CN1735204A - 车辆周围环境可视识别装置 - Google Patents

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Abstract

以开阔的视野范围拍摄图像的摄像机剪切由其拍摄的车辆后部的图像。摄像机旋转或翻转所述图像并按照与门镜中的镜面图像相对应的方向对所述图像进行调整。提供驾驶员能够敏锐、轻松并视觉识别的后向图像。前向或侧向图像可按要求适当切换。当由摄像机拍摄的图像被局部剪切时，所有显示剪切图像视野范围的图像经合成后显示在显示器上。

Description

车辆周围环境可视识别装置
发明领域
本发明涉及一种车辆周围环境可视识别装置。通过该装置，驾驶员能够视觉识别从驾座处无法视觉识别的车辆周围环境。
背景技术
当驾驶员视觉地识别从驾座处无法视觉识别的车辆周围环境时，车辆周围预定方向上的图像已被安装在车上的摄像机摄下并通过安装在车上的显示器显示。
以带右柄的车辆1为例，如图20所示，摄像机3以常规方式仅安装在车体左侧并在通常情况下能够拍摄车辆左侧预定范围4内包括车辆前轮在内的情景图像。于是，驾驶员视觉地识别被拍摄并显示在显示器上的图像，进而识别障碍物与用户车辆之间的位置关系。举例讲，摄像机3在具体实施中可以安装在侧视镜(门镜)5上。
发明概述
如上所述，摄像机3拍摄左右两侧的情景图像时，图像的拍摄范围应尽可能地广泛。为此，一种方案是在摄像机3上安装鱼眼镜头以拓宽视野范围。
然而，当摄像机3的视野范围被鱼眼镜头或类似器件拓宽后，即使所拍摄图像能够直接显示在显示器上，图像方向在多数情况下却很难被敏感地捕获。结果驾驶员无法按要求视觉地识别被拍摄的图像。
本发明的一个目的是提供一种车辆周围环境可视识别装置，该装置提供驾驶员能够轻松看见的图像。
根据本发明的一个方面，车辆周围环境可视识别装置包括：
摄像机，安装在车辆的一侧，能够同时拍摄车辆该侧前部的至少一个图像和车辆该侧后部的至少一个图像；
显示器，用于显示图像；以及
显示控制器，用于处理摄像机所拍摄的图像并将处理后的图像输出给显示器；能够局部剪切摄像机所拍摄的图像并能够旋转、翻转该图像。
根据本发明的另一个方面，所述显示控制器剪切由摄像机所拍摄的诸多图像中有关车辆后部的图像，并按照对应于门镜中的镜面图像的方向对剪切图像至少执行旋转或翻转操作之一。
根据本发明的上述方面，当摄像机同时拍摄车辆侧面前部和后部的图像时，由摄像机拍摄的一部分图像能够被剪切、旋转及翻转。这样，由摄像机拍摄的车辆侧面后部的图像就能够被剪切并按照与门镜内镜面图像对应的方向进行调整。于是，可以提供能够被驾驶员轻松、视觉地识别的后方图像并且可进行显示切换，以按要求适当、视觉地识别前方图像或侧向图像。
根据本发明的另一方面，摄像机具有鱼眼镜头，这样能够同时拍摄所述两个图像。
由于摄像机具有鱼眼镜头，所以能够轻松地同时拍摄车辆侧面前部和后部的图像.
根据本发明的另一方面，摄像机安装在门镜上。
由于摄像机安装在门镜上，车辆的外表不受影响。
根据本发明的另一方面，显示控制器局部剪切由摄像机所拍摄的图像后合成一个表示所剪切图像视野范围的图像，并控制显示器显示该合成图像。
根据本发明的上述各方面，显示控制器局部剪切由摄像机所拍摄的图像后合成一个显示所剪切图像视野范围的图像，并控制显示器显示所获图像。这样就能够轻松识别所示图像的视野范围了。
附图概述
图1显示一个由实施例中的车辆周围环境可视识别装置拍摄的、反映车辆周围情况的图像的视野范围。
图2显示由所述实施例中所述装置的摄像机拍摄的图像的视野范围。
图3示意性地显示所述实施例中所述装置的摄像机。
图4显示所述实施例中所述装置的摄像机拍摄的图像。
图5显示所述实施例中所述装置的摄像机拍摄的图像旋转90度的状态。
图6显示车辆后方的障碍物被显示为垂直翻转图像的状态。
图7显示门镜中反映的障碍物
图8显示一个被摄取的、反映车辆后方障碍物的图像的视野范围。
图9显示所述实施例中一个被剪切并翻转的图像在所述装置中显示的状态。
图10为框图，例示所述实施例中所述装置的具体结构。
图11显示所述实施例中车辆前部在所述装置中显示的状态。
图12显示所述实施例中一个被剪切并在所述装置中显示的图像的状态。
图13显示所述车辆的一个状态。
图14显示在图13所示状态下门镜中反映的车辆后部的图像。
图15显示所述实施例中在图13所示状态下的图像被剪切并翻转后在所述装置中显示的实例。
图16显示经剪切、翻转后的图像与门镜中的镜面图像的视野范围差异。
图17显示所述车辆的一个状态。
图18显示在图17所示状态下门镜中反映的车辆后部的图像。
图19显示所述实施例中在图17所示状态下的图像被剪切并翻转后在所述装置中显示的实例。
图20示意性地显示一个车辆周围环境可视识别装置。
优选的实施方式
首先描述本发明实施例中的车辆周围环境可视识别装置的原理。
如图1和图2所示，车辆周围环境可视识别装置通过安装在例如车辆11左侧的摄像机13来拍摄预定视野宽度范围R内的图像；所述视野包括从安装摄像机13位置处观察的前部15和后部17。接着，所述装置通过车上的显示器显示包括位于车辆前部和后部的障碍物1819的图像。于是驾驶员就能够视觉通过视觉容易地识别障碍物18和19或路面上标示的引导线(白线)20。
在此，如图3所示，摄像机13安装于形成于门镜21的壳体23下端部的安装孔25上，以拍摄门镜21下部周围的图像。摄像机13包括镜头***27，该***使用鱼眼镜头所拍摄的图像的视野宽度范围包括前部15和后部17；还包括图像拍摄元件29，如CCD；电路板31，用于输入和处理由图像拍摄元件29所拍摄的图像；以及防水壳体33，用于容纳摄像机中的上述元件。由图像拍摄元件29拍摄的图像先被转换成一个预定***的信号，如NTSC信号，再经电路板传输到车辆主体上的显示器中(省略图示)。图3中的附图标记35表示门镜21的镜体；附图标记37表示用于调整镜体35的角度的镜驱动致动器。
图4示出了由上述摄像机13拍摄的图像的一个例子。图4中所示的图像对应于图1和图2所示车辆的状态。图4中的附图标记41表示车辆11左侧的图像；附图标记43表示车辆11左前侧障碍物18的图像；附图标记45表示车辆11后方障碍物19的图像；附图标记47表示路面上标示的引导线20；附图标记48表示车辆11左前轮的图像；附图标记49表示车辆11左后轮的图像。
由于摄像机13所拍摄的图像在朝前和朝后的方向上需要在较宽的视野范围内进行拍摄，图像一般采取3∶4的幅形比。所拍图像中，作为长度方向的横向方向对应于车辆11的前、后两个方向。这样车辆侧面前方向内的完整个图像都能拍摄到。
然而，由于图4所示图像的拍摄方向与驾驶员所在方向成直角，亦即与车辆11真实的前后方向成直角，当一个如此拍摄的图像直接在显示器上显示时，驾驶员很难明白所拍摄的图像与车辆11的方向之间的关系。
于是，如图5所示，将所拍摄的图像进行常规坐标转换处理而旋转90度后再显示在显示器上，如此一来，图像的上方与车辆11的前部相对应，而图像的下方与车辆11的后部相对应。这样，驾驶员就很方便和容易地知道显示于显示器上的图像与车辆11的方向之间的关系。
对图5中所示的图像50进行拍摄时，以摄像机13为视点，视野范围包括了车辆11的前、后两个方向。因此，如上所述，不仅靠近车辆11侧面的部分，而且位于车辆11左前侧的障碍物18的图像43以及位于车辆11后侧的障碍物19的图像45也都能被反映出来。
在此，当在图5所示的图像50中注意车辆11后侧障碍物19的图像45时，反映出图6中所示的车辆11后侧障碍物19的图像45。障碍物19的图像45例示了种植在花坛51中的植物53。然而，由于该图像拍摄时以摄像机13为视点，所以车辆11的前方和后方对应于视野范围的横向；而且如前所述，该图像被旋转了90度。因此，与实际障碍物19相比，图6所示的图像的上部和下部位置关系颠倒，亦即花坛51和植物53之间为颠倒的位置关系。
作为比较例，图7显示了驾驶员通过门镜21上的镜体35视觉视觉观测到的障碍物19的图像。如图7所示，驾驶员通过门镜21上的镜体35视觉观测到的障碍物19的图像显示植物53种植在花坛51的上部。两者之间的上下关系，亦即垂直关系，与花坛51和植物53之间实际的上下位置关系相对应。这样，驾驶员在识别车辆11后部时通常看到的图像代表了图7中所示的正确的上下位置关系。
作为比较例，图6所示的图像所表现的上下或垂直位置关系与障碍物19实际的上下位置关系颠倒。于是，当拍摄后被显示在显示器上时，图像45既不容易被看懂又显得很别扭。
为此，在本实施例中，将图5所示的图像50的下部57(即图8所示的表示车辆11后部视野范围为59的图像)剪切下来并如图9所示进行垂直翻转以形成图像60(以下简称“剪切并翻转的图像”)。
剪切并翻转的图像60与驾驶员通过门镜21上的镜体35观测到的车辆该侧后部的镜面图像(图7)相对应。而且，该剪切并翻转的图像60在显示器上所显示的视野范围比门镜21上的镜体35所显示的视野范围要宽。因此，在监控车辆该侧后部时，能够轻松观察到比门镜21所反应的信息更多的信息。在这种情况下，为配合显示器的分辨率，将剪切并翻转的图像60按照需要进行了放大。在这种情况下，显示器上显示的图像像素可能比较粗糙，但经过普通***处理后便会看起来很舒服。
下面描述车辆周围环境可视识别装置的示例。如图10所示，该装置包括如上述及的摄像机13，例如安装在如车内仪表盘上的显示器61，以及显示控制器63，用于处理来自摄像机13的视频信号图像并将其输出到显示器61上。
摄像机13前已述及，此处不再赘述。
显示器61为点矩阵型彩色液晶显示屏，可用作例如车辆导航装置中的监视设备。
显示控制器63能够局部剪切摄像机13所拍摄的图像，能够旋转并翻转该图像。如图10所示，显示控制器63包括：模拟/数字转换器71，用于抽样并量化来自摄像机13的模拟视频信号并将该视频信号转化为数字视频数据；工作存储器73，用于提供临时存储视频数据的区域；存储器读/写设备75，用于读写从与工作存储器73相关的模拟/数字转换器71中输出的视频数据，剪切图像并执行坐标转换和***处理；双重存储器77，用于为图像合成提供临时存储区域；图像合成处理部件79，用于合成双重存储器77中的数据内容所代表的图像；控制器81，用于分别向存储器读/写设备75和图像合成处理部件79传输指令信号(命令)以对两者实施控制；以及编码器83，用于编码其图像被图像合成处理部件79合成的视频数据，以将视频信号传送给显示器61。
此处，控制器81根据下列因素分别向存储器读/写设备75和图像合成处理部件79传输指令信号：车速传感器91发出的信号，点火开关(SW)93，换档位置95和主切换开关97。下面描述控制器81的操作。
<操作>
下面描述车辆周围环境可视识别装置的操作。
例如，点火开关93打开后，如果控制器81根据主切换开关97传出的信号检测到驾驶员启动了主切换开关97，则依次向存储器读/写设备75发出指令信号，剪切图像，向图像合成处理部件79发送图像合成指令信号，并控制存储器读/写设备75和图像合成处理部件79向显示器61输出图5所示的图像50或图9所示的图像60，并适当切换图像50和图像60。
这样，例如当车辆11进库时，驾驶员不仅能够通过调整门镜21上的镜体35的倾斜度来识别后部或引导线(白线)20(如图7所示)并使车辆进库，而且能够通过摄像机30所拍摄的图像(图5所示的附图标记50或图9所示的附图标记60)识别安全性。而且，当驾驶员朝前方泊车时，能够识别本车与邻近车辆之间的距离。
而且，除图5所示的图像50或图9所示的图像60外，还可以将包括车辆11前部前轮48附近部分的图像99进行叠加，并根据主切换开关97的切换操作如图11所示显示在显示器61上。
而且，点火开关93打开后，控制器81不仅根据主切换开关97的切换操作，而且根据来自换档位置95或车速传感器91的车辆信号，自动切换图5所示的图像50、图9所示的图像60(剪切并翻转的图像)以及图11所示的图像99。
如图12所示，点火开关93打开后，如果换档位置95处于R(后退)状态，则根据控制器81发出的指令信号显示表示车辆后部的剪切并翻转的图像60。如果换档位置95处于D(前进)状态且车速传感器91显示的车速不高于设定值(如5km/h)，则显示左前侧死角处的图像99。另外，如果换档位置95处于P(泊车)状态或N(空档)状态，则显示原始图像50。此时，如图12中附图标记101或103所示，有关车辆11的图像的拍摄方向被显示在显示器61的一个区域中。
控制器81还可以不与换档位置95相关联。例如，控制器81可以如此配制：即驾驶员以手动方式切换图像。控制器81可以自动切换图像。
通过这种方式，就可以根据不同状态在显示器61上显示图像，所述图像能够轻松视觉地被驾驶员识别，从而提高了方便程度。
特别地，对于通过拍摄后部而得到的图像而言，由于显示器61能够显示如上所述的剪切并翻转的图像60，所以能够显示驾驶员轻松识别的图像。
如图13所示，当车辆11朝前泊入两边分别停有其它车辆105和107的泊车位109时，门镜21上的镜体35所反映的镜面图像如图14所示。与之相对照，如图15所示的剪切并翻转的图像60显示在显示器61上。如图16所示，剪切并翻转的图像60在显示器61上显示的视野范围R2比门镜21上的镜体35的视野范围R1宽。
如图17所示，当车辆11朝后泊入两边分别停有其它车辆105和107的泊车位109时，门镜21上的镜体35所反映的镜面图像如图18所示。与之相对照，如图19所示的剪切并翻转的图像60显示在显示器61上。如图16所示，剪切并翻转的图像60在显示器61上显示的视野范围R2比门镜21上的镜体35的视野范围R1宽。
于是，驾驶员能够方便地视觉识别图像。所述图像能够轻松地识别并具有包括死角在内的广阔的视野范围。
图5，9和11所示的各种图像50，60和99由具有镜头***27的摄像机13拍摄，其中所述镜头***27拍摄的图像具有广阔的视野范围。所拍摄的图像通过剪切、放大、旋转及翻转等图像处理手段最终成形。于是，只含有少量部件的摄像机13能够轻松提供反映用户不同情况的各种图片。

Claims (5)

1.车辆周围环境视觉识别装置，包括：
安装于车辆侧部的摄像机，该摄像机能够同时拍摄车辆侧前部的图像和车辆侧后部的图像中的至少一个；
用于显示图像的显示器；以及
显示控制器，用于处理摄像机所拍摄的图像并将处理后的图像输出给显示器，所述显示控制器能够局部剪切摄像机所拍摄的图像，并能够旋转、翻转所述图像。
2.如权利要求1所述的车辆周围环境视觉识别装置，其中所述显示控制器从摄像机所拍摄的诸多图像中剪切有关车辆后部的图像，并在与门镜中的镜面图像相对应的方向对剪切图像执行旋转操作和翻转操作中的至少一个。
3.如权利要求1所述的车辆周围环境视觉识别装置，其中所述摄像机装配有鱼眼镜头，从而能够同时拍摄所述两个图像。
4.如权利要求1所述的车辆周围环境视觉识别装置，其中所述摄像机安装在门镜中。
5.如权利要求1所述的车辆周围环境可视识别装置，其中当所述显示控制器局部剪切由所述摄像机拍摄的图像时，所述显示控制器合成表示所述剪切图像的视野范围的图像，并控制所述显示器显示所述合成图像。
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