專利名稱：可同時看見車身及四周環(huán)境的倒車后視裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可同時看見車身及四周環(huán)境的倒車后視裝置。
二背景技術(shù)：
目前，有的倒車后視裝置，只是在車尾安裝一個攝像頭，把車后環(huán)境影像傳輸?shù)角?面顯示屏上，駕駛員看到的是與車身隔離的車后環(huán)境，看不到車身與環(huán)境的關(guān)系。有的 是根據(jù)汽車定位系統(tǒng)測量的位置坐標(biāo)，控制一個代表車體大小的車身模型運動，模擬倒 車軌跡，把攝像頭拍攝的環(huán)境照片直接與車模的運動軌跡疊加，當(dāng)車模運動到照片邊緣， 調(diào)用另一張對應(yīng)照片。其問題是，攝像頭拍攝車后的環(huán)境照片是一個時間，當(dāng)汽車運動 到該照片環(huán)境某一位置時是另一時間，與拍攝照片的時間有一定間隔，在這個時間間隔 期間，照片范圍內(nèi)的實際環(huán)境有可能變化，比如有運動物體進(jìn)入，但是，在顯示屏上卻 看不到，存在安全隱患。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過縮短環(huán)境照片拍攝與車身運動到照片環(huán)境中的時間間隔，使車 身下的照片環(huán)境與實際環(huán)境始終一致，同時拼接車后的環(huán)境影像，提供一種可同時看見 車身及四周環(huán)境的倒車后視裝置。
本發(fā)明實現(xiàn)的方法是把顯示屏分為影像和照片兩個顯示窗口，分別顯示環(huán)境影像 和環(huán)境照片，在照片窗口，只選用靠近車尾的窄幅環(huán)境照片，再通過車身與照片間關(guān)系， 把照片依次拼接顯示，形成車身下的整個環(huán)境照片；在影像窗口，顯示車后活動環(huán)境影 像，進(jìn)而形成車身四周的完整環(huán)境。
本發(fā)明的組成包括控制器、與控制器分別相連的攝像頭、汽車定位裝置、顯示器。 方法程序是
控制器接收定位裝置發(fā)送的位置坐標(biāo)，計算車速、車身位移、車身方向角度； 控制器接收攝像頭攝取的車后環(huán)境活動影像，發(fā)送顯示屏影像窗口顯示；
當(dāng)車速(或位移)大于零時，控制器向攝像頭發(fā)送第一次拍攝指令，同時控制器向 顯示屏照片窗口發(fā)送代表車體大小的車身模型；
控制器接收攝像頭發(fā)送的照片，根據(jù)當(dāng)前車身位置及方向，計算照片中的環(huán)境位置
及方向；
控制器根據(jù)拍攝時的車身位置坐標(biāo)及方向關(guān)系，把照片發(fā)送到顯示屏照片窗口顯示; 控制器根據(jù)車身位移(或時間)向攝像頭發(fā)送后續(xù)拍攝指令，循環(huán)執(zhí)行。 本發(fā)明的方法程序具有如下有益效果
由于環(huán)境照片拍攝的時間與車身運動到照片環(huán)境中的時間間隔很短，使車身下的照
片環(huán)境與實際環(huán)境不會有變化；同時，影像窗口拼接的車后環(huán)境是活動影像，可監(jiān)視活 動物體。這樣，即可同時看見車身及四周環(huán)境，又消除了安全隱患。 四、具體實施例
本發(fā)明的組成包括攝像頭、汽車定位裝置、控制器、顯示器。
攝像頭安裝在汽車尾部，拍攝汽車后方環(huán)境影像及照片；汽車定位裝置測量汽車位 置坐標(biāo)；控制器由計時、處理、控制、存儲等功能的芯片組成；顯示器上下分為照片窗 口和影像窗口，分別顯示控制器發(fā)送的影像、照片和車模圖形。
掛上倒車檔時啟用本程序
首先建立一個系統(tǒng)坐標(biāo)系。當(dāng)汽車定位裝置本身有坐標(biāo)系統(tǒng)時，可以直接應(yīng)用。當(dāng) 汽車定位裝置測量的只是相對位置變化時，應(yīng)建立系統(tǒng)坐標(biāo)系，并把上述相對位置轉(zhuǎn)換 到所建坐標(biāo)系統(tǒng)，如以車身長軸方向為Y軸，由車頭到車尾方向為正，以車身短軸方向 為X軸，沿Y軸正方向，由左到右為X軸正方向，并假設(shè)車身當(dāng)前定位裝置對應(yīng)的點為 坐標(biāo)系原點(0， 0)，車身方向角a二0，以下所述均以本坐標(biāo)系為準(zhǔn)。
在本程序開始到結(jié)束的整個過程中，控制器連續(xù)接收定位裝置發(fā)送的位置坐標(biāo)，通 過點A (Xl、 Yl)到B (X2、 Y2)的變化，計算車身位移S^V《(X1—X2) (Yl — Y2) 1、車身方向角a的變化Aa =arctg{ (Y2 — Y1) / (X2 — X1) }，瞬時車身方向角 e = a+ Aa， a=P，車速v=S/t (t為兩次數(shù)據(jù)采集時間間隔)。
攝像頭攝取車后環(huán)境活動影像，由控制器發(fā)送到顯示屏影像窗口顯示，駕駛員根據(jù) 顯示屏上的活動影像，在確定車后無障礙物的情況下開始倒車。
當(dāng)車速vX)(或位移SX))時，進(jìn)入以下程序
控制器向顯示屏照片窗口發(fā)送代表車體大小的車身模型圖形，車頭在上，車尾在下， 與開始倒車時的車身方向一致。
控制器向攝像頭發(fā)送第一次拍攝指令；攝像頭接收控制器發(fā)送的拍攝指令拍攝，并 把照片發(fā)送到控制器。由于攝像頭在車尾上的位置固定，則照片中的環(huán)境與車身的位置 關(guān)系也是固定。假設(shè)L為車身上定位裝置對應(yīng)的地面點到照片中的地面參照點(Xp， Yp) 的距離，則照片參照點坐標(biāo)Xp二 X2 + LXcosa ， Yp= Y2 + LXsina ，照片方向角ap二 a +180。由于使用同一個攝像頭，影像坐標(biāo)及方向的計算與照片一樣?？刂破鞲鶕?jù)照片 的坐標(biāo)及方向，與當(dāng)前車身的位置坐標(biāo)及方向的關(guān)系，在顯示器照片窗口上顯示。在倒 車過程中，車身位置及方向不斷變化，控制器根據(jù)照片的坐標(biāo)和方向調(diào)整其在顯示器上 的顯示。由于使用同一個攝像頭，影像坐標(biāo)及方向的計算與照片一樣，控制器對其在顯 示屏上的顯示拼接也同照片一樣。
控制器根據(jù)車身位移(或時間)向攝像頭發(fā)送后續(xù)拍攝指令?？刂破鞲鶕?jù)照片的坐 標(biāo)及方向，與當(dāng)前車身的位置坐標(biāo)及方向的關(guān)系，在顯示器照片窗口上把窄幅照片依次 拼接起來，成車身下的一幅完整環(huán)境照片，并根據(jù)車身位置及方向的不斷變化，調(diào)整其
在顯示器上的顯示，形成車模不動，整個環(huán)境照片移動的效果。
需要說明的是，車尾攝像頭應(yīng)盡可能與地面接近垂直， 一是減小成像視差對照片拼 接的影響，二是使拍攝的照片邊界盡可能靠近車尾。同時，控制器向攝像頭發(fā)送拍攝指 令的依據(jù)即車身位移(或時間)是一個重要參數(shù)，這個參數(shù)越小，控制器每一次拼接延 伸的(沿車身長軸方向的)環(huán)境范圍就越窄，而且越靠近車尾，產(chǎn)生的時間間隔越小。
在上述實施例中，汽車定位裝置可以采用CMOS圖像位移傳感器。CMOS圖像位移 傳感器是對移動軌跡攝取一系列圖像進(jìn)行處理，通過分析對比圖像上特征點位置的變化， 判斷移動的方向和距離，輸出X、 Y兩個方向的位移，即拍照定位。CMOS圖像位移傳 感器己廣泛應(yīng)用在光電鼠標(biāo)中。
汽車定位裝置也可以由轉(zhuǎn)向傳感器和速度傳感器組成，轉(zhuǎn)向傳感器向控制器發(fā)送轉(zhuǎn) 向信息，速度傳感器向控制器發(fā)送速度信息。當(dāng)轉(zhuǎn)向一定時，汽車的運動軌跡是一個與 車身尺寸有關(guān)的圓。根據(jù)圓運動的軌跡方程，可以求出任意時刻車身位置坐標(biāo)。
權(quán)利要求
1、可同時看見車身與四周環(huán)境的倒車后視裝置，該裝置包括攝像頭、汽車定位裝置、控制器、顯示屏，其特征是a)攝像頭固定在汽車尾部，與控制器相連，接收控制器發(fā)出的指令，并動作；b)汽車定位裝置固定在車身上，與控制器相連，向控制器發(fā)送汽車位置狀態(tài)信息；c)控制器接收汽車定位裝置發(fā)送的汽車位置狀態(tài)信息，計算出車速、車身位移、車身方向角；向攝像頭發(fā)送拍攝指令，并接收其拍攝的影像信息；根據(jù)車身位置狀態(tài)計算照片環(huán)境位置及方向，對照片進(jìn)行拼接，向顯示屏發(fā)送；d)顯示屏與控制器相連，接收并顯示控制器發(fā)送的信息。
2、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時看見車身與四周環(huán)境的倒車后視裝置，其特征是 所述的汽車定位裝置可以由方向傳感器和速度傳感器組成。
3、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時看見車身與四周環(huán)境的倒車后視裝置，其特征是 所述的汽車定位裝置可以由CMOS圖像位移傳感器組成。
4、 可同時看見車身與四周環(huán)境的倒車后視裝置，該裝置包括控制器、攝像頭、汽車 定位裝置、顯示屏，其特征是控制器內(nèi)運行如下程序a) 在本程序開始到結(jié)束的整個過程中，控制器連續(xù)接收汽車位置測量裝置犮送的 位置坐標(biāo)，計算車速、車身位移、車身方向；b) 攝像頭攝取車后環(huán)境影像，發(fā)送控制器；c) 控制器接收攝像頭攝取的.車后環(huán)境影像，發(fā)送顯示屏顯示；d) 如果車速vX3，控制器向顯示屏發(fā)送代表車體大小的車身模型，同時向攝像頭 發(fā)送拍攝指令，并接收攝像頭拍攝的照片，根據(jù)拍攝時的車身位置及方向，計 算照片環(huán)境位置及方向；e) 控制器根據(jù)當(dāng)前車身位置坐標(biāo)和方向關(guān)系把照片發(fā)送到顯示屏顯示；f) 控制器根據(jù)當(dāng)前車身位置坐標(biāo)和方向關(guān)系，調(diào)整顯示屏上照片的位置和角度顯 示；g) 控制器根據(jù)車身位移向攝像頭發(fā)送后續(xù)拍攝指令，并接收攝像頭拍攝的照片， 根據(jù)拍攝時的車身位置及方向，計算照片環(huán)境位置及方向；h) 控制器根據(jù)車身當(dāng)前位置方向關(guān)系，把新照片與前面照片依次拼接起來然后與 運動影像拼接并發(fā)送顯示屏上顯示；i) 執(zhí)行f)。
全文摘要
本發(fā)明涉及可同時看見車身及四周環(huán)境的倒車后視裝置，它包括控制器、與控制器分別相連的攝像頭、汽車定位裝置、顯示器。顯示屏分為影像和照片兩個窗口，在照片窗口，把靠近車尾的窄幅環(huán)境照片依次拼接顯示，由于縮短了環(huán)境照片拍攝與車身運動到照片環(huán)境中的時間間隔，使車身下的照片環(huán)境與實際環(huán)境不會有變化；同時，影像窗口拼接的車后環(huán)境是活動影像。這樣，既可同時看見車身及四周環(huán)境，又可監(jiān)視活動物體。
文檔編號H04N7/18GK101170684SQ20071016857
公開日2008年4月30日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者胡新國 申請人:胡新國