本發(fā)明涉及車輛視鏡替代系統(tǒng)，尤其涉及商用車輛視鏡替代系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在機(jī)動(dòng)車輛中，法律根據(jù)機(jī)動(dòng)車輛類型的不同，比如：摩托車、客車、貨車等，規(guī)定了其“視野”。機(jī)動(dòng)車輛中，必須采用一個(gè)間接視野顯示裝置來提供視野，并且必須保證駕駛員能夠通過間接視野顯示裝置始終看清周圍的環(huán)境，根據(jù)車輛類型的不同，不同法律對于駕駛員應(yīng)通過間接視野顯示裝置獲取的視野范圍要求有著不同的規(guī)定。在歐洲，這一視野范圍在un/ece法規(guī)no.46規(guī)定中有進(jìn)一步的描述。其他相關(guān)規(guī)定還包括iso16505。

對于商用車輛，例如卡車或運(yùn)載車輛，一般是在駕駛員側(cè)和乘客側(cè)安裝主視鏡，用來提供間接視野。通過主視鏡，車輛駕駛員能夠觀察到一段特定寬度的水平路面，這段路面從駕駛員眼點(diǎn)之后延伸一段規(guī)定距離直至隱入地平線。此外，車輛駕駛員還需通過此視鏡看到更寬的范圍，這段范圍從駕駛員眼點(diǎn)后一小段距離開始。這段法定面積，必須保證駕駛員能通過顯示間接視野的裝置持續(xù)的、實(shí)時(shí)的獲取，即視野。

目前，根據(jù)un/ece法規(guī)no.46規(guī)定所述的ii類視野，駕駛員側(cè)的外后視鏡（主視鏡）和乘客側(cè)的外后視鏡必須進(jìn)行調(diào)整，使得駕駛員能看到至少4m寬的水平路面，這段路面由平行于車輛垂直縱向中間平面并且通過駕駛員和乘客側(cè)車輛最遠(yuǎn)點(diǎn)的平面所界定，并延伸至駕駛員眼點(diǎn)后方20m。此外，駕駛員應(yīng)能夠看到從通過駕駛員兩眼點(diǎn)的垂面后方4m的點(diǎn)開始、寬1m、由平行于車輛垂直縱向中間平面并通過車輛最遠(yuǎn)點(diǎn)的平面所限定的路面。

除了這些主視鏡外，商用車輛還需要在車兩邊安裝可通過顯示或描畫的方式重現(xiàn)視野的廣角鏡。廣角鏡的視野是駕駛員眼點(diǎn)后在車輛縱軸方向延伸一段特定長度的區(qū)域，這部分區(qū)域比主視鏡看到的區(qū)域要寬，但僅沿著車輛延伸特定長度。這段區(qū)域根據(jù)un/ece法規(guī)no.46的視野iv（iv類視野）定義。

目前，根據(jù)un/ece法規(guī)no.46對iv類視野的定義，駕駛員一側(cè)的廣角外視鏡和乘客一側(cè)的廣角外視鏡應(yīng)使駕駛員可看到至少15m寬，由平行于車輛垂直縱向中間平面并且通過駕駛員一側(cè)車輛最遠(yuǎn)點(diǎn)的平面所界定，并延伸至駕駛員眼點(diǎn)后方至少10m~25m的水平路面部分。此外，駕駛員應(yīng)能夠看到從通過駕駛員兩眼點(diǎn)的垂面后方1.5m的點(diǎn)開始，寬4.5m，由平行于車輛垂直縱向中間平面并通過車輛最遠(yuǎn)點(diǎn)的平面所限定的路面。

如上所述，需要一個(gè)或多個(gè)視鏡來提供所述視野。但視鏡有一些缺陷，例如，視鏡僅顯示與視鏡和駕駛員同一側(cè)的物件，而視鏡后的物件就無法顯示。另外，平面玻璃構(gòu)成的視鏡僅能顯示一小部分區(qū)域，除非視鏡離駕駛員非常近。如果用凹凸鏡，又會帶來圖像失真。對于大型車輛，常常要在車輛外安裝七個(gè)或更多的視鏡，而這些視鏡大都是凹凸的鏡面，就算這樣，這些車輛的視野也仍有盲點(diǎn)。此外，駕駛員很難同時(shí)觀察那么多的視鏡。

進(jìn)來，越來越多的人利用相機(jī)系統(tǒng)作為間接視野捕獲裝置，或作為視鏡的替代裝置。在相機(jī)系統(tǒng)中，圖像傳感器需持續(xù)捕獲（檢測或存儲）圖像，圖像捕獲單元捕獲的（視頻）數(shù)據(jù)通過如支持單元進(jìn)行傳輸至駕駛座處的圖像顯示單元，或視情況在進(jìn)行進(jìn)一步處理后再傳輸至駕駛座處的圖像顯示單元。圖像顯示單元繪制相應(yīng)的法定視野，或多個(gè)視野，并視情況補(bǔ)充信息，如碰撞危險(xiǎn)、與其他物件的距離等。車輛周圍環(huán)境的視野對于駕駛員持續(xù)可視，并提供優(yōu)良的夜視模式，可帶來更靈活的安裝選擇，更大的視野范圍，更少的失真。

在這種情況下，持續(xù)的可視是指實(shí)時(shí)不間斷描繪視圖信息，即不會交替的顯示、隱藏視野，或覆蓋其他導(dǎo)致視野無法被完全看清的信息。因此，實(shí)時(shí)在顯示裝置上持續(xù)并顯示視野，這樣適用于所有車輛，只要引擎發(fā)動(dòng)，優(yōu)選也可耦合一個(gè)傳感器來提供相應(yīng)信號，如開門信號或開關(guān)信號。

us2013/0229519a1公開了一種自動(dòng)倒車顯示器，包括一個(gè)單攝像頭相機(jī)配置和一個(gè)雙攝像頭相機(jī)配置。再單攝像頭相機(jī)配置中，只要娛樂系統(tǒng)上安裝的娛樂屏幕一打開，或駕駛員將車輛倒轉(zhuǎn)，靠近后車牌照的第一相機(jī)就會將視野顯示在后視鏡上。在雙攝像頭相機(jī)配置中，當(dāng)娛樂屏幕打開，車頂附近的第二相機(jī)就會將視野顯示在后視鏡上。在雙攝像頭相機(jī)配置中，如果駕駛員將車輛倒轉(zhuǎn)，無論娛樂屏幕開或關(guān)，第一相機(jī)的視野都會取代當(dāng)前視野顯示在顯示器上。兩種配置下只要娛樂屏幕關(guān)閉（并且車輛未倒轉(zhuǎn)），后視鏡都會變成普通視鏡。

us7,463,381公開了一個(gè)方法，包括從至少一個(gè)車載視頻源選擇的視頻源視圖中檢測車輛事件。視頻源視圖可以通過展示模式顯示。這個(gè)方法可以將多個(gè)車輛事件與視頻源視圖或視頻展示模式關(guān)聯(lián)在一起。相關(guān)系統(tǒng)包括根據(jù)檢測的車輛事件邏輯顯示從多個(gè)車載視頻源獲取的視頻源視圖。這一系統(tǒng)包括指定的展示規(guī)則，其規(guī)則是可編輯和配置的。

現(xiàn)代視鏡為駕駛員提供了近乎完美的畫面。而司機(jī)可獲取的細(xì)節(jié)等級基于駕駛員的視力以及與物件的距離。采用相機(jī)系統(tǒng)，可通過多個(gè)參數(shù)影響細(xì)節(jié)等級，包括相機(jī)傳感器的分辨率，相機(jī)的視野，以及顯示器的分辨率，顯示器上顯示了多少個(gè)相機(jī)視圖，顯示器距離駕駛員有多遠(yuǎn)，以及駕駛員的視力。在上述參數(shù)的某些組合中，駕駛員能夠放大并清楚的看到更遠(yuǎn)的物件，而這些在視鏡中無法看到。在其他組合中，駕駛員觀察的某些區(qū)域可能分辨率很低，使駕駛員難以識別危險(xiǎn)交通狀況。

進(jìn)一步的，采用視鏡，駕駛員可以利用自然深度來看出鏡中視圖的三個(gè)維度。這對于駕駛員來說更容易理解自己相對于環(huán)境中物件的相對位置。當(dāng)采用常規(guī)二維顯示的相機(jī)系統(tǒng)時(shí)，駕駛員無法感知視圖的深度，這樣駕駛員就無法從圖像中看到的物件尺寸來判斷相關(guān)位置和速度。如果駕駛員放大或縮小這個(gè)圖像，會導(dǎo)致更難判斷。如果駕駛員可以進(jìn)行縮放操作，他很容易失去對環(huán)境物體距離的感知，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。

進(jìn)一步的，采用視鏡，駕駛員可通過移動(dòng)頭部來獲取不同的視野。這樣駕駛員可以看到更大范圍的視野，并且讓駕駛員輕松了解自身所處環(huán)境。相機(jī)系統(tǒng)使得駕駛員能夠俯瞰不同區(qū)域，但當(dāng)駕駛員視圖采用物理感知時(shí)容易失去對周圍環(huán)境的感知，如果駕駛員誤判了視野中的物件，或系統(tǒng)種顯示了不相關(guān)的區(qū)域，或沒顯示重要區(qū)域，這可能導(dǎo)致很危險(xiǎn)的情形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種視鏡替代系統(tǒng)，駕駛員可通過與本發(fā)明視鏡替代系統(tǒng)的交互來獲取需求的信息，同時(shí)可實(shí)時(shí)可靠地獲取法定視野。需求的信息是根據(jù)視野的適應(yīng)性設(shè)置，例如特定的分辨率、視野的對比度或視野內(nèi)特定的聚焦（縮放）。

上述目的可通過包含有權(quán)利要求1所述技術(shù)特征的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求中提供了優(yōu)選的實(shí)施方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案基于如下機(jī)理：根據(jù)駕駛員的偏好改進(jìn)圖像顯示單元（如顯示器）的顯示數(shù)據(jù)，這樣駕駛員就能在實(shí)時(shí)獲取法定視野的同時(shí)，對車輛四周環(huán)境獲得更好的空間和情景感知。要修改的用于圖像顯示單元進(jìn)行顯示的數(shù)據(jù)包括下述的一個(gè)或多個(gè)：縱橫比、縮放、顯示窗口的位置、分辨率、對比度、彎曲/去彎曲或添加圖形。為改進(jìn)展示給駕駛員的顯示圖像，也就是圖像數(shù)據(jù)，系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成駕駛員可以自行影響或調(diào)整圖像顯示單元上顯示的圖像特征，但這樣的調(diào)整必須在不影響法定視野的基礎(chǔ)上進(jìn)行。本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得駕駛員能夠在發(fā)動(dòng)引擎之前（也就是停車）或在駕駛期間調(diào)整設(shè)置。駕駛員傳感器接收駕駛員的輸入?yún)?shù)（要求、設(shè)置），并將接收的輸入?yún)?shù)作為駕駛員參數(shù)發(fā)送至運(yùn)算控制器（安全控制器）。

此類預(yù)設(shè)參數(shù)、駕駛員參數(shù)以及其他如法律要求等，共同定義了系統(tǒng)的運(yùn)算范圍，也就是說顯示的視野的運(yùn)算范圍相當(dāng)于在顯示器上顯示的視野的最低要求。如果所有顯示的視野都在運(yùn)算范圍內(nèi)，則系統(tǒng)整體處于自己的運(yùn)算范圍內(nèi)。運(yùn)算范圍可以基于多種預(yù)設(shè)規(guī)則定義，并且為了驗(yàn)證是否始終滿足這些預(yù)設(shè)規(guī)則，運(yùn)算范圍的定義可能包括離散規(guī)則和/或復(fù)雜的邏輯。運(yùn)算范圍對于所有可能發(fā)生的駕駛情況來說不一定相同，并且可能包括用于定義特殊駕駛情況下運(yùn)算范圍的子范圍。

運(yùn)算控制器進(jìn)一步定義了輸入圖像捕獲單元控制器（相機(jī)控制器、計(jì)算單元、cpu）的重組參數(shù)的重組范圍。作為本發(fā)明的一種可選方式，圖像捕獲單元控制器可定義重組參數(shù)的重組范圍，即圖像顯示單元上顯示前用于對捕獲的圖像進(jìn)行重組的那些參數(shù)。實(shí)際重組參數(shù)由系統(tǒng)設(shè)置，這樣系統(tǒng)就可以始終維持在運(yùn)算范圍內(nèi)，并且系統(tǒng)設(shè)置基于附加數(shù)據(jù)，如從車輛傳感器獲取的數(shù)據(jù)、從接受外部和/或用戶輸入?yún)?shù)的傳感器獲取的數(shù)據(jù)，如實(shí)際縮放參數(shù)。圖像顯示單元控制器也可接收從一個(gè)或多個(gè)圖像捕獲單元（相機(jī)）發(fā)送的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)重組參數(shù)將這些數(shù)據(jù)重組，使其適于在一個(gè)或多個(gè)圖像顯示單元上顯示。圖像顯示單元顯示的視野取決于重組參數(shù)，也就是說，圖像顯示單元顯示的數(shù)據(jù)是圖像捕獲單元捕獲的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)重組參數(shù)重組后獲取的數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)，特別是運(yùn)算控制器設(shè)置和決定重組參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重組的數(shù)據(jù)在顯示時(shí)會導(dǎo)致顯示視野不在位于定義的系統(tǒng)運(yùn)算范圍內(nèi)，也就是說顯示的圖像不再符合系統(tǒng)或用戶設(shè)定的要求，例如法律規(guī)定應(yīng)當(dāng)一直顯示的視野不在顯示的范圍內(nèi)時(shí)，重組參數(shù)會自動(dòng)被系統(tǒng)修改、覆蓋、阻止或修正，這樣就可確保顯示的視野和系統(tǒng)在運(yùn)算范圍內(nèi)。這意味著運(yùn)算控制器將重組參數(shù)控制在一個(gè)預(yù)設(shè)的重組參數(shù)的重組范圍內(nèi)。這樣就可隨時(shí)排除圖像顯示單元上顯示的圖像數(shù)據(jù)不在運(yùn)算范圍這一問題。該系統(tǒng)可幫助駕駛員始終清楚并有效的查看重要視野和信息，并且駕駛員能以最大的自由度觀察自己想看的視野和信息；同時(shí)該系統(tǒng)運(yùn)算確保在法定視野的范圍內(nèi)，并能滿足其他所有符合運(yùn)算范圍的系統(tǒng)需求。

該系統(tǒng)需要對視野以及駕駛員輸入?yún)?shù)進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)視，并持續(xù)判斷視野或其他（法律）要求和駕駛員的輸入?yún)?shù)是否匹配，并根據(jù)視野和駕駛員輸入?yún)?shù)實(shí)時(shí)校正用于在圖像顯示單元上進(jìn)行圖像顯示的數(shù)據(jù)的重組參數(shù)。圖像捕獲單元，比如相機(jī)系統(tǒng)，相對于視鏡系統(tǒng)來說允許駕駛員有更高的操作靈活性。因此。圖像捕獲單元必須確保駕駛員充分感知視鏡替代系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，并在安全狀況存在故障的情況下盡快使其回到安全狀態(tài)。也就是說，如果駕駛員輸入?yún)?shù)會導(dǎo)致圖像顯示單元顯示的圖像不再處于運(yùn)算范圍內(nèi)，例如不再顯示法定視野和/或不再顯示安全危險(xiǎn)狀況（如即將發(fā)生碰撞）和/或不再滿足系統(tǒng)運(yùn)算范圍內(nèi)的其他系統(tǒng)要求，該系統(tǒng)會覆蓋駕駛員輸入?yún)?shù)。

上述的視鏡替代系統(tǒng)不僅可用在車輛，尤其是商用車輛中，也可用于客車。該系統(tǒng)可用作視鏡替代系統(tǒng)，例如，可擁有商用車輛的主視鏡和廣角鏡的數(shù)據(jù)分辨率和法定視野，同時(shí)允許駕駛員簡便輕松的導(dǎo)航至周圍環(huán)境的不同視野，而不影響駕駛員的空間和情景感知。

此外，運(yùn)算控制器還可用于定義重組參數(shù)的重組范圍，這樣就可確保通過重組參數(shù)重組的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的運(yùn)算范圍內(nèi)。作為本發(fā)明的一種可選方式，圖像捕獲單元控制器或其他合適單元可定義重組參數(shù)的重組范圍。

運(yùn)算控制器和圖像捕獲單元控制器可以是用于定義重組參數(shù)的重組范圍的單個(gè)控制器。運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器可包含在車輛的一個(gè)電子控制裝置（ecu）中和/或一個(gè)基于半導(dǎo)體技術(shù)的微控制器。原則上，圖像捕獲單元可用于執(zhí)行運(yùn)算控制器的所有任務(wù)，或額外加入或替代運(yùn)算控制器。所有組件包括一個(gè)或多個(gè)顯示單元、圖像捕獲單元控制器、圖像捕獲單元、運(yùn)算控制器，都可單獨(dú)或組合提供。優(yōu)選的，可將這些組件集成在一個(gè)車載計(jì)算機(jī)和/或駕駛員輔助系統(tǒng)中。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的視野相當(dāng)于un/ece法規(guī)no.46后視鏡相關(guān)定義中的主視鏡和/或廣角鏡的視野。也就是說，圖像捕獲單元用于捕獲相當(dāng)于主視鏡（視野ii）和/或廣角鏡（視野iv）的圖像。容易想到的是，有兩個(gè)圖像捕獲單元時(shí)，其中一個(gè)用于捕獲相當(dāng)于主視鏡（視野ii）的圖像，則另一個(gè)用于捕獲相當(dāng)于廣角鏡（視野iv）的圖像。

優(yōu)選的，運(yùn)算控制器用于根據(jù)顯示視野的法律要求以及車輛尺寸定義運(yùn)算范圍。法律要求可包括歐洲經(jīng)濟(jì)委員會制定的un法規(guī)，如un/ece法規(guī)no.46中對后視鏡的規(guī)定?？梢韵氲降氖牵\(yùn)算控制器用于根據(jù)法規(guī)定義運(yùn)算范圍，比如iso標(biāo)準(zhǔn)，如iso16505，其中對最小和/或最大對比度的規(guī)定，對亮度和分辨率的規(guī)定，還有一些客戶車輛規(guī)定。進(jìn)一步的，說書運(yùn)算控制器還基于車輛參數(shù)定義運(yùn)算范圍，比如是否有拖箱，用于定義運(yùn)算范圍的數(shù)據(jù)越多，運(yùn)算范圍越精確，隨后便可定義重組參數(shù)的重組范圍。運(yùn)算范圍還可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)用戶輸入來定義，比如顯示圖像的縮放、分辨率、對比度的最低要求。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，視鏡替代系統(tǒng)中還設(shè)置有至少一個(gè)車輛傳感器，用于檢測車輛參數(shù)信息，運(yùn)算控制器用于根據(jù)從至少一個(gè)車輛傳感器中獲取的車輛參數(shù)控制重組參數(shù)。車輛參數(shù)優(yōu)選包括車輛方向、車輛速度、車輛位置、是否有拖箱和/或駕駛員控制信息。駕駛員控制信息可以是信號燈、油門或剎車控制（加速量或減速量）、前燈控制等中的一個(gè)或多個(gè)。車輛參數(shù)還可包括駕駛員的相關(guān)信息，比如當(dāng)前的駕駛座位置、駕駛員的眼睛是否完全睜開或者半合眼、駕駛員是否看起來疲倦、駕駛員身高和/或體重、以及其他可利用車輛內(nèi)的傳感器自動(dòng)檢測的參數(shù)，特別是用于當(dāng)前活動(dòng)駕駛員監(jiān)控的傳感器。至少一個(gè)車輛傳感器加上至少一個(gè)駕駛員傳感器可使得對重組參數(shù)的重組范圍的定義更加精確。

作為一種附加的或可選擇的實(shí)施方式，運(yùn)算控制器用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)用戶輸入?yún)?shù)定義重組參數(shù)，優(yōu)選縮放、分辨率和/或?qū)Ρ榷仍O(shè)置和/或附加的圖形輸入和/或覆蓋輸入。

作為一種附加的或可選擇的實(shí)施方式，運(yùn)算范圍不同駕駛情況下有所不同，運(yùn)算控制器分別選擇特定駕駛情況下的運(yùn)算范圍來定義重組范圍。可選的合適參數(shù)可以基于車輛傳感器捕獲的車輛狀態(tài)或天氣狀況，例如打開霧燈或雨刮器，和/或基于附加傳感器，如溫度傳感器獲取。駕駛情況可包括前進(jìn)或后退、速度、齒輪等。另一方面，這些參數(shù)也可用于設(shè)置重組參數(shù)，即不再根據(jù)特定情況的運(yùn)算范圍預(yù)設(shè)選擇。

優(yōu)選的，所述視鏡替代系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)圖像分析單元，用于根據(jù)駕駛員輸入?yún)?shù)信息和/或車輛參數(shù)信息，對從至少一個(gè)圖像捕獲單元捕獲的一個(gè)或多個(gè)圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。也就是說，圖像分析單元根據(jù)至少一個(gè)圖像捕獲單元捕獲的數(shù)據(jù)分析是否存在可用于在圖像顯示單元中顯示的數(shù)據(jù)，或根據(jù)相應(yīng)的駕駛員輸入?yún)?shù)或要求，或車輛參數(shù)信息，對圖像進(jìn)行增強(qiáng)或調(diào)整。

優(yōu)選的，運(yùn)算控制器用于從外部存儲媒介接收交通信息數(shù)據(jù)，所述外部存儲媒介可為服務(wù)器、交通數(shù)據(jù)查找表和/或交通數(shù)據(jù)庫，包括利用v2v或v2x無線通信獲取信息。運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器用于根據(jù)交通信息數(shù)據(jù)生成顯示信息，例如，運(yùn)算控制器接收一個(gè)或多個(gè)該區(qū)域的本地限速信息、本地交通信息、繞行道路和/或即將到達(dá)的公路出口的信息。這樣可以對重組參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，也可讓系統(tǒng)能夠及時(shí)調(diào)整駕駛員對預(yù)設(shè)信息的控制。也就是說，運(yùn)算控制器還可作為高級駕駛員輔助系統(tǒng)（adas），通過adas可提高駕駛員和環(huán)境的安全性，以及駕駛員的舒適性。采用adas也是一種更經(jīng)濟(jì)的駕駛選擇。

進(jìn)一步的，運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器還用于從一個(gè)或多個(gè)距離傳感器單元接收附加的傳感器數(shù)據(jù)，并利用附加的傳感器數(shù)據(jù)生成顯示信息。優(yōu)選的，運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器接收的附加傳感器數(shù)據(jù)還包括從其他圖像捕獲單元和/或控制單元的對象識別結(jié)果。例如，所述附加傳感器數(shù)據(jù)可以包括從radar（雷達(dá)）或lidar（激光雷達(dá)）系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器用于基于安全信息定義重組參數(shù)的重組范圍，所述安全信息優(yōu)選碰撞預(yù)測信息，包括障礙物相關(guān)信息，運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器還用于利用附加的傳感器數(shù)據(jù)生成顯示信息。例如，運(yùn)算控制器向駕駛員提供障礙物相關(guān)信息，如騎自行車的人，在圖像顯示單元上以高亮的形式顯示和/或利用警報(bào)表示。這一安全信息可以通過對捕獲的圖像進(jìn)行圖像分析獲取，或通過車輛上的距離傳感器獲取。

優(yōu)選的，運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器安裝于同一硬件中，但可以在獨(dú)立的軟件中。運(yùn)算控制器和/或圖像捕獲單元控制器可采用通用外殼以便于生產(chǎn)，這樣也可以降低成本。容易想到，如果運(yùn)算控制器和圖像捕獲單元控制器為一個(gè)單獨(dú)的控制器，則兩者在同一硬件及軟件中。

優(yōu)選的，駕駛員傳感器包括下述的一個(gè)或多個(gè)：至少一個(gè)觸摸板、眼動(dòng)跟蹤裝置、聲控裝置、杠桿、搖桿和/或按鈕。優(yōu)選的，駕駛員傳感器自動(dòng)檢測駕駛員輸入?yún)?shù)（如通過眼動(dòng)跟蹤裝置持續(xù)監(jiān)測駕駛員眼部動(dòng)作獲取的輸入?yún)?shù)）或通過駕駛員自身自行輸入?yún)?shù)（如通過駕駛員的特定動(dòng)作進(jìn)行輸入，如觸摸板、杠桿或搖桿）。自動(dòng)檢測駕駛員要求需要駕駛員傳感器持續(xù)監(jiān)視和檢測的行為，如眼動(dòng)跟蹤。接收當(dāng)前活動(dòng)駕駛員要求需要駕駛員選擇一個(gè)或多個(gè)上述控制單元，如用一個(gè)觸摸板向運(yùn)算控制器輸入信息，并因此對在圖像顯示單元上顯示的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

優(yōu)選的，運(yùn)算控制器用于確保特定圖像捕獲單元的視圖滿足最小特征分辨率。例如，運(yùn)算范圍包括每個(gè)視圖能讓駕駛員清楚看到的最小尺寸/分辨率，運(yùn)算控制器持續(xù)計(jì)算每個(gè)視圖的尺寸/分辨率，使得駕駛員能清楚的看到每一幅圖。駕駛員可以在一個(gè)顯示器上顯示一幅、兩幅、三幅或多幅圖像捕獲單元捕獲的圖像，但如果駕駛員試圖放大某個(gè)特定圖像捕獲單元捕獲的圖像，導(dǎo)致超出運(yùn)算范圍，運(yùn)算控制器會覆蓋該圖像捕獲單元控制器，阻止進(jìn)一步放大。如果駕駛員試圖縮小顯示器上某個(gè)特定圖像捕獲單元捕獲的圖像，來給其他圖像捕獲單元捕獲的圖像騰出空間，運(yùn)算控制器將覆蓋這些操作，來控制圖像尺寸/分辨率在運(yùn)算范圍內(nèi)。運(yùn)算控制器可將顯示器到駕駛員眼睛的距離、顯示器的分辨率、駕駛座的光線條件等也納入考慮的范圍。

作為一種附加的或可選擇的實(shí)施方式，運(yùn)算范圍可包括，駕駛員想在至少一個(gè)圖像顯示單元上始終看到的特征視圖（期望特征）。期望特征可包括大型卡車拖箱的一側(cè)、拖箱的后邊緣或已檢測到的車輛的圖片，如通過雷達(dá)傳感器檢測。如果駕駛員試圖平移或縮放圖像捕獲單元捕獲的圖像，而這些操作導(dǎo)致遮擋了特征視圖，運(yùn)算控制器會覆蓋這些操作，來控制特征視圖處于系統(tǒng)運(yùn)算范圍內(nèi)。如果運(yùn)算控制器確定圖像捕獲單元提供了運(yùn)算范圍所需的最佳特征視圖，而駕駛員目前并未查看圖像捕獲單元收集的數(shù)據(jù)，運(yùn)算控制器無需駕駛員干預(yù)即可在顯示器上顯示該最佳特征視圖。如果駕駛員試圖顯示其他圖像顯示單元收集的圖像顯示數(shù)據(jù)，或移動(dòng)顯示的圖像導(dǎo)致遮擋特征視圖，運(yùn)算控制器會覆蓋經(jīng)駕駛員輸入?yún)?shù)選擇的重組參數(shù)，來維持重組參數(shù)在重組范圍內(nèi)，以確保系統(tǒng)處于運(yùn)算范圍內(nèi)。如果駕駛員試圖打開圖形覆蓋，或在顯示器上打開其他信息，導(dǎo)致其覆蓋或取代了特征視圖，運(yùn)算控制器將根據(jù)運(yùn)算范圍覆蓋這些駕駛員輸入操作。

作為一種附加的或可選擇的實(shí)施方式，運(yùn)算控制器用于通過調(diào)整亮度和/或?qū)Ρ榷葋碓鰪?qiáng)需求的期望特征。優(yōu)選增強(qiáng)視圖的特定區(qū)域，例如，如果調(diào)整亮度和/或?qū)Ρ榷瓤梢允蛊谕卣鞲菀鬃R別，并且最小辨識度滿足運(yùn)算范圍。如果基于駕駛員輸入獲取的重組參數(shù)試圖在夜間降低顯示器的亮度或?qū)Ρ榷葋硖岣哐鄄渴孢m度，則運(yùn)算控制器識別一個(gè)或多個(gè)從背后接近的車輛，或前方道路的障礙物，并調(diào)整亮度和對比度的設(shè)置至容易識別障礙物所必須的最低水平，即運(yùn)算范圍內(nèi)的最低水平。根據(jù)定義運(yùn)算范圍的需要，必要時(shí)運(yùn)算控制器也可人工調(diào)整視圖的某些特定區(qū)域的對比度。例如，如果駕駛員試圖變道，而目的車道已經(jīng)有車輛，運(yùn)算控制器將增加視圖中另一輛車的對比度，同時(shí)降低周圍其他環(huán)境的對比度，使得車輛更容易識別。必要時(shí)，運(yùn)算控制器還可無視駕駛員的輸入?yún)?shù)，人為的增強(qiáng)快速移動(dòng)的車輛或其他期望特征的對比度和亮度，來維持系統(tǒng)操作在運(yùn)算范圍內(nèi)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，該系統(tǒng)還可在圖像顯示單元如顯示器上顯示附加的信息，優(yōu)選采用圖形覆蓋的方式疊加。優(yōu)選的，運(yùn)算控制器用于輔助駕駛員維持空間和情景感知，同時(shí)通過通知圖像捕獲單元控制器在圖像顯示單元上繪制相應(yīng)的圖形標(biāo)記，來對圖像顯示單元顯示的圖像進(jìn)行平移或縮放，這時(shí)必須保證系統(tǒng)維持在運(yùn)算范圍內(nèi)。運(yùn)算控制器用于識別駕駛員是否正試圖放大圖像顯示單元視圖中某個(gè)很小的物件，并通知圖像捕獲單元控制器在不同距離處繪制覆蓋圖形標(biāo)記，顯示駕駛員期望的物件比例，并且所述操作應(yīng)確保在運(yùn)算范圍內(nèi)。此外，運(yùn)算控制器基于gps、glonass、伽利略定位系統(tǒng)或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、速度、其他傳感器、與其他車輛的無線通信（v2v）、或其他可選信息來計(jì)算所述距離，并按照運(yùn)算范圍的要求，通知圖像捕獲單元控制器在顯示器上顯示這些數(shù)值。此外，運(yùn)算控制器還用于識別駕駛員平移特定圖像捕獲單元的視圖，并且運(yùn)算控制器通知圖像捕獲單元控制器在顯示屏上繪制圖形標(biāo)記，顯示駕駛員車輛相關(guān)的活動(dòng)區(qū)域，或?yàn)闈M足運(yùn)算范圍，顯示整個(gè)圖像捕獲單元視野相關(guān)的活動(dòng)區(qū)域。

重組參數(shù)優(yōu)選包括下述中的一個(gè)或多個(gè)：縱橫比、縮放、提取圖片的顯示窗口的位置、分辨率、對比度、彎曲/去彎曲或創(chuàng)建、添加覆蓋圖形或其他增強(qiáng)功能。其他增強(qiáng)功能可包括在一幅圖像上添加一個(gè)或多個(gè)圖像。重組參數(shù)包含的信息越多，在顯示器上可顯示的期望特征和必要特征就越多，駕駛員的空間和情景感知也更好。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，圖像捕獲單元直接連接至運(yùn)算控制器，來向運(yùn)算控制器提供車輛周圍或內(nèi)部環(huán)境的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)，例如，通過一個(gè)附加的乘客圖像捕獲單元來觀察乘客，如：應(yīng)用在校車中時(shí)。作為本發(fā)明的一種可選方式，圖像捕獲單元也可直接連接至圖像捕獲單元控制器，來向圖像捕獲單元控制提供實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)。在只有一個(gè)控制器的情況下，圖像捕獲單元控制器直接連接至該單個(gè)控制器。

下面結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述視鏡替代系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的視鏡替代系統(tǒng)的細(xì)化結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是基于駕駛員參數(shù)和車輛參數(shù)改變重組參數(shù)的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的車輛（圖中未顯示）視鏡替代系統(tǒng)1，所述視鏡替代系統(tǒng)1安裝在車輛上，視鏡替代系統(tǒng)1包括一個(gè)安裝在車輛外部的圖像捕獲單元2，一個(gè)運(yùn)算控制單元3，一個(gè)圖像捕獲單元控制器6和一個(gè)圖像顯示單元7，圖像顯示單元7的安裝位置要確保駕駛員坐在駕駛座椅上即可方便的查看圖像顯示單元7。運(yùn)算控制單元3和圖像捕獲單元2及圖像捕獲單元控制器6相連接；圖像捕獲單元控制器6和圖像顯示單元7相連接。圖像捕獲單元2也可與圖像捕獲單元控制器6連接。

所述圖像捕獲單元2，例如相機(jī)或圖像傳感器，用于捕獲相當(dāng)于主視鏡（視野ii）以及廣角鏡（視野iv）顯示的圖像。如圖1中虛線所示，也可設(shè)置兩個(gè)或更多的圖像捕獲單元2。所述一個(gè)或兩個(gè)圖像捕獲單元2為相機(jī)?？捎糜谧鳛閳D像捕獲單元2的適配的相機(jī)，可以是數(shù)碼攝像機(jī)，如ccd或cmos傳感器相機(jī)，優(yōu)選采用高清（hd）分辨率。此外，其他可監(jiān)控法定視野的相機(jī)也可用作圖像捕獲單元2。

在圖像捕獲單元2為一個(gè)或兩個(gè)相機(jī)的情況下，圖像捕獲單元6為相機(jī)控制器。

圖像顯示單元7為顯示器，優(yōu)選為lcd，tft或led顯示器。顯示器可以以駕駛員可視的形式安裝在車輛內(nèi)部或外部。對于顯示器7安裝在車輛內(nèi)部的情形，所述顯示器可配置觸摸屏，駕駛員可通過使用單個(gè)或多個(gè)手指、手掌或手勢輸入信息。其他可投影車輛a柱或車輛其他結(jié)構(gòu)的圖像顯示設(shè)備，也可以作為圖像顯示單元7使用。

進(jìn)一步的，運(yùn)算控制器3還連接駕駛員傳感器4，通過駕駛員和駕駛員傳感器4的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算控制器3和車輛的互動(dòng)。優(yōu)選的，駕駛員傳感器4檢測和/或接收駕駛員（駕駛員參數(shù)）輸入的數(shù)據(jù)，并且檢測、接收車輛參數(shù)。

運(yùn)算控制器3接收一個(gè)或多個(gè)相機(jī)2發(fā)送的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)。如果一個(gè)和多個(gè)相機(jī)2連接相機(jī)控制器6，運(yùn)算控制器3接收相機(jī)控制器6發(fā)送的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)。

如圖2所示，駕駛員傳感器4將基于駕駛員輸入獲取的駕駛員參數(shù)8發(fā)送至運(yùn)算控制器3。例如，駕駛員使用杠桿、搖桿或按鈕進(jìn)行縮放操作，改變顯示窗口的位置，調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)顯示圖像的分辨率，或也可通過眼動(dòng)跟蹤、聲控、預(yù)設(shè)偏好選項(xiàng)、在顯示器7觸摸板輸入或通過獨(dú)立的觸摸板向運(yùn)算控制器3輸入駕駛員參數(shù)。這些偏好選項(xiàng)包括駕駛員在特定顯示器上想看到或不想看到的內(nèi)容，以及他想怎樣看到這些內(nèi)容。

車輛傳感器5將基于車輛信息或車輛運(yùn)行狀態(tài)獲取的車輛參數(shù)9發(fā)送至運(yùn)算控制器3。所述車輛信息可包括車輛行駛方向、車輛速度、車輛位置、是否有拖箱，也可包括天氣狀況如驅(qū)動(dòng)表面的干濕性、外部溫度。車輛運(yùn)行狀態(tài)可包括驅(qū)動(dòng)控制狀態(tài)如轉(zhuǎn)換開關(guān)信號、踩下剎車或油門。

運(yùn)算控制器3定義系統(tǒng)的運(yùn)算范圍以及重組參數(shù)10相應(yīng)的重組范圍，并將重組參數(shù)10發(fā)送至相機(jī)控制器6。重組范圍是指重組參數(shù)10必須始終限制在一個(gè)范圍內(nèi)以確保駕駛員可以看到法定視野或其他預(yù)設(shè)信息；即，確保系統(tǒng)維持在運(yùn)算范圍內(nèi)，顯示的視圖要維持在運(yùn)算范圍內(nèi)。

運(yùn)算范圍的定義可包括法規(guī)、車輛參考及車輛一個(gè)或多個(gè)圖像捕獲單元的圖片的顯示要求。法規(guī)可包括iso標(biāo)準(zhǔn)，如iso16505；歐洲經(jīng)濟(jì)委員會制定的un法規(guī)，如un/ece法規(guī)no.46中對后視鏡的規(guī)定，以及一些客戶車輛規(guī)定。車輛參考可包括車輛尺寸，是否有拖箱等。

圖像捕獲單元可為相機(jī)2，或一個(gè)或多個(gè)乘客相機(jī)。重組參數(shù)10可包括改變縱橫比、縮放、顯示窗口的位置、分辨率、對比度、彎曲/去彎曲以及通信協(xié)議、物理通信媒體，也可包括創(chuàng)建或添加圖形，或其他增強(qiáng)功能。

相機(jī)控制器6用于根據(jù)從運(yùn)算控制器3獲取的重組參數(shù)將從相機(jī)2獲取的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)重組，使其變換為可在顯示器7上顯示的格式，并將重組后的數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示器7。顯示器7顯示從相機(jī)控制器6獲取的重組數(shù)據(jù)。顯示器7可將一個(gè)或多個(gè)相機(jī)2捕獲的圖像數(shù)據(jù)在顯示器的不同區(qū)域同時(shí)顯示，優(yōu)選的，不同圖像可分別進(jìn)行平移和縮放配置。也可采用分屏的方式顯示圖像。此外，還可以采用多個(gè)顯示器7，每個(gè)顯示器顯示單個(gè)相機(jī)或多個(gè)相機(jī)的視圖。

圖3是根據(jù)駕駛員參數(shù)8和車輛參數(shù)9變化的重組參數(shù)隨時(shí)間（圖3的橫坐標(biāo)軸）變化示意圖。重組參數(shù)10的重組范圍在垂直方向（圖3的上下方向）上延伸，并且有上下限（以實(shí)線表示）。重組參數(shù)必須始終維持限制在運(yùn)算范圍/重組范圍內(nèi)，即圖3的上下限間。下限為在運(yùn)算范圍內(nèi)在較低的水平線上延伸的線。在操作范圍的上限和下限之間，車輛參數(shù)9和重組參數(shù)10以波浪線的形式從左向右，也就是沿水平方向延伸。左右方向（橫坐標(biāo)軸）相當(dāng)于時(shí)間。重組參數(shù)10用粗實(shí)線表示，車輛參數(shù)9用虛線表示?；隈{駛員參數(shù)8計(jì)算的重組參數(shù)除圖中虛線所示的低于運(yùn)算范圍下限的面積11部分外，和實(shí)際重組參數(shù)10一致，

如圖3所示的車輛和重組參數(shù)9、10的典型分布中，基于車輛參數(shù)9對顯示的圖像進(jìn)行的修改也需使得圖像始終維持在運(yùn)算范圍內(nèi)。基于駕駛員參數(shù)8計(jì)算的重組參數(shù)10始終限制在重組參數(shù)10的允許范圍內(nèi)，除非駕駛員參數(shù)8使得重組參數(shù)10超出重組范圍，即圖3所示的低于運(yùn)算范圍下限。在駕駛員參數(shù)8在運(yùn)算范圍內(nèi)的情況下，不需要對駕駛員參數(shù)8作進(jìn)一步修改即可作為重組參數(shù)10使用，也就是說，駕駛員關(guān)于圖像顯示單元7的顯示需求不需經(jīng)過修改就可完全接受。而在駕駛員參數(shù)8低于下限，也就是超出運(yùn)算范圍（圖3中虛線所示的面積）時(shí)，基于駕駛員參數(shù)獲取的重組參數(shù)會導(dǎo)致顯示的圖像不那么令人滿意，也就是說不滿足法定需求，例如：一個(gè)或多個(gè)駕駛員分別通過輸入?yún)?shù)來調(diào)整圖像顯示單元7上顯示的圖像，從而導(dǎo)致超出運(yùn)算范圍，此時(shí)，運(yùn)算控制器3基于駕駛員輸入?yún)?shù)實(shí)時(shí)計(jì)算輸入?yún)?shù)是否滿足在運(yùn)算范圍內(nèi)這一條件，如果不滿足，則在將駕駛員參數(shù)8用作操作參數(shù)10之前修改參數(shù)，如圖3所示，通過將重組參數(shù)10部分實(shí)線與重組/運(yùn)算范圍下限的邊界統(tǒng)一，使得重組參數(shù)10始終維持在重組/運(yùn)算范圍內(nèi)。

舉例來說，如果在一個(gè)顯示器7上顯示兩個(gè)或更多相機(jī)2拍攝的圖像，則運(yùn)算控制器3實(shí)時(shí)計(jì)算每幅圖像的大小，使得駕駛員能清楚的看到每一幅圖。如果駕駛員想要進(jìn)一步放大某個(gè)特定相機(jī)2拍攝的圖像，運(yùn)算控制器3會覆蓋相機(jī)控制器并阻止進(jìn)一步放大。如果駕駛員想要縮小顯示器7上某個(gè)特定相機(jī)拍攝的圖像，來給其他相機(jī)2拍攝的圖像騰出空間，運(yùn)算控制器3將覆蓋這些操作，來控制圖像分辨率在期望的運(yùn)算范圍內(nèi)。運(yùn)算控制器3可以將駕駛員到顯示器7的距離，顯示器7的分辨率，駕駛室當(dāng)時(shí)的光照條件等納入考慮范圍。超出運(yùn)算范圍意味著駕駛員無法查看必要的運(yùn)算范圍，也就意味著駕駛員無法對車輛周圍的環(huán)境保持充分的空間和情景感知。超出運(yùn)行范圍的區(qū)域在圖3中以陰影表示，圖中的參考序號為11。

如圖3所示，如果駕駛員參數(shù)8導(dǎo)致超出運(yùn)算范圍，運(yùn)算控制器3將覆蓋駕駛員參數(shù)8，來幫助駕駛員在對顯示器7進(jìn)行不適當(dāng)更改時(shí)保持空間和情景感知。也就是說，運(yùn)算控制器3是作為駕駛員參數(shù)8的校正單元，并將駕駛員參數(shù)8進(jìn)行校正，來保證運(yùn)算始終在運(yùn)算范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，運(yùn)算控制器3覆蓋駕駛員參數(shù)8，使得重組參數(shù)10不低于其下限，而是沿著運(yùn)算范圍下限運(yùn)行。這樣一來，運(yùn)算控制器3就可利用改變后的車輛參數(shù)9和駕駛員參數(shù)8來計(jì)算視鏡替代系統(tǒng)1是否在在正確的運(yùn)算范圍內(nèi)，并控制重組參數(shù)10將運(yùn)算維持在運(yùn)算范圍內(nèi)。該系統(tǒng)可幫助駕駛員始終清楚并有效的查看重要視野和信息，并且駕駛員能以最大的自由度觀察自己想看的視野和信息；同時(shí)該系統(tǒng)運(yùn)算確保在法定視野的范圍內(nèi)。

圖3中可以看出，重組范圍不一定是一直完全相同的。圖3所示重組范圍的水平邊界并不是直的，可能與直線存在偏差，這個(gè)偏差可能是由車輛參數(shù)需要適應(yīng)重組范圍變化而引起的。這意味著駕駛員參數(shù)8必須始終保持在這一“移位區(qū)域”內(nèi)，來保證運(yùn)算控制在運(yùn)算范圍內(nèi)。

上述具體描述中公開的特征組合和步驟僅用于說明本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，并非對本發(fā)明的限制。應(yīng)當(dāng)說明，上述的各項(xiàng)典型技術(shù)特征的代表性實(shí)施例，以及本發(fā)明的各項(xiàng)獨(dú)立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求，均可以以其他未在本發(fā)明中明確列舉的方式進(jìn)行組合、修改、修飾，來提供其他有用的實(shí)施例。

說明書和/或權(quán)利要求書公開的所有技術(shù)特征均是為了原始文本的充分公開而彼此獨(dú)立的公開，實(shí)施例和/或權(quán)利要求書中公開的技術(shù)特征的組合對本發(fā)明也不存在限制。此外，所有數(shù)值范圍或指示均是為了原始文本的公開充分而公開，并不視為對本發(fā)明的限制。

參考序號列表

1.視鏡替代系統(tǒng)mirrorreplacementsystem

2.圖像捕獲單元（相機(jī)）imagecapturingunit(camera)

3.運(yùn)算控制器operationcontroller

4.駕駛員傳感器driversensor

5.車輛傳感器vehiclesensor

6.圖像捕獲單元控制器（相機(jī)控制器）imagecapturingunitcontroller(cameracontroller)

7.圖像顯示單元（顯示器）imagedisplayunit(monitor)

8.駕駛員參數(shù)driverparameter

9.車輛參數(shù)vehicleparameter

10.重組參數(shù)reformattingparameter

11.運(yùn)算范圍外區(qū)域areaoutsideoftheoperatingrange