流程圖。在步驟S31中，該複數個攝影機組13-16在自我校正之後，各自擷取一組影像畫面，並傳送該等影像畫面至該影像處理單元11。接著在步驟S32中，該影像處理單元11透過執行一影像合成處理將該等影像畫面合成為一全視野合成影像。在步驟S33中，該影像處理單元11依據該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛20；若判斷結果顯示有物體接近該 車輛，則發出一語音警示並疊加一警示標誌於該全視野合成影像中，其中該語音警示係由該車輛20上之語音裝置(例如車用音響、車用電子控制裝置...等等)發出。在步驟S34中，該影像處理單元11將該車輛之行車狀態疊加至該全視野合成影像中。該車輛20之行車狀態包括引擎溫度、轉速、車速或是車內氧氣容量狀態等資訊。接著，在步驟S35中，判斷該車輛20之行車狀態是否異常。若有，則發出該語音警示並疊加一警示標誌至該全視野合成影像。在步驟S36中，該影像處理單元11將該全視野合成影像儲存至該儲存單元17。最後在步驟S37中，該抬頭顯示器12接收該全視野合成影像，並將該全視野合成影像投射在該車輛20的擋風玻璃上。
第4圖為顯示第3圖步驟S32執行該影像合成處理之流程圖。在步驟S41中，該影像處理單元11對該等影像畫面取樣及量化，並產生對應的複數個二值化影像。接著，在步驟S42至步驟S47中，該影像處理單元11對該等二值化影像依序執行：校正平滑化、影像復原、去除雜訊、影像刻度調整、二維扭曲變換及影像分割。最後，在步驟S48中，該影像處理單元11將該等二值化影像合成為該全視野合成影像。
第5圖為顯示第3圖步驟S33依據該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛20之流程圖。首先，在步驟S51中，該影像處理單元11對該等二值化影像作影像區分。接著，在步驟S52中，執行影像邊緣偵測得到一待測物資訊。最後，在步驟S53中，該影像處理單元11依據該外觀資訊比對該待測物資訊；若比對結果指出該待測物資訊為一外來車 輛，則進入步驟S54；反之則進入步驟S56。在步驟S54中，該影像處理單元11計算該外來車輛與該車輛20之距離是否大於該安全距離；若是，則進入步驟S55；反之則進入步驟S56。在步驟S55中，該影像處理單元11發出該語音警示並疊加一警示標誌於該全視野合成影像中。最後，在步驟S57中，該影像處理單元11輸出該全視野合成影像。
第6圖顯示執行該影像合成處理之後，該等影像畫面在該全視野合成影像中位置之分佈圖。在本實施例中，該等第一攝影機201-205和該等第二攝影機206-210分別擷取對應到之複數個對焦範圍601-610內之十個影像畫面。如第6圖所示，該等對焦範圍601-605分別位在該車輛20的左前方、右前方、後方、左方和右方兩米寬一米遠的範圍，而該等對焦範圍606-610則分別位在該車輛20的左前方、右前方、後方、左方和右方八米寬六米遠的範圍。接著，該影像處理單元11可藉由第4圖所述之影像合成處理流程(例如，二維扭曲變換)將上述對焦範圍601-610內的十個影像畫面合成得到該全視野合成影像。最後，該影像處理單元11使用第6圖所示之該全視野合成影像識別一定程度的安全距離，執行行車安全間距的提示。如此一來駕駛人即可透過擋風玻璃上之該全視野合成影像瞭解車輛四周大範圍的道路資訊，而無需將眼睛視線移去觀看後照鏡或是行車記錄器，其中該影像處理單元11可在該全視野合成影像的中間標示一車輛標誌(如第6圖所示)，藉此讓駕駛人更清楚瞭解駕駛人駕駛之車輛與周遭道路資訊的相對位置。另外，本發明在該車輛20的四個方向皆配置至少一組遠近 鏡頭(如先前第2(A)-(D)圖所示)。因此相較單一距離的環繞景象，本實施例之該全視野合成影像具有較佳的景深以及可視範圍較廣且遠的優點。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，使得本領域具有通常知識者能夠更清楚地理解本發明的內容。然而，本領域具有通常知識者應理解到他們可輕易地以本發明做為基礎，設計或修改流程以及使用不同的行車輔助安全系統進行相同的目的和/或達到這裡介紹的實施例的相同優點。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧行車安全輔助系統
11‧‧‧影像處理單元
12‧‧‧抬頭顯示器
13-16‧‧‧攝影機組
17‧‧‧儲存單元

Claims (12)

  1. 一種行車安全輔助系統，包括：複數個攝影機組，配置在一車輛的前後左右四個方位，其中每一該等攝影機組各自擷取一組影像畫面；一影像處理單元，接收該等影像畫面，透過執行一影像合成處理將該等影像畫面合成為一全視野合成影像，依據該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛，其中該影像處理單元執行該影像合成處理包括：對該等影像畫面取樣及量化，並產生對應的複數個二值化影像；對該等二值化影像依序執行：校正平滑化、影像復原、去除雜訊、影像刻度調整、二維扭曲變換及影像分割；將該等二值化影像合成為該全視野合成影像；以及一抬頭顯示器，接收並將該全視野合成影像顯示在該車輛的擋風玻璃上。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之行車安全輔助系統，其中該影像處理單元依據該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛，包括下列步驟：對該等二值化影像依序執行：影像區分；影像邊緣偵測得到一待測物資訊；以及依據一外觀資訊比對該待測物資訊；其中若比對結果指出該待測物資訊為一外來車輛，則計算該外來車輛與該車輛之距離是否小於一安全距離；若是， 則疊加一警示標誌於該全視野合成影像中。
  3. 如專利申請範圍第2項所述之行車安全輔助系統，更包括一儲存單元，儲存該安全距離、該全視野合成影像、該外觀資訊以及該車輛的行車狀態，其中該影像處理單元將該車輛的行車狀態疊加至該全視野合成影像；若該車輛的行車狀態包含故障資訊，則疊加該警示標誌至該全視野合成影像。
  4. 一種行車安全輔助系統，包括：複數個攝影機組，配置在一車輛的前後左右四個方位，其中每一該等攝影機組各自擷取一組影像畫面，其中配置該等攝影機組在該車輛的前後左右四個方位包括：該車輛的前後左右四個方位之任一方位，均設有包括至少一第一攝影機及一第二攝影機之該攝影機組；該第一攝影機之一第一鏡頭具有一第一成像角度，該第二攝影機之一第二鏡頭具有一第二成像角度，且該第一成像角度小於該第二成像角度；一影像處理單元，接收該等影像畫面，透過執行一影像合成處理將該等影像畫面合成為一全視野合成影像，依據該全視野合成影像的影像資訊判斷是否有物體接近該車輛；以及一抬頭顯示器，接收並將該全視野合成影像顯示在該車輛的擋風玻璃上。
  5. 如專利申請範圍第4項所述之行車安全輔助系統，其中該第二攝影機的裝設位置高於該第一攝影機之裝設位置。
  6. 如專利申請範圍第4項所述之行車安全輔助系統，其中設於該車輛的前方位之該攝影機組更包括一第三攝影機及一第四攝影機，該第三攝影機之一第三鏡頭具有該第一成像角度，該第四攝影機之一第四鏡頭具有該第二成像角度，且該第一成像角度小於該第二成像角度。
  7. 如專利申請範圍第6項所述之行車安全輔助系統，其中該第四攝影機的裝設位置高於該第三攝影機之裝設位置。
  8. 一種行車安全輔助方法，包括以下步驟：配置複數個攝影機組在一車輛的前後左右四個方位，其中每一該等攝影機組各自擷取一組影像畫面；一影像處理單元接收來自複數個攝影機組的複數個影像畫面，判斷是否有物體接近該車輛，透過執行一影像合成處理將該等影像畫面合成為一全視野合成影像，其中執行該影像合成處理，包括以下步驟：對該等影像畫面取樣及量化，並產生複數個二值化影像；對該等二值化影像依序執行：校正平滑化、影像復原、去除雜訊、影像刻度調整、二維扭曲變換及影像分割；將該等二值化影像合成為該全視野合成影像；儲存該全視野合成影像；以及一抬頭顯示器將該全視野合成影像顯示在該車輛的擋風玻璃上。
  9. 如專利申請範圍第8項所述之行車安全輔助方法，其中判斷是否有物體接近該車輛，更包括下列步驟：對該等影像畫面取樣及量化，並產生複數個二值化影像； 對該等二值化影像依序執行：影像區分；影像邊緣偵測得到一待測物資訊；以及依據一外觀資訊比對該待測物資訊；其中若比對結果指出該待測物資訊為一外來車輛，則計算該外來車輛與該車輛之距離是否小於一安全距離；若是，則疊加一警示標誌於該待測物資訊對應到之一二值化影像中。
  10. 如專利申請範圍第8項所述之行車安全輔助方法，更包括將該車輛的行車狀態疊加至該全視野合成影像；若該車輛的行車狀態包含故障資訊，則疊加一警示標誌至該全視野合成影像。
  11. 如專利申請範圍第8項所述之行車安全輔助方法，其中配置複數個攝影機組在一車輛的前後左右四個方位，更包括：該車輛的前後左右四個方位之任一方位，均設有包括至少一第一攝影機及一第二攝影機之該攝影機組；以及該第一攝影機之一第一鏡頭具有一第一成像角度，該第二攝影機之一第二鏡頭具有一第二成像角度，且該第一成像角度小於該第二成像角度。
  12. 如專利申請範圍第11項所述之行車安全輔助方法，其中設於該車輛的前方位之該攝影機組更包括一第三攝影機及一第四攝影機，該第三攝影機之一第三鏡頭具有該第一成像角度，該第四攝影機之一第四鏡頭具有該第二成像角度，且該第一成像角度小於該第二成像角度。
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