专利名称：一种具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车载导航及多媒体技术领域，特指一种具备多路视频记录的车载导航
及影音多媒体系统。
背景技术：
目前市场上常见的汽车多媒体系统，主要集成了车载DVD、导航、收音机、数字电 视、蓝牙、倒车后视等功能。对于倒车后视功能解决了在倒车入位的时候车辆后方的盲区问 题很实用。但是在车辆行驶过程中，无法解决现有后视镜盲区的问题。特别是在车辆转弯、 并线时，由于现有后视镜安装位置造成的车身侧面的盲区是造成车辆行驶过程中发生事故 的一个重要原因。现有车辆的影音系统娱乐功能强大，但安全功能不足。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种具有多种功能的具备多路视频记录的车载
导航及影音多媒体系统；可实现载导航、DVD、收音、移动数字电视、数字播放、蓝牙免提电
话、视频行驶记录、事故记录、补充后视镜盲区、安全防盗、多视角倒车等多种功能。 本发明解决上述技术问题的技术方案是包括摄像机组、视频分割单元、视频记录
单元及主处理器单元；视频分割单元、视频记录单元及主处理器单元相互连接，摄像机组与
视频分割单元连接；还包括有底板控制单元，所述的可根据接收的车身控制信号发出相应
指令的底板控制单元与主处理器单元连接。 所述的摄像机组包括有四路摄像头，分别设置于车辆的前、后、左、右位置。 所述的摄像机组拍摄的视频经连续图像压縮编码或经循环压縮编码后直接或从
RAM记录到SD卡、硬盘、U盘或者机内FLASH等存贮介质上。 还包括有音频处理单元、DVD单元和/或DTV单元、CDC多碟单元、电子测速单元、 网络协议解析单元。 还包括收音单元和/或蓝牙单元。 所述的音频处理单元由音频AD转换器、数字音频切换器、数字音频处理器、音频 DAC转换器、音频低通LPF有源滤波和音频功放组成。 本发明将传统的车载导航、DVD、收音、移动数字电视、数字播放、蓝牙免提电话等 功能与汽车视频记录仪的功能加以整合。在实现车载导航、DVD、收音、移动数字电视、数字 播放、蓝牙免提电话的功能基础上，本方案支持在汽车上安装4路摄像机，并通过系统对4 路视频加以分割组合，还可以补充后视镜视角盲区，使得驾驶人员在行车途中，能够看到反 光镜看不到的区域，从而增强汽车的驾驶安全性。通过将摄像机组拍摄的视频经连续图像 压縮编码或经循环压縮编码后直接或从RAM记录到SD卡、硬盘、U盘或者机内FLASH等存贮 介质上；可以实现交通事故的快速现场记录与处理。此外，具有视频节目源同时预览功能； 本发明能够将系统中各种视频的节目源的视频以縮小的方式同时显示在液晶屏幕上，供用 户预览。如果用户需要看哪个视频节目源时，直接通过屏幕点击縮小的视频，系统就将该节目源以正常的尺寸显示到液晶屏上，供用户观看。本发明针对这一缺陷，提出了在现有车辆 影音系统的基础上，增加车辆多路视频记录单元的想法。该单元能够支持多路视频的画面 合成，从而支持在车辆上安装多个摄像机，并且将多个画面同时合成到影音系统的显示屏 上，从而可以有效补充行驶过程中的后视镜盲区。同时可以在行驶过程中，对行车周围的视 频加以记录，可以有效地解决车辆发生事故后，责任的界定问题。利用车辆影音系统的播放 能力，还可以现场回放事故的画面，加快交警部门对事故的处理。同时在倒车的时候，由于 能够同时显示车身周围的图像，倒车更加安全方便。当车辆停放的时候，利用视频记录单元 提供的防盗报警的能力，还可以将盗窃车辆或者停车场内车辆被碰撞的画面加以记录，加 速破案的进程
下面结合附图对本发明进--步说明附图1是本发明结构框图；附图2是本发明摄像头安装示意图。附号说明摄像机组1视频分割单元2视频记录单元3主处理器单元4底板控制单元5音频处理单元6DVD单元7DTV单元8收音单元9蓝牙单元10
具体实施例方式
见附图1所示，本发明包括摄像机组1、视频分割单元2、视频记录单元3、主处理器 单元4、底板控制单元5、音频处理单元6、DVD单元7、DTV单元8、收音单元9、蓝牙单元10、 事故检测单元、GPS单元、电源变换单元等13个单元，此外还可包括CDC多碟单元、电子测 速单元、网络协议解析单元等功能单元。视频分割单元2、视频记录单元3及主处理器单元 4相互连接，摄像机组1与视频分割单元2连接；可根据接收的车身控制信号发出相应指令 的底板控制单元5与主处理器单元4连接。事故检测单元与视频记录单元连接，GPS单元 与视频记录单元3和主处理器单元4连接；电源变换单元对各部分供电。摄像机组1包括 有四路摄像头(本发明以四路为例，但不局限于此)，分别设置于车辆的前、后、左、右位置； 其视频经连续图像压縮编码或经循环压縮编码后直接或从RAM记录到SD卡、硬盘、U盘或 者机内FLASH等存贮介质上。音频处理单元6由音频AD转换器、数字音频切换器、数字音 频处理器、音频DAC转换器、音频低通LPF有源滤波和音频功放组成。音频处理单元6与主 处理器单元4和视频分割单元2连接；DVD单元7与音频处理单元6的数字音频切换器连 接；DTV单元8经视频AD转换器后与视频分割单元2连接，并与音频处理单元6的音频AD 转换器连接；收音单元9、蓝牙单元10与音频处理单元6的音频AD转换器连接。
本发明的系统对外拥有多种IO接口。其中主处理器单元4对外接口包括1个SD 卡接口 ，两个USB2. 0接口 ， CAN2. 0网络接口 。视频记录单元3对外接口包括1个SD卡接 口 ， 1个USB接口 。底板控制单元5对外接口包括车辆的各种信号输入接口 ，如汽车钥匙线(ACC)、倒车信号(BACK)、刹车信号(BREAK)、左转向信号(LEFT)、右转向信号(RIGHT)、汽车 速度传感信号接口 (SPEED)等。 本发明视频分割单元2型号为TW2835。其视频信号进行模拟数字变换，变换成为 数字视频信号；然后将4个视频在芯片内部合成成为一个视频画面，以ITU656的格式输出。
在本发明中，视频记录单元3的数字视频输入端连接在视频分割单元2视频输出 端口上，主要用于对车外摄像机组1采集到的行车视频加以记录。在正常工作的情况下，主 处理器单元4会指令视频分割单元2将4路车身摄像头输入的视频画面合成为一副图像， 然后在视频分割单元2上总是以合成的画面输出；从而保证了在行车过程中，视频记录单 元总是能够记录到车身4路摄像机采集的行车过程的图像。 视频记录单元3的主要功能就是对视频分割单元2DoutX端口上输出的视频信号 加以图像压縮编码。并且将编码后的数字图像在RAM上加以循环记录。 一旦发生交通事故， 如果事故比较轻微，事故检测单元不会发生触发。这时用户可以选择按动事故记录按钮。 一旦用户按动事故记录按钮，视频记录单元3就会把存贮在RAM上的事故前后的图像记录 到SD卡或者USB盘上。如果事故比较严重，这时事故检测单元会触发视频记录单元3，将存 贮在RAM上的事故前后的事故录像记录到SD卡或者USB盘上，从而实现自动事故记录的功 能。 当车辆熄火后，底板控制单元5检测到ACC钥匙信号输出低电平，这时底板控制单 5元会指令电源变换单元关闭绝大多数供电模块，仅保留对事故检测单元的供电。同时指 令事故检测单元提高事故检测的灵敏度。 一旦车辆在停放过程中遭到外部碰撞或者撞击， 事故检测单元会立刻通知底板控制单元5开启与事故记录有关的所有电源，包括车身摄像 机电源、视频记录单元电源等。并且将发生碰撞或者撞击后的事故的影像记录到SD卡或者 USB盘上。经过若干时间的记录后，底板控制单元5会将整个记录部分有关的电源再次关
闭。利用这个功能，可以实现车辆停车时对外部撞击或者盗窃事件的视频记录。从而可以 帮助车主有效地寻找停放时撞击车辆的肇事者或者盗窃者。同时利用这种电源管理方式还
有效降低了车辆停放时，本系统对汽车电池的消耗。 视频记录单元3支持一切形式的移动通信模块。 一旦发生盗窃或者停放时的撞击 事故，还可以通过移动通信模块，用短信、打电话或者彩信的方式通知车主。并且利用移动 通信模块，将车身摄像机采集到的现场图像以彩信的方式发送到车主处，从而为车辆被盗 窃保留了第一手的证据。 利用视频分割单元2能够将4路车身摄像机采集的视频合成为一路视频，并且可 以同时选择从DoutX和DoutY端口输出的特性，本装置可以实现行车过程中一边将车身摄 像机采集的图像加以记录，并且一边把这些图像通过主处理单元4显示到LCD显示器上，从 而实现后视镜补盲的功能，实现更加安全的驾驶。特别是在车辆左转向或者右转向过程中， 如果在车身侧面反光镜附近有行人或者其他车辆的时候，反光镜实际上是看不到的。如果 驾驶者不小心直接转弯，往往会造成事故。有了本装置的驾驶补盲功能后，驾驶者就能够很 好地利用这个功能补充反光镜的盲区，从而实现更加安全的驾驶。 在本方案中，视频记录单元的数字视频输入端连接在DoutX视频输出端口上，主 要用于对车外摄像机组1采集到的行车视频加以记录。因此在正常工作的情况下，主处理 器单元4会指令视频分割单元将4路车身摄像机输入的视频画面合成为一幅图像，然后在DoutX和VAOUTX输出端口上总是合成的画面输出，从而保证了在行车过程中，视频记录单 元总是能够记录到车身4路摄像机采集的行车过程的图像。而VAOUTX是模拟视频输出信 号，其输出的内容和DoutX完全相同。视频输出的信号连接到汽车影音多媒体信号的外部 视频输入端。这样车外4路摄像机采集的视频画面，经过TW2835合成为一个画面后，可以从 VAOUTX输出到汽车影音多媒体系统的显示器上，对4个画面加以同时显示。通过精心布置 4个摄像机的安装位置，就可以采集到后视镜看不到的盲区的图像，特别是左右两侧盲区图 像，并且在汽车影音多媒体系统的LCD液晶屏上加以显示，从而实现后视镜补盲的功能，实 现更加安全的驾驶功能。利用4个摄像机补充视角盲区时摄像机布置如图2所示
首先建立车身坐标系，以沿车身前后方向的中线为Y轴，并且以车头的方向为正 方向。在车身水平面内，垂直于Y轴，并且指向车身右侧的线为X轴。按照右手螺旋法则， 垂直于XOY平面，指向车顶的线为Z轴。车身上安装了4个摄像机。 一个前向，一个左侧、 一个右侧和一个后视相机。设这4个摄像机的镜头视角分别是y。、 yl、 y2、 y3。车辆上 有3块后向反光镜，即左反光镜、右反光镜和车内后向反光镜。设这几个反光镜的视角分别
是！^、l^和P。。设左侧摄像机和右侧摄像机安装后，视角法线与车身x轴夹角分别是e工 和e2。左侧摄像机与左侧反光镜视角法线的夹角是、右侧摄像机与右侧反光镜视角法
线的夹角是a2。合理选择摄像机视角Y。、 L、 Y2、 Y3，并且选择侧面合理的安装角度 和92，就可以很好地补充左右侧反光镜的盲区，从而实现更加安全的驾驶。TW2835不仅可 以同时将4个画面合成为一个画面，还可以将4个画面中的任何1个、任何两个以及任何3 个画面合成为一个完整画面加以显示。用户在使用过程中，通过向视频记录单元发送指令， 视频记录单元再通过I2C总线，就可以指令TW2835改变画面合成的策略。特别是将左侧和 右侧两个摄像机的画面合成为一个画面加以显示在屏幕上，补盲效果将更加理想。效果如 图4所示。 本方案除了能够完成车辆行驶记录功能以及后视镜补盲功能外，还具备DVD/CD/ VCD/MP3碟片播放功能、收音功能、移动数字电视播放功能、通过SD卡或者USB盘播放数字 电影、数字音乐等多媒体播放功能、蓝牙耳机和数据传输功能、全视角倒车功能、接入车身 网络等功能。 本方案具备DVD/CD/VCD/MP3碟片播放功能、播放数字电视、播放iP0D或者播放辅 助输入视频信号的功能。上述这些视频信号源都接在视频ADC转换器的模拟视频输入通道 上。视频ADC转换器通过接收主处理器单元4的指令，可以将其中一路视频信号加以数模 转换。转换后的数字视频信号以ITU656的格式输出到视频分割单元2的PBIN输入端口。 在正常工作状态下，主处理器会指令视频分割单元2将从PBIN接口输入的数字视频信号切 换到DoutY输出端口上。由于DoutY输出端口与主处理器单元4视频输入接口相连接，因 此从DoutY端口上输出的视频信号可以通过主处理器单元4显示在LCD液晶显示屏幕上。 利用这种方式，除了将DVD单元播放的视频显示在LCD液晶屏上外，主处理器单元4还可以 通过指令切换视频ADC单元的输入视频信号通道，从而达到播放数字电视、播放iP0D或者 播放辅助输入视频信号的功能。 音频处理单元6由音频AD转换器、数字音频切换器、数字音频处理器、音频DAC转 换器、音频低通LPF有源滤波和音频功放等部分组成。对于该系统内输出模拟音频的单元 如iPOD、数字电视单元等，输出的模拟音频信号接入具备音频通道切换能力的音频AD转换
6器上。音频AD转换器接受主处理器单元4的指令，选择其中一路音频输入，并将该音频转 换为数字I2S格式的音频信号接入数字音频切换器上。为了实现高保真的功能，DVD输出的 I2S格式的数字音频信号、主处理器单元4输出的I2S格式的数字音频信号与音频ADC输出 的12S格式数字音频信号一并进入数字音频切换器。该切换器能够根据主处理器单元4发 出的指令，选择其中一路数字音频信号并且将该信号输出到数字音频处理器上。数字音频 处理器是一片专用的数字音频处理的信号处理器。该处理器能够按照主处理器单元4的指 令，对输入的数字音频做混音控制、音量控制、高低音控制、多频段音频均衡控制。还能够实 现3D声场效果和声音频谱显示功能。经过数字音频处理器处理后的声音信号，可以同时输 出4个声道信号，并且以I2S的格式进入音频DAC转换器。为了实现高保真的效果，该音频 DAC转换器内置过采样数字低通滤波器，能够很好地消除数字模拟转换过程中的混跌干扰。 经过DAC转换后的模拟音频信号进入有源模拟低通滤波器LPF做进一步的滤波，从而进一 步消除DAC转换过程中的各种干扰，保证声音的质量。经过模拟有源低通滤波器过滤后的 音频信号直接输入4通道的音频功率放大器。该放大器可以直接推动喇叭发生。
DVD/CD/VCD/MP3碟片播放功能由DVD单元7实现。该单元由机芯和伺服解码系统 组成。DVD单元7的播放控制由UART串口实现。主处理器单元4通过该串口发送指令，就 可以实现DVD机芯播放、暂停、停止、快进、快退、播放下一曲目、播放上一曲、直接选择曲目 等DVD/CD/VCD/MP3播放的所有功能。在播放过程中，DVD单元7直接输出模拟视频图像信 号和I2S格式的数字音频信号。 数字电视播放功能由DTV单元8实现，该单元由数字电视接收调谐器、基带处理器 和数字电视解码器等3个部分组成。数字电视解码器能够输出模拟的音频和视频信号，并 进入相应的模拟视频ADC和模拟音频ADC端口 。数字电视在播放过程中的搜台、选台、电台 记忆等功能均由主处理器单元4通过UART串口发送指令实现。 本系统的收音功能由收音单元9实现。该单元由成熟的收音模块实现。收音模块 输出的立体声音频信号进入模拟音频ADC的相应端口。收音机在使用过程中的搜台、选台、 电台记忆等功能均由主处理器单元通过I2C串口发送指令实现。 本系统的车载导航功能由主处理器单元4实现。主处理器单元4的核心是由一颗 嵌入式SoC处理器芯片。该芯片上面可以运行WinCE、Li皿x等操作系统。导航软件安装在 外置的SD卡存贮器或者单元内自带的大容量FLASH上。导航软件通过UART串口接收GPS 单元发送的导航电文，与自身数据库存贮的数字地图数据做融合，从而实现导航功能。
本系统的车载数字电音MP3播放功能由主处理器单元4实现。用户将数字电影存 贮在SD卡或者USB盘或者本机自带的大容量FLASH存贮器上。通过多媒体播放软件，可以 将用户实现预存的电影或者MP3文件加以播放。播放的图像直接在主处理器内部送往LCD 液晶屏加以显示。播放的声音通过主处理器单元的12S音频总线输出到数字音频切换器 上。在主处理器单元4的控制下，将数字声音送往数字音频处理器上，从而实现声音播放功
权利要求
一种具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，包括摄像机组(1)、视频分割单元(2)、视频记录单元(3)及主处理器单元(4)；视频分割单元(2)、视频记录单元(3)及主处理器单元(4)相互连接，摄像机组(1)与视频分割单元(2)连接；其特征在于还包括有底板控制单元(5)，所述的可根据接收的车身控制信号发出相应指令的底板控制单元(5)与主处理器单元(4)连接。
2. 根据权利要求1所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征在于所述的摄像机组(1)包括有四路摄像头，分别设置于车辆的前、后、左、右位置。
3. 根据权利要求1或2所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征在于所述的摄像机组(1)拍摄的视频经连续图像压縮编码或经循环压縮编码后直接或从RAM记录到SD卡、硬盘、U盘或者机内FLASH等存贮介质上。
4. 根据权利要求1或2所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特 征在于还包括有音频处理单元(6) 、 DVD单元(7)和/或DTV单元(8) 、 CDC多碟单元、电 子测速单元、网络协议解析单元。
5. 根据权利要求3所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征在 于还包括有音频处理单元(6) 、 DVD单元(7)和/或DTV单元(8) 、 CDC多碟单元、电子测 速单元、网络协议解析单元。
6. 根据权利要求4所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征在 于还包括收音单元(9)和/或蓝牙单元(10)。
7. 根据权利要求5所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征在 于还包括收音单元(9)和/或蓝牙单元(10)。
8. 根据权利要求4所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征 在于所述的音频处理单元(6)由音频AD转换器、数字音频切换器、数字音频处理器、音频 DAC转换器、音频低通LPF有源滤波和音频功放组成。
9. 根据权利要求5所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征 在于所述的音频处理单元(6)由音频AD转换器、数字音频切换器、数字音频处理器、音频 DAC转换器、音频低通LPF有源滤波和音频功放组成。
10. 根据权利要求6所述的具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统，其特征 在于所述的音频处理单元(6)由音频AD转换器、数字音频切换器、数字音频处理器、音频 DAC转换器、音频低通LPF有源滤波和音频功放组成。
全文摘要
本发明涉及车载导航及多媒体技术领域，特指一种具备多路视频记录的车载导航及影音多媒体系统。包括摄像机组、视频分割单元、视频记录单元及主处理器单元；视频分割单元、视频记录单元及主处理器单元相互连接，摄像机组与视频分割单元连接；还包括有底板控制单元，所述的可根据接收的车身控制信号发出相应指令的底板控制单元与主处理器单元连接。本发明系统集成了车载电子的各种功能；有效减少了设备数量、体积，提高了系统可靠性；可广泛应用于车载电子上。
文档编号H04N7/18GK101788304SQ20091003692
公开日2010年7月28日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者利剑清, 李大星, 林明仁, 林隽洁, 虞晓琼, 陈冰冰, 陈红卫 申请人:广东电子工业研究院有限公司