CN104859542A - 车载监控***及车载监控处理方法 - Google Patents

车载监控***及车载监控处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车载监控***与方法，该车载监控***包括分别安装在车辆的前后左右呈左右对称的第一至第四摄像头以及图像处理器。该图像处理器包括第一图像处理单元和第二图像处理单元。该第一图像处理单元用于根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像生成第一俯瞰视图，该第一俯瞰视图以该第一路图像和该第四路图像为显示主体。该第二图像处理单元用于根据该第一至第四路图像生成第二俯瞰视图，该第二俯瞰视图以该第二路图像和该第三路图像为显示主体。本发明的车载监控***以及车载监控处理方法可以有效减少盲区并提高车辆驾驶的安全性。

Description

车载监控***及车载监控处理方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，特别涉及一种车载监控***及车载监控处理方法。
背景技术
人们在开车时，尤其是在倒车、泊车过程中，经常需要观察车辆周围的情况，一般车辆上都设置有后视镜，但是仅借助后视镜，稍有不慎就会发生碰撞、追尾等安全事故。因此，各种汽车辅助驾驶***应运而生，比如超声波测距倒车***、倒车影像***以及车载360度环视监控***等。
目前的车载360度环视监控***借助安装在车辆的前后左右处的四个摄像头采集车辆前方、后方、左边以及右边四个方向的环境画面，经处理器进行畸变校正、投影变换、裁剪拼接等处理之后，获得一幅车辆周边环境360度三维立体的俯瞰图像，并在俯瞰图像的中央位置叠加上一个按照一定比例缩小的车辆图形一起形成一个俯瞰视图，该俯瞰视图通过车载显示器显示给驾驶员，以帮助驾驶员直观地了解车辆周边的环境和车辆所在的位置，从而达到辅助倒车、泊车、行车监控以辅助安全驾驶的作用。
请参考图1，图1为现有技术中的一种车载360度环视监控***所显示的一幅俯瞰视图。如图1所示，俯瞰视图主要是由安装在车辆前后左右处的四个摄像头采集所拍摄的四幅画面拼接而成，其中，图1中从车辆的四个角分别延伸至图1所示的画面的四个角处的实线则表示四幅画面在拼接时的接缝处。
虽然所显示的俯瞰视图可以很好地帮助驾驶员了解车辆的位置以及周边的环境，但是画面在拼接的过程中，相邻画面的接缝处会出现一定范围的盲区。请参考图2，图2为图1所示的俯瞰视图中的盲区示意图。如图2所示，从车身的四个角分别延伸至图2的四个角处的实线仍表示四幅画面在拼接时的接缝处，而车身的四个角处的扇形阴影部分则表示俯瞰视图在拼接后产生的盲区，如果在盲区的位置出现障碍物，那么通过显示器显示的俯瞰视图，驾驶员将无法察看到该障碍物，容易发生事故。因此，上述车载360度环视监控***存在一定的安全隐患。
为了解决上述问题，目前有一种组合显示方式，采用一个或者多个摄像头所拍摄的画面结合图1所示的俯瞰视图通过多画面组合显示方式提供给驾驶员。请参考图3，图3为现有技术中的一种多画面组合显示方式的显示画面示意图。如图3所示，图3中的显示画面的左边区域显示的是整体俯瞰视图，而右边区域显示的则是设置在车辆前面的摄像头所拍摄的画面。由此可见，图2所示的车身前面左右两个角落处的盲区可以通过图3中的显示画面的右边区域很好地进行规避，但是图2所示的车身后面左右两个角落处的盲区则仍然存在。再请参考图4，图4为现有技术中的另一种多画面组合显示方式的显示画面示意图。如图4所示，图4中的显示画面的左边区域显示的是整体俯瞰视图，而右边区域的上方显示的是设置在车辆前面的摄像头所拍摄的画面，右边区域的下方显示的则是设置在车辆后面的摄像头所拍摄的画面，由此可见，通过图4的显示画面，不仅图2所示的车身前面左右两个角落处的盲区可以很好地进行规避，而且车身后面左右两个角落处的盲区也可以很好地进行规避。
然而，图4所示的组合画面，虽然可以规避较大范围的盲区，但是显示器上显示的视图太多，非常不直观，驾驶员在观看显示器的显示画面时，先要判断哪个视图是前面摄像头所拍摄的画面，哪个视图是后面摄像头所拍摄的画面，而且视图过多容易混淆，容易导致驾驶员看错，反而更不安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供一种车载监控***，不仅可以有效减少盲区还能提高车辆驾驶的安全性。
具体地，本发明的实施例所提供的一种车载监控***包括分别安装在车辆的前后左右呈左右对称的第一至第四摄像头以及图像处理器。该第一至第四摄像头用于同时拍摄车辆周边环境。该图像处理器包括第一图像处理单元和第二图像处理单元。该第一图像处理单元用于根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像生成第一俯瞰视图，其中，该第一俯瞰视图以该第一路图像和该第四路图像为显示主体，该第二路图像和该第三路图像与该第一路图像和该第四路图像重叠的部分被剪裁。该第二图像处理单元用于根据该第一至第四路图像生成第二俯瞰视图，其中，该第二俯瞰视图以该第二路图像和该第三路图像为显示主体，该第一路图像和该第四路图像与该第二路图像和该第三路图像重叠的部分被剪裁。
本发明的实施例还提供的一种用于车载监控***的车载监控处理方法，该车载监控***包括分别安装在车辆的前后左右呈左右对称的第一至第四摄像头。该方法包括以下步骤：通过该第一至第四摄像头同时对车辆周边环境进行拍摄；以及根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像生成第一俯瞰视图和第二俯瞰视图，其中，该第一俯瞰视图以该第一路图像和该第四路图像为显示主体，该第二路图像和该第三路图像与该第一路图像和该第四路图像重叠的部分被剪裁，该第二俯瞰视图以该第二路图像和该第三路图像为显示主体，该第一路图像和该第四路图像与该第二路图像和该第三路图像重叠的部分被剪裁。
本发明的上述实施例提供的车载监控***及车载监控处理方法通过第一、第二图像处理单元分别生成第一、第二俯瞰视图，第一俯瞰视图以位于车辆前方和后方的第一摄像头和第四摄像头所拍摄的第一路图像和第四路图像为显示主体，第二俯瞰视图以位于车辆左右两侧的第二摄像头和第三摄像头所拍摄的第二路图像和第三路图像为显示主体，结合第一、第二俯瞰视图同时观看，出现在其中一幅俯瞰视图盲区内的障碍物一般可在另一幅俯瞰视图中被看见，从而有效减少了盲区，并且只需要同时显示第一、第二这两幅俯瞰视图，画面简单，降低了驾驶员看错的风险，提高了车辆驾驶的安全性。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为现有技术中的一种车载360度环视监控***所显示的一幅俯瞰视图。
图2为图1所示的俯瞰视图中的盲区示意图。
图3为现有技术中的一种多画面组合显示方式的显示画面示意图。
图4为现有技术中的另一种多画面组合显示方式的显示画面示意图。
图5为本发明的一实施例所提供的一种车载监控***的结构框图。
图6为图5所示的车载监控***的图像处理器的结构框图。
图7为图6所示的图像处理器的第一图像处理单元所生成的第一俯瞰视图的拼接示意图。
图8为图6所示的图像处理器的第二图像处理单元所生成的第二俯瞰视图的拼接示意图。
图9为本发明实施例中的第一俯瞰视图和第二俯瞰视图同时显示在一幅显示画面上的示意图。
图10为本发明的俯瞰视图的盲区与现有技术中的俯瞰视图的盲区面积的比较示意图。
图11为本发明一实施例所提供的一种车载监控处理方法。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参考图5，图5为本发明的一实施例所提供的一种车载监控***的结构框图。如图5所示，车载监控***10包括第一摄像头11、第二摄像头12、第三摄像头13、第四摄像头14、图像处理器16以及显示器18。
第一至第四摄像头11-14可分别安装在车辆的车头、车两侧和车尾，呈左右对称设置，比如，第一摄像头11可设置在车辆的前隔栅上，第二、第三摄像头12、13可分别设置在左右后视镜的下方，第四摄像头14可设置在车辆的后保险杠上。此外，第一至第四摄像头11-14也可分别安装在车顶的前后左右边缘的正中，呈左右对称设置。该第一至第四摄像头11-14为广角摄像头，优选为超广角摄像头(可视范围可达180度)。该第一至第四摄像头11-14用于同时拍摄车辆周边环境，并将所拍摄的第一至第四路图像提供给图像处理器16。
请一并参考图6，图6为图像处理器16的结构框图。如图6所示，图像处理器16包括预处理模块160、第一图像处理单元161、第二图像处理单元162、显示模块165以及存储模块166。可以理解的是，本实施例中的图像处理器16中的各模块可以采用硬件、软件或其组合实现。
该预处理模块160用于对第一至第四摄像头11-14所拍摄的第一至第四路图像进行预处理，比如从模拟图像转化为数字图像。该第一图像处理单元161用于对预处理模块160进行预处理之后的第一至第四路图像进行畸变校正、投影变换、合成拼接处理，以生成一幅第一俯瞰视图。该第二图像处理单元162用于根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像或者对预处理模块160进行预处理之后的第一至第四路图像进行畸变校正、投影变换、合成拼接处理，以生成一幅第二俯瞰视图。第一、第二俯瞰视图均为车辆周边环境360度三维立体的俯瞰图像、并在俯瞰图像的中央位置合成有一个按照一定比例缩小的车辆图形一起形成一个俯瞰视图。
在其他实施例中，该预处理模块160可以省略，而将其相应的功能整合到图像处理器16的其他模块之中，比如整合到第一图像处理单元161和第二图像处理单元162之中。
请一并参考图7，图7为第一俯瞰视图的拼接示意图。如图7所示，第一图像处理单元161以位于车辆前方和后方的第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4为显示主体，对位于车辆左右两侧的第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3分别与第一路图像V1和第四路图像V4重叠的部分参照第一路图像V1和第四路图像V4进行剪裁，再对第一至第四路图像V1-V4中的相邻图像的接缝部分进行处理之后生成该第一俯瞰视图。进一步地，该第一图像处理单元161对第一至第四路图像V1-V4进行拼接处理时，选择第一路图像V1和第四路图像V4的边缘处作为第一俯瞰视图的接缝线，而第二路图像V2和第三路图像V3分别与第一路图像V1和第四路图像V4重叠的部分在对应第一路图像V1和第四路图像V4的边缘处被剪裁，由此形成的第一俯瞰视图可最大化地展现第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4，减少第一路图像V1和第四路图像V4因拼接造成的盲区。
请参考图8，图8为第二俯瞰视图的拼接示意图。如图8所示，第二图像处理单元162以位于车辆左右两侧的第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3为显示主体，对位于车辆前方和后方的第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4分别与第二路图像V2和第三路图像V3重叠的部分参照第二路图像V2和第三路图像V3进行剪裁，再对第一至第四路图像V1-V4中的相邻图像的接缝部分进行处理之后生成该第二俯瞰视图。进一步地，该第二图像处理单元162对第一至第四路图像V1-V4进行拼接处理时，选择第二路图像V2和第三路图像V3的边缘处作为第二俯瞰视图的接缝线，而第一路图像V1和第四路图像V4分别与第二路图像V2和第三路图像V3重叠的部分在对应第二路图像V2和第三路图像V3的边缘处被剪裁，由此形成的第二俯瞰视图可最大化地展现第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3，减少第二路图像V2和第三路图像V3因拼接造成的盲区。
请再参考图6，其中，经第一图像处理单元161和第二图像处理单元162处理生成的第一、第二俯瞰视图分别提供给显示模块165，显示模块165用于对第一、第二俯瞰视图进行处理之后提供给显示器18进行显示以及提供给存储模块166进行储存。
在本实施例中，显示模块165用于对第一、第二俯瞰视图进行合并处理，将第一、第二俯瞰视图整合成一幅完整的显示画面进行显示，从而在显示器18的左右或者上下两部分屏幕上同时分别显示第一、第二俯瞰视图，如图9所示，其中，左边画面显示的是第一俯瞰视图，右边画面显示的是第二俯瞰视图。
在其他实施例中，该车载监控***10可包括两个显示器，分别用于显示第一、第二俯瞰视图，此时，显示模块165无需对第一、第二俯瞰视图进行合并处理，分别提供第一、第二俯瞰视图给两个显示器进行显示，同时提供第一、第二俯瞰视图给存储模块166进行储存。
请一并参考图10，其中，图10为本发明的俯瞰视图的盲区与现有技术中的俯瞰视图的盲区面积的比较示意图。如图10所示，扇形C1表示的是第一俯瞰视图中的车辆在一个角落处的盲区面积，但是扇形C1的大部分在第二俯瞰视图中可视；扇形C2表示的是第二俯瞰视图中的车辆在同一个角落处的盲区面积，但是扇形C2的大部分在第一俯瞰视图中可视。由此可见，经图像处理器16处理之后，结合显示器18所显示的第一、第二俯瞰视图，盲区将减小为两个扇形C1和C2的重叠区域C3。也就是说，结合第一、第二俯瞰视图同时观看的话，出现在其中一幅俯瞰视图盲区内的障碍物一般可在另一幅俯瞰视图中被看见，从而有效减少了盲区，并且如果扇形盲区的大小可通过图像处理算法设计减小到不重合的话，那么就没有重叠区域，也就是实现了无盲区安全显示。此外，本发明的车载监控***只需要两幅俯瞰视图，画面简单，降低了驾驶员看错的风险，提高了车辆驾驶的安全性。
请参考图11，图11为本发明一实施例所提供的一种车载监控处理方法，该方法适用于图5所示的车载监控***10。该方法包括以下步骤：
步骤S101，通过第一至第四摄像头11-14同时对车辆周边环境进行拍摄；
在本步骤中，车载监控***10通过安装在车辆的前后左右处呈左右对称设置的第一至第四摄像头11-14同时对车辆周边环境进行拍摄得到第一至第四路图像，并将该第一至第四路图像提供给图像处理器16。
步骤S102，对第一至第四摄像头11-14所拍摄的第一至第四路图像进行预处理；
在本步骤中，图像处理器16的预处理模块160对第一至第四摄像头11-14所拍摄的第一至第四路图像进行预处理，比如从模拟图像转化为数字图像。
在其他实施例中，该步骤也可省略。
步骤S103，分别生成第一和第二俯瞰视图；
在本步骤中，图像处理器16的第一、第二图像处理单元161、162分别根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像或者对经预处理模块160预处理后的第一至四路图像进行畸变校正、投影变换、合成拼接处理，以分别生成第一、第二俯瞰视图。
其中，如图7所示，第一图像处理单元161以位于车辆前方和后方的第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4为显示主体，对位于车辆左右两侧的第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3分别与第一路图像V1和第四路图像V4重叠的部分参照第一路图像V1和第四路图像V4进行剪裁，再对第一至第四路图像V1-V4中的相邻图像的接缝部分进行处理之后生成该第一俯瞰视图。进一步地，该第一图像处理单元161对第一至第四路图像V1-V4进行拼接处理时，选择第一路图像V1和第四路图像V4的边缘处作为第一俯瞰视图的接缝线，而第二路图像V2和第三路图像V3分别与第一路图像V1和第四路图像V4重叠的部分在对应第一路图像V1和第四路图像V4的边缘处被剪裁，由此形成的第一俯瞰视图可最大化地展现第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4，减少第一路图像V1和第四路图像V4因拼接造成的盲区。
如图8所示，第二图像处理单元162以位于车辆左右两侧的第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3为显示主体，对位于车辆前方和后方的第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4分别与第二路图像V2和第三路图像V3重叠的部分参照第二路图像V2和第三路图像V3进行剪裁，再对第一至第四路图像V1-V4中的相邻图像的接缝部分进行处理之后生成该第二俯瞰视图。进一步地，该第二图像处理单元162对第一至第四路图像V1-V4进行拼接处理时，选择第二路图像V2和第三路图像V3的边缘处作为第二俯瞰视图的接缝线，而第一路图像V1和第四路图像V4分别与第二路图像V2和第三路图像V3重叠的部分在对应第二路图像V2和第三路图像V3的边缘处被剪裁，由此形成的第二俯瞰视图可最大化地展现第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3，减少第二路图像V2和第三路图像V3因拼接造成的盲区。
步骤S104，显示该第一和第二俯瞰视图。
在本步骤中，经第一图像处理单元161和第二图像处理单元162处理生成的第一、第二俯瞰视图分别提供给显示模块165，显示模块165用于对第一、第二俯瞰视图进行处理之后提供给显示器18进行显示。在本实施例中，显示模块165对第一、第二俯瞰视图进行合并处理，将第一、第二俯瞰视图整合成一幅完整的显示画面进行显示，从而在显示器18的左右或者上下两部分屏幕上同时分别显示第一、第二俯瞰视图，如图9所示，其中，左边画面显示的是第一俯瞰视图，右边画面显示的是第二俯瞰视图。在其他实施例中，该车载监控***10可包括两个显示器，分别用于显示第一、第二俯瞰视图，此时，显示模块165无需对第一、第二俯瞰视图进行合并处理，分别提供第一、第二俯瞰视图给两个显示器进行显示。
此外，该方法还可进一步包括存储该第一和第二俯瞰视图的步骤。
综上所述，本发明提供的车载监控***10及其车载监控处理方法通过第一、第二图像处理单元161、162分别生成第一、第二俯瞰视图，第一俯瞰视图以位于车辆前方和后方的第一摄像头11和第四摄像头14所拍摄的第一路图像V1和第四路图像V4为显示主体，第二俯瞰视图以位于车辆左右两侧的第二摄像头12和第三摄像头13所拍摄的第二路图像V2和第三路图像V3为显示主体，结合第一、第二俯瞰视图同时观看，出现在其中一幅俯瞰视图盲区内的障碍物一般可在另一幅俯瞰视图中被看见，从而有效减少了盲区，并且只需要同时显示第一、第二这两幅俯瞰视图，画面简单，降低了驾驶员看错的风险，提高了车辆驾驶的安全性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1.一种车载监控***，其特征在于，该车载监控***包括：
分别安装在车辆的前后左右呈左右对称的第一至第四摄像头，该第一至第四摄像头用于同时拍摄车辆周边环境；以及
图像处理器，该图像处理器包括：
第一图像处理单元，该第一图像处理单元用于根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像生成第一俯瞰视图，其中，该第一俯瞰视图以该第一路图像和该第四路图像为显示主体，该第二路图像和该第三路图像与该第一路图像和该第四路图像重叠的部分被剪裁；以及
第二图像处理单元，该第二图像处理单元用于根据该第一至第四路图像生成第二俯瞰视图，其中，该第二俯瞰视图以该第二路图像和该第三路图像为显示主体，该第一路图像和该第四路图像与该第二路图像和该第三路图像重叠的部分被剪裁。
2.如权利要求1所述的车载监控***，其特征在于，该第一图像处理单元对该第一至第四路图像进行拼接处理时，选择该第一路图像和该第四路图像的边缘处作为该第一俯瞰视图的接缝线。
3.如权利要求2所述的车载监控***，其特征在于，该第二图像处理单元对该第一至第四路图像进行拼接处理时，选择该第二路图像和该第三路图像的边缘处作为该第二俯瞰视图的接缝线。
4.如权利要求1所述的车载监控***，其特征在于，该图像处理器进一步包括预处理模块，该预处理模块用于对该第一至第四路图像进行预处理。
5.如权利要求1所述的车载监控***，其特征在于，该图像处理器进一步包括预处理模块，该预处理模块用于将该第一至第四路图像从模拟图像转化为数字图像。
6.如权利要求1所述的车载监控***，其特征在于，该图像处理器进一步包括显示模块，该显示模块用于对该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图进行合并处理，以将该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图整合成一幅完整的显示画面进行显示。
7.如权利要求6所述的车载监控***，其特征在于，该车载监控***进一步包括显示器，该显示器用于显示该完整的显示画面。
8.如权利要求1所述的车载监控***，其特征在于，该车载监控***进一步包括两个显示器，该两个显示器分别用于显示该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图。
9.如权利要求1所述的车载监控***，其特征在于，该图像处理器进一步包括存储模块，该存储模块用于储存该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图。
10.一种用于车载监控***的车载监控处理方法，该车载监控***包括分别安装在车辆的前后左右呈左右对称的第一至第四摄像头，其特征在于，该方法包括以下步骤：
通过该第一至第四摄像头同时对车辆周边环境进行拍摄；以及
根据该第一至第四摄像头所拍摄的第一至第四路图像生成第一俯瞰视图和第二俯瞰视图，其中，该第一俯瞰视图以该第一路图像和该第四路图像为显示主体，该第二路图像和该第三路图像与该第一路图像和该第四路图像重叠的部分被剪裁，该第二俯瞰视图以该第二路图像和该第三路图像为显示主体，该第一路图像和该第四路图像与该第二路图像和该第三路图像重叠的部分被剪裁。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在根据该第一至第四路图像生成该第一俯瞰视图的过程中对该第一至第四路图像进行拼接处理时，选择该第一路图像和该第四路图像的边缘处作为该第一俯瞰视图的接缝线。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在根据该第一至第四路图像生成该第二俯瞰视图的过程中对该第一至第四路图像进行拼接处理时，选择该第二路图像和该第三路图像的边缘处作为该第二俯瞰视图的接缝线。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
在生成该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图之前对该第一至第四路图像进行预处理。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
在生成该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图之前将该第一至第四路图像从模拟图像转化为数字图像。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
对该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图进行合并处理，以将该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图整合成一幅完整的显示画面进行显示。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
分别显示该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图。
17.如权利要求10所述的车载监控***，其特征在于，该方法进一步包括：
储存该第一俯瞰视图和该第二俯瞰视图。
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