专利名称：一种倒车影像系统的制作方法
技术领域：
一种倒车影像系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种倒车辅助系统，特别是关于一种用于给驾驶员提供倒车参考 信息的倒车影像系统。
背景技术：
[0002]随着中国汽车保有量的急剧增加，道路、停车场等泊车场所日益拥挤，可以利用的 泊车空间也越来越少。与此同时，快速增长的驾驶员人群中操纵不熟练的新手也逐年增多， 由于汽车结构和驾驶员视野局限的影响，倒车成为汽车驾驶的主要难点之一。美国密歇根 大学的研究表明，泊车导致的事故占到各类事故的44%，其中大约50%的泊车事故是由于倒 车造成的。由此可见，倒车是导致车辆事故的一个重要原因。针对上述状况，各种类型的倒 车辅助系统得以广泛应用。[0003]目前最常见的倒车辅助系统有两类倒车雷达和倒车影像。倒车雷达系统通常由 超声波探头、控制器、显示器和蜂鸣器组成，当车辆挂上倒档时，超声波探头发射超声波，超 声波在碰到障碍物后发生反射，探头接收到反射波后便可以计算出障碍物距离，并驱动显 示器或蜂鸣器报警，避免发生碰撞。倒车影像是在汽车尾部安装一个广角摄像头，驾驶员可 以通过广角摄像头观察车后方情况。现有的大多数倒车影像系统都可以通过视频叠加显示 静态轨迹线，即车身两侧在倒车图像中的延长线。部分倒车影像系统还可以通过采集方向 盘转角，计算出该转角下车辆的运行轨迹，并在倒车图像中显示，给驾驶员提供更丰富的信 息，降低驾驶难度。[0004]但是，现有的倒车影像系统采用广角摄像头拍摄得到的图像存在很大畸变，驾驶 员从图像中很难判断车辆到后方障碍物的距离，特别是距离地面有一定高度的障碍物，由 于图像畸变的原因，驾驶员通过图像感觉到的距离要比实际距离远，若按照图像显示进行 倒车操作则可能会发生碰撞。为了减少倒车事故的发生，迫切需要一些辅助方法提高倒车 影像的距离感，使驾驶员容易理解车辆位置，保障倒车安全。发明内容[0005]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可以根据驾驶员选择输出倒车普通 视场图像或俯视视场图像，并能够将车辆倒车轨迹和距离标记线叠加到两个视场的倒车影 像中，有效提高倒车影像的距离感的倒车影像系统。[0006]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种倒车影像系统，其特征在 于它包括一设置在车辆后方的广角倒车摄像头，一方向盘转角传感器，一倒车影像控制系 统和一显示器，所述倒车影像控制系统通过车载CAN总线获取汽车档位、方向盘转角和驾 驶员倒车影像视场选择信息，所述倒车影像控制系统还分别与所述广角倒车摄像头和显示 器相连接；所述倒车影像控制系统包括一倒车轨迹计算单元、一倒车轨迹投影单元和一倒 车影像俯视变换单元；所述倒车影像控制系统控制所述广角倒车摄像头获取车辆后方图像 并将其分别发送到所述倒车轨迹投影单元和倒车影像俯视变换单元，所述倒车轨迹计算单元采集方向盘转角传感器信号计算倒车轨迹和距离标记线，并将其发送到所述倒车轨迹投影单元；所述倒车轨迹投影单元根据地面坐标系与图像坐标系的投影变换关系将倒车轨迹和距离标记线投影至图像中，并将叠加有倒车轨迹线和距离标记线的图像发送到所述显示器完成普通视场倒车影像的显示；所述倒车影像俯视变换单元根据地面坐标系与图像坐标系的投影变换关系，将车辆后方图像变换为俯视图像，同时将倒车轨迹和距离标记线投影至俯视图像中，并将叠加有倒车轨迹线和距离标记线的俯视图像发送到所述显示器完成俯视视场倒车影像的显示。[0007]所述地面坐标系与图像坐标系的投影变换关系为[0009]
权利要求1.一种倒车影像系统，其特征在于它包括一设置在车辆后方的广角倒车摄像头，一方向盘转角传感器，一倒车影像控制系统和一显示器，所述倒车影像控制系统通过车载CAN总线获取汽车档位、方向盘转角和驾驶员倒车影像视场选择信息，所述倒车影像控制系统还分别与所述广角倒车摄像头和显示器相连接；所述倒车影像控制系统包括一倒车轨迹计算单元、一倒车轨迹投影单元和一倒车影像俯视变换单元；所述倒车影像控制系统控制所述广角倒车摄像头获取车辆后方图像并将其分别发送到所述倒车轨迹投影单元和倒车影像俯视变换单元，所述倒车轨迹计算单元采集方向盘转角传感器信号计算倒车轨迹和距离标记线，并将其发送到所述倒车轨迹投影单元；所述倒车轨迹投影单元根据地面坐标系与图像坐标系的投影变换关系将倒车轨迹和距离标记线投影至图像中，并将叠加有倒车轨迹线和距离标记线的图像发送到所述显示器完成普通视场倒车影像的显示；所述倒车影像俯视变换单元根据地面坐标系与图像坐标系的投影变换关系，将车辆后方图像变换为俯视图像，同时将倒车轨迹和距离标记线投影至俯视图像中，并将叠加有倒车轨迹线和距离标记线的俯视图像发送到所述显示器完成俯视视场倒车影像的显示。
2.如权利要求1所述的一种倒车影像系统，其特征在于所述倒车轨迹计算单元包括一阿克曼转角计算模块、一倒车方向判断模块、一倒车轨迹计算模块和一距离标记线计算模块；所述阿克曼转角计算模块计算车辆的阿克曼转角炉，并将其发送到所述倒车方向判断模块，所述倒车方向判断模块将倒车方向判断结果发送到所述倒车轨迹计算模块分别计算左轮和右轮的倒车轨迹，并将其发送到所述距离标记线计算模块，所述距离标记线计算模块以车辆后轴中心的倒车轨迹为起始值，以后轴中心为起点，周向每隔在倒车轨迹上选取距离标记点，在每一距离标记点处取沿左、右轮半径方向且位于左、右侧倒车轨迹内部的一段直线作为距离标记线，距离标记线的起始位置分别为左、右侧倒车轨迹线。
3.如权利要求1所述的一种倒车影像系统，其特征在于所述倒车轨迹投影单元包括一倒车轨迹离散采样模块、一距离标记线采样模块、一图像坐标映射模块和一分段直线绘图模块；所述倒车轨迹离散采样模块对左右侧倒车轨迹分别进行离散采样，并将采样点集发送到所述图像坐标映射模块；所述距离标记线采样模块采集每一条距离标记线的起点和终点的地面坐标值，并将所有距离标记线的起点和终点的地面坐标点集发送到所述图像坐标映射模块；所述图像坐标映射模块根据地面坐标与图像坐标的投影变换关系计算得到倒车轨迹采样点集和距离标记线采样点集对应的图像坐标，并将其全部发送到所述分段直线绘图模块，所述分段直线绘图模块将点集中相邻坐标点依次连接，在图像中绘制出倒车轨迹和距离标记线的投影。
4.如权利要求2所述的一种倒车影像系统，其特征在于所述倒车轨迹投影单元包括一倒车轨迹离散采样模块、一距离标记线采样模块、一图像坐标映射模块和一分段直线绘图模块；所述倒车轨迹离散采样模块对左右侧倒车轨迹分别进行离散采样，并将采样点集发送到所述图像坐标映射模块；所述距离标记线采样模块采集每一条距离标记线的起点和终点的地面坐标值，并将所有距离标记线的起点和终点的地面坐标点集发送到所述图像坐标映射模块；所述图像坐标映射模块根据地面坐标与图像坐标的投影变换关系计算得到倒车轨迹采样点集和距离标记线采样点集对应的图像坐标，并将其全部发送到所述分段直线绘图模块，所述分段直线绘图模块将点集中相邻坐标点依次连接，在图像中绘制出倒车轨迹和距离标记线的投影。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种倒车影像系统，其特征在于所述倒车影像俯视变换单元包括一俯视图生成单元、一倒车轨迹采样缩放模块、一距离标记线采样缩放模块和一俯视倒车轨迹绘制模块；所述俯视图生成单元计算俯视图像中各点的像素值生成俯视图图像并将其发送到所述俯视倒车轨迹绘制模块；所述倒车轨迹采样缩放模块采集、记录倒车轨迹的采样点坐标值并将其进行缩放后发送到所述俯视倒车轨迹绘制模块；所述距离标记线采样缩放模块采集并记录每一条距离标记线起点和终点的坐标值并对其分别进行缩放后发送到所述俯视倒车轨迹绘制模块；所述俯视倒车轨迹绘制模块在俯视图像上通过分段直线绘制出倒车轨迹和距离标记线的投影。
6.如权利要求5所述的一种倒车影像系统，其特征在于所述俯视图生成单元包括一俯视图坐标映射子模块、一地面坐标图像投影子模块和一四邻域像素插值子模块；所述俯视图坐标映射子模块计算俯视图像中的每个像素点(uw，Vw)所对应的地面坐标(xw，yw)，并将其发送到所述地面坐标图像投影子模块；所述地面坐标图像投影子模块利用地面坐标系与摄像头图像坐标系之间的投影变换关系，计算俯视图像的地面坐标对应摄像头坐标(U，V)，由此得到俯视图的像素点(uw，vw)对应的摄像头图像像素点(U，V)，并将其发送到所述四邻域像素插值子模块，所述四邻域像素插值子模块提取(U，V)相邻的四个像素，经线性插值后得到作为俯视图像像素点(uw，vw)的像素值，完成俯视图像所有像素点的投影计算得到俯视图像。
专利摘要本实用新型涉及一种倒车影像系统，其特征在于它包括广角倒车摄像头，方向盘转角传感器，倒车影像控制系统和显示器，倒车影像控制系统获取汽车档位、方向盘转角和驾驶员倒车影像视场选择信息；倒车影像控制系统控制广角倒车摄像头获取车辆后方图像并将其分别发送到倒车轨迹投影单元和倒车影像俯视变换单元，倒车轨迹计算单元采集方向盘转角计算倒车轨迹和距离标记线，并将其发送到倒车轨迹投影单元；倒车轨迹投影单元将倒车轨迹线和距离标记线投影至图像中，并将叠加有倒车轨迹线和距离标记线的图像发送到显示器；倒车影像俯视变换单元车辆后方图像变换为俯视图像，同时将倒车轨迹和距离标记线投影至俯视图像中，并将其发送到显示器。本实用新型可以广泛应用于汽车倒车过程中为驾驶员提供更准确的参考信息。
文档编号B60R1/10GK202847561SQ20122035902
公开日2013年4月3日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者易世春, 张德兆, 杨波 申请人:北京智华驭新汽车电子技术开发有限公司