TWM518183U

TWM518183U - 三維行車影像校正裝置

Info

Publication number: TWM518183U
Application number: TW104215154U
Authority: TW
Inventors: Le-Hung Chen; Hsin-Jung Feng
Original assignee: Hua Chuang Automobile Information Technical Ct Co Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2016-03-01

Description

三維行車影像校正裝置

本創作係關於一種校正裝置，特別是指一種三維行車影像校正裝置。

長期以來，許多發生在車輛駕駛時之交通意外，大多都是車體結構(如A柱、B柱、C柱或其他部位的車板)所產生的視覺死角所導致，舉例來說，駕駛人在操控車輛轉彎的過程中，車輛A柱容易擋住前方路過的行人、車輛或交通號誌而導致交通意外的產生。而B柱則是容易擋住車輛側邊的物體移動，造成駕駛人在轉彎或切換車道時易與旁邊車輛發生擦撞之情形。

然而，目前市面上雖有在車輛死角處裝設攝影機，以拍攝死角區域擋住的畫面並顯示在螢幕上。但由於攝影機都是以固定角度拍攝車外的影像，而駕駛人隨著姿勢的改變或者不同的駕駛人都會產生不同的視角，隨著視角的不同，駕駛人所對應觀看到的景像也會不同。導致攝影機所拍攝的死角畫面易與駕駛人實際視角所對應的車外畫面產生誤差，造成影響行車安全之問題。除此之外，攝影機所拍攝的畫面大多會產生形變而使駕駛人無法確切地分辨車外物體的形狀、大小，以及與車輛的距離，實有必要改良突破。

有鑑於上述問題，於一實施例中，係提供一種三維行車影像校正裝置，包括鏡頭群組、三維影像處理模組、視角偵測模組及影像擷取模組。鏡頭群組包括有複數個鏡頭。各鏡頭分別設置於車輛周圍的不同位置處，以分別拍攝車輛周圍的複數個外部影像並輸出。三維影像處理模組電連接於鏡頭群組。三維影像處理模組接收外部影像且合成為三維環場投影影像並輸出。視角偵測模組偵測並輸出駕駛人視角。影像擷取模組電連接於三維影像處理模組與視角偵測模組。影像擷取模組接收三維環場投影影像與駕駛人視角，且依據駕駛人視角對應的視野擷取局部之三維環場投影影像並輸出局部三維車外影像。

於一實施例中，視角偵測模組包括攝影單元與影像辨識單元。攝影單元設於車輛內，以拍攝駕駛人的臉部並輸出臉部畫面，影像辨識單元接收並依據臉部畫面輸出駕駛人視角。

於一實施例中，視角偵測模組為供駕駛人配戴之頭戴式裝置，頭戴式裝置包括陀螺儀單元，陀螺儀單元偵測駕駛人的頭轉角度，且頭戴式裝置是對應頭轉角度輸出駕駛人視角。

於一實施例中，三維影像處理模組是將外部影像逆投影至一3D環場模型而合成三維環場投影影像，且3D環場模型的座標中心位置對應於駕駛人位置。於一實施例中，三維行車影像校正裝置可包括GPS模組，GPS模組設置於車輛內且偵測並輸出駕駛人位置。

於一實施例中，三維影像處理模組與影像擷取模組是整合於同一模組。

於一實施例中，三維行車影像校正裝置可包括顯示模組，連接於影像擷取模組，顯示模組接收並顯示局部三維車外影像。

於一實施例中，顯示模組設於駕駛人視角所對應之局部車體(如A柱、B柱或C柱)上。於一實施例中，顯示模組為顯示螢幕或投影器。

藉此，本創作實施例之三維行車影像校正裝置，是利用影像的處理及合成，先建立三維環場投影影像。再對應駕駛人的實際視角擷取局部之三維環場投影影像而輸出局部三維車外影像。使後續所顯示的局部三維車外影像能夠隨著駕駛人的視角持續校正，避免局部三維車外影像與駕駛人視角所對應的車外影像產生誤差，達到提升行車安全性之功效。

1‧‧‧三維行車影像校正裝置

2‧‧‧車輛

3‧‧‧駕駛人

10‧‧‧鏡頭群組

10L‧‧‧左視鏡頭

10R‧‧‧右視鏡頭

10B‧‧‧後視鏡頭

10F‧‧‧前視鏡頭

20‧‧‧三維影像處理模組

21‧‧‧3D環場模型

22‧‧‧座標中心位置

30‧‧‧視角偵測模組

31‧‧‧攝影單元

32‧‧‧影像辨識單元

33‧‧‧頭戴式裝置

34‧‧‧陀螺儀單元

40‧‧‧影像擷取模組

50‧‧‧GPS模組

60‧‧‧顯示模組

S1‧‧‧駕駛人視角

S2‧‧‧臉部畫面

S3‧‧‧頭轉角度

I_L‧‧‧車體左側影像

I_R‧‧‧車體右側影像

I_B‧‧‧車體後側影像

I_F‧‧‧車體前側影像

I_P‧‧‧局部三維車外影像

I_surr‧‧‧三維環場投影影像

[第1圖]係本創作一實施例之鏡頭群組的配置立體圖。

[第2圖]係本創作一實施例之三維行車影像校正裝置的裝置方塊圖。

[第3圖]係本創作另一實施例之三維行車影像校正裝置的方塊圖。

[第4圖]係本創作一實施例之三維行車影像校正裝置的投影示意圖。

[第5圖]係本創作一實施例之攝影單元的擷取畫面圖。

[第6圖]係本創作一實施例之頭戴式裝置的立體圖。

[第7圖]係本創作一實施例之駕駛人於一觀視角度之平面示意圖。

[第8圖]係對應第7圖之擷取示意圖。

[第9圖]係本創作一實施例之顯示模組的顯示示意圖。

第1圖為本創作一實施例之鏡頭群組的配置立體圖，第2圖為本創作一實施例之三維行車影像校正裝置的裝置方塊圖。如第2圖所示，於一實施例中，三維行車影像校正裝置1包括有鏡頭群組10、三維影像處理模組20、視角偵測模組30及影像擷取模組40。

鏡頭群組10包括複數個鏡頭，分別設置於車輛2周圍的不同位置處，這些鏡頭分別拍攝車輛2周圍的複數個外部影像並輸出。如第1圖所示，於一實施例中，鏡頭群組10是包括有前視鏡頭10F、後視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R。前視鏡頭10F是安裝於車輛2前方，如前視鏡頭10F可裝設在前車牌或前方水箱護罩處，以拍攝車體前側影像I_F。後視鏡頭10B是安裝於車輛2後方，如後視鏡頭10B可裝設在後車廂蓋上，以拍攝車體後側影像I_B。左視鏡頭10L與右視鏡頭10R是分別安裝於車輛2左右兩側，如左視鏡頭10L是安裝於左後視鏡上以拍攝車體左側影像I_L，右視鏡頭10R則可安裝於右後視鏡上以拍攝車體右側影像I_R。實際上，上述各鏡頭的數量及角度都可以依實際的需求調整，以上僅為示例，而非用以限制。

另外，於一些實施例中，前視鏡頭10F、後視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R具體上可為廣角鏡頭或魚眼鏡頭，且車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R的至少一部分相互重合。換言之，車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R可有一部分相互重疊而沒有間隙，以取得車輛2周圍的全部影像。鏡頭群組10並輸出上述車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R(即上述的複數外部影像)。

三維影像處理模組20電連接於鏡頭群組10，且三維影像處理模組20接收外部影像且合成為三維環場投影影像I_surr並輸出。於一實施例中，三維影像處理模組20具體上可以是微電腦、處理器或特用晶片來實現。且三維影像處理模組20可安裝於車輛2上。如第2圖所示，於一實施例中，三維影像處理模組20電連接於上述前視鏡頭10F、後視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R。且三維影像處理模組20接收並可先將上述車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R組合為平面的環場影像，再經由逆投影的方式將平面的環場影像合成為三維環場投影影像I_surr並輸出。

或者，如第4圖所示，於一實施例中，三維影像處理模組20是將上述車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R投影至3D環場模型21(於此為一碗狀模型)而合成三維環場投影影像I_surr。且車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R投影至3D環場模型21的邊緣是相互重疊。因此，三維環場投影影像I_surr可呈現車輛2周圍的3D環景影像，也就是說，三維環場投影影像I_surr更具立體感而能夠實際呈現車輛周遭環境，使駕駛人可輕易且直覺辨識周遭物體的高度差與距離。

此外，於一實施例中，3D環場模型21的座標中心位置22是對應於車輛2之駕駛人位置。也就是說，所合成出的三維環場投影影像I_surr是符合於駕駛人的觀看視野。其中三維影像處理模組20可利用GPS定位系統取得上述駕駛人位置(如駕駛人的座標)，以將上述將3D環場模型21的座標中心位置22校正至駕駛人位置。

如第3圖所示，為本創作另一實施例之三維行車影像校正裝置的方塊圖。於一實施例中，三維行車影像校正裝置1更包括有GPS模組50，GPS模組50設置於車輛2內且偵測並輸出駕駛人位置給三維影像處理模組20，以供三維影像處理模組20校正3D環場模型21的座標中心位置22。於一些實施例中，GPS模組50可安裝在駕駛人的座位中。或者，GPS模組50可內建於穿戴式裝置(如眼鏡、帽子、手錶或手環)中，以偵測並輸出駕駛人位置給三維影像處理模組20。

視角偵測模組30是用來偵測並輸出駕駛人視角S1。如第3圖所示，於一實施例中，視角偵測模組30具體上可包括有攝影單元31(如攝影機)與影像辨識單元32。攝影單元31拍攝駕駛人3的臉部並輸出一臉部畫面S2。影像辨識單元32接收並依據臉部畫面S2輸出駕駛人視角S1。於一些實施例中，攝影單元31可安裝在車輛2上(如第1圖所示，攝影單元31可安裝在車輛2的方向盤上)且持續拍攝駕駛人3的臉部，影像辨識單元32具體上可以是微電腦、處理器或特用晶片來實現，且影像辨識單元32可安裝在車輛2中。如第5圖所示，於一實施例中，臉部畫面S2可顯示駕駛人3的眼睛位置，而影像辨識單元32可依據駕駛人3眼睛所觀看的角度辨識並輸出駕駛人視角S1。或者，於一些實施例中，影像辨識單元32也可以依據駕駛人3兩個眼睛之間的距離變化，判斷出駕駛人3的頭部目前轉動的角度而輸出駕駛人視角S1。

再如第3圖所示，於一實施例中，視角偵測模組30也可為供駕駛人3配戴之頭戴式裝置33，頭戴式裝置33包括陀螺儀單元34，陀螺儀單元34偵測駕駛人3的頭轉角度S3，頭戴式裝置33對應頭轉角度S3輸出駕駛人視角S1。舉例來說，若陀螺儀單元34偵測頭轉角度S3為45度，則駕駛人視角S1即對應為45度。如第6圖所示，於一實施例中，頭戴式裝置33可為眼鏡型態(如一般眼鏡、護目鏡或太陽眼鏡型態)，以供駕駛人3配戴於眼部位置。但並不以此局限，於一些實施例中，頭戴式裝置33也可為帽子或耳飾等穿戴式產品。

影像擷取模組40具體上可以是微電腦、處理器或特用晶片來實現，所述影像擷取模組40可安裝於車輛2。如第2圖所示，於一實施例中，影像擷取模組40電連接於三維影像處理模組20與視角偵測模組30，影像擷取模組40接收三維環場投影影像I_surr與駕駛人視角S1，且依據駕駛人視角S1對應的視野擷取局部之該三維環場投影影像I_surr並輸出局部三維車外影像I_P，此配合圖式詳細說明如下：請參第7圖所示，當駕駛人3朝右前方觀看時，視角偵測模組30可偵測出駕駛人3朝右前方觀看的觀視角度(即駕駛人視角S1，如45度或40度)，而此駕駛人視角S1可對應到一視野範圍。如第8圖所示，當影像擷取模組40接收到視角偵測模組30所輸出的駕駛人視角S1時，是對應駕駛人視角S1的視野範圍擷取局部之三維環場投影影像I_surr而輸出局部三維車外影像I_P。藉此，由於駕駛人3的觀視角度會隨著姿勢或頭轉的角度改變，或者，不同駕駛人3的觀視角度也會不同。而於上述實施例之三維行車影像校正裝置1，是藉由視角偵測模組30持續地偵測駕駛人視角S1，影像擷取模組40再對應不同的駕駛人視角S1擷取出局部三維車外影像I_P，使顯示的局部三維車外影像I_P能夠隨著駕駛人的視角持續校正，避免局部三維車外影像I_P與駕駛人視角S1所對應的車外影像產生誤差，達到提升行車安全性之功效。

於一實施例中，三維行車影像校正裝置1包括有顯示模組60，顯示模組60電連接於影像擷取模組40，顯示模組60接收並顯示局部三維車外影像I_P。如第9圖所示，於一實施例中，顯示模組60可為顯示螢幕且設置於車輛2中的局部車體上，在此，局部車體為車輛2的A柱，但也可以是其他車體部分(如B柱或C柱)，此並不侷限。而顯示模組60顯示局部三維車外影像I_P可使駕駛人3在行駛過程中，能夠看到被車體擋住的車外視野而提升行車安全性。

另外，上述鏡頭群組10、三維影像處理模組20、視角偵測模組30、影像擷取模組40、GPS模組50、顯示模組60之間可利用有線(如Controller Area Network)或無線(如天線、wifi、藍牙或ZigBee)的方式相互傳輸資料。此外，在一些實施例中，三維影像處理模組20、視角偵測模組30及影像擷取模組40可整合於安裝在車輛2中之車機(OBU)的內部電路板上。

綜上，本創作實施例之三維行車影像校正裝置，是利用影像的處理及合成，先建立三維環場投影影像。再對應駕駛人的實際視角擷取局部之三維環場投影影像而輸出局部三維車外影像。使後續所顯示的局部三維車外影像能夠隨著駕駛人的視角持續校正，避免局部三維車外影像與駕駛人視角所對應的車外影像產生誤差，達到提升行車安全性之功效。此外，所合成與建立的三維環場投影影像更具立體感而能夠實際呈現車輛周遭環境。