专利名称：可变换角度的车辆后视摄像头及其角度变换的控制方法
技术领域：
本发明涉车辆上的后视摄像头，尤其涉及一种可变换角度的车辆后视摄像头；本发明还涉及了一种上述车辆后视摄像头的变换角度的控制方法。
背景技术：
在现有的车辆上大都设置有倒车用的后视摄像头，其作用是在驾驶员进行倒车操作时，可以对车辆后方的盲区进行检测，并将检测到的信息通过车内设置的显示屏显示出来，通过图像显示，驾驶员可以清楚地观测到车辆后方盲区的情况，帮助驾驶员进行安全倒车。后视摄像头无疑对驾驶员的倒车操作带来极大的方便和安全，但是，现有的倒车摄像头存在以下的缺陷:
(O使用环境单一、使用时间短:目前的后视摄像头仅仅在驾驶员倒车的情况下使用，而在车辆行车的过程中都处于空闲的状态，而车辆大部分处于正常运行的状态，造成后视摄像头在大部分时间处于资源浪费的状态；
(2)功能单一，无法对驾驶员提供更多的安全保护。
发明内容
本发明的目的，是提供一种可变换角度的车辆后视摄像头，能够根据车辆的不同运行状况对车辆后方进行不同角度的检测，为驾驶员提供倒车安全保证的同时，能够为家属按原通过车辆运行时的安全，实现倒车摄像头的资源充分应用；
本发明的另外一个目的，是提供一种可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法。 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种可变换角度的车辆后视摄像头，包括用于对车辆后方事物进行视频采集的摄像头，还包括用于驱动摄像头变换拍摄角度的角度变换驱动机构，所述摄像头通过该角度变换驱动机构固设于车辆上。作为对本发明的限定:所述角度变换驱动机构包括用于提供驱动动力令摄像头进行角度变换的动力供给机构、用于将动力供给机构的驱动力传递给摄像头的动力传递机构，所述动力供给机构的动力输出端固连动力传递机构，摄像头固设于动力传递机构上。作为对本发明的进一步限定:所述动力供给机构为驱动电机,动力传递机构包括与驱动电机动力输出轴固连的传递齿轮、与传动齿轮相啮合而转动的半角齿轮，所述摄像头通过支架刚性连接到半角齿轮上。作为地本发明的另一种限定:它还包括用于根据车辆不同运行状况、通过控制角度变换驱动机构进而对摄像头的拍摄角度进行控制的控制机构。作为对控制机构 的限定，它包括:
①用于对车辆运行状态进行检测的信息采集模块；②内部存储有判断车辆运行状态程序的主控单元，其信号输入端连接信息采集模块的信号输出端，其控制信号输出端控制连接角度变换驱动机构，同时其视频信号输入端接收摄像头采集的视频信号；
③用于对摄像头采集的视频信息进行显示的显示机构，其设于车辆内，接收主控单元发出的显示信号；
④用于报警的报警模块，其信号输入端接收主控单元发出的报警信号。本发明还提供了一种可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法，它包括以下步骤:
(一)控制机构判定车辆的运行状况；
(二)控制机构根据车辆的运行状况控制摄像头的拍摄角度。作为对上述方法的限定，所述的步骤(一)包括以下步骤:
(1)信息采集模块实时采集车辆的挡位信息和车速信息，并将检测到的信息实时传送给与其相连的主控单元；
(2)主控单元根据接收到的车辆运行信息判断车辆的运行状态。作为对上述方法的进一步限定:所述步骤(2)中的车辆运行状态包括以下状态:
①主控单元检测到车辆处于倒车状态，且车速不高于15Km/h；
②主控单元检测到车辆处于前进挡位状态，且车速高于15Km/h。
作为对上述方法的再进一步限定:所述步骤(二)中控制机构对摄像头的拍摄角度的控制包括:
A、当车辆处于步骤(2)中①所述的运行状态时，主控单元发出控制信号给动力供给机构的驱动电机，令驱动电机动作，从而调整摄像头的焦点向下，令摄像头对准车辆的底部或下部进行拍摄；
B、当车辆处于步骤(2)中②所述的运行状态时，主控单元发出控制信号给动力供给机构的驱动电机，令驱动电机动作，从而调整摄像头的焦点水平，令摄像头对准车辆正后方进行拍摄。作为对上述方法的更进一步限定:所述控制机构对摄像头拍摄角度A项的控制中摄像头的功能包括:
(a)后部预碰撞功能:根据后车与本车之间的相对速度及相对距离的变换进行判断，如果判断得出有发生碰撞的可能，主控单元发出报警信号提示驾驶员采取相应措施；
(b)并线辅助功能:根据后方车辆与本车的相对距离计算出有效的并线时间，驾驶员必须在有效的并线时间内完成并线操作，否则系统报警提示；
(c)后部车道保持功能:当车速大于80km/h时，摄像头检测车辆在道路上的位置情况，当车辆偏离车道时，主控单元根据其内设置的时间提醒驾驶员当前车辆偏离车道。本发明由于采用以上技术方案，可以达到如下的技术效果:
(I)本发明的车辆后视摄像头设有角度变换驱动机构，摄像头通过该角度变换驱动机构设于车辆上，同时该角度变换驱动机构由控制机构控制，因此，控制机构可以根据不同的车辆运行状况，通过对角度变换驱动机构的控制，进而调节摄像头的拍摄角度，令摄像头不仅仅在驾驶员倒车的时候使用，在其他的车辆运行状况下也使用，极大地增大摄像头被使用的效率，令摄像头资源得到充分的利用；(2)本发明的角度变换驱动机构包括驱动电机、驱动齿轮和半角齿轮，通过驱动齿轮与半角齿轮的啮合转动将控制机构对驱动电机的控制后驱动力的转变传递给摄像头，其结构简单，同时采用半角齿轮作为摄像头的安装基体，可以限定摄像头拍摄的角度范围，保证摄像头在有效的拍摄区域内进行视频采集；
(3)在车辆处于前进挡位时，摄像头可以为驾驶员提供后部预碰撞功能、并线辅助功能、后部车道保持功能，保证车辆在运行时的安全。综上所述，本发明结构简单，能够令摄像头在不同的车辆运行状况下均工作，保证资源的充分利用。本发明适合设于各种机动车辆上。
图1是本发明实施例的原理框 图2是本发明实施例中摄像头I安装到角度变换驱动机构2上时的结构示意 图3是本发明实施例控制机构3的原理框 图4是本发明实施例角度变换控制方法的流程。图中:1一摄像头，11一支架,2—角度变换驱动机构，21—驱动电机，22—驱动齿轮，23—半角齿轮，3—控制机构，31—彳目息米集机构，32—主控单兀,33—显不屏，34一报警机构。
具体实施例方式
实施例一种可变换角度的车辆后视摄像头及其角度变换的控制方法 一、可变换角度的车辆后视摄像头
该产品的结构如图1所示，包括:
①摄像头1，用于对车辆后方的事物进行视频信息采集。②角度变换驱动机构2，用于驱动摄像头I变换角度，进而可以令摄像头I完成不同角度的拍摄，其结构如图2所示，包括:
i.动力供给机构，用于提供摄像头变换角度的驱动力，本实施例为结构简单采用驱动电机21作为动力供给机构；
.动力传递机构，用于将驱动电机21输出的动力传递给摄像头1，进而通过驱动电机21输出的动力可以控制摄像头I的拍摄方向，为了结构简单，同时为了可以令摄像头在有效的区域内进行视频采集，本实施例的动力传递机构包括驱动齿轮22与半角齿轮23，其中驱动齿轮22与驱动电机21的动力输出轴固连，在驱动电机21的驱动下驱动齿轮22进行转动，半角齿轮23与驱动齿轮22啮合相连，在驱动齿轮22转动的时候，半角齿轮23下驱动齿轮22的作用下会随着驱动齿轮22啮合转动，而摄像头I通过支架11刚性固连到半角齿轮23上，因此，半角齿轮23会带动摄像头I变换角度，进而可以控制摄像头I的不同拍摄角度。Ii1.控制机构3，用于自动控制角度变换驱动机构2，可以根据不同的车辆运行状况作为不同的控制，令摄像头I在不同的车辆运行状况下自动变换到需要的拍摄角度进行视频采集。其如图3所示包括:信息采集机构31，用于实时采集车辆的挡位信息和车速信息，为了结构简单，同时节省成本，本实施例采用车辆中现有的控制机构中的挡位采集传感器和车速采集传感器。iv主控单元32，内部存储有不同的车辆运行状况，及对应不同车辆运行状况下摄像头I的拍摄角度，其中信息采集机构31将采集到的车辆挡位信息和车速信息实时传递给主控单元32，主控单元32对接收到的车辆信息与其内部存储的车辆运行状况进行比对，比对后确定车辆此时的运行状况，对发出控制信号给驱动电机21，令驱动电机21驱动摄像头I进行角度变换，使摄像头I按照该车辆运行状况下的角度进行视频信息采集。同时主控单元32还接收摄像头I采集到的视频信号，并将该视频信号传递给与主控单元32相连的显示屏33进行显示，以帮助驾驶员进行安全倒车或安全驾驶。其中，上述的主控单元32可以采用现有技术中的单片机进行控制，而本实施例为了结构简单，节约成本，直接利用现有车辆中控制机构的主控单元车辆ECU作为主控单元32。此外，本实施例还设置有报警机构34，当车辆运行时对摄像头I检测到的信息为满足主控单元32内存储的相关信息时，主控单元32发出报警信号给报警机构34，令报警机构报警，以提示驾驶员此时可能存在危险。为了结构简单，本实施例可采用声光报警器作为报警机构34。二、可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法 本控制方法，如图4所示:
首先系统采集车辆点火开关的信息，即判定车辆是否处于运行状态，只有当车辆处于运行状态时才启动对可变换角度车辆后视摄像头的工作。本实施例为了节省成本，直接使用现有车辆中发动机的点火检测装置检测到的发动机点火信号。确定发动机的点火开关处于开启的状态后，进行以下的步骤:
(一)控制机构判定车辆的运行状`况，具体的判断过程为:
(1)信息采集模块实时采集车辆的挡位信息和车速信息，并将检测到的信息实时传送给与其相连的主控单元；
(2)主控单元根据接收到的车辆运行信息判断车辆的运行状态。本实施例中对车辆的运行状况的判断为:
①主控单元检测到车辆处于倒车状态，且车速不高于15Km/h，进入步骤(二)中的A步骤中；
②主控单元检测到车辆处于前进挡位状态，且车速高于15Km/h进入步骤(二)中的B步骤中。(二)控制机构根据车辆的运行状况控制摄像头的拍摄角度，主要包括以下的控制:
A、当车辆处于步骤(2)中①所述的运行状态时，主控单元发出控制信号给动力供给机构的驱动电机，令驱动电机动作，从而调整摄像头的焦点向下，令摄像头对准车辆的底部或下部进行拍摄(倒车摄像头有一个垂直检测的角度范围，在倒车时则主要是针对后部车轮、保险杆区域下部以及后部的盲区)，通过该拍摄的视频判断摄像头应实现的作用，主要包括以下的作用:
Ca)后部预碰撞功能:根据后车与本车之间的相对速度及相对距离的变换进行判断，如果判断得出有发生碰撞的可能，主控单元发出报警信号提示驾驶员采取相应措施(上述对于本车与后车之间距离的计算通过下述的公式得到:H:Z=y:f，其中H为摄像头的安装高度，Z为后于与本车的距离，y为映射到摄像头中影像的高度，f为摄像头的焦距)；
(b)并线辅助功能:根据后方车辆与本车的相对距离计算出有效的并线时间，驾驶员必须在有效的并线时间内完成并线操作，否则系统报警提示；
(c)后部车道保持功能:当车速大于80km/h时，摄像头检测车辆在道路上的位置情况，当车辆偏离车道时，主控单元根据其内设置的时间提醒驾驶员当前车辆偏离车道。B、当车辆处于步骤(2)中②所述的运行状态时，主控单元发出控制信号给动力供给机构的驱动电机，令驱动电机动作，从而调整摄像头的焦点水平，令摄像头对准车辆正后方进行拍摄。此外，车辆处于倒档且车速大于15km/h时，或车辆处于前进档位且车速小于15km/h时，摄像头I按照上一个车辆运行状态时的拍摄角度进行拍摄，而不对摄像头I进行拍摄角度的调控，避免摄像头驱动电机频繁通电造成电机过热。例如车辆档位处于前进挡，车速超过15km/h，摄像头焦点处于水平位置，而当车速小于15 km/h时，摄像头焦点仍然保持水平状态；如果车辆处于倒档状态时车速大于胡等于15 km/h时，摄像头仍然不需要动作，保持上一个状态，·仍然能够提供后视影像。
权利要求
1.一种可变换角度的车辆后视摄像头，包括用于对车辆后方事物进行视频采集的摄像头，其特征在于:它还包括用于驱动摄像头变换拍摄角度的角度变换驱动机构，所述摄像头通过该角度变换驱动机构固设于车辆上。
2.根据权利要求1所述的可变换角度的车辆后视摄像头，其特征在于: 所述角度变换驱动机构包括用于提供驱动动力令摄像头进行角度变换的动力供给机构、用于将动力供给机构的驱动力传递给摄像头的动力传递机构，所述动力供给机构的动力输出端固连动力传递机构，摄像头固设于动力传递机构上。
3.根据权利要求2所述的可变换角度的车辆后视摄像头，其特征在于: 所述动力供给机构为驱动电机； 动力传递机构包括与驱动电机动力输出轴固连的传递齿轮、与传动齿轮相哨合而转动的半角齿轮，所述摄像头通过支架刚性连接到半角齿轮上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的可变换角度的车辆后视摄像头，其特征在于:它还包括用于根据车辆不同运行状况、通过控制角度变换驱动机构进而对摄像头的拍摄角度进行控制的控制机构。
5.根据权利要求4所述的可变换角度的车辆后视摄像头，其特征在于所述控制机构包括: ①用于对车辆运行状态进行检测 的信息采集模块； ②内部存储有判断车辆运行状态程序的主控单元，其信号输入端连接信息采集模块的信号输出端，其控制信号输出端控制连接角度变换驱动机构，同时其视频信号输入端接收摄像头采集的视频信号； ③用于对摄像头采集的视频信息进行显示的显示机构，其设于车辆内，接收主控单元发出的显示信号； ④用于报警的报警模块，其信号输入端接收主控单元发出的报警信号。
6.一种可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法，其特征在于包括以下步骤: (一)控制机构判定车辆的运行状况； (二)控制机构根据车辆的运行状况控制摄像头的拍摄角度。
7.根据权利要求6所述的可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法，其特征在于所述的步骤(一)包括以下步骤: (1)信息采集模块实时采集车辆的挡位信息和车速信息，并将检测到的信息实时传送给与其相连的主控单元； (2)主控单元根据接收到的车辆运行信息判断车辆的运行状态。
8.根据权利要求6或7所述的可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法，其特征在于所述步骤(2)中的车辆运行状态包括以下状态: ①主控单元检测到车辆处于倒车状态，且车速不高于15km/h； ②主控单元检测到车辆处于前进挡位状态，且车速高于15km/h。
9.根据权利要求8所述的可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法，其特征在于所述步骤(二)中控制机构对摄像头的拍摄角度的控制包括: A、当车辆处于步骤(2)中①所述的运行状态时，主控单元发出控制信号给动力供给机构的驱动电机，令驱动电机动作，从而调整摄像头的焦点向下，令摄像头对准车辆的底部或下部进行拍摄； B、当车辆处于步骤(2)中②所述的运行状态时，主控单元发出控制信号给动力供给机构的驱动电机，令驱动电机动作，从而调整摄像头的焦点水平，令摄像头对准车辆正后方进行拍摄。
10.根据权利要求9所述的可变换角度的车辆后视摄像头的角度变换的控制方法，其特征在于所述控制机构对摄像头拍摄角度A项的控制中摄像头的功能包括: (a)后部预碰撞功能:根据后车与本车之间的相对速度及相对距离的变换进行判断，如果判断得出有发生碰撞的可能，主控单元发出报警信号提示驾驶员采取相应措施； (b)并线辅助功能:根据后方车辆与本车的相对距离计算出有效的并线时间，驾驶员必须在有效的并线时间内完成并线操作，否则系统报警提示； (c)后部车道保持功能:当车速大于80km/h时，摄像头检测车辆在道路上的位置情况，当车辆偏离车道时， 主控单元根据其内设置的时间提醒驾驶员当前车辆偏离车道。
全文摘要
本发明涉及一种可变换角度的车辆后视摄像头，包括用于对车辆后方事物进行视频采集的摄像头，还包括用于驱动摄像头变换拍摄角度的角度变换驱动机构，所述摄像头通过该角度变换驱动机构固设于车辆上；本发明还公开一种上述可变换角度车辆后视摄像头的角度变换的控制方法。本发明结构简单，能够令摄像头在不同的车辆运行状况下正常工作，保证资源的充分利用。本发明适合设于各种机动车辆上。
文档编号H04N5/232GK103237171SQ20131015124
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者黄勇, 孙志伟, 常瑞征, 米晓宁, 苏亚卜, 赵征 申请人:长城汽车股份有限公司