CN218888598U - 图像处理设备和车载*** - Google Patents
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Abstract
公开了一种图像处理设备和车载***。通过摄像头模组获取视频数据，分别发送至第一接口和数据处理模块，使得第一接口将视频数据输出以实现行车记录仪功能，数据处理根据视频数据生成车辆控制信号通过第二接口输出以实现高级驾驶辅助***功能。由此，将摄像头模组、串行器和数据处理模块集成在一个设备内，通过一个摄像头模组即可同时实现行车记录仪功能和高级驾驶辅助***功能，提高设备的集成度，降低工程部署难度和设备成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种图像处理设备和车载***。
背景技术
随着科技的发展和进步以及人们生活水平的提高，车辆的使用数量也在急剧上升。为了提高车辆使用的安全性和便携性，目前，在很多车辆上都配备ADAS(AdvancedDriving Assistance System，高级驾驶辅助***)功能和DVR(Digital Video Recorder，硬盘录像机，也即，行车记录仪)功能。
现有技术中，想要实现DVR功能和ADAS功能需要分别用两个摄像头产品去实现，集成度较低、工程部署困难、成本较高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种图像处理设备和车载***，可以提高设备的集成度，降低工程部署难度和设备成本。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：
摄像头模组，被配置为获取视频数据；
数据处理模块，与所述摄像头模组连接，被配置为根据所述视频数据生成车辆控制信号；
第一接口，与所述摄像头模组连接，被配置为输出所述视频数据；以及
第二接口，与所述数据处理模块连接，被配置为输出所述车辆控制信号。
在一些实施例中，所述设备还包括：
串行器，连接在所述摄像头模组和第一接口之间，被配置为将所述视频数据转换为串行数据；
其中，所述第一接口输出的视频数据为所述串行数据。
在一些实施例中，所述设备还包括：
收发器，连接在所述数据处理模块和所述第二接口之间，被配置为将所述数据处理模块输出的车辆控制信号转换为所述第二接口支持的信号传输格式。
在一些实施例中，所述摄像头模组包括：
镜头，被配置为获取采集信息；以及
传感器，被配置为将所述采集信息转换为所述视频数据。
在一些实施例中，所述第一接口被配置为与低电压差分信号总线连接。
在一些实施例中，所述第二接口被配置为与控制器局域网总线连接。
第二方面，本实用新型实施例提供了一种车载***，所述车载***包括：
图像处理设备，被配置为生成视频数据和车辆控制信号；
车辆执行模块，与所述图像处理设备连接，被配置为根据所述车辆控制信号执行对应的操作；以及
存储模块，与所述图像处理设备连接，被配置为存储所述视频数据；
其中，所述图像处理设备包括：
摄像头模组，被配置为获取视频数据；
数据处理模块，与所述摄像头模组连接，被配置为根据所述视频数据生成车辆控制信号；
第一接口，与所述摄像头模组连接，被配置为输出所述视频数据；以及
第二接口，与所述数据处理模块连接，被配置为输出所述车辆控制信号。
在一些实施例中，所述图像处理设备还包括：
串行器，连接在所述摄像头模组和第一接口之间，被配置为将所述视频数据转换为串行数据；
其中，所述第一接口输出的视频数据为所述串行数据。
在一些实施例中，所述图像处理设备还包括：
收发器，连接在所述数据处理模块和所述第二接口之间，被配置为将所述数据处理模块输出的车辆控制信号转换为所述第二接口支持的信号传输格式。
在一些实施例中，所述摄像头模组包括：
镜头，被配置为获取采集信息；以及
传感器，被配置为将所述采集信息转换为所述视频数据。
在一些实施例中，所述存储模块被配置为通过低电压差分信号总线与所述第一接口连接。
在一些实施例中，所述车辆执行模块被配置为通过控制器局域网总线与所述第二接口连接。
在一些实施例中，所述车辆执行模块包括：
电动助力转向控制器；和或
电动集成制动控制器。
本实用新型实施例的技术方案通过摄像头模组获取视频数据，分别发送至第一接口和数据处理模块，使得第一接口将视频数据输出以实现行车记录仪功能，数据处理根据视频数据生成车辆控制信号通过第二接口输出以实现高级驾驶辅助***功能。由此，将摄像头模组、串行器和数据处理模块集成在一个设备内，通过一个摄像头模组即可同时实现行车记录仪功能和高级驾驶辅助***功能，提高设备的集成度，降低工程部署难度和设备成本。
附图说明
通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是现有技术的DVR***的结构示意图；
图2是现有技术的ADAS***的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的图像处理设备的结构示意图；
图4是本实用新型实施例的车载***的示意图；
图5是本实用新型实施例的车载***的通信网络的示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
DVR(Digital Video Recorder，硬盘录像机)是数字视频录像机，相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常常被称为硬盘录像机，也被称为DVR。DVR是一套进行图像存储处理的计算机***，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。在车辆领域，DVR是指行车记录仪。行车记录仪即记录车辆行驶途中的影像及声音等相关资讯的仪器。安装行车记录仪后，能够记录汽车行驶全过程的视频图像和声音，可为交通事故提供证据。
图1是现有技术的DVR***的结构示意图。如图1所示，DVR***包括视频采集设备1a和车载主机1b。其中，视频采集设备1a包括镜头(lens)11、传感器(sensor)12、串行器(serialzer)13和接口14。
在图1中，镜头11采集影像信息，然后由传感器12进行光电转换，将影像转换为数字信息，串行器13进行加串处理后得到视频数据，通过接口14将视频信号传输给车载主机1b进行存储、记录，从而实现DVR相关功能。
ADAS(Advanced Driving Assistance System，高级驾驶辅助***)是利用安装在车辆上的各式各样传感器(毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航)，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行***的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。本实用新型仅以通过摄像头控制为例进行说明。
图2是现有技术的ADAS***的结构示意图。如图1所示，ADAS***包括辅助控制设备2a和执行模块2b。其中，辅助控制设备2a包括镜头21、传感器22、控制模块23、收发器24和接口25。
在图2中，镜头21采集影像信息，传感器22进行光电转换，将影像信息转换为数字信息，控制模块23进行感知算法处理，再结合车辆状态信息进行规划、决策和控制处理，并生成对应的控制信号，将控制信号通过收发器24输出到接口25，并通过接口传输至执行模块26，以使得执行模块执行对应的操作，从而实现ADAS相关功能。
但是，在图1和图2中，如果想要车辆同时实现DVR功能和ADAS功能，需要利用两个不同的设备去实现，集成度较低。同时，两个设备分别部署会占用较大的整车布置空间，并且会影响前风挡黑区面积，导致黑区较大，工程部署困难，且外观不美观。而且，两个设备会产生两个设备的研发费用、生产物料等，整体成本较高。
由此，本实用新型将DVR功能和ADAS功能通过同一设备实现，将两个设备合二为一，从而解决现有技术存在的集成度低、工程部署困难和***方案成本较高等缺点。利用摄像头采集到的图像进行处理，得到能够满足DVR功能需求的视频流，然后输出至存储模块，使得只用一个摄像头同时实现DVR功能和ADAS功能。这样减少摄像头的数量，同时具备高集成度、低成本等优点，并且体积减小后降低了工程部署难度，黑区变小，整车外观更好看。
具体地，图3是本实用新型实施例的图像处理设备的结构示意图。在图3所示的实施例中，图像采集设备安装在车辆的预定位置，以采集环境数据，包括物体的基本信息等，一方面用作行车记录仪，另一方面，可以实现ADAS相关功能。具体地，图像处理设备3包括摄像头模组、串行器33、第一接口34、数据处理模块35、收发器36和第二接口37。其中，摄像头模组包括镜头31和传感器32。
在本实施例中，摄像头模组被配置为获取视频数据。其中，镜头31被配置为获取采集信息，传感器32被配置为将所述采集信息转换为所述视频数据。
进一步地，镜头31获取的采集信息为光信号，通常包括透镜、滤光装置和镜筒，可以将拍摄范围内的光线传导至传感器32。
传感器32将从镜头31上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的模数转换器将电信号转换为数字信号，也即，视频数据。
具体地，传感器32利用感光二极管(Photodiode)进行光与电的转换，将影像转换为数字信息。其中，传感器32可以通过CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)传感器等影像测感组件来实现。
其中，CMOS传感器的每个像素都会连接一个放大器及模/数转换电路，用类似内存电路的方式将信号输出，也即，每个感光二极管旁都加入了模数转换器。也就是说，CMOS传感器是将电荷信号先放大，后模数转换，再进行传送，具有处理速度快、造价低、工艺简单等优点。
CCD传感器的每一行中每一个像素的电荷信号都会依序传送到下一个像素中，由最底端的部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出，也即，在一根总线后添加模数转换器。也就是说，CCD传感器是将电荷信号先传送，后放大，再进行模数转换，具有成像质量灵敏度高、分辨率好、噪声小等优点。
在一些实施例中，传感器32的输出接口为DVP(Digital Video Port，数字视频端口)，采用并行输出方式。
在一个可选的实现方式中，传感器32将获取到的视频数据直接通过第一接口输出，也即，第一接口34为与所述传感器32的输出接口相匹配的并行传输接口。
在另一个可选的实现方式中，通过串行器33将传感器32输出的视频数据转换为串行数据后，经由所述第一接口34输出。
具体地，由于并行传送方式的前提是用同一时序传播信号，用同一时序接收信号，对传输线路要求较高。由此，通过串行器33将传感器32输出的并行信号转换为串行数据后，再通过第一接口34输出。
在一些实施例中，所述第一接口34被配置为与LVDS(Low-Voltage DifferentialSignaling，低电压差分信号)总线连接。也即，第一接口34为LVDS接口。
具体地，LVDS接口又称RS-644总线接口，是一种数据传输和接口技术。LVDS接口采用低压和低电流驱动方式，具有低噪声、低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。
其中，本实用新型实施例中的摄像头模组可以采用现有的各种摄像头模组实现，本实用新型实施例对此不做限制。
进一步地，进一步地，摄像头模组获取到视频数据后，还将视频数据传输至数据处理模块35。
在本实施例中，数据处理模块35被配置为根据所述视频数据生成车辆控制信号，并通过第二接口37输出，以实现ADAS功能。
进一步地，对于自动驾驶而言，不仅需要关注远方的路标，红绿灯，指示牌，车辆等信息做路线规划和预控判断，还需要观察距离比较近的是否有行人，岔道口是否有车辆驶入和收集车辆旁边的插队车辆，行人，自行车等信息进行风险预控等。由此，数据处理模块35接收到传感器32输出的视频数据后，通过感知算法对所述视频数据进行处理，进行障碍物探测、车道线检测、道路信息读取、交通信号灯识别、交通标志识别、地图构建、辅助定位、其它交通参与者探测与识别、车辆探测、行人探测、动物探测等。
具体地，数据处理模块35的算法感知可以基于现有的各种方式实现，本实用新型实施例对算法感知的实现方式不做限制。
进一步地，数据处理模块35生成的车辆控制信号可以为转向信号、制动信号等。
在一些实施例中，数据处理模块35可以通过SoC(System on Chip，***级芯片)来实现。其中，SoC是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整***并有嵌入软件的全部内容，同时它又是一种技术，用以实现从确定***功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。
在本实施例中，第二接口37被配置为与CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线连接。其中，CAN属于总线式串行通信网络，在数据通信方面具有可靠、实时和灵活的优点。
在一些实施例中，所述图像处理设备3还包括收发器36，连接在所述数据处理模块35和第二接口37之间，将数据处理模块35输出的控制信号转换成电信号，然后通过第二接口37发送。同时，也可以通过第二接口接收总线数据，并将数据传送给数据处理模块35。
需要说明的是，传感器32的每个像素只能感光R(RED，红色)、G(GREEN，绿色)或者B(BLUE，蓝色)光，因此每个像素储存的都是单色光，也就是RAW DATA(原始数据)。上述实施例中，以图像处理设备3中处理的数据为上述原始数据为例进行说明。但本实用新型实施例对此不做限制，例如，图像处理设备3还包括ISP(Image Signal Processor，图像信号处理器)，以对上述原始数据进行处理。
进一步地，ISP与所述传感器32连接，将传感器32输出的原始数据转换为其它格式后，提供给串行器33或数据处理模块35。
具体地，ISP将原始数据转换成RGB格式或者是YUV格式。例如：一个感光点感应的颜色是R，那么，ISP模块就会根据这个感光点周围的G、B感光点的数值来计算出此点的G、B值，那么，这一点的RGB值就被还原了，接下来通过插值和处理预还原整个图像。
其中，RGB的每个像素都有三种颜色，每一个的值在0～255之间，所以每8bit就可以表示一个R、G或B，如果是10bit表示，在解析时，去掉某两位非数据为即可。
YUV是利用RGB信息从全彩色图像中产生一个黑白图像，然后提取三个主要颜色变成两个额外的信号来描述颜色，把这三个信号组合回来就可以产生一个全彩色图像。其中亮度信号Y就表示了黑白图像，U、V就表示色度。
应理解，本实用新型实施例对所述图像处理设备的安装位置和拍摄方向不做限制，其可以安装在车辆的任意位置和任意方向，例如，可以安装在车辆的前方、后方和侧面等。
本实用新型实施例通过摄像头模组获取视频数据，分别发送至第一接口和数据处理模块，使得第一接口将视频数据输出以实现行车记录仪功能，数据处理根据视频数据生成车辆控制信号通过第二接口输出以实现高级驾驶辅助***功能。由此，将摄像头模组、串行器和数据处理模块集成在一个设备内，通过一个摄像头模组即可同时实现行车记录仪功能和高级驾驶辅助***功能，提高设备的集成度，降低工程部署难度和设备成本。
图4是本实用新型实施例的车载***的示意图。在图4所示的实施例中，车载***包括图像处理设备3、存储模块4和车辆执行模块5。
在本实施例中，图像处理设备3被配置为生成视频数据和车辆控制信号，具体实现方式可如上述图3所示，本实用新型实施例在此不再赘述。
在本实施例中，存储模块4与所述图像处理设备3连接，被配置为存储所述视频数据。
进一步地，存储模块4通过LVDS总线连接至图像处理设备3的第一接口，以通过LVDS总线接收图像处理设备3发送的视频数据，并进行存储。
在一些实施例中，存储模块4可以设置在座舱域平台，座舱域平台通过LVDS总线从图像处理设备3获取视频数据，并存储在所述存储模块4中。可选地，座舱域平台的视频处理器还可以对接收到的视频数据进行处理，例如，将视频数据转换为预定的格式，以支持显示设备显示视频数据。其中，存储模块4可以通过硬盘、U盘、内存卡等方式存储视频数据。
在一些实施例中，座舱域平台还包括显示装置(例如显示屏等)，用于显示所述视频数据。
在本实施例中，车辆执行模块5与所述图像处理设备连接，被配置为根据所述车辆控制信号执行对应的操作。
进一步地，车辆执行模块5通过CAN总线与所述第二接口连接，以进行通信。
进一步地，车辆执行模块5包括电动助力转向控制器和电动集成制动控制器中的至少一种。
其中，当电动助力转向控制器接收到转向信号后，控制车辆进行转向。当电动集成制动控制器接收到制动信号后，控制车辆进行制动。
本实用新型实施例通过摄像头模组获取视频数据，分别发送至第一接口和数据处理模块，使得第一接口将视频数据输出以实现行车记录仪功能，数据处理根据视频数据生成车辆控制信号通过第二接口输出以实现高级驾驶辅助***功能。由此，将摄像头模组、串行器和数据处理模块集成在一个设备内，通过一个摄像头模组即可同时实现行车记录仪功能和高级驾驶辅助***功能，提高设备的集成度，降低工程部署难度和设备成本。
图5是本实用新型实施例的车载***的通信网络的示意图。在图5所示的实施例中，车载***包括电动助力转向控制器51、电动集成制动控制器52、图像处理设备3、座舱域平台6和显示控制器7。
在本实施例中，电动助力转向控制器51、电动集成制动控制器52、图像处理设备3、座舱域平台6分别通过CAN FD(CAN with Flexible Data rate，灵活的数据速率控制器域网)总线连接至整车CAN总线，以进行数据通信。这种连接方式，可以根据实际需求使得电动助力转向控制器51、电动集成制动控制器52、图像处理设备3、座舱域平台6中的任意两个进行网络通信。例如，图像处理设备3可以将控制信号传输至电动助力转向控制器51和电动集成制动控制器52，图像处理设备3可以与座舱域平台6进行通信，座舱域平台6可以与电动助力转向控制器51和电动集成制动控制器52进行通信等。
在本实施例中，座舱域平台6设置有存储模块4，通过VLDS总线从图像处理设备3中接收视频数据，并存储在存储模块5中。同时，也可以通过CAN FD总线和整车CAN网络向图像处理设备3发送控制指令等，以对图像处理设备3进行控制。其中，存储模块4可以通过硬盘、U盘、内存卡等方式存储视频数据。
在一些实施例中，座舱域平台6还包括显示设备。
在本实施例中，显示控制器7用于控制所述显示设备显示视频数据。
在一些实施例中，座舱域平台6还包括视频处理器，对接收到的视频数据进行处理，例如，将视频数据转换为预定的格式，以支持显示设备显示视频数据。
进一步地，座舱域平台6通过VLDS总线与显示控制器7连接，将视频数据传输至所述显示控制器7，显示控制器7控制显示设备显示所述视频数据。
本实用新型实施例通过摄像头模组获取视频数据，分别发送至第一接口和数据处理模块，使得第一接口将视频数据输出以实现行车记录仪功能，数据处理根据视频数据生成车辆控制信号通过第二接口输出以实现高级驾驶辅助***功能。由此，将摄像头模组、串行器和数据处理模块集成在一个设备内，通过一个摄像头模组即可同时实现行车记录仪功能和高级驾驶辅助***功能，提高设备的集成度，降低工程部署难度和设备成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种图像处理设备，其特征在于，所述图像处理设备包括：
摄像头模组，被配置为获取视频数据；
数据处理模块，与所述摄像头模组连接，被配置为根据所述视频数据生成车辆控制信号；
第一接口，与所述摄像头模组连接，被配置为向存储模块输出所述视频数据；以及
第二接口，与所述数据处理模块连接，被配置为向车辆执行模块输出所述车辆控制信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
串行器，连接在所述摄像头模组和第一接口之间，被配置为将所述视频数据转换为串行数据；
其中，所述第一接口输出的视频数据为所述串行数据。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
收发器，连接在所述数据处理模块和所述第二接口之间，被配置为将所述数据处理模块输出的车辆控制信号转换为所述第二接口支持的信号传输格式。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述摄像头模组包括：
镜头，被配置为获取采集信息；以及
传感器，被配置为将所述采集信息转换为所述视频数据。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一接口被配置为与低电压差分信号总线连接，所述第二接口被配置为与控制器局域网总线连接。
6.一种车载***，其特征在于，所述车载***包括：
图像处理设备，被配置为生成视频数据和车辆控制信号；
车辆执行模块，与所述图像处理设备连接，被配置为根据所述车辆控制信号执行对应的操作；以及
存储模块，与所述图像处理设备连接，被配置为存储所述视频数据；
其中，所述图像处理设备包括：
摄像头模组，被配置为获取视频数据；
数据处理模块，与所述摄像头模组连接，被配置为根据所述视频数据生成车辆控制信号；
第一接口，与所述摄像头模组连接，被配置为向所述存储模块输出所述视频数据；以及
第二接口，与所述数据处理模块连接，被配置为向所述车辆执行模块输出所述车辆控制信号。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述图像处理设备还包括：
串行器，连接在所述摄像头模组和第一接口之间，被配置为将所述视频数据转换为串行数据；
其中，所述第一接口输出的视频数据为所述串行数据。
8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述图像处理设备还包括：
收发器，连接在所述数据处理模块和所述第二接口之间，被配置为将所述数据处理模块输出的车辆控制信号转换为所述第二接口支持的信号传输格式。
9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述摄像头模组包括：
镜头，被配置为获取采集信息；以及
传感器，被配置为将所述采集信息转换为所述视频数据。
10.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述存储模块被配置为通过低电压差分信号总线与所述第一接口连接，所述车辆执行模块被配置为通过控制器局域网总线与所述第二接口连接；
其中，所述车辆执行模块包括：
电动助力转向控制器；和或
电动集成制动控制器。
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