一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法
一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左、右攝像頭，同步控制器以及左、右圖像處理器，左、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸分別與左、右電路板相垂直，左、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角，左、右圖像處理器之間信號連接，左圖像處理器與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端與左、右攝像頭的輸入端信號連接，左、右攝像頭的輸出端分別通過信號線與左、右圖像處理器對應連接。使用時，先由左圖像處理器向同步控制器輸出總開關量控制信號，再由同步控制器將其分成兩個支開關量控制信號分別輸出給左、右攝像頭以進行同步拍攝。本設計不僅視覺范圍較大、不存在交叉盲區(qū)，而且可調(diào)性較強、同步誤差小。
【專利說明】一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車輔助駕駛系統(tǒng)領域，涉及一種可以獲取汽車側前方信息的寬視野視覺傳感器，尤其涉及一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法，具體適用于擴展視野，增大視覺范圍，避免盲區(qū)。
【背景技術】
[0002]汽車輔助駕駛系統(tǒng)通過獲取汽車前方的交通信息進行行車環(huán)境識別并危險判斷來警示駕駛員或控制車輛。獲取側前方信息對環(huán)境識別有著很重要的意義，側前方信息能夠使系統(tǒng)判斷超車車輛的切入，提早進行危險判斷，能夠使系統(tǒng)判斷汽車是否可以換道操作，能夠獲取近距離旁車道線的位置，提高車輛換道過程的識別準確性。
[0003]攝像頭是汽車輔助駕駛系統(tǒng)獲取道路信息的主要傳感器之一，攝像頭的水平視角決定了攝像頭的拍攝覆蓋范圍，為了獲取側前方信息，系統(tǒng)需要攝像頭有較大的水平視角。
[0004]在現(xiàn)有的攝像頭中，魚眼攝像頭視角很大，一般作為倒車攝像頭、全景攝像頭等用途。但是由于物理成像因素，魚眼攝像頭往往會產(chǎn)生圖像失真現(xiàn)象，即圖像幾何畸變，嚴重的圖像畸變導致無法進行圖像處理，因而不能作為駕駛員輔助系統(tǒng)的傳感器。普通的車載單目攝像頭視角水平視角一般不大于40度，視野有限，無法獲取足夠的車輛側方信息。
[0005]申請公布號為CN102685516A，公布日為2012年9月19日的中國發(fā)明專利申請公布了一種基于立體視覺技術的主動安全式輔助駕駛方法，該發(fā)明包括兩臺高分辨率CCD攝像機、環(huán)境光照度傳感器、雙通道視頻采集卡、同步控制器、數(shù)據(jù)傳輸電路、供電電路、圖像快速處理算法庫、語音提醒模塊、屏幕顯示模塊以及主動安全駕駛控制模塊等，雖然它在晴天以及陰天、黑夜、雨雪、大霧等惡劣的天氣條件下，都可以實時識別出分道線、前方車輛、自行車、行人等危險目標的相對距離、相對速度和相對加速度等參數(shù)，但其仍舊具有以下缺陷:
首先，該發(fā)明中的兩臺攝像機位于同一水平面，不僅視覺范圍存在太多交叉，不能充分發(fā)揮單臺攝像機的視野，而且存在交叉盲區(qū)，視覺范圍較小，不利于收集車輛側前方信息；其次，該發(fā)明中兩臺攝像機必須處于同一水平面，其機位固定，無法根據(jù)其應用環(huán)境的不同對攝像機的位置、視覺范圍進行調(diào)整，可調(diào)性較弱。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的視覺范圍較小、可調(diào)性較弱的缺陷與問題，提供一種視覺范圍較大、可調(diào)性較強的寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法。
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術解決方案是:一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左攝像頭、右攝像頭與同步控制器，所述左攝像頭、右攝像頭的結構一致，左攝像頭、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸均與其成像平面相垂直，且同步控制器與左攝像頭、右攝像頭信號連接；
所述前視系統(tǒng)還包括左圖像處理器與右圖像處理器，左圖像處理器、左攝像頭集成于左電路板上，右圖像處理器、右攝像頭集成于右電路板上，左攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與左電路板相垂直設置，右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與右電路板相垂直設置，且左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角；
所述左圖像處理器與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，左攝像頭、右攝像頭的輸出端分別與左圖像處理器、右圖像處理器一一對應連接，且左圖像處理器、右圖像處理器之間信號連接。
[0008]所述電路板夾角比鏡頭的水平視角的補角小3 - 5度。
[0009]所述左圖像處理器、右圖像處理器之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器通過數(shù)字控制線與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，左攝像頭、右攝像頭的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器、右圖像處理器一一對應連接。
[0010]所述左攝像頭、右攝像頭均包括鏡頭與圖像傳感器，且鏡頭的底部通過圖像傳感器與電路板相連接。
[0011]所述左電路板、右電路板均設置于車里的內(nèi)后視鏡處。
[0012]一種上述寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:先由左圖像處理器向同步控制器輸出總開關量控制信號，再由同步控制器將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭、右攝像頭，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭、右攝像頭同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭、右攝像頭將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器、右圖像處理器，隨后，右圖像處理器將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器，最后，左圖像處理器將其處理完的左攝像頭的拍攝圖像與其接收的右攝像頭的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法中左攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與左電路板相垂直、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與右電路板相垂直，且左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角，該設計使得左攝像頭、右攝像頭的光軸之間存在一個夾角，而不是平行設置，不僅遠遠大于現(xiàn)有技術采用的單攝像頭的視野，而且利于充分發(fā)揮每臺攝像機的視野，使得整體視野近似于單臺攝像機的2倍，同時，“左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角”的設計能確保不存在交叉盲區(qū)，大大擴展了整個系統(tǒng)的視覺范圍。因此，本發(fā)明不僅視覺范圍較大，而且利于充分發(fā)揮每臺攝像機的視野，不存在交叉盲區(qū)。
[0014]2、本發(fā)明一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法中左攝像頭、右攝像頭的光軸之間存在一個夾角，該夾角的大小可通過調(diào)整左電路板、右電路板之間電路板夾角的大小而控制，便于根據(jù)各種不同的應用環(huán)境對本裝置進行調(diào)控，從而確保獲取較大的視覺范圍。因此，本發(fā)明的可調(diào)性較強。
[0015]3、本發(fā)明一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法中采取同步觸發(fā)的方式采集左、右方的圖像信息，具體而言為:左圖像處理器與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，使用時，先由左圖像處理器向同步控制器輸出總開關量控制信號，再由同步控制器將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭、右攝像頭，確保左、右攝像頭同一時刻采集圖像，同步誤差小。因此，本發(fā)明同步誤差小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0017]圖2是圖1的俯視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的線路連接示意圖。
[0019]圖4是現(xiàn)有技術的效果圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的效果圖。
[0021]圖中:同步控制器1、左攝像頭2、右攝像頭3、左圖像處理器4、右圖像處理器5、左電路板6、右電路板7、鏡頭8、圖像傳感器9、電路板夾角Θ、水平視角φ。
【具體實施方式】
[0022]以下結合【專利附圖】
【附圖說明】和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0023]參見圖1 -圖5，一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左攝像頭2、右攝像頭3與同步控制器I，所述左攝像頭2、右攝像頭3的結構一致，左攝像頭2、右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸均與其成像平面相垂直，且同步控制器I與左攝像頭2、右攝像頭3信號連接；
所述前視系統(tǒng)還包括左圖像處理器4與右圖像處理器5，左圖像處理器4、左攝像頭2集成于左電路板6上，右圖像處理器5、右攝像頭3集成于右電路板7上，左攝像頭2內(nèi)鏡頭8的光軸與左電路板6相垂直設置，右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸與右電路板7相垂直設置，且左電路板6、右電路板7之間形成的電路板夾角Θ小于鏡頭8的水平視角Φ的補角；所述左圖像處理器4與同步控制器I的輸入端信號連接，同步控制器I的輸出端與左攝像頭2、右攝像頭3的輸入端信號連接，左攝像頭2、右攝像頭3的輸出端分別與左圖像處理器4、右圖像處理器5 —一對應連接，且左圖像處理器4、右圖像處理器5之間信號連接。
[0024]所述電路板夾角Θ比鏡頭8的水平視角Φ的補角小3-5度。
[0025]所述左圖像處理器4、右圖像處理器5之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器4通過數(shù)字控制線與同步控制器I的輸入端信號連接，同步控制器I的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭2、右攝像頭3的輸入端信號連接，左攝像頭2、右攝像頭3的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器4、右圖像處理器5 —一對應連接。
[0026]所述左攝像頭2、右攝像頭3均包括鏡頭8與圖像傳感器9，且鏡頭8的底部通過圖像傳感器9與電路板相連接。
[0027]所述左電路板6、右電路板7均設置于車里的內(nèi)后視鏡處。
[0028]一種上述寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:
先由左圖像處理器4向同步控制器I輸出總開關量控制信號，再由同步控制器I將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭2、右攝像頭3，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭2、右攝像頭3同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭
2、右攝像頭3將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器4、右圖像處理器5，隨后，右圖像處理器5將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器4，最后，左圖像處理器4將其處理完的左攝像頭2的拍攝圖像與其接收的右攝像頭3的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。[0029]本發(fā)明的原理說明如下:
1、左、右攝像頭之間呈夾角布置:
參見圖1與圖2，本發(fā)明中的左、右攝像頭非平行設置，其中，左攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與左電路板相垂直、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與右電路板相垂直，左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角，該設計使得左、右攝像頭的光軸之間存在一個夾角，該夾角不僅利于充分發(fā)揮每臺攝像機的視野，使得整體視野近似于單臺攝像機的2倍，同時，“左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角的設計”能確保不存在交叉盲區(qū)，大大擴展了整個系統(tǒng)的視覺范圍。
[0030]具體應用時，整個裝置安裝在車輛擋風玻璃后內(nèi)后視鏡處，安裝時，各個零部件做完后就是一個整體，攝像頭、圖像處理模塊、同步控制器都集成在電路板上的，電路板外再罩個外殼和支架，然后固定在擋風玻璃后方。
[0031]2、左、右攝像頭同步觸發(fā)采集圖像:
參見圖3，本發(fā)明采用同步觸發(fā)的方式使左、右攝像頭同一時刻采集圖像，同步誤差小。實現(xiàn)同步觸發(fā)的關鍵在于同步控制器與各個零部件之間的線路連接，具體而言為:左圖像處理器、右圖像處理器之間通過串行接口信號(UARTTX、UARTRX)連接，左圖像處理器通過數(shù)字控制線(Digital Control)與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端通過信號控制線(Syn_Control_l、Syn_Control_2)分別與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，左攝像頭、右攝像頭的輸出端分別通過信號線(Video_l、Video_2)與左圖像處理器、右圖像處理器一一對應連接。
[0032]使用時，先由左圖像處理器輸出總開關量控制信號給同步控制器，再由同步控制器將其分成兩個支開關量控制信號以輸出給左、右攝像頭，從而控制左、右攝像頭同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭拍攝的圖像直接輸入給對應的左圖像處理器處理，右攝像頭拍攝的圖像直接輸入給右圖像處理器處理，且當右圖像處理器處理后，其將處理后的圖像也輸出給左圖像處理器，便于左圖像處理器將左、右攝像頭的拍攝圖像匯總以一并通過CAN總線輸出給報警器。
[0033]整個系統(tǒng)的對外輸出只有一個接口，以將數(shù)據(jù)傳給報警單元來提醒駕駛員危險的發(fā)生，這個唯一的接口就是左圖像處理器的外圍接口。雖然左圖像處理器還需要承擔同步控制功能以及整合處理結果并統(tǒng)一向外發(fā)送的功能，但這并不是說左圖像處理器比右圖像處理器重要，兩個圖像處理器的功能一樣的，都需要對本模塊的攝像頭數(shù)據(jù)進行處理，區(qū)別在于應用時以誰為主，從這個角度來說，左右視野是并列的。
[0034]實施例1:
參見圖1 -圖3，一種寬視野前視系統(tǒng)，包括同步控制器1、左攝像頭2、右攝像頭3、左圖像處理器4與右圖像處理器5，左圖像處理器4、左攝像頭2集成于左電路板6上，右圖像處理器5、右攝像頭3集成于右電路板7上，左攝像頭2、右攝像頭3的結構一致，均包括鏡頭8與圖像傳感器9，鏡頭8的底部通過圖像傳感器9與電路板相連接，左攝像頭2、右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸均與其成像平面相垂直，左攝像頭2內(nèi)鏡頭8的光軸與左電路板6相垂直設置，右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸與右電路板7相垂直設置，且左電路板6、右電路板7之間形成的電路板夾角Θ小于鏡頭8的水平視角Φ的補角；
所述左圖像處理器4、右圖像處理器5之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器4通過數(shù)字控制線與同步控制器I的輸入端信號連接，同步控制器I的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭2、右攝像頭3的輸入端信號連接，左攝像頭2、右攝像頭3的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器4、右圖像處理器5 —一對應連接。
[0035]一種上述寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，依次包括以下步驟:先由左圖像處理器4向同步控制器I輸出總開關量控制信號，再由同步控制器I將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭2、右攝像頭3，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭2、右攝像頭3同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭2、右攝像頭3將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器4、右圖像處理器5，隨后，右圖像處理器5將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器4，最后，左圖像處理器4將其處理完的左攝像頭2的拍攝圖像與其接收的右攝像頭3的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。
[0036]由上可見，本發(fā)明通過采用具有夾角的左、右攝像頭使得前視系統(tǒng)的視角范圍是普通攝像頭視角的近兩倍。參見圖4，圖4是現(xiàn)有的單攝像頭視覺范圍，最多達到32度，參見圖5，圖5是本發(fā)明的視角范圍，可達到60度左右，兩相比較，明顯可見本發(fā)明能夠獲取更多的車輛正前方和側前方信息，為后期的軟件算法提供了足夠的信息。
【權利要求】
1.一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左攝像頭(2)、右攝像頭(3)與同步控制器(1)，所述左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的結構一致，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)內(nèi)鏡頭(8)的光軸均與其成像平面相垂直，且同步控制器(I)與左攝像頭(2)、右攝像頭(3)信號連接，其特征在于: 所述前視系統(tǒng)還包括左圖像處理器(4)與右圖像處理器(5)，左圖像處理器(4)、左攝像頭(2)集成于左電路板(6)上，右圖像處理器(5)、右攝像頭(3)集成于右電路板(7)上，左攝像頭(2)內(nèi)鏡頭(8)的光軸與左電路板(6)相垂直設置，右攝像頭(3)內(nèi)鏡頭(8)的光軸與右電路板(7)相垂直設置，且左電路板(6)、右電路板(7)之間形成的電路板夾角(Θ )小于鏡頭(8)的水平視角(Φ )的補角； 所述左圖像處理器(4)與同步控制器(I)的輸入端信號連接，同步控制器(I)的輸出端與左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸入端信號連接，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸出端分別與左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)—一對應連接，且左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)之間信號連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述電路板夾角(Θ)比鏡頭(8)的水平視角(Φ )的補角小3 - 5度。
3.根據(jù)權利要去I或2所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器(4)通過數(shù)字控制線與同步控制器(I)的輸入端信號連接，同步控制器(I)的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸入端信號連接，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)—一對應連接。
4.根據(jù)權利要去I或2所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述左攝像頭(2)、右攝像頭(3)均包括鏡頭(8)與圖像傳感器(9)，且鏡頭(8)的底部通過圖像傳感器(9)與電路板相連接。
5.根據(jù)權利要去I或2所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述左電路板(6)、右電路板(7)均設置于車里的內(nèi)后視鏡處。
6.一種權利要求1所述的寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述使用方法依次包括以下步驟: 先由左圖像處理器(4)向同步控制器(I)輸出總開關量控制信號，再由同步控制器(I)將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭(2)、右攝像頭(3)，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)，隨后，右圖像處理器(5)將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器(4)，最后，左圖像處理器(4)將其處理完的左攝像頭(2)的拍攝圖像與其接收的右攝像頭(3)的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。
【文檔編號】B60R11/04GK103974035SQ201410157081
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月19日 優(yōu)先權日:2014年4月19日
【發(fā)明者】樊景帥, 于濤, 張成海, 張峻熒, 尹韻 申請人:東風商用車有限公司
【專利摘要】一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左、右攝像頭，同步控制器以及左、右圖像處理器，左、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸分別與左、右電路板相垂直，左、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角，左、右圖像處理器之間信號連接，左圖像處理器與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端與左、右攝像頭的輸入端信號連接，左、右攝像頭的輸出端分別通過信號線與左、右圖像處理器對應連接。使用時，先由左圖像處理器向同步控制器輸出總開關量控制信號，再由同步控制器將其分成兩個支開關量控制信號分別輸出給左、右攝像頭以進行同步拍攝。本設計不僅視覺范圍較大、不存在交叉盲區(qū)，而且可調(diào)性較強、同步誤差小。
【專利說明】一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車輔助駕駛系統(tǒng)領域，涉及一種可以獲取汽車側前方信息的寬視野視覺傳感器，尤其涉及一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法，具體適用于擴展視野，增大視覺范圍，避免盲區(qū)。
【背景技術】
[0002]汽車輔助駕駛系統(tǒng)通過獲取汽車前方的交通信息進行行車環(huán)境識別并危險判斷來警示駕駛員或控制車輛。獲取側前方信息對環(huán)境識別有著很重要的意義，側前方信息能夠使系統(tǒng)判斷超車車輛的切入，提早進行危險判斷，能夠使系統(tǒng)判斷汽車是否可以換道操作，能夠獲取近距離旁車道線的位置，提高車輛換道過程的識別準確性。
[0003]攝像頭是汽車輔助駕駛系統(tǒng)獲取道路信息的主要傳感器之一，攝像頭的水平視角決定了攝像頭的拍攝覆蓋范圍，為了獲取側前方信息，系統(tǒng)需要攝像頭有較大的水平視角。
[0004]在現(xiàn)有的攝像頭中，魚眼攝像頭視角很大，一般作為倒車攝像頭、全景攝像頭等用途。但是由于物理成像因素，魚眼攝像頭往往會產(chǎn)生圖像失真現(xiàn)象，即圖像幾何畸變，嚴重的圖像畸變導致無法進行圖像處理，因而不能作為駕駛員輔助系統(tǒng)的傳感器。普通的車載單目攝像頭視角水平視角一般不大于40度，視野有限，無法獲取足夠的車輛側方信息。
[0005]申請公布號為CN102685516A，公布日為2012年9月19日的中國發(fā)明專利申請公布了一種基于立體視覺技術的主動安全式輔助駕駛方法，該發(fā)明包括兩臺高分辨率CCD攝像機、環(huán)境光照度傳感器、雙通道視頻采集卡、同步控制器、數(shù)據(jù)傳輸電路、供電電路、圖像快速處理算法庫、語音提醒模塊、屏幕顯示模塊以及主動安全駕駛控制模塊等，雖然它在晴天以及陰天、黑夜、雨雪、大霧等惡劣的天氣條件下，都可以實時識別出分道線、前方車輛、自行車、行人等危險目標的相對距離、相對速度和相對加速度等參數(shù)，但其仍舊具有以下缺陷:
首先，該發(fā)明中的兩臺攝像機位于同一水平面，不僅視覺范圍存在太多交叉，不能充分發(fā)揮單臺攝像機的視野，而且存在交叉盲區(qū)，視覺范圍較小，不利于收集車輛側前方信息；其次，該發(fā)明中兩臺攝像機必須處于同一水平面，其機位固定，無法根據(jù)其應用環(huán)境的不同對攝像機的位置、視覺范圍進行調(diào)整，可調(diào)性較弱。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的視覺范圍較小、可調(diào)性較弱的缺陷與問題，提供一種視覺范圍較大、可調(diào)性較強的寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法。
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術解決方案是:一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左攝像頭、右攝像頭與同步控制器，所述左攝像頭、右攝像頭的結構一致，左攝像頭、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸均與其成像平面相垂直，且同步控制器與左攝像頭、右攝像頭信號連接；
所述前視系統(tǒng)還包括左圖像處理器與右圖像處理器，左圖像處理器、左攝像頭集成于左電路板上，右圖像處理器、右攝像頭集成于右電路板上，左攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與左電路板相垂直設置，右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與右電路板相垂直設置，且左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角；
所述左圖像處理器與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，左攝像頭、右攝像頭的輸出端分別與左圖像處理器、右圖像處理器一一對應連接，且左圖像處理器、右圖像處理器之間信號連接。
[0008]所述電路板夾角比鏡頭的水平視角的補角小3 - 5度。
[0009]所述左圖像處理器、右圖像處理器之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器通過數(shù)字控制線與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，左攝像頭、右攝像頭的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器、右圖像處理器一一對應連接。
[0010]所述左攝像頭、右攝像頭均包括鏡頭與圖像傳感器，且鏡頭的底部通過圖像傳感器與電路板相連接。
[0011]所述左電路板、右電路板均設置于車里的內(nèi)后視鏡處。
[0012]一種上述寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:先由左圖像處理器向同步控制器輸出總開關量控制信號，再由同步控制器將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭、右攝像頭，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭、右攝像頭同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭、右攝像頭將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器、右圖像處理器，隨后，右圖像處理器將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器，最后，左圖像處理器將其處理完的左攝像頭的拍攝圖像與其接收的右攝像頭的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法中左攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與左電路板相垂直、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與右電路板相垂直，且左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角，該設計使得左攝像頭、右攝像頭的光軸之間存在一個夾角，而不是平行設置，不僅遠遠大于現(xiàn)有技術采用的單攝像頭的視野，而且利于充分發(fā)揮每臺攝像機的視野，使得整體視野近似于單臺攝像機的2倍，同時，“左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角”的設計能確保不存在交叉盲區(qū)，大大擴展了整個系統(tǒng)的視覺范圍。因此，本發(fā)明不僅視覺范圍較大，而且利于充分發(fā)揮每臺攝像機的視野，不存在交叉盲區(qū)。
[0014]2、本發(fā)明一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法中左攝像頭、右攝像頭的光軸之間存在一個夾角，該夾角的大小可通過調(diào)整左電路板、右電路板之間電路板夾角的大小而控制，便于根據(jù)各種不同的應用環(huán)境對本裝置進行調(diào)控，從而確保獲取較大的視覺范圍。因此，本發(fā)明的可調(diào)性較強。
[0015]3、本發(fā)明一種寬視野前視系統(tǒng)及其使用方法中采取同步觸發(fā)的方式采集左、右方的圖像信息，具體而言為:左圖像處理器與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，使用時，先由左圖像處理器向同步控制器輸出總開關量控制信號，再由同步控制器將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭、右攝像頭，確保左、右攝像頭同一時刻采集圖像，同步誤差小。因此，本發(fā)明同步誤差小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0017]圖2是圖1的俯視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的線路連接示意圖。
[0019]圖4是現(xiàn)有技術的效果圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的效果圖。
[0021]圖中:同步控制器1、左攝像頭2、右攝像頭3、左圖像處理器4、右圖像處理器5、左電路板6、右電路板7、鏡頭8、圖像傳感器9、電路板夾角Θ、水平視角φ。
【具體實施方式】
[0022]以下結合【專利附圖】
【附圖說明】和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0023]參見圖1 -圖5，一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左攝像頭2、右攝像頭3與同步控制器I，所述左攝像頭2、右攝像頭3的結構一致，左攝像頭2、右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸均與其成像平面相垂直，且同步控制器I與左攝像頭2、右攝像頭3信號連接；
所述前視系統(tǒng)還包括左圖像處理器4與右圖像處理器5，左圖像處理器4、左攝像頭2集成于左電路板6上，右圖像處理器5、右攝像頭3集成于右電路板7上，左攝像頭2內(nèi)鏡頭8的光軸與左電路板6相垂直設置，右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸與右電路板7相垂直設置，且左電路板6、右電路板7之間形成的電路板夾角Θ小于鏡頭8的水平視角Φ的補角；所述左圖像處理器4與同步控制器I的輸入端信號連接，同步控制器I的輸出端與左攝像頭2、右攝像頭3的輸入端信號連接，左攝像頭2、右攝像頭3的輸出端分別與左圖像處理器4、右圖像處理器5 —一對應連接，且左圖像處理器4、右圖像處理器5之間信號連接。
[0024]所述電路板夾角Θ比鏡頭8的水平視角Φ的補角小3-5度。
[0025]所述左圖像處理器4、右圖像處理器5之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器4通過數(shù)字控制線與同步控制器I的輸入端信號連接，同步控制器I的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭2、右攝像頭3的輸入端信號連接，左攝像頭2、右攝像頭3的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器4、右圖像處理器5 —一對應連接。
[0026]所述左攝像頭2、右攝像頭3均包括鏡頭8與圖像傳感器9，且鏡頭8的底部通過圖像傳感器9與電路板相連接。
[0027]所述左電路板6、右電路板7均設置于車里的內(nèi)后視鏡處。
[0028]一種上述寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法依次包括以下步驟:
先由左圖像處理器4向同步控制器I輸出總開關量控制信號，再由同步控制器I將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭2、右攝像頭3，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭2、右攝像頭3同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭
2、右攝像頭3將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器4、右圖像處理器5，隨后，右圖像處理器5將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器4，最后，左圖像處理器4將其處理完的左攝像頭2的拍攝圖像與其接收的右攝像頭3的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。[0029]本發(fā)明的原理說明如下:
1、左、右攝像頭之間呈夾角布置:
參見圖1與圖2，本發(fā)明中的左、右攝像頭非平行設置，其中，左攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與左電路板相垂直、右攝像頭內(nèi)鏡頭的光軸與右電路板相垂直，左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角，該設計使得左、右攝像頭的光軸之間存在一個夾角，該夾角不僅利于充分發(fā)揮每臺攝像機的視野，使得整體視野近似于單臺攝像機的2倍，同時，“左電路板、右電路板之間形成的電路板夾角小于鏡頭的水平視角的補角的設計”能確保不存在交叉盲區(qū)，大大擴展了整個系統(tǒng)的視覺范圍。
[0030]具體應用時，整個裝置安裝在車輛擋風玻璃后內(nèi)后視鏡處，安裝時，各個零部件做完后就是一個整體，攝像頭、圖像處理模塊、同步控制器都集成在電路板上的，電路板外再罩個外殼和支架，然后固定在擋風玻璃后方。
[0031]2、左、右攝像頭同步觸發(fā)采集圖像:
參見圖3，本發(fā)明采用同步觸發(fā)的方式使左、右攝像頭同一時刻采集圖像，同步誤差小。實現(xiàn)同步觸發(fā)的關鍵在于同步控制器與各個零部件之間的線路連接，具體而言為:左圖像處理器、右圖像處理器之間通過串行接口信號(UARTTX、UARTRX)連接，左圖像處理器通過數(shù)字控制線(Digital Control)與同步控制器的輸入端信號連接，同步控制器的輸出端通過信號控制線(Syn_Control_l、Syn_Control_2)分別與左攝像頭、右攝像頭的輸入端信號連接，左攝像頭、右攝像頭的輸出端分別通過信號線(Video_l、Video_2)與左圖像處理器、右圖像處理器一一對應連接。
[0032]使用時，先由左圖像處理器輸出總開關量控制信號給同步控制器，再由同步控制器將其分成兩個支開關量控制信號以輸出給左、右攝像頭，從而控制左、右攝像頭同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭拍攝的圖像直接輸入給對應的左圖像處理器處理，右攝像頭拍攝的圖像直接輸入給右圖像處理器處理，且當右圖像處理器處理后，其將處理后的圖像也輸出給左圖像處理器，便于左圖像處理器將左、右攝像頭的拍攝圖像匯總以一并通過CAN總線輸出給報警器。
[0033]整個系統(tǒng)的對外輸出只有一個接口，以將數(shù)據(jù)傳給報警單元來提醒駕駛員危險的發(fā)生，這個唯一的接口就是左圖像處理器的外圍接口。雖然左圖像處理器還需要承擔同步控制功能以及整合處理結果并統(tǒng)一向外發(fā)送的功能，但這并不是說左圖像處理器比右圖像處理器重要，兩個圖像處理器的功能一樣的，都需要對本模塊的攝像頭數(shù)據(jù)進行處理，區(qū)別在于應用時以誰為主，從這個角度來說，左右視野是并列的。
[0034]實施例1:
參見圖1 -圖3，一種寬視野前視系統(tǒng)，包括同步控制器1、左攝像頭2、右攝像頭3、左圖像處理器4與右圖像處理器5，左圖像處理器4、左攝像頭2集成于左電路板6上，右圖像處理器5、右攝像頭3集成于右電路板7上，左攝像頭2、右攝像頭3的結構一致，均包括鏡頭8與圖像傳感器9，鏡頭8的底部通過圖像傳感器9與電路板相連接，左攝像頭2、右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸均與其成像平面相垂直，左攝像頭2內(nèi)鏡頭8的光軸與左電路板6相垂直設置，右攝像頭3內(nèi)鏡頭8的光軸與右電路板7相垂直設置，且左電路板6、右電路板7之間形成的電路板夾角Θ小于鏡頭8的水平視角Φ的補角；
所述左圖像處理器4、右圖像處理器5之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器4通過數(shù)字控制線與同步控制器I的輸入端信號連接，同步控制器I的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭2、右攝像頭3的輸入端信號連接，左攝像頭2、右攝像頭3的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器4、右圖像處理器5 —一對應連接。
[0035]一種上述寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，依次包括以下步驟:先由左圖像處理器4向同步控制器I輸出總開關量控制信號，再由同步控制器I將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭2、右攝像頭3，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭2、右攝像頭3同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭2、右攝像頭3將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器4、右圖像處理器5，隨后，右圖像處理器5將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器4，最后，左圖像處理器4將其處理完的左攝像頭2的拍攝圖像與其接收的右攝像頭3的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。
[0036]由上可見，本發(fā)明通過采用具有夾角的左、右攝像頭使得前視系統(tǒng)的視角范圍是普通攝像頭視角的近兩倍。參見圖4，圖4是現(xiàn)有的單攝像頭視覺范圍，最多達到32度，參見圖5，圖5是本發(fā)明的視角范圍，可達到60度左右，兩相比較，明顯可見本發(fā)明能夠獲取更多的車輛正前方和側前方信息，為后期的軟件算法提供了足夠的信息。
【權利要求】
1.一種寬視野前視系統(tǒng)，包括左攝像頭(2)、右攝像頭(3)與同步控制器(1)，所述左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的結構一致，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)內(nèi)鏡頭(8)的光軸均與其成像平面相垂直，且同步控制器(I)與左攝像頭(2)、右攝像頭(3)信號連接，其特征在于: 所述前視系統(tǒng)還包括左圖像處理器(4)與右圖像處理器(5)，左圖像處理器(4)、左攝像頭(2)集成于左電路板(6)上，右圖像處理器(5)、右攝像頭(3)集成于右電路板(7)上，左攝像頭(2)內(nèi)鏡頭(8)的光軸與左電路板(6)相垂直設置，右攝像頭(3)內(nèi)鏡頭(8)的光軸與右電路板(7)相垂直設置，且左電路板(6)、右電路板(7)之間形成的電路板夾角(Θ )小于鏡頭(8)的水平視角(Φ )的補角； 所述左圖像處理器(4)與同步控制器(I)的輸入端信號連接，同步控制器(I)的輸出端與左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸入端信號連接，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸出端分別與左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)—一對應連接，且左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)之間信號連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述電路板夾角(Θ)比鏡頭(8)的水平視角(Φ )的補角小3 - 5度。
3.根據(jù)權利要去I或2所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)之間通過串行接口信號連接，左圖像處理器(4)通過數(shù)字控制線與同步控制器(I)的輸入端信號連接，同步控制器(I)的輸出端通過信號控制線分別與左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸入端信號連接，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)的輸出端分別通過信號線與左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)—一對應連接。
4.根據(jù)權利要去I或2所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述左攝像頭(2)、右攝像頭(3)均包括鏡頭(8)與圖像傳感器(9)，且鏡頭(8)的底部通過圖像傳感器(9)與電路板相連接。
5.根據(jù)權利要去I或2所述的一種寬視野前視系統(tǒng)，其特征在于:所述左電路板(6)、右電路板(7)均設置于車里的內(nèi)后視鏡處。
6.一種權利要求1所述的寬視野前視系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述使用方法依次包括以下步驟: 先由左圖像處理器(4)向同步控制器(I)輸出總開關量控制信號，再由同步控制器(I)將其接收到的總開關量控制信號分成兩個支開關量控制信號以分別輸出給左攝像頭(2)、右攝像頭(3)，接收到支開關量控制信號后，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)同時拍攝圖像，拍攝后，左攝像頭(2)、右攝像頭(3)將其拍攝的圖像分別輸入給對應的左圖像處理器(4)、右圖像處理器(5)，隨后，右圖像處理器(5)將其處理后的圖像也輸出給左圖像處理器(4)，最后，左圖像處理器(4)將其處理完的左攝像頭(2)的拍攝圖像與其接收的右攝像頭(3)的拍攝圖像匯總，一并通過CAN總線輸出給報警器，此時，整個寬視野前視系統(tǒng)使用完畢。
【文檔編號】B60R11/04GK103974035SQ201410157081
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月19日 優(yōu)先權日:2014年4月19日
【發(fā)明者】樊景帥, 于濤, 張成海, 張峻熒, 尹韻 申請人:東風商用車有限公司
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