专利名称：车辆倒车轨迹辅助方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的技术领域的轨迹辅助方法，特别是涉及一种藉由影像处理的方式来协助车辆倒车的车辆倒车轨迹辅助方法。
背景技术：
早期车辆在进行倒车停放或回转时，大多需藉由经验及目测或旁人协助的方式进行倒车，因此在车辆的使用上造成诸多的不便，因此现有的车辆是会于车体后保险杆上装设一倒车雷达，其主要是藉由超音波雷达感应器收发讯号的原理，来感应反射波间隔的时间与障碍物的距离；然而，现有的车辆倒车雷达虽然普遍配合设有蜂鸣器来提醒驾驶人及周遭人士注意，藉以避免倒车时不慎撞到位于汽车后方的物品或人员，但仍需藉由后视镜及经验，方可将车辆停放至所需的位置，因此对于新手而言相当不便；再则虽有业者将摄影机装设于后保险杆上藉以观看车辆后方的影像，以协助驾驶进行停放或回转，但是对于车辆行驶轨迹的预测仍需藉由长时间的经验累积而得。
由此可见，上述现有的车辆倒车辅助方法在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决车辆倒车辅助方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的车辆倒车辅助方法存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的车辆倒车轨迹辅助方法，能够改进一般现有的车辆倒车辅助方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服上述现有的车辆倒车辅助方法存在的不便与缺陷，而提供一种新型结构的车辆倒车轨迹辅助方法，所要解决的技术问题是使其可藉以所预测的车辆倒车轨迹路径，来协助驾驶进行倒车停放或回转的运用，达到提升车辆的安全性及实用效益，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种车辆倒车轨迹辅助方法，其包括以下步骤一装设于车辆排挡杆的倒车感应器，其主要是用于当驾驶执行倒车动作时的触动感应器；一与倒车感应器相连结的方向盘角度计介面，其是将方向盘所转动的角度值进行传送；一与倒车感应器相连结的影像撷取单元，其是为一用以拍摄车辆后方影像的影像撷取单元；一与倒车感应器相连结的超音波倒车测距雷达，当车辆排入倒车档时开始作动并取得一雷达与障碍物距离的数据；一倒车辅助轨迹处理器，其是与方向盘角度计介面相连结，将其传送的即时讯号进行倒车轨迹的运算；一同时与影像撷取单元、轨迹处理器及超音波倒车测距雷达相连结的影像输出显示装置，其主要是将影像撷取单元的影像与经轨迹处理器运算的倒车轨迹叠合后结果显示于影像输出显示装置上；以及一设置于轨迹处理器及超音波倒车测距雷达间的校正调整方法，其主要是将超音波倒车测距雷达所侦测与障碍物的距离经校正调整方法后，将数值传输至轨迹处理器中，以供轨迹处理器作为准确运算的参考。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的方向盘角度介面是包含有一方向盘角度计及一介面处理器，该方向盘角度计是与方向盘转向机柱或动力方向机连结，使方向盘进行作动时可提供一即时讯号并传送至介面处理器。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的影像撷取单元是包含有一装设于车体后方的倒车摄影机及一画面反向器，藉由该画面反向器将倒车摄影机的影像进行画面反置。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的轨迹处理器为一资料库，并由一角度资料库及一角度倒车轨迹画面所组成，该角度资料库是包含有有方向盘左/右不同角度的转角资料，且该资料库的转角密度(每刻度的角度间距)可视各车种方向盘左右死点总角度值、人眼视觉辨识度与影像资料库处理器的能力而定，而角度倒车轨迹画面是将角度资料库中各刻度转角相对应的倒车轨迹画面细分为数张进行储存，当资料库接收到方向盘角度计所传输的讯号时，即可调阅其中与方向盘角度相符的轨迹画面。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的轨迹处理器为一数学方程式，是将方向盘角度计传送的讯号以数学方式即时输出与该方向盘角度相对应的车辆轨迹，其是利用车辆本身硬体的特性如轴距、轮距、方向盘转向角、倒车摄影机安装高度与角度等数据来计算出车辆的倒车轨迹，其包含有一用以计算角度与轮轨迹曲线的数学方程式计算器及一座标转换与透视投影的数学方程式计算器，将方向盘角度计介面的讯号经由计算轨迹曲线的数学方程式计算器进行运算，计算出车辆实际的倒车轨迹曲线后再传送至座标转换与透视投影数学方程式计算器中，将实际轨迹曲线转换成一广角曲面镜头的影像座标轨迹曲线。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的影像输出显示装置是包含有一影像处理器及一车内萤幕显示装置，藉由影像处理器将轨迹处理器所编译完成的倒车轨迹画面与影像撷取单元所拍摄的车辆后方反置画面相叠合，并将画面传送给车内萤幕显示装置上，以预知当其执行倒车动作时，转动方向盘不同转角的倒车轨迹。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中于方向盘角度计介面及轨迹处理器间设一第五轮角度计介面，其是与曳引车第五轮座做连结，将其转动角度的讯号传送至轨迹处理器。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的轨迹处理器为一资料库，并由一角度资料库及一角度倒车轨迹画面所组成，该角度资料库是包含有有方向盘左/右不同角度的转角资料，且该资料库的转角密度(每刻度的角度间距)可视各车种方向盘左右死点总角度值、人眼视觉辨识度与影像资料库处理器的能力而定，而角度倒车轨迹画面是将角度资料库中各刻度转角相对应的倒车轨迹画面细分为数张进行储存，当资料库接收到方向盘角度计所传输的讯号时，即可调阅其中与方向盘角度相符的轨迹画面。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的轨迹处理器为一数学方程式，是将方向盘角度计传送的讯号以数学方式即时输出与该方向盘角度相对应的车辆轨迹，其是利用车辆本身硬体的特性如轴距、轮距、方向盘转向角、倒车摄影机安装高度与角度等数据来计算出车辆的倒车轨迹，其包含有一用以计算角度与轮轨迹曲线的数学方程式计算器及一座标转换与透视投影的数学方程式计算器，将方向盘角度计介面的讯号经由计算轨迹曲线的数学方程式计算器进行运算，计算出车辆实际的倒车轨迹曲线后再传送至座标转换与透视投影数学方程式计算器中，将实际轨迹曲线转换成一广角曲面镜头的影像座标轨迹曲线。
前述的车辆倒车轨迹辅助方法，其中所述的影像输出显示装置是包含有一影像处理器及一车内萤幕显示装置，藉由影像处理器将轨迹处理器所编译完成的倒车轨迹画面与影像撷取单元所拍摄的车辆后方反置画面相叠合，并将画面传送给车内萤幕显示装置上，以预知当其执行倒车动作时，转动方向盘不同转角的倒车轨迹，另于方向盘角度计介面及轨迹处理器间设一第五轮角度计介面，其是与曳引车第五轮座做连结，将其转动角度的讯号传送至轨迹处理器。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段在于提供一种车辆倒车轨迹辅助方法，其包括一装设于车辆排挡杆的倒车感应器，其主要是用于当驾驶执行倒车动作时的触动感应器；一与倒车感应器相连结的方向盘角度计介面，其是将方向盘所转动的角度值进行传送；一与倒车感应器相连结的影像撷取单元，其是为一用以拍摄车辆后方影像的影像撷取单元；一与倒车感应器相连结的超音波倒车测距雷达，当车辆排入倒车档时开始作动并取得一雷达与障碍物距离的数据；一倒车辅助轨迹处理器，其是与方向盘角度计介面相连结，将其传送的即时讯号进行倒车轨迹的运算；一同时与影像撷取单元、轨迹处理器及超音波倒车测距雷达相连结的影像输出显示装置，其主要是将影像撷取单元的影像与经轨迹处理器运算的倒车轨迹叠合后结果显示于影像输出显示装置上；以及一设置于轨迹处理器及超音波倒车测距雷达间的校正调整方法，其主要是将超音波倒车测距雷达所侦测与障碍物的距离经校正调整方法后，将数值传输至轨迹处理器中，以供轨迹处理器作为准确运算的参考。
本发明是关于一种车辆倒车轨迹辅助方法，以提供驾驶人于车辆倒车时预知车辆的倒车轨迹，其主要是藉由一影像技术的应用并将方向盘转角的讯号经由轨迹资料库或数学方程式进行运算，并将运算结果贴于影像输出显示装置的画面上，且利用超音波测距雷达所得的与障碍物距离，来供内部影像处理的校正参考，藉以提供一能即时快速反应、适用性高与装设简便的车辆倒车轨迹辅助方法，有效降低制造者及消费者成本负担。
借由上述技术方案，本发明车辆倒车轨迹辅助方法至少具有下列优点1、即时反应本发明的车辆倒车轨迹辅助方法可在转动方向盘时，即时且快速地藉由影像技术及倒车轨迹运算处理后，将其预测路径显示于车内的萤幕显示装置上，令使用者可清楚及明确得知方向盘转动角度、倒车轨迹与实际影像的关系，以进行修正与调整，有效达到辅助使用者倒车的操作，相对提升车辆使用的安全性及实用效能。
2、应用范围广本发明的车辆倒车轨迹辅助方法适用于一般轿车、休旅车、卡车或连结车等不同类型的车辆，相对提升其产品价值及变化性。
3、装设简便本发明的车辆倒车轨迹辅助方法是藉由简便的相关元件与车辆相结合，而不需复杂的电路或设备即可达到预知倒车轨迹的效果，相对降低制造者及消费者的成本负担。
综上所述，本发明特殊结构的车辆倒车轨迹辅助方法，其能够藉以所预测的车辆倒车轨迹路径，来协助驾驶进行倒车停放或回转的运用，能够提升车辆的安全性及实用效益。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的车辆倒车辅助方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是本发明车辆倒车轨迹辅助方法的流程图。
图2是本发明方向盘角度计介面的示意图。
图3是本发明影像撷取单元的示意图。
图4是本发明超音波倒车测距雷达的示意图。
图5是本发明轨迹处理器的示意图。
图6是本发明资料库的示意图。
图7是本发明数学方程式的示意图。
图8是本发明影像输出显示装置的示意图。
图9是本发明另一车辆倒车轨迹辅助方法流程图。
图10是本发明第五角轮角度计介面示意图。
1倒车感应器2方向盘角度计介面21方向盘角度计22介面处理器2’第五轮角度计介面21’第五轮角度计22’第五轮介面处理器3影像撷取单元31倒车摄影机32画面反向器4超音波倒车测距雷达5倒车辅助轨迹处理器6资料库61角度资料库62角度倒车轨迹画面7数学方程式71轮轨迹曲线的数学方程式计算器
72座标转换与透视投影数学方程式计算器8影像输出显示装置81影像处理器82车内萤幕显示装置9校正调整方法具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的车辆倒车轨迹辅助方法其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明是一种车辆倒车轨迹辅助方法，请参看图1-图8，其设有一装设于车辆排挡杆的倒车感应器1，其主要是用于当驾驶执行倒车动作时的感应器1，作为触发启动下述装置的作动；一与倒车感应器1相连结的方向盘角度计介面2，其是将方向盘所转动的角度以数位或类比方式进行传送，且包含有一方向盘角度计21及一介面处理器22，当驾驶人执行排入倒车档动作而启动感应器1后会带动方向盘角度计21进行作动，且该方向盘角度计21是与方向盘转向机柱或动力方向机连结，使方向盘进行作动时可提供一即时的数位或类比讯号并传送至介面处理器22；一与倒车感应器1相连结的影像撷取单元3，其是为一用以拍摄车辆后方影像的影像撷取单元3，其是包含有一装设于车体后方的倒车摄影机31及一画面反向器32，藉由该画面反向器32将倒车摄影机31的影像进行画面反置；一与倒车感应器1相连结的超音波倒车测距雷达4，其将车辆排入倒车档时开始作动，当测距雷达侦测到障碍物时，便会计算并取得一雷达与障碍物距离的数据；一倒车辅助轨迹处理器5，其是与方向盘角度计介面2相连结，将传送至介面处理器22的即时的数位或类比讯号进行运算，其中该轨迹处理器5是可藉由一资料库6或一数学方程式7进行运算处理，其中该资料库6是由一角度资料库61及一角度倒车轨迹画面62所组成，该角度资料库61是包含有方向盘左/右不同角度的转角资料，且该资料库6的转角密度(每刻度的角度间距)可视各车种方向盘左右死点总角度值、人眼视觉辨识度、影像资料库6与轨迹处理器5的能力而定，而角度倒车轨迹画面62是将角度资料库61中各刻度转角相对应的倒车轨迹画面细分为数张进行储存，因此只要资料库接收到方向盘角度计2所传输的讯号时，即可调阅其中与方向盘角度相符的轨迹画面62，使驾驶人执行倒车时，藉由调阅出的轨迹画面62辅助，即时进行方向盘的角度修正；而数学方程式7，是将方向盘角度计2传送的讯号以数学方式即时输出该方向盘角度所对应的车辆轨迹，其是利用车辆本身硬体的特性如轴距、轮距、方向盘转向角、倒车摄影机31安装高度与角度等数据来计算出车辆的倒车轨迹，其包含有一用以计算角度与轮轨迹曲线的数学方程式计算器71及一座标转换与透视投影数学方程式计算器72，将方向盘角度计介面2的讯号经由计算轨迹曲线的数学方程式计算器71进行运算，计算出车辆实际的倒车轨迹曲线后再传送至座标转换与透视投影数学方程式计算器72中，将实际轨迹曲线转换成一广角曲面镜头的影像座标轨迹曲线；一同时与影像撷取单元3、轨迹处理器5及超音波倒车测距雷达4相连结的影像输出显示装置8，其主要是将影像撷取单元3的车辆后方反置影像与经轨迹处理器5运算的倒车轨迹相叠合而显示于影像输出显示装置8上，以供驾驶人预测车辆的实际倒车轨迹，其包含有一影像处理器81及一车内萤幕显示装置82，藉由影像处理器81将资料库6或数学方程式7所编译完成的倒车轨迹画面与影像撷取单元3所拍摄的车辆后方反置画面相叠合，并将画面传送给车内萤幕显示装置82上，使驾驶人可藉由萤幕上的轨迹指示，得以正确并轻松的执行倒车动作，而不需再经由后视镜或经验来停靠或回转车辆；以及一设置于轨迹处理器5及超音波倒车测距雷达4间的校正调整方法9，其主要是将超音波倒车测距雷达4所侦测与障碍物的距离经校正调整方法9后，将数值传输至轨迹处理器5中，以供轨迹处理器5作为准确运算的参考。
另外，若欲于曳引车半拖车或连结车上装设本发明的车辆倒车轨迹辅助方法，则可如图9和图10所示于方向盘角度计介面2及轨迹处理器5间装设一第五轮角度计介面2’，其是与曳引车第五轮座做连结，将其转角以数位或类比讯号传送至轨迹处理器5，其包含有一第五轮角度计21’及一第五轮介面处理器22’，当驾驶人进行倒车动作时，方向盘的讯号输入后，第五轮角度计21’即开始作动，此时不同的第五轮角度计会产生一即时的数位或类比讯号，并经由第五轮介面处理器22’将此讯号传送至轨迹处理器5，做后续的处理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其包括以下步骤一装设于车辆排挡杆的倒车感应器，其主要是用于当驾驶执行倒车动作时的触动感应器；一与倒车感应器相连结的方向盘角度计介面，其是将方向盘所转动的角度值进行传送；一与倒车感应器相连结的影像撷取单元，其是为一用以拍摄车辆后方影像的影像撷取单元；一与倒车感应器相连结的超音波倒车测距雷达，当车辆排入倒车档时开始作动并取得一雷达与障碍物距离的数据；一倒车辅助轨迹处理器，其是与方向盘角度计介面相连结，将其传送的即时讯号进行倒车轨迹的运算；一同时与影像撷取单元、轨迹处理器及超音波倒车测距雷达相连结的影像输出显示装置，其主要是将影像撷取单元的影像与经轨迹处理器运算的倒车轨迹叠合后结果显示于影像输出显示装置上；以及一设置于轨迹处理器及超音波倒车测距雷达间的校正调整方法，其主要是将超音波倒车测距雷达所侦测与障碍物的距离经校正调整方法后，将数值传输至轨迹处理器中，以供轨迹处理器作为准确运算的参考。
2.根据权利要求1所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的方向盘角度介面是包含有一方向盘角度计及一介面处理器，该方向盘角度计是与方向盘转向机柱或动力方向机连结，使方向盘进行作动时可提供一即时讯号并传送至介面处理器。
3.根据权利要求1或2所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的影像撷取单元是包含有一装设于车体后方的倒车摄影机及一画面反向器，藉由该画面反向器将倒车摄影机的影像进行画面反置。
4.根据权利要求3所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的轨迹处理器为一资料库，并由一角度资料库及一角度倒车轨迹画面所组成，该角度资料库是包含有有方向盘左/右不同角度的转角资料，且该资料库的转角密度(每刻度的角度间距)可视各车种方向盘左右死点总角度值、人眼视觉辨识度与影像资料库处理器的能力而定，而角度倒车轨迹画面是将角度资料库中各刻度转角相对应的倒车轨迹画面细分为数张进行储存，当资料库接收到方向盘角度计所传输的讯号时，即可调阅其中与方向盘角度相符的轨迹画面。
5.根据权利要求3所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的轨迹处理器为一数学方程式，是将方向盘角度计传送的讯号以数学方式即时输出与该方向盘角度相对应的车辆轨迹，其是利用车辆本身硬体的特性如轴距、轮距、方向盘转向角、倒车摄影机安装高度与角度等数据来计算出车辆的倒车轨迹，其包含有一用以计算角度与轮轨迹曲线的数学方程式计算器及一座标转换与透视投影的数学方程式计算器，将方向盘角度计介面的讯号经由计算轨迹曲线的数学方程式计算器进行运算，计算出车辆实际的倒车轨迹曲线后再传送至座标转换与透视投影数学方程式计算器中，将实际轨迹曲线转换成一广角曲面镜头的影像座标轨迹曲线。
6.根据权利要求4或5所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的影像输出显示装置是包含有一影像处理器及一车内萤幕显示装置，藉由影像处理器将轨迹处理器所编译完成的倒车轨迹画面与影像撷取单元所拍摄的车辆后方反置画面相叠合，并将画面传送给车内萤幕显示装置上，以预知当其执行倒车动作时，转动方向盘不同转角的倒车轨迹。
7.根据权利要求6所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中于方向盘角度计介面及轨迹处理器间设一第五轮角度计介面，其是与曳引车第五轮座做连结，将其转动角度的讯号传送至轨迹处理器。
8.根据权利要求1所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的轨迹处理器为一资料库，并由一角度资料库及一角度倒车轨迹画面所组成，该角度资料库是包含有有方向盘左/右不同角度的转角资料，且该资料库的转角密度(每刻度的角度间距)可视各车种方向盘左右死点总角度值、人眼视觉辨识度与影像资料库处理器的能力而定，而角度倒车轨迹画面是将角度资料库中各刻度转角相对应的倒车轨迹画面细分为数张进行储存，当资料库接收到方向盘角度计所传输的讯号时，即可调阅其中与方向盘角度相符的轨迹画面。
9.根据权利要求1所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的轨迹处理器为一数学方程式，是将方向盘角度计传送的讯号以数学方式即时输出与该方向盘角度相对应的车辆轨迹，其是利用车辆本身硬体的特性如轴距、轮距、方向盘转向角、倒车摄影机安装高度与角度等数据来计算出车辆的倒车轨迹，其包含有一用以计算角度与轮轨迹曲线的数学方程式计算器及一座标转换与透视投影的数学方程式计算器，将方向盘角度计介面的讯号经由计算轨迹曲线的数学方程式计算器进行运算，计算出车辆实际的倒车轨迹曲线后再传送至座标转换与透视投影数学方程式计算器中，将实际轨迹曲线转换成一广角曲面镜头的影像座标轨迹曲线。
10.根据权利要求1所述的车辆倒车轨迹辅助方法，其特征在于其中所述的影像输出显示装置是包含有一影像处理器及一车内萤幕显示装置，藉由影像处理器将轨迹处理器所编译完成的倒车轨迹画面与影像撷取单元所拍摄的车辆后方反置画面相叠合，并将画面传送给车内萤幕显示装置上，以预知当其执行倒车动作时，转动方向盘不同转角的倒车轨迹，另于方向盘角度计介面及轨迹处理器间设一第五轮角度计介面，其是与曳引车第五轮座做连结，将其转动角度的讯号传送至轨迹处理器。
全文摘要
本发明是关于一种车辆倒车轨迹辅助方法，以提供驾驶人于车辆倒车时预知车辆的倒车轨迹，其主要是藉由一影像技术的应用并将方向盘转角的讯号经由轨迹资料库或数学方程式进行运算，并将运算结果贴于影像输出显示装置的画面上，且利用超音波测距雷达所得的与障碍物距离，来供内部影像处理的校正参考，藉以提供一能即时快速反应、适用性高与装设简便的车辆倒车轨迹辅助方法，有效降低制造者及消费者成本负担。
文档编号G01C21/34GK101059351SQ200610076610
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月19日 优先权日2006年4月19日
发明者李光伟, 吴瑞鸿, 廖学隆 申请人:财团法人车辆研究测试中心