三维行车影像辅助装置的制作方法

本发明涉及一种影像辅助装置，特别是指一种三维行车影像辅助装置。

背景技术：

随着科技的进步，可携式电子产品的应用也越来越普遍，如智能型手机(Smart phone)、个人数字助理(Personal Digital Assistant)、导航装置及平板计算机，俨然已成为大众化的电子产品。在开车过程中，驾驶人可利用可携式电子产品随时定位目前的位置，且通过电子地图查找并规划到达目的地的行车路线，使行车能更加顺畅与便利。

在行车过程中，电子地图上一般会显示主要道路名称与车辆位置附近的设施名称(如便利商店或停车场)，以供驾驶人观看与辨识。然而，电子地图所显示的信息与驾驶人实际看到的前方或周遭景像并不相同，因此驾驶人须仔细比对电子地图与所看到的周遭景象才能知道确切的位置，造成无法快速且直觉地辨别而增加行车的危险性。

此外，目前电子地图仅会显示基本的图资，如道路名称或主要建筑物名称，驾驶人无法进一步获得更细部的信息。因此仍有需要改良突破的问题与缺点。

技术实现要素：

鉴于上述问题，于一实施例中，本发明提供一种三维行车影像辅助装置，包括镜头群组、三维影像合成模块、GPS模块、通信模块、影像处理模块及显示模块。镜头群组包括多个镜头，这些镜头分别设置于车辆周围的不同位置处，以分别拍摄车辆周围的多个外部影像。三维影像合成模块电连接于该镜头群组，三维影像合成模块接收多个外部影像并合成为三维环场投影影像，其中三维环场投影影像包括设施影像。GPS模块检测并输出车辆实时位置。通信模块接收对应于车辆实时位置的设施位置与设施信息。影像处理模块电连接于三维影像合成模块、GPS模块及通信模块，影像处理模块接收三维环场投影影像、设施 信息、设施位置及车辆实时位置，影像处理模块产生对应于设施位置与车辆实时位置的相对位置关系的标示影像，并对应叠合于设施影像上或邻近设施影像，其中标示影像包括有设施信息。显示模块电连接于影像处理模块，且接收并显示三维环场投影影像与标示影像。

其中，该通信模块通讯连接于一图资数据库，以接收由该图资数据库发出的该设施位置与该设施信息。

其中，更包括一输入模块，电连接于该通信模块，该输入模块能供输入一搜寻条件，该通信模块接收并输出该搜寻条件至该图资数据库，该图资数据库对应该搜寻条件输出该设施位置与该设施信息。

其中，更包括一输入模块，电连接于该影像处理模块，该输入模块能供输入一产生条件，该影像处理模块接收并根据该产生条件产生该标示影像。

其中，该通信模块通讯连接于一电信基地台或一短距无线模块，以借由该电信基地台接收该设施位置与该设施信息、或者接收由该短距无线模块发出的该设施位置与该设施信息。

其中，该三维环场投影影像更包括对应该车辆的一虚拟车体。

其中，该影像处理模块更根据不同的该设施影像的大小对应产生不同的该标示影像。

其中，该影像处理模块更根据不同的该设施位置与该车辆实时位置的距离对应产生不同大小的该标示影像。

其中，该标示影像为一文字、一图案、一动画或其组合。

其中，该镜头群组包括：

一左视镜头，安装于该车辆左侧，该左视镜头拍摄并输出一车体左侧影像；

一右视镜头，安装于该车辆右侧，该右视镜头拍摄并输出一车体右侧影像；

一后视镜头，安装于该车辆后侧，该后视镜头拍摄并输出一车体后侧影像，该车体后侧影像与该车体左侧影像至少一部分重合，该车体后侧影像与该车体右侧影像至少一部分重合；以及

一前视镜头，安装于该车辆前侧，该前视镜头拍摄并输出一车体前侧影像，该车体前侧影像与该车体左侧影像至少一部分重合，该车体前侧影像与该车体右侧影像至少一部分重合。

借此，本发明实施例是利用影像的处理及合成，先建立三维环场投影影像， 再对应三维环场投影影像中的设施影像上叠合标示影像，使驾驶人在行车过程中可实时看到周遭设施的设施信息。另外，所合成的三维环场投影影像更具立体感而能够实际呈现车辆周遭环境，使驾驶人能够快速且直觉地辨识周遭设施的位置及信息，达到大幅提升行车便利性与安全性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明镜头群组的配置立体图。

图2为本发明显示模块的配置立体图。

图3为本发明三维行车影像辅助装置第一实施例的装置方块图。

图4为本发明三维行车影像辅助装置第二实施例的装置方块图。

图5为本发明三维行车影像辅助装置的环场投影的示意图。

图6为本发明三维行车影像辅助装置一实施例的显示示意图。

图7为本发明三维行车影像辅助装置另一实施例的显示示意图。

其中，附图标记：

1 三维行车影像辅助装置

2 车辆

10 镜头群组

10L 左视镜头

10R 右视镜头

10B 后视镜头

10F 前视镜头

20 三维影像合成模块

21 3D环场模型

22 坐标中心位置

30 GPS模块

40 通信模块

50 影像处理模块

60 显示模块

70 图资数据库

71 电信基地台

72 短距无线模块

73 输入模块

V_C 虚拟车体

I_L 车体左侧影像

I_R 车体右侧影像

I_B 车体后侧影像

I_F 车体前侧影像

I_A 设施影像

I_M 标示影像

I_surr 三维环场投影影像

具体实施方式

请参阅图1、图3所示，于本实施例中，三维行车影像辅助装置1是应用于一车辆2上且包括镜头群组10、三维影像合成模块20、GPS模块30、通信模块40、影像处理模块50及显示模块60。

如图1所示，于本实施例中，上述镜头群组10是包括有前视镜头10F、后视镜头10B、左视镜头10L及右视镜头10R。其中，前视镜头10F是安装于车辆2前方，例如，前视镜头10F可装设在引擎盖或前方入风口处，以拍摄车体前侧影像I_F(也就是车辆2前方的外部影像)。上述后视镜头10B是安装于车辆2后方，例如，后视镜头10B可装设在后车厢盖上，以拍摄车体后侧影像I_B(也就是车辆2后方的外部影像)。上述左视镜头10L与右视镜头10R是分别安装于车辆2左右两侧，例如，左视镜头10L是安装于左后视镜上以拍摄车体左侧影像I_L(也就是车辆2左方的外部影像)，右视镜头10R则可安装于右后视镜上以拍摄车体右侧影像I_R(也就是车辆2右方的外部影像)。实际上，上述各镜头的数量及角度都可以依实际的需求调整，以上仅为示例，而非用以限制。

另外，上述前视镜头10F、后视镜头10B、左视镜头10L及右视镜头10R具体上可为广角镜头或鱼眼镜头，且上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、 车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R的至少一部分相互重合，也就是说，上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R可皆有一部分相互重叠而没有间隙，以取得车辆2周围的全部影像，上述镜头群组10并输出上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R。

如图3所示，上述三维影像合成模块20具体上可以是微电脑、处理器或特用芯片来实现，且三维影像合成模块20可安装于车辆2上。所述三维影像合成模块20电连接于上述前视镜头10F、后视镜头10B、左视镜头10L及右视镜头10R。且三维影像合成模块20接收并可先将车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R组合为一平面的环场影像，再经由逆投影的方式将平面的环场影像合成为一三维环场投影影像I_surr并输出。

或者，请参图5所示，于本实施例中，三维影像合成模块20是将上述车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R投影至一3D环场模型21而合成三维环场投影影像I_surr，且车体前侧影像I_F、车体后侧影像I_B、车体左侧影像I_L及车体右侧影像I_R投影至3D环场模型21的边缘相互重叠，因此，三维环场投影影像I_surr可呈现车辆2周围的3D环景影像，也就是说，三维环场投影影像I_surr更具立体感而能够实际呈现车辆周遭环境，使驾驶人可轻易且直觉辨识周遭物体的高度差与距离。此外，于一实施例中，3D环场模型21的坐标中心位置22是对应于车辆2的驾驶人位置。也就是说，所合成出的三维环场投影影像I_surr是符合于驾驶人的观看视野。其中三维影像合成模块20可利用GPS定位系统取得上述驾驶人位置(如驾驶人的坐标)，以将上述将3D环场模型21的坐标中心位置22校正至驾驶人位置，但不局限于此种方式。

于一实施例中，3D环场模型21中可建立对应车辆2的一虚拟车体V_C，使三维环场投影影像I_surr更显示虚拟车体V_C。此外，在三维环场投影影像I_surr也会显示车辆2周遭的设施影像I_A。举例来说，设施影像I_A可以是车辆2周遭的便利商店、加油站、餐厅、停车场、公园、百货公司、电影院或交通号志等设施的影像，且由于三维环场投影影像I_surr是实时显示车辆2周遭的3D影像，因此设施影像I_A会随着车辆2行车过程而不断改变。

GPS模块30具体上可以是微电脑、处理器或特用芯片来实现且安装于车辆2中，以通过卫星检测并输出车辆实时位置(即车辆2所在位置)，其中由 于三维环场投影影像I_surr的虚拟车体V_C是对应于车辆2，因此车辆实时位置也能反映出虚拟车体V_C的位置。于一些实施例中，GPS模块30也可位于配戴在驾驶人身上的其它穿戴式装置(如手表或手环)中。或者，GPS模块30也可安装于驾驶人的座椅上而能同时输出驾驶人位置，以供三维影像合成模块20将3D环场模型21的坐标中心位置22校正至驾驶人位置。

通信模块40是接收对应车辆实时位置的设施信息与设施位置，例如通信模块40是接收在车辆实时位置的一范围(如300米)内的设施信息与设施位置。于一实施例中，设施信息可以是设施影像I_A所对应到的设施的名称、生活信息或交通信息。举例来说，若设施影像I_A对应到的设施为加油站，而设施信息可包括加油站的名称(如中国石油)、油价、优惠信息或其组合。若设施影像I_A所对应到的设施为停车场，则设施信息可包括停车场的名称、停车价格、剩余车位或其组合。而设施位置可以是设施影像I_A所对应到的设施的GPS位置。

如图4所示，于一实施例中，通信模块40可以是控制器局域网络(Controller Area Network)，以连接车辆2中的图资数据库70(如导航装置内建的图资数据)，图资数据库70可搜寻车辆实时位置周遭的图资数据并输出给通信模块40，其中图资数据即可包括车辆2周遭设施的设施信息与设施位置。于一些实施例中，通信模块40也可为无线通信模块(如天线模块、wifi模块、3G/4G模块、蓝牙模块或ZigBee模块)，以连接远程图资数据库70，以接收由远程提供的图资数据。

如图4所示，于一实施例中，通信模块40可以是无线通信模块(如天线模块、wifi模块、3G/4G模块)，以通讯连接于电信基地台71，使通信模块40可通过电信基地台71连上因特网而可由车联网(Internet of Vehicles)或其它远程服务器(如餐厅、停车场或其它店家的服务器主机)取得设施信息与设施位置。

如图4所示，于一实施例中，通信模块40可以是短距无线模块72(如蓝牙模块、ZigBee模块或802.11模块)，而能接收由短距无线模块72发出的设施信息与设施位置。举例来说，短距无线模块72可设在设施(如交通号志、加油站或便利商店)内部，并持续发出设施信息与设施位置的广播，当车辆2行经设施的广播范围内时，通信模块40即可接收由短距无线模块72发出的设施信息与设施位置。

于一实施例中，通信模块40可电连接于图资数据库70、电信基地台71或短距无线模块72至少其中一者，此部分并不局限。

影像处理模块50具体上可以是微电脑、处理器或特用芯片来实现并安装于车辆2上，且影像处理模块50电连接于三维影像合成模块20、GPS模块30及通信模块40，以接收三维环场投影影像I_surr、设施信息、设施位置及车辆实时位置，影像处理模块50产生对应于设施位置与车辆实时位置的相对位置关系的标示影像I_M，并对应叠合于设施影像I_A上或邻近设施影像I_A，且标示影像I_M包括有设施信息。由于设施位置与车辆实时位置可反应出设施影像I_A与虚拟车体V_C的相对位置，故影像处理模块50可准确叠合标示影像I_M于设施影像I_A上或邻近设施影像I_A。

如图2所示，在本实施例中，显示模块60具体上可为设置于车辆2内部(如仪表板上)的一显示屏幕。于一实施例中，显示模块60也可以是抬头显示器或智能型电子产品(如智能型手机或平板计算机)的显示屏幕，此部分并不局限，例如，显示模块60更可以内嵌于车辆2两片前挡玻璃中，以供驾驶人于驾驶时可以不改变视野位置就能观看标示影像I_M及设施影像I_A。显示模块60是电连接于影像处理模块50，以接收并显示三维环场投影影像I_surr与标示影像I_M。

此如图6所示，为本发明三维行车影像辅助装置一实施例的显示示意图。在本实施例中，显示模块60所显示的三维环场投影影像I_surr包括有多个设施影像I_A(如停车场、超商、医院及红绿灯)，影像处理模块50在每个设施影像I_A都叠合有标示影像I_M并显示于显示模块60上。于一实施例中，标示影像I_M可显示设施信息的全部或局部内容，且标示影像I_M可为文字、图案、动画或其组合。举例来说，若设施影像I_A为加油站，标示影像I_M可显示加油站的名称、图样、油价及优惠信息，或者标示影像I_M也可仅为加油站的名称，此并不局限。若设施影像I_A为红绿灯，则标示影像I_M可显示红绿灯的秒数倒数动画。借此，使驾驶人能够快速且直觉地辨识周遭设施的位置及信息。

于一实施例中，影像处理模块50更对应不同的设施影像I_A的大小产生不同的标示影像I_M，例如，设施影像I_A在三维环场投影影像I_surr中所占的比例越大，所产生的标示影像I_M则越大，使驾驶人能更清楚的辨识。或者，影像处理模块50是依据不同的设施位置与车辆实时位置的距离产生不同的标示影像I_M。如图6所示，于一实施例中，设施位置与车辆实时位置的距离越近，则影像处 理模块50所产生的标示影像I_M则越大。

于一实施例中，通信模块40可输出一搜寻条件至图资数据库70，图资数据库70对应搜寻条件输出设施信息与设施位置。举例来说，通信模块40可连接一输入模块73(如图4所示)，以供使用者输入搜寻条件并由通信模块40输出至图资数据库70，其中搜寻条件可依使用者需求输入，例如：使用者想要用餐，即可输入搜寻条件“餐厅”，图资数据库70即搜寻车辆2周遭的关于“餐厅”的设施信息与设施位置，当三维环场投影影像I_surr出现对应“餐厅”的设施影像I_A，影像处理模块50叠合标示影像I_M于该设施影像I_A上，使三维环场投影影像I_surr中对应搜寻条件的设施影像I_A上才会显示标示影像I_M。

于一实施例中，影像处理模块50可接收产生条件，影像处理模块50更根据产生条件产生标示影像I_M并叠合于设施影像I_A上。举例来说，影像处理模块50可连接输入模块73(如图4所示)，以供使用者输入产生条件，影像处理模块50再根据产生条件产生标示影像I_M。例如，使用者想要加油，即可输入产生条件为“加油站”，当三维环场投影影像I_surr出现对应“加油站”的设施影像I_A时，影像处理模块50会仅对应该设施影像I_A产生标示影像I_M，使三维环场投影影像I_surr中对应产生条件的设施影像I_A上才会显示标示影像I_M。

承上，请参图7所示，为本发明三维行车影像辅助装置另一实施例的显示示意图。在本实施例中，只有三维环场投影影像I_surr中部分的设施影像I_A(在此为停车场)才显示标示影像I_M。也就是说，当驾驶人想要停车时，即可由上述输入模块73输入设置条件或产生条件为“停车场”，即可使三维环场投影影像I_surr中对应“停车场”的设施影像I_A才显示标示影像I_M，达到更符合使用者需求的优点。此外，在本实施例中，标示影像I_M除了显示停车场的名称的外，更显示停车场的价格与剩余车位。在一些实施例中，若设施影像I_A为百货公司，标示影像I_M除了显示百货公司的名称之外，还可显示百货公司的促销活动。达到使驾驶人除了知道周遭设施的名称之外，还能直接看出设施的细部信息，达到进一步提升便利性的功效。

另外，上述各个模块之间可利用有线(如Controller Area Network)或无线(如wifi、蓝牙或ZigBee)的方式相互传输数据，此并不局限。此外，在一些实施例中，三维影像合成模块20、GPS模块30、通信模块40及影像处理模块50可整合于安装在车辆2中的车机(OBU)的内部电路板上。

综上，本发明实施例是利用影像的处理及合成，先建立三维环场投影影像，再对应三维环场投影影像中的设施影像上叠合标示影像，使驾驶人在行车过程中可实时看到周遭设施的设施信息。另外，所合成的三维环场投影影像更具立体感而能够实际呈现车辆周遭环境，使驾驶人能够快速且直觉地辨识周遭设施的位置及信息，达到大幅提升行车便利性与安全性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。