TWI651227B - 車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法，是一種可同步監控車輛周圍與底部環境之狀態的影像擷取拼接系統及相關方法，本發明包括至少一發光單元、至少一第一影像擷取單元與一影像處理單元；藉此，本發明藉由環設於車輛周圍與對應之車輛底部的影像擷取單元之硬體設計，以拼接縫合擷取之影像，並結合偵測發光單元發射結構光形狀變化之方式，有效偵測車輛下方是否有障礙物或危險物品之存在，以及路面凹凸之態樣，確實達到於車輛啟動前全面且全天候監控車輛下方障礙物存在之狀態，以及有效節省人力成本與提升車底盤查準確度。

Description

車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法

本發明係有關於一種車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法，尤其是指一種可同步監控車輛周圍與底部環境之狀態的影像擷取拼接系統及相關方法。

按，在現行車輛行車安全領域中，利用機器視覺獲取環境影像資訊，並可同時分析路面狀況與車輛四周環境等技術，已漸漸成為現今新出廠車輛的標準配備，此種行車安全系統稱為視覺性智慧型運輸系統(vision-based intelligence transpoitation system)，已從早期僅有的後方倒車監視，以及前方與側邊監視而逐漸發展成為車輛全方位監視，利用複數顆攝影機監視車輛周圍環境狀況已成為發展的主流，本發明人其中之一曾於中華民國104年12月31日申請編號為I585723號之『車輛監控系統及其方法』的中華民國發明專利，即以此概念為出發點而研發出環視檢測系統(Around View Detecting System，AVDS)，旨在利用可視距離檢測(Visual Distance Detection，VDD)技術與環視攝影系統(Around View Monitoring System，AVMS)進行車輛之安全防護；然而，習知之車輛周圍檢測技術僅用以解決車外環景視野的偵測需求，而無法有效讓駕駛者看清車輛下方的狀況。

中華民國專利第M524490號之「行車環景輔助裝置」即用以解決上述之問題，此專利主要係適用於一車輛上，該裝置主要係由一鏡頭 群組、一影像處理模組及一顯示單元所組成。其中，鏡頭群組可拍攝該車輛周圍的複數個外部影像；影像處理模組包含一影像拼接處理單元及一影像延遲處理單元，影像拼接處理單元可將上述外部影像拼接為車外環景影像，影像延遲處理單元係可依據車輛之一行進路徑，將與行進路徑重疊之車外環景影像劃分為複數個延遲影像，並依據一延遲時間，由鄰近車底影像的延遲影像開始，依序貼合於車外環景影像所區隔出的車底影像上；顯示單元可顯示經上述影像延遲處理之車外環景影像及車底影像所形成的一全透視影像；此專利為了可以在環視攝影系統(AVMS)中顯示車底的狀態，即使用影像延遲的技術將前一時間之環視攝影系統(AVMS)所拍設的路面影像貼合於後一時間的環視攝影系統(AVMS)影像中，而達到一全透視影像；然而，此種方式不僅無法顯示即時的車底影像，也僅能用於車輛行進的狀態，若車輛在欲啟動之當下而無前一時間之影像可貼合時，駕駛者仍然無法有效監視車輛底部之狀態，此對某些喜歡躲在車底下休息的貓狗等動物，或是車底下有障礙物等，此系統仍舊無法有效讓駕駛者了解車底之全貌；因此，如何有效藉由創新的硬體設計，有效偵測車輛下方是否有障礙物或危險物品之存在，以及路面凹凸之態樣，達到解決傳統使用人力進行車底盤查而具有準確度不高之缺點，仍是車輛行車安全系統等相關產業開發業者與相關研究人員需持續努力克服與解決之課題。

今，發明人即是鑑於傳統車輛底部影像擷取系統於實際實施時仍存在有諸多缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。

本發明主要目的為提供一種車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法，尤其是指一種可同步監控車輛周圍與底部環境之狀態的影像擷取拼接系統及相關方法，主要係藉由環設於車輛周圍與對應之車輛底部的影像擷取單元之硬體設計，以拼接縫合所擷取之影像，並結合偵測發光單元發射之結構光形狀變化之影像偵測方式，有效偵測車輛下方是否有障礙物或危險物品之存在，以及路面凹凸之態樣，以解決傳統使用人力進行車底盤查而具有準確度不高之缺點，確實達到於車輛啟動前全面且全天候監控車輛下方障礙物存在之狀態，以及有效節省人力成本與提升車底盤查準確度等主要優勢者。

為了達到上述之實施目的，本發明人提出一種車輛底部之影像擷取系統，係至少包括有至少一發光單元、至少一第一影像擷取單元，以及一影像處理單元；至少一發光單元係設置於一車輛底部，發光單元係朝向車輛下方之監測區域發射一包括有至少一結構光之光束，其中結構光係因照射於位於監測區域內之至少一障礙物而產生變化；至少一第一影像擷取單元係對應發光單元而設置於車輛底部，第一影像擷取單元係包括有一第一光學鏡頭，以及一與第一光學鏡頭連接之第一感光元件，第一光學鏡頭係擷取至少一第一影像於第一感光元件上成像，其中第一影像係包括位於監測區域內之障礙物及/或結構光；影像處理單元係包括有一監控模組，以及一電性連接監控模組之警示模組，監控模組係電性連接第一影像擷取單元，以接收第一影像擷取單元擷取之第一影像並監控第一影像中結構光之態樣，當結構光產生變化時，警示模組係發出一警示訊號。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中車輛底部之影像 擷取系統係可進一步設置有一電性連接第一影像擷取單元之顯示單元，顯示單元係顯示第一影像。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中顯示單元係設置於車輛之內部。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中發光單元係為發光二極體、雷射二極體或用以輸出一光束之發光元件等其中之一種裝置。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中結構光係為網格、直線、規則排列點或不規則排列點等其中之一種態樣。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中第一光學鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種裝置。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中第一感光元件係為光電耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等其中之一種裝置。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中警示訊號係以聲鳴、光線、影像或震動等其中之一種型式或兩者以上之組合呈現。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中發光單元係可進一步為一脈衝式光源，脈衝式光源的脈衝頻率係相同於第一影像擷取單元擷取影像之頻率。

如上所述的車輛底部之影像擷取系統，其中影像處理單元係可進一步比對第一影像擷取單元擷取之第一影像的前後差異，以判斷結構光之變化。

此外，為了達到上述之實施目的，本發明人另提出一種車輛 底部之影像拼接系統，係至少包括有一如上所述之車輛底部之影像擷取系統、至少一第二影像擷取單元，以及一影像拼接單元；至少一第二影像擷取單元係對應第一影像擷取單元之位置而環設於車輛上，第二影像擷取單元係包括有一第二光學鏡頭，以及一與第二光學鏡頭連接之第二感光元件，其中第二光學鏡頭係擷取車輛周圍之至少一第二影像於第二感光元件上成像；影像拼接單元係包括有一分別以電性連接第一影像擷取單元與第二影像擷取單元之接收模組，以及一電性連接接收模組之拼接模組，接收模組係接收第一影像與第二影像並傳遞至拼接模組，拼接模組係將第一影像與第二影像各自轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像。

如上所述的車輛底部之影像拼接系統，其中第二光學鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種裝置。

如上所述的車輛底部之影像拼接系統，其中第二感光元件係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)等其中之一種裝置。

如上所述的車輛底部之影像拼接系統，其中顯示單元係可進一步電性連接影像拼接單元，顯示單元係顯示拼接影像。

再者，為了達到車輛底部之影像擷取與拼接系統之實施目的，本發明人乃研擬如下實施技術；首先，使用一設置於一車輛底部之發光單元朝向車輛下方之監測區域發射一包括有至少一結構光之光束；接著，使用一對應發光單元而設置於車輛底部之第一影像擷取單元內建之第一光學鏡頭擷取至少一第一影像於一與第一光學鏡頭連接之第一感光元件上成像，其中第一影像係包括位於監測區域內之障礙物及/或結構光；接續， 使用一電性連接第一影像擷取單元之影像處理單元內建之監控模組接收第一影像，並監控第一影像中結構光之態樣，當結構光產生變化時，內建於影像處理單元並電性連接監控模組之警示模組係發出一警示訊號；之後，使用一對應第一影像擷取單元之位置而環設於車輛上之第二影像擷取單元內建之第二光學鏡頭擷取車輛周圍之至少一第二影像於一與第二光學鏡頭連接之第二感光元件上成像；最後，以一內建於一影像拼接單元且分別以電性連接第一影像擷取單元與第二影像擷取單元之接收模組接收第一影像與第二影像並傳遞至一與之電性連接之拼接模組，拼接模組係將第一影像與第二影像分別轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像。

如上所述的車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中第一影像擷取單元係可進一步電性連接一顯示單元，顯示單元係顯示第一影像。

如上所述的車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中影像拼接單元係可進一步電性連接顯示單元，顯示單元係顯示拼接影像。

如上所述的車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中發光單元係可進一步為一脈衝式光源，脈衝式光源的脈衝頻率係相同於第一影像擷取單元擷取影像之頻率。

如上所述的車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中影像處理單元係可進一步比對第一影像擷取單元擷取之第一影像的前後差異，以判斷結構光之變化。

藉此，本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法主要係藉由環設於車輛周圍與對應之車輛底部的影像擷取單元之硬體設計，以拼接縫合所擷取之影像，並結合偵測發光單元發射之結構光形狀變化之 影像偵測方式，有效偵測車輛下方是否有障礙物或危險物品之存在，以及路面凹凸之態樣，確實達到於車輛啟動前全面且全天候監控車輛下方障礙物存在之狀態，以及有效節省人力成本與提升車底盤查準確度等主要優勢；此外，本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法主要係將攝影機之影像擷取單元對應環設於車輛周圍之環視檢測系統(AVDS)之攝影機而設置於車輛之底部，以將取得之車輛底部影像與環視檢測系統取得之影像對應拼接，確實達到車輛在前進、後退或起步時之影像檢測與障礙物存在警示，以避免駕駛者疏忽而對存在於車輛底部之小動物或坑洞等的忽視與壓碾而造成無法挽回的悲劇；最後，本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法主要係藉由攝影機自動偵測發光單元所發射之結構光的變化而偵測車輛底部高凸或凹陷之障礙物的存在狀態，可有效解決傳統使用人力進行車底盤查而具有準確度不高之缺點，且於夜晚時可藉由發光單元之光源照明而確實達到全天候應用之優勢。

(1)‧‧‧車輛底部之影像擷取系統

(11)‧‧‧發光單元

(111)‧‧‧光束

(12)‧‧‧第一影像擷取單元

(121)‧‧‧第一光學鏡頭

(122)‧‧‧第一感光元件

(13)‧‧‧影像處理單元

(131)‧‧‧監控模組

(132)‧‧‧警示模組

(14)‧‧‧顯示單元

(2)‧‧‧車輛

(3)‧‧‧監測區域

(4)‧‧‧車輛底部之影像拼接系統

(41)‧‧‧第二影像擷取單元

(411)‧‧‧第二光學鏡頭

(412)‧‧‧第二感光元件

(42)‧‧‧影像拼接單元

(421)‧‧‧接收模組

(422)‧‧‧拼接模組

(5)‧‧‧第二發光單元

(51)‧‧‧第二光束

(S1)‧‧‧步驟一

(S2)‧‧‧步驟二

(S3)‧‧‧步驟三

(S4)‧‧‧步驟四

(S5)‧‧‧步驟五

第1圖：本發明車輛底部之影像擷取系統其一較佳實施例之系統結構方塊圖

第2圖：本發明車輛底部之影像擷取系統其一較佳實施例之系統設置示意圖

第3圖：本發明車輛底部之影像拼接系統其一較佳實施例之系統結構方塊圖

第4圖：本發明車輛底部之影像拼接系統其一較佳實施例之系統設置示 意圖

第5圖：本發明車輛底部之影像擷取與拼接方法之步驟流程圖

為利 貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容、優點，以及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

首先，請參閱第1圖與第2圖所示，為本發明車輛底部之影像擷取系統其一較佳實施例之系統結構方塊圖，以及系統設置示意圖，本發明之車輛底部之影像擷取系統(1)係至少包括有：至少一發光單元(11)，係設置於一車輛(2)底部，發光單元(11)係朝向車輛(2)下方之監測區域(3)發射一包括有至少一結構光(圖式未標示)之光束(111)，其中結構光係因照射於位於監測區域(3)內之至少一障礙物(圖式未標示)而產生變化；此外，發光單元(11)係為發光二極體、雷射二極體或用以輸出一光束之發光元件等其中之一種裝置；再者，結構光係為網格、直線、規則排列點或不規則排列點等其中之一種態樣；再者，車輛(2)係為大客車、大貨車、各大小型房車等其中之一種交通運輸工具；此外，障礙物係為貓、狗等動物、地面之凸出物或凹陷之溝渠等其中之一種態樣；在本發明其一較佳實施例中，車輛(2)係可例如但不限定為小型房車，且障礙物係可例如但不限定為貓、狗等動物，一以雷射二極體態樣呈現之發光單元(11)係設置於車輛(2)之後方底部，且發光單元(11)係朝向車輛(2)下方之監 測區域(3)發射包括有以網格態樣呈現之結構光的光束(111)，其中結構光係因為照射於位於監測區域(3)內之貓狗等障礙物而產生形狀變化；然而必須注意的是，上述發光單元(11)之個數與其所發射之結構光的組成態樣、形狀或數量，是為了說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟知此技藝者當知道不同的發光單元(11)之個數與其所發射之結構光的組成態樣、形狀或數量，只要可以讓影像視覺辨識結構光之形狀改變，並不會影響本發明的實際實施；至少一第一影像擷取單元(12)，係對應發光單元(11)而設置於車輛(2)底部，第一影像擷取單元(12)係包括有一第一光學鏡頭(121)，以及一與第一光學鏡頭(121)連接之第一感光元件(122)，第一光學鏡頭(121)係擷取至少一第一影像於第一感光元件(122)上成像，其中第一影像係包括位於監測區域(3)內之障礙物及/或結構光；此外，第一光學鏡頭(121)係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種裝置；再者，第一感光元件(122)係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)等其中之一種裝置；在本發明其一較佳實施例中，一第一影像擷取單元(12)係對應設置於發光單元(11)之一側部，而內建於第一影像擷取單元(12)內且以魚眼鏡頭態樣呈現之第一光學鏡頭(121)係擷取貓狗等動物之障礙物與結構光之影像於以光電耦合元件(CCD)態樣呈現的第一感光元件(122)上成像；以及一影像處理單元(13)，係包括有一監控模組(131)，以及一電性連接監控模組(131)之警示模組(132)，監控模組(131)係電性連接第一影像擷取單元(12)，以接收第一影像擷取單元(12)擷取之第一影像並監控第一影像中結構光之態樣，當結構光產生變化時，警示模組(132)係發出一警示訊 號；此外，警示訊號係以聲鳴、光線、影像或震動等其中之一種型式或兩者以上之組合呈現；在本發明其一較佳實施例中，影像處理單元(13)較佳係為設置於車輛(2)內部，且內建於影像處理單元(13)並電性連接第一影像擷取單元(12)之監控模組(131)係接收第一影像擷取單元(12)擷取之第一影像，並監控第一影像中結構光之態樣，當結構光因照射於貓狗等動物之障礙物上而產生形狀變化時，則與監控模組(131)電性連接並內建於影像處理單元(13)之警示模組(132)係發出以聲鳴態樣呈現之警示訊號，以警示車輛(2)之駕駛者關於車輛(2)下方之監測區域(3)內的障礙物存在狀態。

此外，車輛底部之影像擷取系統(1)係可進一步設置有一電性連接第一影像擷取單元(12)之顯示單元(14)，顯示單元(14)係顯示第一影像，其中顯示單元(14)係設置於車輛(2)之內部；在本發明其一較佳實施例中，以液晶顯示器態樣呈現的顯示單元(14)係設置於車輛(2)內部並電性連接第一影像擷取單元(12)，以顯示第一影像擷取單元(12)擷取之第一影像，其中顯示單元(14)較佳係可與影像處理單元(13)形成為一體之態樣(如第1圖之虛線框所示)。

再者，發光單元(11)係可進一步為一脈衝式光源，脈衝式光源的脈衝頻率係相同於第一影像擷取單元(12)擷取影像之頻率；此外，影像處理單元(13)係可進一步比對第一影像擷取單元(12)擷取之第一影像的前後差異，以判斷結構光之變化；在本發明另一較佳實施例中，發光單元(11)係為一種呈現一亮一滅之脈衝式光源，且脈衝之頻率係與第一影像擷取單元(12)擷取影像之頻率相同，也就是說，當發光單元(11)亮起而發射具有結構光之光束(111)時，第一影像擷取單元(12)係擷取障礙物與結構光之影像並 傳送至影像處理單元(13)，而當下一時間之發光單元(11)熄滅後，第一影像擷取單元(12)再擷取一次障礙物之影像並傳送至影像處理單元(13)，影像處理單元(13)則將兩個前後時間擷取的影像相減以進行比對動作，由於前後兩個影像之差別僅在於有無結構光存在，故前後兩個影像相減後即可單獨留下結構光影像，則影像處理單元(13)可更容易地判斷結構光因障礙物之存在所造成之形狀變化的態樣。

此外，請一併參閱第3圖與第4圖所示，為本發明車輛底部之影像拼接系統其一較佳實施例之系統結構方塊圖，以及系統設置示意圖，其中本發明之車輛底部之影像拼接系統(4)係至少包括有：一如上所述之車輛底部之影像擷取系統(1)；至少一第二影像擷取單元(41)，係對應第一影像擷取單元(12)之位置而環設於車輛(2)上，第二影像擷取單元(41)係包括有一第二光學鏡頭(411)，以及一與第二光學鏡頭(411)連接之第二感光元件(412)，其中第二光學鏡頭(411)係擷取車輛(2)周圍之至少一第二影像於第二感光元件(412)上成像；此外，第二光學鏡頭(411)係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種裝置；再者，第二感光元件(412)係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)等其中之一種裝置；在本發明其一較佳實施例中，一第二影像擷取單元(41)係對應第一影像擷取單元(12)之位置而設置於車輛(2)之後端部，以魚眼鏡頭之態樣呈現且內建於第二影像擷取單元(41)的第二光學鏡頭(411)係擷取車輛(2)後方之第二影像於以光電耦合元件(CCD)態樣呈現之第二感光元件(412)上成像；此外，第二影像擷取單元(41)亦可例如但不限定為本案發明人其中之一於中華民國104年12月31日申請 之中華民國專利編號第I585723號之「車輛監控系統及其方法」所述之複數個環設於車輛周圍之影像擷取系統，其中此影像擷取系統之一側亦可設置有一對應之第二發光單元(5)以利用發射之第二光束(51)所包含之光學圖樣(圖式未標示)而偵測物件存在之態樣；以及一影像拼接單元(42)，係包括有一分別以電性連接第一影像擷取單元(12)與第二影像擷取單元(41)之接收模組(421)，以及一電性連接接收模組(421)之拼接模組(422)，接收模組(421)係接收第一影像與第二影像並傳遞至拼接模組(422)，拼接模組(422)係將第一影像與第二影像各自轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像；此外，顯示單元(14)係可進一步電性連接影像拼接單元(42)，顯示單元(14)係顯示拼接影像；在本發明其一較佳實施例中，影像拼接單元(42)較佳係為設置於車輛(2)內部且與影像處理單元(13)、顯示單元(14)形成為一體之態樣(如第3圖之虛線框所示)，內建於影像拼接單元(42)之接收模組(421)係接收與之電性連接之第一影像擷取單元(12)的第一影像與第二影像擷取單元(41)之第二影像並傳遞至拼接模組(422)，拼接模組(422)再將第一影像與對應之第二影像各自轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像，其中影像拼接單元(42)係電性連接顯示單元(14)，以於顯示單元(14)顯示拼接影像。

再者，為使 貴審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解，請再參閱第5圖所示，為本發明車輛底部之影像擷取與拼接方法之步驟流程圖，其中本發明之車輛底部之影像擷取與拼接方法主要包括有下列步驟：步驟一(S1)：使用至少一設置於一車輛(2)底部之發光單元 (11)朝向車輛(2)下方之監測區域(3)發射一包括有至少一結構光之光束；在本發明其一較佳實施例中，一以雷射二極體態樣呈現之發光單元(11)係設置於車輛(2)後方之底部，且每一發光單元(11)係朝向車輛(2)下方之監測區域(3)發射包括有以網格態樣呈現之結構光之光束(111)，其中車輛(2)係可例如但不限定為小型房車；步驟二(S2)：使用至少一設置於車輛(2)底部且於發光單元(11)一側部之第一影像擷取單元(12)內建之第一光學鏡頭(121)擷取至少一第一影像於一與第一光學鏡頭(121)連接之第一感光元件(122)上成像，其中第一影像係包括位於監測區域(3)內之障礙物及/或結構光；在本發明其一較佳實施例中，一第一影像擷取單元(12)係對應設置於發光單元(11)之一側部，而內建於第一影像擷取單元(12)內且以魚眼鏡頭態樣呈現之第一光學鏡頭(121)係擷取位於監測區域(3)內之障礙物及/或結構光之影像於以光電耦合元件(CCD)態樣呈現的第一感光元件(122)上成像，其中障礙物係可例如但不限定為貓、狗等動物；步驟三(S3)：使用一電性連接第一影像擷取單元(12)之影像處理單元(13)內建之監控模組(131)接收第一影像，並監控第一影像中結構光之態樣，當結構光產生變化時，內建於影像處理單元(13)並電性連接監控模組(131)之警示模組(132)係發出一警示訊號；在本發明其一較佳實施例中，影像處理單元(13)較佳係為設置於車輛(2)內部，且內建於影像處理單元(13)且電性連接第一影像擷取單元(12)之監控模組(131)係接收第一影像擷取單元(12)擷取之第一影像，並監控第一影像中結構光之態樣，當結構光因照射於貓狗等動物之障礙物上而產生形狀變化時，則與監控模組(131)電性連接 並內建於影像處理單元(13)之警示模組(132)係發出以聲鳴態樣呈現之警示訊號，以警示車輛(2)之駕駛者關於車輛(2)下方之監測區域(3)內的障礙物存在狀態；步驟四(S4)：使用至少一對應第一影像擷取單元(12)之位置而環設於車輛(2)上之第二影像擷取單元(41)內建之第二光學鏡頭(411)擷取車輛(2)周圍之至少一第二影像於一與第二光學鏡頭(411)連接之第二感光元件(412)上成像；在本發明其一較佳實施例中，一第二影像擷取單元(41)係對應第一影像擷取單元(12)之位置而設置於車輛(2)之後端部，以魚眼鏡頭之態樣呈現且內建於第二影像擷取單元(41)的第二光學鏡頭(411)係擷取車輛(2)後方之第二影像於以光電耦合元件(CCD)態樣呈現之第二感光元件(412)上成像；以及步驟五(S5)：以一內建於一影像拼接單元(42)且分別以電性連接第一影像擷取單元(12)與第二影像擷取單元(41)之接收模組(421)接收第一影像與第二影像並傳遞至一與之電性連接之拼接模組(422)，拼接模組(422)係將第一影像與第二影像分別轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像；在本發明其一較佳實施例中，影像拼接單元(42)較佳係為設置於車輛(2)內部且與影像處理單元(13)形成為一體之態樣，內建於影像拼接單元(42)之接收模組(421)係接收與之電性連接之第一影像擷取單元(12)的第一影像與第二影像擷取單元(41)之第二影像並傳遞至拼接模組(422)，拼接模組(422)再將第一影像與對應之第二影像各自轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像。

此外，第一影像擷取單元(12)係可進一步電性連接一顯示單 元(14)，顯示單元(14)係顯示第一影像；再者，影像拼接單元(42)係可進一步電性連接顯示單元(14)，顯示單元(14)係顯示拼接影像；在本發明其一較佳實施例中，顯示單元(14)較佳係為設置於車輛之內部且與影像處理單元(13)、影像拼接單元(42)形成為一體之態樣，而顯示單元(14)係電性連接第一影像擷取單元(12)與影像拼接單元(42)，以顯示第一影像與拼接影像，提供車輛(2)之駕駛者觀看關於車輛(2)周圍與下方是否有障礙物存在。

再者，發光單元(11)係可進一步為一脈衝式光源，脈衝式光源的脈衝頻率係相同於第一影像擷取單元(12)擷取影像之頻率；此外，影像處理單元(13)係可進一步比對第一影像擷取單元(12)擷取之第一影像的前後差異，以判斷結構光之變化；在本發明另一較佳實施例中，發光單元(11)係為一種呈現一亮一滅之脈衝式光源，且脈衝之頻率係與第一影像擷取單元(12)擷取影像之頻率相同，也就是說，當發光單元(11)亮起而發射具有結構光之光束(111)時，第一影像擷取單元(12)係擷取障礙物與結構光之影像並傳送至影像處理單元(13)，而當下一時間之發光單元(11)熄滅後，第一影像擷取單元(12)再擷取一次障礙物之影像並傳送至影像處理單元(13)，影像處理單元(13)則將兩個前後時間擷取的影像相減以進行比對動作，由於前後兩個影像之差別僅在於有無結構光存在，故前後兩個影像相減後即可單獨留下結構光影像，則影像處理單元(13)可更容易地判斷結構光因障礙物之存在所造成之形狀變化的態樣。

由上述之實施說明可知，本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法與現有技術相較之下，本發明係具有以下優點：

1.本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法主要 係藉由環設於車輛周圍與對應之車輛底部的影像擷取單元之硬體設計，以拼接縫合所擷取之影像，並結合偵測發光單元發射之結構光形狀變化之影像偵測方式，有效偵測車輛下方是否有障礙物或危險物品之存在，以及路面凹凸之態樣，確實達到於車輛啟動前全面且全天候監控車輛下方障礙物存在之狀態，以及有效節省人力成本與提升車底盤查準確度等主要優勢。

2.本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法主要係將攝影機之影像擷取單元對應環設於車輛周圍之環視檢測系統(AVDS)之攝影機而設置於車輛之底部，以將取得之車輛底部影像與環視檢測系統取得之影像對應拼接，確實達到車輛在前進、後退或起步時之影像檢測與障礙物存在警示，以避免駕駛者疏忽而對存在於車輛底部之小動物或坑洞等的忽視與壓碾而造成無法挽回的悲劇。

3.本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法主要係藉由攝影機自動偵測發光單元所發射之結構光的變化而偵測車輛底部高凸或凹陷之障礙物的存在狀態，可有效解決傳統使用人力進行車底盤查而具有準確度不高之缺點，且於夜晚時可藉由發光單元之光源照明而確實達到全天候應用之優勢。

綜上所述，本發明之車輛底部之影像擷取與拼接系統及其方法，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭示之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之 特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。

Claims (19)

1. 一種車輛底部之影像擷取系統，係至少包括有：至少一發光單元，係設置於一車輛底部，該發光單元係朝向該車輛下方之監測區域發射一包括有至少一結構光之光束，其中該結構光係因照射於位於該監測區域內之至少一障礙物而產生變化；至少一第一影像擷取單元，係對應該發光單元而設置於該車輛底部，該第一影像擷取單元係包括有一第一光學鏡頭，以及一與該第一光學鏡頭連接之第一感光元件，該第一光學鏡頭係擷取至少一第一影像於該第一感光元件上成像，其中該第一影像係包括位於該監測區域內之障礙物及/或該結構光；以及一影像處理單元，係包括有一監控模組，以及一電性連接該監控模組之警示模組，該監控模組係電性連接該第一影像擷取單元，以接收該第一影像擷取單元擷取之第一影像並監控該第一影像中該結構光之態樣，當該結構光產生變化時，該警示模組係發出一警示訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該車輛底部之影像擷取系統係進一步設置有一電性連接該第一影像擷取單元之顯示單元，該顯示單元係顯示該第一影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該顯示單元係設置於該車輛之內部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該發光單元係為發光二極體、雷射二極體或用以輸出一光束之發光元件其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該結構光係為網格、直線、規則排列點或不規則排列點其中之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該第一光學鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭其中之一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該第一感光元件係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)其中之一。
8. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該警示訊號係以聲鳴、光線、影像或震動其中之一型式或兩者以上之組合呈現。
9. 如申請專利範圍第1項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該發光單元係進一步為一脈衝式光源，該脈衝式光源的脈衝頻率係相同於該第一影像擷取單元擷取影像之頻率。
10. 如申請專利範圍第9項所述之車輛底部之影像擷取系統，其中該影像處理單元係進一步比對該第一影像擷取單元擷取之第一影像的前後差異，以判斷該結構光之變化。
11. 一種車輛底部之影像拼接系統，係至少包括有：一如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之車輛底部之影像擷取系統；至少一第二影像擷取單元，係對應該第一影像擷取單元之位置而環設於該車輛上，該第二影像擷取單元係包括有一第二光學鏡頭，以及一與該第二光學鏡頭連接之第二感光元件，其中該第二光學鏡頭係擷取該車輛周圍之至少一第二影像於該第二感光元件上成像；以及一影像拼接單元，係包括有一分別以電性連接該第一影像擷取單元與該第二影像擷取單元之接收模組，以及一電性連接該接收模組之拼接模組，該接收模組係接收該第一影像與該第二影像並傳遞至該拼接模組，該拼接模組係將該第一影像與該第二影像各自轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像。
12. 如申請專利範圍第11項所述之車輛底部之影像拼接系統，其中該第二光學鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭其中之一。
13. 如申請專利範圍第11項所述之車輛底部之影像拼接系統，其中該第二感光元件係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)其中之一。
14. 如申請專利範圍第11項所述之車輛底部之影像拼接系統，其中該顯示單元係進一步電性連接該影像拼接單元，該顯示單元係顯示該拼接影像。
15. 一種車輛底部之影像擷取與拼接方法，係包括有下列步驟：步驟一：使用至少一設置於一車輛底部之發光單元朝向該車輛下方之監測區域發射一包括有至少一結構光之光束；步驟二：使用至少一設置於該車輛底部且於該發光單元一側部之第一影像擷取單元內建之第一光學鏡頭擷取至少一第一影像於一與該第一光學鏡頭連接之第一感光元件上成像，其中該第一影像係包括位於該監測區域內之障礙物及/或該結構光；步驟三：使用一電性連接該第一影像擷取單元之影像處理單元內建之監控模組接收該第一影像，並監控該第一影像中該結構光之態樣，當該結構光產生變化時，內建於該影像處理單元並電性連接該監控模組之警示模組係發出一警示訊號；步驟四：使用至少一對應該第一影像擷取單元之位置而環設於該車輛上之第二影像擷取單元內建之第二光學鏡頭擷取該車輛周圍之至少一第二影像於一與該第二光學鏡頭連接之第二感光元件上成像；以及步驟五：以一內建於一影像拼接單元且分別以電性連接該第一影像擷取單元與該第二影像擷取單元之接收模組接收該第一影像與該第二影像並傳遞至一與之電性連接之拼接模組，該拼接模組係將該第一影像與該第二影像分別轉換為鳥瞰影像後進行拼接縫合成一拼接影像。
16. 如申請專利範圍第15項所述之車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中該第一影像擷取單元係進一步電性連接一顯示單元，該顯示單元係顯示該第一影像。
17. 如申請專利範圍第16項所述之車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中該影像拼接單元係進一步電性連接該顯示單元，該顯示單元係顯示該拼接影像。
18. 如申請專利範圍第15項所述之車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中該發光單元係進一步為一脈衝式光源，該脈衝式光源的脈衝頻率係相同於該第一影像擷取單元擷取影像之頻率。
19. 如申請專利範圍第18項所述之車輛底部之影像擷取與拼接方法，其中該影像處理單元係進一步比對該第一影像擷取單元擷取之第一影像的前後差異，以判斷該結構光之變化。