專利名稱：車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動控制攝像機的拍攝質(zhì)量。特別涉及自動調(diào)節(jié)安裝在汽車上攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別、曝光時間和增益大小，使拍攝到的車道圖像更加清晰的方法。

背景技術(shù)：
道路行車環(huán)境是行車安全警示或行車控制必須掌握的信息，而視覺信息以其信息量全面、獲取成本低、對環(huán)境無副作用成為掌握道路行車環(huán)境的首選，獲取行車環(huán)境視覺信息的方法是將攝像機安裝在汽車上，一邊行駛，一邊拍攝。由于車輛在行駛過程中的光照條件變化很大，可能是晴天、陰天，也許是夜晚，或者，一會兒在涵洞中，過一會又駛出了涵洞；若不能自動調(diào)節(jié)攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別、曝光時間和增益大小，則可能一會兒曝光過度，一會兒曝光不足，使得拍攝質(zhì)量得不到保證。為了保證攝像機能拍攝到清晰的圖像，需要在行車過程中，自動調(diào)節(jié)攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別、曝光時間和增益大小。
對于安裝在汽車上的攝像機進行拍攝的專利有“用于車載攝像機的圖像顯示方法和裝置”，專利號為02801324.7，該專利的攝像機安裝在車輛后面，當后視攝像機拍攝的圖像變?yōu)閺奶撘朁c的位置上觀測到的圖像時，獲得的圖像顯示在屏幕上，用于傳送警告駕駛員車輛的后部范圍內(nèi)的對像存在的警告線，通過疊加到由視點轉(zhuǎn)換得到的圖像上而被顯示出來。由此可見，該專利非但不是為了拍攝車道，且所要解決的技術(shù)問題與拍攝質(zhì)量無關(guān)，無法解決前面提出的所要解決的技術(shù)問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法。該方法是將攝像機拍攝到的圖像傳送到計算機或DSP(數(shù)字信號處理裝置)，經(jīng)分析處理得到光照條件，依據(jù)光照條件調(diào)節(jié)攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別、曝光時間和增益大小，使攝像機能夠快速、自動適應(yīng)光照條件的變化，拍攝到適用的數(shù)字圖像。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法，該方法將攝像機安裝在汽車前部無遮擋的位置，先設(shè)置攝像機的初始A/D轉(zhuǎn)換級別、初始曝光時間和初始增益大小，進行拍攝；拍攝到的圖像信息輸入到計算機或DSP，計算機或DSP將接收到的圖像信息分成“天空部分”和“地面部分”分別計算平均灰度，根據(jù)天空部分的平均灰度值，經(jīng)閾值比較，確定攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別。根據(jù)地面部分的平均灰度值，通過下式計算曝光時間及增益大小 曝光時間＝上一次曝光時間×N1％+該灰度值的理論曝光時間×N2％，其中70≤N1≤90，10≤N2≤30，且N1+N2＝100；增益大?。缴弦淮卧鲆娲笮　罬1％+該灰度值的理論增益大小×M2％，其中70≤M1≤90，10≤M2≤30，且M1+M2＝100； 其中理論曝光時間及理論增益大小按下式計算

計算機或DSP控制攝像機按上述參數(shù)調(diào)整曝光時間和增益大小，再進行下一次拍攝；拍攝到的圖像信息再輸入到微處理器，如此循環(huán)反復(fù)，直至完成拍攝。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)通過計算數(shù)字圖像“天空部分”的平均灰度和平均灰度的變化幅度，經(jīng)閾值比較，知道拍攝時間時的光照條件，即拍攝時是處于白天還是夜晚，是晴天還是陰天，是涵洞內(nèi)還是涵洞外，從而使調(diào)整后的攝像機A/D轉(zhuǎn)換級別自動適應(yīng)光照條件的變化；(2)攝像機的曝光時間和增益大小是依據(jù)“地面部分”的平均灰度計算得到的，使得“地面部分”的圖像質(zhì)量得到了保證；(3)當光照條件不變或者變化不大時，微處理器較快地可將攝像機的拍攝參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)；(4)當光照條件變化較大時，由于曝光時間和增益大小的調(diào)節(jié)不僅依據(jù)“地面部分”的平均灰度，還與上一次的曝光時間和增益大小相關(guān)聯(lián)，因此，即可使得攝像機的拍攝參數(shù)較快地調(diào)整到理想狀態(tài)，又避免了圖像閃爍的問題，實現(xiàn)了車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制。



圖1是微處理器對攝像機拍攝的圖像進行區(qū)域劃分的示意圖。圖中的“天空部分”和“地面部分”表示微處理器將圖像信息分成這兩個部分。
圖2是圖像“地面部分”的平均灰度與理論曝光時間之間關(guān)系曲線的示意圖。
圖3是圖像“地面部分”的平均灰度與理論增益大小之間關(guān)系曲線的示意圖；
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法，該方法包含下列步驟 a、將攝像機安裝在汽車前部無遮擋的位置，攝像機對著汽車的正前方，其安裝方法為當汽車水平放置，前方無障礙物時，攝像機取到圖像的上方的40％～50％為天空、其余為地面，如圖1所示； b、攝像機連接到計算機或DSP； c、將攝像機的初始A/D轉(zhuǎn)換級別調(diào)整到中間級別、初始曝光時間T0調(diào)整到10ms、初始增益大小S0調(diào)整到攝像頭增益參數(shù)范圍的中間值，進行拍攝； d、計算機或DSP將從攝像機接收到的圖像信息分成兩部分上方為“天空部分”、下方為“地面部分”，“天空部分”占40％～50％，其余為“地面部分”；分別計算兩者的平均灰度； 平均灰度按下式進行計算 Grey＝0.3Red+0.59Green+0.11Blue 式中Grey為平均灰度，Red為彩色圖像的紅色分量，Green為彩色圖像的綠色分量，Blue為彩色圖像的藍色分量；并用“Grey上”表示“天空部分”的平均灰度，用“Grey下”表示“地面部分”的平均灰度； e、當“Grey上”＜80時，即光照條件相當于夜晚或涵洞內(nèi)的狀況，若A/D轉(zhuǎn)換級別已為最低級，A/D轉(zhuǎn)換級別不變；否則，計算機或DSP控制攝像機將A/D轉(zhuǎn)換級別向適合夜晚拍攝的A/D轉(zhuǎn)換級別調(diào)整1級； 當80≤“Grey上”＜180時，即光照條件相當于陰天的狀況，計算機或DSP將保持攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別不變； 當“Grey上”≥180時，即光照條件相當于晴天的狀況，若A/D轉(zhuǎn)換級別已為最高級，A/D轉(zhuǎn)換級別不變；否則，計算機或DSP將攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別向適合晴天拍攝的A/D轉(zhuǎn)換級別調(diào)整1級； f、計算機或DSP根據(jù)地面部分平均灰度控制攝像頭的曝光時間和增益大小，其理論曝光時間T1及理論增益大小S1按下式計算；

g、計算機或DSP將攝像機的曝光時間調(diào)整到T，T按下式進行計算 T＝T0×N1％+T1×N2％ 其中T0為上一次的曝光時間，T1為理論曝光時間，70≤N1≤90，10≤N2≤30，且N1+N2＝100； h、令T0＝T，即將這一次的曝光時間T作為下一次計算曝光時間時的T0； i、計算機或DSP將攝像機的增益大小調(diào)整到S，S按下式進行計算 S＝S0×M1％+S1×M2％ 其中S0為上一次的增益大小，S1為理論增益大小，70≤M1≤90，10≤M2≤30，且M1+M2＝100； j、令S0＝S，即將這一次的增益大小S作為下一次計算增益大小時的S0； k、攝像機按上述調(diào)整后的參數(shù)進行拍攝； l、返回步驟c。
用計算機或DSP調(diào)節(jié)攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別、曝光時間和增益大小的參數(shù)，為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知。
實施例 以下給出車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法的實施例子 a、用大恒攝像頭DH-HV1302UC，將其安裝在DFL4181A2型半掛牽引汽車駕駛室內(nèi)后視鏡前，當前部無遮擋，且汽車水平放置時，攝像機取到圖像的上方的40％為天空、其余為地面； b、ADVANTECH工控機通過USB與工控機連接； c.大恒攝像頭DH-HV1302UC的A/D轉(zhuǎn)換級別有0-3級，其中0級適于弱光拍攝，3級適于強光拍攝，增益可用范圍為0-63和64-127兩個區(qū)間，設(shè)定大恒攝像頭的初始A/D轉(zhuǎn)換級別為2級，初始增益大小為95，初始曝光時間為10毫秒，進行拍攝； d、ADVANTECH工控機將從攝像機接收到的圖像信息分成兩部分上方為“天空部分”、下方為“地面部分”，“天空部分”占40％，其余為“地面部分”，并分別計算兩者的平均灰度； 平均灰度按下式進行計算 Grey＝0.3Red+0.59Green+0.11Blue 式中Grey為平均灰度，Red為彩色圖像的紅色分量，Green為彩色圖像的綠色分量，Blue為彩色圖像的藍色分量； e、根據(jù)天空平均灰度調(diào)整攝像頭A/D轉(zhuǎn)換級別 當天空平均灰度低于80并且攝像頭A/D轉(zhuǎn)換級別高于0級時，令攝像頭A/D轉(zhuǎn)換級別降低1級； 當天空平均灰度在80-180之間，攝像頭A/D轉(zhuǎn)換級保持在不變； 當天空平均灰度高于180并且攝像頭A/D轉(zhuǎn)換級別低于3級，令攝像頭A/D轉(zhuǎn)換級別增加1級； f、計算機或DSP根據(jù)地面部分平均灰度控制攝像頭的曝光時間和增益大小，其理論曝光時間T1及理論增益大小S1按下式計算；

g、ADVANTECH工控機將攝像機的曝光時間調(diào)整到T，T按下式進行計算 T＝T0×N1％+T1×N2％ 其中T0為上一次的曝光時間，T1為理論曝光時間，70≤N1≤90，10≤N2≤30，且N1+N2＝100； h、令T0＝T，即將這一次的曝光時間T作為下一次計算曝光時間時的T0； i、ADVANTECH工控機將攝像機的增益大小調(diào)整到S，S按下式進行計算 S＝S0×M1％+S1×M2％ 其中S0為上一次的增益大小，S1為理論增益大小，70≤M1≤90，10≤M2≤30，且M1+M2＝100； j、令S0＝S，即將這一次的增益大小S作為下一次計算增益大小時的S0； k、攝像機按上述調(diào)整后的參數(shù)進行拍攝； l、返回步驟c。
權(quán)利要求
1.車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法，其特征在于，該方法包含下列步驟
a、將攝像機安裝在汽車前部無遮擋的位置，前方無障礙物時，攝像機取到圖像的上方的40％～50％為天空、其余為地面；
b、攝像機連接到計算機或DSP；
c、將攝像機的初始A/D轉(zhuǎn)換級別調(diào)整到中間級別、初始曝光時間T0調(diào)整到10ms、初始增益大小S0調(diào)整到攝像頭增益參數(shù)范圍的中間值，進行拍攝；
d、計算機或DSP將從攝像機接收到的圖像信息分成兩部分上方為“天空部分”、下方為“地面部分”，“天空部分”占40％～50％，其余為“地面部分”；分別計算兩者的平均灰度；
平均灰度按下式進行計算
Grey＝0.3Red+0.59Green+0.11Blue
式中Grey為平均灰度，Red為彩色圖像的紅色分量，Green為彩色圖像的綠色分量，Blue為彩色圖像的藍色分量；并用“Grey上”表示“天空部分”的平均灰度，用“Grey下”表示“地面部分”的平均灰度；
e、當“Grey上”＜80時，若A/D轉(zhuǎn)換級別已為最低級，A/D轉(zhuǎn)換級別不變；否則，計算機或DSP控制攝像機將A/D轉(zhuǎn)換級別向適合夜晚拍攝的A/D轉(zhuǎn)換級別調(diào)整1級；
當80≤“Grey上”＜180時，計算機或DSP將保持攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別不變；
當“Grey上”≥180時，若A/D轉(zhuǎn)換級別已為最高級，A/D轉(zhuǎn)換級別不變；否則，計算機或DSP將攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別向適合晴天拍攝的A/D轉(zhuǎn)換級別調(diào)整1級；
f、計算機或DSP根據(jù)地面部分平均灰度控制攝像頭的曝光時間和增益大小，其理論曝光時間T1及理論增益大小S1按下式計算；
g、計算機或DSP將攝像機的曝光時間調(diào)整到T，T按下式進行計算
T＝T0×N1％+T1×N2％
其中T0為上一次的曝光時間，T1為理論曝光時間，70≤N1≤90，10≤N2≤30，且N1+N2＝100；
h、令T0＝T；
i、計算機或DSP將攝像機的增益大小調(diào)整到S，S按下式進行計算
S＝S0×M1％+S1×M2％
其中S0為上一次的增益大小，S1為理論增益大小，70≤M1≤90，10≤M2≤30，且M1+M2＝100；
j、令S0＝S；
k、攝像機按上述調(diào)整后的參數(shù)進行拍攝；
l、返回步驟c。
全文摘要
本發(fā)明公開了車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制方法，涉及自動控制攝像機的拍攝質(zhì)量。該方法將攝像機拍攝到的圖像輸入到計算機，經(jīng)計算機分析處理得到光照條件，依據(jù)光照條件調(diào)節(jié)攝像機的A/D轉(zhuǎn)換級別、曝光時間和增益大小，再進行下一次拍攝，再將拍攝到的圖像信息再輸入到微處理器，如此循環(huán)反復(fù)，直至完成拍攝。該方法當拍攝時的光照條件變化不大時，可較快地將攝像機的拍攝參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)；當光照條件變化較大時，可使得攝像機的拍攝參數(shù)較快地調(diào)整到理想狀態(tài)，且避免圖像閃爍，使攝像機能夠快速、自動適應(yīng)光照條件的變化，拍攝到適用的數(shù)字圖像，實現(xiàn)了車載攝像機拍攝清晰車道圖像的自動控制。
文檔編號B60R1/00GK101119439SQ20071005301
公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者張成海, 樊景帥 申請人:東風汽車有限公司