專利名稱：一種車載多視點(diǎn)攝像頭畫面的切換和表示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車載多目攝像機(jī)環(huán)視系統(tǒng)，尤其是一種車載多目攝像機(jī)環(huán)視系統(tǒng)的攝像頭畫面的切換和表示方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)，汽車已成為一種必不可少的交通工具。人們?cè)谙硎芷噹淼姆奖愫涂旖莸耐瑫r(shí)，汽車交通事故，汽車尾氣排放帶來的環(huán)境污染以及交通阻塞帶來的問題，已成為日益嚴(yán)峻的全球性社會(huì)問題。因此，利用各種先進(jìn)的汽車安全技術(shù)、設(shè)備和理念減少交通事故和提高汽車安全有很大的市場(chǎng)潛能。
上一世紀(jì)90年代以后，隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和新材料在汽車產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用，汽車安全技術(shù)得到了更加迅猛的發(fā)展?，F(xiàn)如今，汽車安全技術(shù)的研究已由單一安全技術(shù)的研發(fā)，向各種安全技術(shù)相融合協(xié)同的集成化、系統(tǒng)化和智能化方向發(fā)展。智能化的汽車安全系統(tǒng)以現(xiàn)代探測(cè)技術(shù)、光電傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)為核心，具有特定的識(shí)別判斷能力，能在各種復(fù)雜情況下自動(dòng)協(xié)助駕駛員或自行控制汽車，確保行車安全。車載環(huán)境感知系統(tǒng)利用各種傳感器對(duì)車輛自身、周圍環(huán)境及駕駛員狀態(tài)等信息進(jìn)行探測(cè)，通過與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判別車輛是否處于危險(xiǎn)狀態(tài)及危險(xiǎn)程度，必要時(shí)能夠通過聲、光等方式向駕駛員進(jìn)行預(yù)警。目前車載環(huán)境感知系統(tǒng)使用的傳感器主要有I)單目或多目攝像機(jī)系統(tǒng)，通過對(duì)實(shí)時(shí)采集來的環(huán)境圖像進(jìn)行處理得到相關(guān)距離，位置等信息；2)激光雷達(dá)或毫米波雷達(dá)，通過發(fā)出并接收紅外激光或者電波，根據(jù)多普勒效應(yīng)，計(jì)算周邊障礙物的距離和位置等信息；3)聲納，通過定向發(fā)出并接收超聲波，計(jì)算周邊障礙物的距離和位置等信息。比較起來，激光或毫米波雷達(dá)可測(cè)范圍廣，抗外界惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，但通常只有一層或數(shù)層掃描面，無法獲得整個(gè)場(chǎng)景的三維立體信息，而且價(jià)格昂貴。聲納只適用于近距測(cè)量(比如倒車用)，而且只有照射方向上的一點(diǎn)信息。車載攝像機(jī)系統(tǒng)通過視覺得到信息，是目前應(yīng)用最廣泛也是最有前景的傳感器之一。比如倒車攝像頭是應(yīng)用最普遍的一種車載視覺系統(tǒng)。它一般安裝在車輛后部，方向?qū)χ鴤?cè)下方。在駕駛員倒車時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)接通車載顯示屏，為駕駛員提供后方廣域景象。為了讓駕駛員更準(zhǔn)確的了解車輛周邊的障礙物等危險(xiǎn)信息，系統(tǒng)通過視角的變換處理將原有的具有一定俯角的圖像變換為垂直朝下的虛擬攝像機(jī)圖像(如圖I所示)。倒車攝像機(jī)多用于比較復(fù)雜的倒車環(huán)境，但一臺(tái)攝像頭的視野有限，在車輛前方側(cè)方障礙物較多的情況下，通常采用多臺(tái)攝像機(jī)構(gòu)成了車輛環(huán)視系統(tǒng)，為駕駛員提供車輛360度完整的環(huán)境感知信息。車輛環(huán)視系統(tǒng)主要是通過安裝在車輛前后左右的多臺(tái)攝像頭拍攝的圖像，經(jīng)過前述的視角變換處理得到多張?zhí)摂M以車輛為中心垂直向下的俯視圖，并通過合成算法拼接為一張完整俯視圖(如圖2所示)。
本專利適用于車載環(huán)視駕駛輔助系統(tǒng)及環(huán)視倒車輔助系統(tǒng)。(I)與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)I :環(huán)視圖像合成圖
安裝在車輛前后左右的攝像頭經(jīng)過視點(diǎn)變換之后，分別形成多張?zhí)摂M垂直拍攝的俯視圖像。如圖3所示。在初始標(biāo)定處理過程中，各臺(tái)相機(jī)相對(duì)于車輛坐標(biāo)系的位置可以求出。根據(jù)攝像頭的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，可以將這些俯視圖像進(jìn)行合成處理，拼接成一幅車輛環(huán)視的全景圖。在各臺(tái)虛擬相機(jī)的高度及焦距相同的情況下，這些俯視圖像的尺寸比例相同，可以直接進(jìn)行拼接處理。在拼接后的環(huán)繞俯視圖上加入自車的俯視示意圖，即可得到最后的結(jié)果圖。如圖4所示。專利文獻(xiàn)3 :日本專利JPA2002-067158 專利文獻(xiàn)4 :日本專利JPA2008-34966
(2)與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)2 :攝像頭切換方式以及對(duì)應(yīng)方向的提示同上所述。圖5為兩款合成的俯視圖加入自車俯視示意圖之后形成的界面圖，左側(cè)圖片顯示通過按鈕實(shí)現(xiàn)前方，左側(cè)，右側(cè)以及后方攝像頭的切換。通過圖標(biāo)來提示用戶當(dāng)前所看到的位置。在對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行分析后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)
現(xiàn)有技術(shù)I和現(xiàn)有技術(shù)ニ可以通過多視點(diǎn)的視點(diǎn)變換圖像進(jìn)行拼接，得到環(huán)繞俯視圖和自車的俯視示意圖，分別顯示在屏幕的左側(cè)和右側(cè)，但用戶在使用環(huán)視系統(tǒng)過程中，廣角鏡頭大畫面的內(nèi)容是從哪一臺(tái)攝像頭中獲得，看到的是哪ー個(gè)方向的情景不是非常清楚，不利于使用者進(jìn)行判斷，需要給予更直觀、更有效的提示方式?，F(xiàn)有技術(shù)二通過圖標(biāo)在屏幕中表示當(dāng)前所看的位置，但用戶在切換攝像頭時(shí)需要進(jìn)行依次切換，即只能按固定的順序，如“前-左-右-后”進(jìn)行顯示，如果當(dāng)前顯示的是前方攝像頭的畫面，而用戶想查看后方攝像頭的畫面時(shí)，必須一直點(diǎn)擊按鈕經(jīng)過左側(cè)和右側(cè)的畫面之后才能得到用戶想要的后方攝像頭畫面，増加了許多不必要的操作，不利于用戶的使用。

發(fā)明內(nèi)容
所述技術(shù)方案如下
攝像頭的切換，所述方法包括(假設(shè)當(dāng)前廣角畫面為前方攝像頭圖像)
切換方法I:通過拖動(dòng)廣角畫面和直接點(diǎn)擊環(huán)視畫面的方法，實(shí)現(xiàn)攝像頭畫面的切換。如圖6所示，在廣角大畫面上點(diǎn)擊(通過觸摸屏)并拖動(dòng)畫面時(shí)，相鄰攝像頭的畫面會(huì)根據(jù)拖動(dòng)長度逐漸進(jìn)入視野。比如當(dāng)前攝像頭位置為前方攝像頭，向左邊拖拽吋，根據(jù)環(huán)視系統(tǒng)構(gòu)成，右側(cè)攝像頭的畫面逐漸進(jìn)入視野。反之如圖7，向右邊拖動(dòng)畫面時(shí)時(shí)左側(cè)攝像頭的畫面逐漸進(jìn)入視野?？梢酝ㄟ^拖動(dòng)的速度來控制畫面切換的速度,快速拖動(dòng)畫面時(shí)畫面切換的速度加快。同時(shí)可以拖動(dòng)的長度決定是否進(jìn)行畫面切換，如果拖動(dòng)長度小于事前設(shè)置的閾值，視野又回到當(dāng)前畫面。切換方法2 :如圖9，也可以通過直接點(diǎn)擊環(huán)視畫面中的對(duì)應(yīng)位置，來切換到相應(yīng)的攝像頭的畫面。
當(dāng)前位置的提示，所述方法包括
如圖10，在左側(cè)環(huán)視畫面上車體中心位置上加入箭頭指示圖片，箭頭指向當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面顯示的攝像頭方向。


圖1A、圖IB是未處理的倒車影像(三洋電機(jī)網(wǎng)頁摘錄)經(jīng)過視點(diǎn)變換處理得到虛擬俯視圖。圖2A、圖2B是多目攝像頭構(gòu)成的車載環(huán)視系統(tǒng)(日產(chǎn)公司網(wǎng)頁摘錄)。圖3是車輛四周多臺(tái)攝像頭的視點(diǎn)變換。
圖4是拼接后的環(huán)繞俯視圖。圖5A、圖5B是環(huán)視系統(tǒng)按鈕、界面。圖6是向左拖拽畫面效果。圖7是向右拖拽畫面效果。圖8是切換最終效果說明圖。圖9是點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)攝像頭切換。圖10A、圖IOB是拖拽方式切換時(shí)攝像頭位置提示信息。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例I
攝像頭的切換。(假設(shè)當(dāng)前廣角畫面為前方攝像頭圖像)
切換方法I實(shí)現(xiàn)方法當(dāng)用戶觸摸或者利用其他輸入裝置(如鼠標(biāo)等)按下廣角畫面時(shí)，記錄觸摸位置(x0, yO)和時(shí)刻t0。一旦開始拖拽,根據(jù)當(dāng)前觸摸位置(xl,yl)計(jì)算畫面位移量d=xl_xO,以及拖動(dòng)速度d/tO。如果d〈0,說明用戶向左拖動(dòng)畫面,從而把廣角畫面分為左側(cè)畫面(當(dāng)前攝像頭廣角畫面)和右側(cè)畫面(相鄰右側(cè)攝像頭廣角畫面)，每個(gè)畫面大小可以根據(jù)位移量和拖動(dòng)速度來確定。一旦用戶停止觸摸，表示拖動(dòng)完畢，根據(jù)最后位置的位移量和拖動(dòng)速度來確定是否進(jìn)行畫面切換。如果位移量小于事前設(shè)置的位移量閾值，同時(shí)拖動(dòng)速度又小于事前設(shè)置的畫面切換用的拖動(dòng)速度閾值，表示用戶無意進(jìn)行畫面切換，視野又回到當(dāng)前畫面。如圖8為實(shí)現(xiàn)步驟說明圖。101:記錄開始拖拽前鼠標(biāo)位置以及時(shí)間，以便于控制畫面切換過程中的右側(cè)畫面的顯示效果以及拖拽過程中畫面移動(dòng)的速度，同時(shí)是最終畫面的判斷條件。102:記錄拖拽后的鼠標(biāo)位置，做為拖拽后畫面的判斷條件。103:計(jì)算拖拽的距離與拖拽的速度。104:由拖拽距離的正負(fù)判斷是向右還是向左拖拽。105,110:右側(cè)畫面顯示的判斷，若向右拖拽，則由當(dāng)前攝像頭畫面和左側(cè)相鄰攝像頭畫面組成，若向左拖拽，則由當(dāng)前攝像頭和右側(cè)相鄰攝像頭畫面組成。106:判斷是否停止拖拽。
107:判斷拖拽距離與拖拽速度是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)置的閾值，從而判斷是否切換到顯得攝像頭圖像還是保持當(dāng)前圖像。108:拖拽距離小于閾值，則還是還原到當(dāng)前攝像頭的畫面。109:拖拽距離大于閾值，則切換到左側(cè)或是右側(cè)攝像頭畫面。切換方法2實(shí)現(xiàn)方法點(diǎn)擊屏幕左側(cè)合成圖中間車輛上方的區(qū)域時(shí)，屏幕右側(cè)畫面相應(yīng)的顯示前方攝像頭的畫面，點(diǎn)擊車輛左側(cè)的區(qū)域時(shí)，屏幕右側(cè)相應(yīng)的顯示左側(cè)攝像頭的畫面，以此類推右側(cè)和后方。
實(shí)施例2 當(dāng)前位置的提示。 實(shí)現(xiàn)方法當(dāng)拖拽右側(cè)畫面時(shí)指針隨拖拽速度轉(zhuǎn)動(dòng)指向切換后的方向或是回到當(dāng)前方向，從而直觀的指示使用者當(dāng)前觀測(cè)的方向。同時(shí)在右側(cè)單個(gè)攝像頭畫面的下方有提示的圖標(biāo)箭頭以及相應(yīng)的文字。(設(shè)當(dāng)前畫面為右側(cè)攝像頭畫面，向右方拖拽)
當(dāng)直接點(diǎn)擊左側(cè)合成圖對(duì)應(yīng)位置切換攝像頭時(shí)，直接將箭頭指向?qū)?yīng)方向。
權(quán)利要求
1.一種四路攝像頭的切換方法及表示方法，其特征在于，所述方法包括在車載環(huán)視系統(tǒng)的畫面顯示中，通過拖動(dòng)屏幕實(shí)現(xiàn)相鄰攝像頭的切換的車載環(huán)視系統(tǒng)的攝像頭切換和表示方式；在車載環(huán)視系統(tǒng)的畫面顯示中，通過點(diǎn)擊環(huán)視合成畫面上的相應(yīng)位置來直接切換到相應(yīng)的任意的攝像頭的車載環(huán)視系統(tǒng)的攝像頭切換和表示方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在車載環(huán)視系統(tǒng)的畫面顯示中，通過拖動(dòng)屏幕實(shí)現(xiàn)相鄰攝像頭的切換，拖動(dòng)畫面的速度可以控制畫面切換的速度的車載環(huán)視系統(tǒng)的攝像頭切換表示方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在車載環(huán)視系統(tǒng)的畫面顯示中，通過拖動(dòng)屏幕實(shí)現(xiàn)相鄰攝像頭的切換，拖動(dòng)畫面的速度和拖動(dòng)長度來決定是否實(shí)現(xiàn)攝像頭切換的車載環(huán)視系統(tǒng)的攝像頭切換表示方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在車載環(huán)視系統(tǒng)的畫面顯示中，通過環(huán)視合成畫面上添加的扇面以及箭頭等指示線來直觀的提示使用者當(dāng)前所觀測(cè)的攝像頭的位置的車載環(huán)視系統(tǒng)的顯示方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在車載環(huán)視系統(tǒng)的畫面顯示中，同時(shí)在畫面下方有相應(yīng)的箭頭的圖片以及文字來提示使用者當(dāng)前所觀測(cè)的攝像頭的位置的車載環(huán)視系統(tǒng)的顯示方式。
全文摘要
本發(fā)明為一種駕駛員容易理解的環(huán)視系統(tǒng)圖像顯示方式，通過屏幕拖動(dòng)以及直接選擇環(huán)視畫面來達(dá)到快捷的屏幕切換和直觀的信息提示功能，幫助駕駛員理解目前觀測(cè)畫面的空間位置。本發(fā)明解決了駕駛員在攝像頭切換過程中操作上不便，保證了切換操作的可選擇性并且更加貼合用戶的使用習(xí)慣，同時(shí)給予駕駛員直觀明確的提示信息，指示當(dāng)前所觀測(cè)的位置。本發(fā)明使系統(tǒng)操作起來更加的簡(jiǎn)單化，提示的信息更加的醒目，避免了繁瑣的步驟和含糊的信息。
文檔編號(hào)H04N7/18GK102695037SQ20111007291
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者馬薇 申請(qǐng)人:無錫維森智能傳感技術(shù)有限公司