專利名稱：倒車輔助裝置及其攝像裝置以及圖像合成顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛倒車時(shí)的輔用設(shè)備及相關(guān)技術(shù)，尤其涉及一種倒車輔助 裝置及其相應(yīng)的攝像裝置，以及所采用的圖像合成顯示方法。
背景技術(shù)：
CAN( Control Area Network,控制局域網(wǎng)絡(luò))和LIN( Local Interconnect Network,本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))作為汽車的兩種總線技術(shù)，為汽車內(nèi)儀器和設(shè)備間 數(shù)據(jù)和信號傳輸提供了基礎(chǔ)條件。通過接入此類總線網(wǎng)絡(luò)，可以讀取各類儀 器和設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，包括從與車輛方向盤相連接的轉(zhuǎn)角檢測器所獲得的方 向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，從而可以將該類數(shù)據(jù)信息提供給其它設(shè)備或儀器作為進(jìn) 一步處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，以完成汽車儀器和設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互。
隨著技術(shù)的發(fā)展，行內(nèi)提出了一種倒車輔助裝置，通過攝像頭與顯示器 的結(jié)合， 一方面顯示路面實(shí)況，另一方面通過一種獨(dú)立于攝像頭之外的技術(shù)， 利用預(yù)設(shè)的具有倒車軌道標(biāo)識功能的圖像與路面圖像相疊加，使顯示器上既 顯示了倒車時(shí)的車后路況，又同時(shí)標(biāo)識出倒車軌道。方便駕駛者進(jìn)行倒車操 作，而甚至可以不必關(guān)注觀后鏡便可完成倒車作業(yè)。
圖1和圖2給出了兩種典型的倒車輔助裝置的原理框圖，其攝像裝置1 的結(jié)構(gòu)包括攝像頭11、圖像傳感器12、圖像數(shù)字處理單元13和存儲器10。 圖像傳感器12將經(jīng)攝像頭11傳入的光線轉(zhuǎn)換為電信號后，經(jīng)圖像數(shù)字處理 單元13與存儲器10的配合完成視頻處理，使攝像裝置1最終輸出視頻信號； 由于傳統(tǒng)的攝像裝置1輸出的視頻信號一般采用模擬格式，因而為了完成圖 像的合成，其最終輸出的視頻信號繼而通過一模數(shù)轉(zhuǎn)換器21進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換， 以便形成數(shù)字信號輸出至一個(gè)專用的圖像數(shù)字信號處理芯片22,與該芯片22連接的存儲芯片20中預(yù)存有具有倒車軌跡標(biāo)識功能的圖像，圖像數(shù)字信號處 理芯片22采用0SD (屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式)技術(shù)對該視頻信號和該具有標(biāo)識 功能的圖像進(jìn)行疊加，從而形成疊加后的圖像輸出，并適應(yīng)顯示器24， 24， 類型做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后在顯示器上顯示。如圖1中可以經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換成模 擬視頻信號輸出到模擬顯示器24;圖2中則可以直接通過液晶顯示器驅(qū)動(dòng)單 元23，最終在液晶顯示器24，中顯示。
從圖1和圖2均可以看出，從攝像裝置1攝錄圖像到顯示器24，24，顯示 疊加后圖像，中間經(jīng)過多次信號轉(zhuǎn)換，無論是在信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)的平滑 過程中，還是在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)的采樣過程中，均會造成信號丟失、噪聲增 大、清晰度下降等失真的現(xiàn)象；此外，由于所經(jīng)電路較多，對于0SD技術(shù)， 需要增加額外的硬件完成，自然也導(dǎo)致制造成本的虛高。
因此，毫無疑問，傳統(tǒng)的倒車輔助裝置的技術(shù)構(gòu)成尚有可改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種倒車輔助裝置用攝像裝置，強(qiáng)化其內(nèi)部 功能，以實(shí)現(xiàn)采用該攝像裝置的其它設(shè)備結(jié)構(gòu)上的簡化。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種采用上述攝像裝置的倒車輔助裝置，以 獲得更為清晰的倒車時(shí)輔助圖像。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種該倒車輔助裝置的圖像合成顯示方法。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案
一種倒車輔助裝置用攝像裝置，用于產(chǎn)生同時(shí)具有標(biāo)識倒車軌跡和路面 實(shí)況的圖像信號，包括依次電性連接的攝像頭、圖像傳感器、圖像數(shù)字處理 單元以及存儲器，其中，
該存儲器預(yù)存有標(biāo)識了車輛倒車時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的第 一圖像信息，該第一 圖像信息與車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測器上獲得的方向盤轉(zhuǎn)向角度信息之間存在一一對應(yīng)關(guān)系；
圖像傳感器，將經(jīng)攝像頭進(jìn)入的光線轉(zhuǎn)換為第二圖像信息；
圖像數(shù)字處理單元，用于讀取方向盤轉(zhuǎn)角檢測器的轉(zhuǎn)向角度信息并根據(jù)
該對應(yīng)關(guān)系讀取存儲器中相應(yīng)的第一圖像信息，將第一圖像信息與第二圖像
信息相疊加后形成最終圖像信號輸出。
更具體的，所述圖像數(shù)字處理單元與一網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器電性連接，通過該網(wǎng)
絡(luò)收發(fā)器接入車輛的總線網(wǎng)絡(luò)完成對所述方向盤轉(zhuǎn)角檢測器的轉(zhuǎn)向角度信息
的讀取。通常，所述總線網(wǎng)絡(luò)為CAN或LIN。 一種倒車輔助裝置，包括
前述的攝像裝置；
顯示單元，用于顯示所述圖像數(shù)字處理單元輸出的圖像信號。 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述攝像裝置的圖像數(shù)字處理單元與顯示單元 之間設(shè)有供兩者完成可拆卸連接的連接器。
一種倒車輔助裝置的圖像合成顯示方法，包括如下步驟 1)、攝錄路面實(shí)況并轉(zhuǎn)換為電信號形成第二圖像信息；
2 )、通過汽車的總線網(wǎng)絡(luò)讀取方向盤轉(zhuǎn)角檢測器中的角度信息；
3 )、依據(jù)該角度信息讀取存儲器中對應(yīng)的具有倒車軌跡標(biāo)識功能的第一 圖像信息；
4) 、將第 一 圖像信息與第二圖像信息進(jìn)行圖像疊加后輸出合成圖像信息；
5) 、將該圖像信息輸出并顯示。
所述存儲器中預(yù)存有若干表征了汽車方向盤處于不同轉(zhuǎn)角時(shí)的第一圖像 信息，且建立起每一第一圖像信息與第一汽車方向盤的一個(gè)轉(zhuǎn)角信息的一一 對應(yīng)關(guān)系。
其中，所述步驟l)至4)是在該倒車輔助裝置內(nèi)部的攝像裝置完成的。 為增強(qiáng)靈活性，步驟4)與5 )之間設(shè)有將圖像信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
首先，本發(fā)明用攝像裝置內(nèi)部的圖像數(shù)字處理單元對路面實(shí)況圖像和具 有輔助標(biāo)識功能的預(yù)設(shè)圖像進(jìn)行疊加，不必在攝像裝置之外另外增設(shè)0SD技 術(shù)相關(guān)的電路，同時(shí)省卻其它諸如數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換的電路，信號傳輸過程不 用經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換，從而可以降低生產(chǎn)成本，且提高產(chǎn)品的清晰度；
其次，將OSD技術(shù)集成到攝像裝置中，符合工業(yè)設(shè)計(jì)的模塊化設(shè)計(jì)理念， 便于對CAN或LIN等總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合利用，便于這種攝像裝置的批量生產(chǎn) 及市場纟侏廣。


圖1為公知的一種倒車輔助裝置的原理框圖2為公知的另一種倒車輔助裝置的原理框圖，其與圖1的不同僅在于 所采用的顯示器及由此而帶來的連接結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)；
圖3為本發(fā)明的倒車輔助裝置的原理框圖，包含了本發(fā)明的攝像裝置、 顯示單元以及汽車的方向盤轉(zhuǎn)角檢測器；
圖4為本發(fā)明的倒車輔助裝置在工作時(shí)且汽車方向盤處于某一角度時(shí)的 屏幕顯示示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖3對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明
圖3示出了本發(fā)明的倒車輔助裝置，其中核心改進(jìn)之處在于其攝像裝置 3。該倒車輔助裝置中，包括攝像裝置3、顯示單元5以及連接器4，信號連 接器的作用在于提供攝像裝置3與顯示單元5之間的可拆卸的連接接口 4。 也可將信號連接器4去除，而將攝像裝置3的輸出與顯示單元5的輸入直接電性連接，也可實(shí)現(xiàn)視頻信號的傳輸。
該攝像裝置3在汽車后退時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，包括攝像頭31、圖像傳感器32、 圖像數(shù)字處理單元33、存儲器30以及網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器35。
該攝像頭31設(shè)置于汽車后方，其實(shí)時(shí)將汽車后方的路面實(shí)況的光線投射 入該圖像傳感器32中。
該圖像傳感器32實(shí)時(shí)將投射其上的光線轉(zhuǎn)換為電信號，從而形成第二圖 像信息發(fā)送給該圖像數(shù)字處理單元33，公知的，該第二圖像信息一般是以視 覺上連續(xù)的視頻信號傳輸?shù)?，表現(xiàn)在技術(shù)處理上則由若干連續(xù)的幀逐一逐一 傳輸，因而，下文所述的圖像的合成實(shí)際上也是以幀為單位進(jìn)行的。
所述存儲器30與圖像數(shù)字處理單元33之間存在電性連接關(guān)系，存儲器 30上以圖像文件的形式，或者以數(shù)據(jù)庫的形式預(yù)設(shè)有若干個(gè)第一圖像信息， 每一第 一 圖像信息與汽車方向盤的 一個(gè)轉(zhuǎn)向角度一一對應(yīng)，譬如當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向 角度為右轉(zhuǎn)30度時(shí)，對應(yīng)的第一圖像信息的文件號為al.bmp,或者對應(yīng)的 數(shù)據(jù)記錄的行號為第l行；如當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向角度為左轉(zhuǎn)35度時(shí)，則相對應(yīng)的第 一圖傳3言息的文件號為a2.bmp或者數(shù)據(jù)記錄行號為第2行等。由于存在此種 對應(yīng)關(guān)系，因而，第一圖像信息所占據(jù)的文件或者數(shù)據(jù)記錄越多，理論上便
細(xì)微變化。
第 一 圖像信息與第二圖像信息的結(jié)合便能很好地用于預(yù)現(xiàn)并標(biāo)示出當(dāng)汽 車方向盤處在某一轉(zhuǎn)向角度時(shí)，該汽車的倒車運(yùn)動(dòng)軌跡。表現(xiàn)在顯示屏幕上， 則可以是如圖4所示，圖4中Rl和R2代表路面兩側(cè)車道標(biāo)線，屬于攝像裝 置3攝錄的第二圖像信息，L1和L2為存儲器30中讀取的第一圖像信息，此 時(shí)汽車方向盤(未圖示)被假定固定在某一角度，通過將表征L1和L2具體 形狀的第一圖像信息和表征R1和R2的路面實(shí)況的第二圖像信息進(jìn)行疊加， 便形成圖4所示的合成后圖像信息在屏幕上顯示，供駕駛者參考。
8上述對第 一 圖像信息和第二圖像信息進(jìn)行疊加合成的功能是通過所述圖
像數(shù)字處理單元33、運(yùn)用OSD技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。該圖像數(shù)字處理單元33首先通 過圖3所示的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器35經(jīng)汽車的總線網(wǎng)絡(luò)8讀取方向盤轉(zhuǎn)角檢測器6 的角度信息，該角度信息由方向盤轉(zhuǎn)角檢測器6在汽車方向盤工作時(shí)記錄而 得；其次，對應(yīng)該角度信息讀取預(yù)存在存儲器30中的第一圖像信息；然后， 將第一圖像信息與圖像傳感器32傳輸來的第二圖像信息進(jìn)行疊加合成，便成 為所述合成后圖像信息輸出。
所述網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器35所接入的總線網(wǎng)絡(luò)8可為CAN或LIN，或者其它用 于完成汽車內(nèi)部儀器和設(shè)備間數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)目偩€網(wǎng)絡(luò)8。該網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器 35不僅完成收發(fā)功能， 一般還需要完成解碼和編碼的功能，本領(lǐng)域內(nèi)普通技 術(shù)人員應(yīng)可知曉此一原理。
圖3中示出的連接器4供該攝像裝置3的圖像數(shù)字處理單元33與顯示單 元5進(jìn)行電性連接，如前所述，圖像數(shù)字處理單元33的圖像信號也可直接傳 輸給該顯示單元5。
公知的，顯示單元5中的顯示器(未圖示)既可以采用模擬顯示器也可 以采用液晶顯示器，只需要在DSP中直接設(shè)置圖象信息的輸出信號格式，既 可輸出數(shù)字信號又可輸出模擬信號，可根據(jù)顯示器的種類來設(shè)置哪種信號的 輸出。在本實(shí)施例中采用標(biāo)準(zhǔn)的模擬視頻信號輸出，則可將圖像信號處理單 元33直接輸出至一部作為顯示單元5的模擬顯示器(如CRT顯示器)上顯 示。
本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員在通讀本說明書之后，當(dāng)可知曉，本發(fā)明的倒車 輔助裝置，既可獨(dú)立為其攝像裝置配置顯示器，也可與汽車儀表臺上的其它 設(shè)備共用顯示器。
所述的圖像數(shù)字處理單元33適宜采用DSP芯片，但也不限至其它芯片 的使用，諸如FPGA。綜上所述，本發(fā)明產(chǎn)品一體化程度高，通過對圖像數(shù)字處理單元33的程 序設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)OSD線(倒車輔助線，即前述第一圖像信息的標(biāo) 示效果，如圖4中Ll和L2所示)、共用攝像頭31的圖像數(shù)字處理單元33， 直接讀取CAN或LIN網(wǎng)絡(luò)上的方向盤轉(zhuǎn)角，成本低，清晰度高，且符合現(xiàn) 代汽車的設(shè)計(jì)理念。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不僅僅受 上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改 變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種倒車輔助裝置用攝像裝置，用于產(chǎn)生同時(shí)具有標(biāo)識倒車軌跡和路面實(shí)況的圖像信號，包括依次電性連接的攝像頭、圖像傳感器、圖像數(shù)字處理單元以及存儲器，其特征在于，該存儲器預(yù)存有標(biāo)識了車輛倒車時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的第一圖像信息，該第一圖像信息與車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測器上獲得的方向盤轉(zhuǎn)向角度信息之間存在一一對應(yīng)關(guān)系；圖像傳感器，將經(jīng)攝像頭進(jìn)入的光線轉(zhuǎn)換為第二圖像信息；圖像數(shù)字處理單元，用于讀取方向盤轉(zhuǎn)角檢測器的轉(zhuǎn)向角度信息并根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系讀取存儲器中相應(yīng)的第一圖像信息，將第一圖像信息與第二圖像信息相疊加后形成最終圖像信號輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于所述圖像數(shù)字處理單 元與一網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器電性連接，通過該網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器接入車輛的總線網(wǎng)絡(luò)完成對 所述方向盤轉(zhuǎn)角檢測器的轉(zhuǎn)向角度信息的讀取。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于所述總線網(wǎng)絡(luò)為CAN 或LIN。
4、 一種倒車輔助裝置，其特征在于，包括 如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的攝像裝置； 顯示單元，用于顯示所述圖像數(shù)字處理單元輸出的圖像信號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的倒車輔助裝置，其特征在于， 所述攝像裝置的圖像數(shù)字處理單元與顯示單元之間設(shè)有供兩者完成可拆卸連4妄的連接器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的倒車輔助裝置，其特征在于，所述顯示單 元中用于顯示圖像信號的顯示器為液晶顯示器。
7、 一種倒車輔助裝置的圖像合成顯示方法，其特征在于，包括如下步驟 1)、攝錄路面實(shí)況并轉(zhuǎn)換為電信號形成第二圖像信息；2 )、通過汽車的總線網(wǎng)絡(luò)讀取方向盤轉(zhuǎn)角檢測器中的角度信息；3 )、依據(jù)該角度信息讀取存儲器中對應(yīng)的具有倒車軌跡標(biāo)識功能的第一 圖像信息；4 )、將第 一圖像信息與第二圖像信息進(jìn)行圖像疊加后輸出合成圖像信息； 5)、將該圖像信息輸出并顯示。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像合成顯示方法，其特征在于 所述存儲器中預(yù)存有若干表征了汽車方向盤處于不同轉(zhuǎn)角時(shí)的第一圖像信息，且建立起每一第一圖像信息與第一汽車方向盤的一個(gè)轉(zhuǎn)角信息的一一 對應(yīng)關(guān)系。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的圖像合成顯示方法，其特征在于所述步 驟l)至4)是在該倒車輔助裝置內(nèi)部的攝像裝置完成的。
全文摘要
本發(fā)明公開一種倒車輔助裝置及其所采用的攝像裝置，同時(shí)還公開其圖像合成顯示方法。本發(fā)明的改進(jìn)主要在于在該攝像裝置中，其存儲器預(yù)設(shè)有標(biāo)識了車輛倒車時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的圖像信息；其圖像信息與車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測器上獲得的方向盤轉(zhuǎn)向角度信息之間存在對應(yīng)關(guān)系；其圖像傳感器將經(jīng)攝像頭進(jìn)入的光線轉(zhuǎn)換為圖像信息；其圖像數(shù)字處理單元，用于讀取方向盤轉(zhuǎn)角檢測器的轉(zhuǎn)向角度信息并根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系讀取存儲器中的相應(yīng)圖像信息，將該圖像信息與圖像傳感器形成的圖像信息相疊加后形成圖像信號并以數(shù)字形式輸出顯示。本發(fā)明一體化程度高，成本低，成像清晰度高，且符合模塊化設(shè)計(jì)理念。
文檔編號H04N7/18GK101494771SQ20081021924
公開日2009年7月29日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者李植滔 申請人:廣東鐵將軍防盜設(shè)備有限公司