专利名称：车载宽视场微光夜视系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于夜视设备技术领域，具体涉及一种车载宽视场微光夜视系统。
背景技术：
根据统计中国汽车业未来5年平均增长逾15%，随着汽车的普及，对汽车的安全技术的要求也越来越高。目前在夜间驾驶安全方面，各大品牌汽车先后在其高端系列汽车上采用了相关的夜视辅助系统来提高汽车的夜间驾驶安全。例如中国200620126539.2 号专利公开了一种用于运输工具的红外或远红外热成像仪，能够接收前方300m以内的物体发射的红外线并形成动态图像，该发明使用36°的水平广角红外镜头；中国 200710304208. 2号专利公开了一种采用红外半导体激光光源的汽车辅助夜视系统，该系统使用的红外半导体激光器具有准直发散角25 40°的视场范围。但是此类夜视产品均是各品牌汽车针对特定的车型设计的，而且其视场都比较小。宝马夜视系统在车速低于80公里/小时的情况下，热成像摄像头只能显示发热区域的信息，与实际图像相差极大，而且只拥有36°的水平视场的探测范围，随着速度的提高视场相应进一步减小只能覆盖车辆前方范围的景象。因此使得此类系统无法适合执行特殊任务的车辆和在复杂路况时所需宽视场的要求。同时现有车载夜视产品在工作时大多会开启红外光源，因此成像是有源的，这样不符合特定环境下需要无源系统的要求。因此建立一套具有宽视场、低成本、适用性强且功能强大的车载微光夜视系统具有重大的现实意义。
发明内容本发明的目的是提供一种车载宽视场微光夜视系统，就是针对现有车载夜视仪视场小而无法满足特种车辆和复杂路况时所需的宽视场要求，而提供一种宽视场的车载微光夜视系统，满足车辆夜间隐蔽行驶对前方路况信息和导航信息的需求，有效提高汽车在夜间行驶的安全系数。本实用新型的车载宽视场微光夜视系统，包括视频获取部分和视频控制显示部分，所述的视频获取部分包括有不少于2个的、安装有近红外透射滤波片的微光摄像机和处理微光摄像机拍摄图像的图像处理模块，以及为整个系统供电的电源模块；所述的视频控制显示部分包括有显示器和控制视频获取、显示模式的信号控制模块，信号控制模块连接显示器和视频获取部分；其中微光摄像机的光轴在同一水平面上，微光摄像机间的光轴夹角α为30 55，微光摄像机成像角ω为35 60°。为了获得更大的视场，同时考虑车载安装空间的需要，上述的微光摄像机的数目为3个。为了能够采用主动模式来成像，视频获取部分还可包括有近红外激光光源，所述的近红外激光光源包括激光器、与激光器连接，对激光器进行驱动发出近红外激光的激光驱动器，和安装在激光器前，用于增大发散角的光学镜头，其中光学镜头的发散角为30°。上述的光学镜头前也安装有近红外透射滤波片。[0009]所述的微光摄像机为黑白的微光CXD摄像机，其输入光强为0. 001 Ix以下，微光摄像机的镜头为定焦镜头。所述的近红外透射滤波片参数为T = 50 %、800 士 30nm或T > 85 %、800 1200nm。所述的电源模块为电源转换电路，为摄像机、近红外激光光源和图像处理处理模块产生满足电压和电流要求的电源，其输入电源为汽车电池。上述的图像处理模块包括有将视频信号转化为数字信号的视频A/D转换器、与视频A/D转换器相连接的，将数字信号拼接为标准RGB信号的DSP处理器和处理DSP处理器输出信号的视频D/A转换器，其中DSP处理器外围带有数据存储器SDRAM、程序存储器FLASH 和 CPLD。视频控制显示部分中的信号控制模块连接所述的显示器和视频获取部分，控制视频的获取模式和视频的显示。视频的获取模式分为主动和被动两种模式，主动模式近红外光源打开，被动模式为直接利用夜间的微光成像。本实用新型的系统采用近红外激光作为补光的光源，然后通过红外透射滤波片从而实现了白天和夜间微光时的辅助驾驶。加入红外透射滤波片能够防止有红曝的近红外激光对车外动物的眼睛伤害，同时滤波片能够有效防止在两车交汇时强光照射引起的夜视系统曝光过度，防止图像模糊。在大视场方面本实用新型的系统采用两个以上的微光摄像机按一定的结构进行安装，然后利用所述的图像处理模块对不同的微光摄像机拍摄的图像进行拼接，从而解决执行特殊任务的车辆和在复杂路况时对宽视场的难题。同时本实用新型的系统具有主动和被动两种模式，通过信号控制实现模式切换，实现特定环境下的无光源驾驶。本实用新型采用光电技术和计算机技术相结合，使得车载夜视系统能够有效地将车辆前面场景显示在显示屏上。大视场的特点将使驾驶员在更加有效获取所需的路况信息， 达到人眼直视效果，有效提高汽车在夜间行驶的安全系数。
图1本实用新型的总体系统结构示意图。图2本实用新型的图像处理模块结构示意图。图3本实用新型的微光摄像机安装位置示意图。图4本实用新型的近红外激光光源结构示意图。其中1、微光摄像机2、滤波片3、图像处理模块4、电源模块5、显示器6、信号控制模块7、近红外激光光源31、视频A/D转换器32、DSP处理器33、视频D/A转换器34、 数据存储器SDRAM 35、程序存储器FLASH36、CPLD 71、激光器72、激光驱动器73、光学镜头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的车载宽视场微光夜视系统进行详细的描述。本实用新型的车载宽视场微光夜视系统，包括视频获取部分和视频控制显示部分。如图1所示，视频获取部分安装在一个整体机壳内，机壳的表面上设置有近红外激光光源7的发射窗口和多个微光摄像机1的取景窗口，各个窗口分布嵌有滤波片2，为近红外透射滤波片，其参数为T = 50% 800士30nm或T > 85% 800 1200nm。机壳里面内置了近红外激光光源7、多个微光摄像机1、图像处理模块3和为整个系统供电的电源模块4。所述的微光摄像机1为黑白的微光CXD摄像机，其输入光强为0. 001 Ix以下，微光摄像机1的镜头为定焦镜头。以三个微光摄像机1的排列为例，如图3所示，微光摄像机的光轴在同一水平面上成一扇面，微光摄像机1的光轴夹角角度α为30 55°，微光摄像机成像角度 ω 为；35 60° (图 3)。图像处理模块3如图2所示，主要处理微光视频图像信号，通过高速数字信号处理技术对其进行实时处理，实现扩大视场观察路面功能。图像处理模块3包括DSP处理器32 以及外围的数据存储器SDRAM 34、程序存储器FLASH35和CPLD36。其中DSP处理器32采用具有多路视频口的处理器，又可灵活配置成视频采集或视频输出模式，可以同时采集本实用新型中多个微光摄像机1的视频信号。在DSP处理器32中图像拼接算法分为两个步骤图像配准和图像融合，多路的图像视频信号每帧均被拼接为一幅宽视场的图像，最后通过视频D/A转换器33模块转换为车载监视器的输入信号输送到视频控制显示部分。信号控制模块6采用已有的微型处理器对整个系统进行控制。通过信号控制模块 6的按钮，可把系统设置为白天模式，黑夜模式，主动模式，被动模式及整个系统的开关。视频控制显示部分具有显示器5和信号控制模块6，信号控制模块6主要作用是近红外激发光源7和显示器5的开关，在需要遮蔽行驶的特殊情况下，可以关闭近红外激发光源7，转换为被动工作模式，这样系统将直接利用外界微光成像，变成无源系统，防止被探测。而当情况允许的时候及雨雾天气时，可以打开近红外激发光源7，转换为主动工作模式。近红外激光光源7如图4所示，包括激光器71、与激光器连接，对激光器进行驱动发出近红外激光的激光驱动器72，以及用于增大发散角的光学镜头73。激光器发射的小角度激光光束，经过光学镜头73后发散角达30°，使激光照射范围更大，其中光学镜头73为发散镜头。
权利要求1.一种车载宽视场微光夜视系统，其特征在于包括有视频获取部分和视频控制显示部分，所述的视频获取部分包括有不少于2个的、安装有近红外透射滤波片( 的微光摄像机 (1)和处理微光摄像机(1)拍摄图像的图像处理模块C3)，以及为整个系统供电的电源模块 (4)；所述的视频控制显示部分包括有显示器( 和控制视频获取、显示模式的信号控制模块(6)，信号控制模块(6)连接显示器( 和视频获取部分；其中微光摄像机(1)的光轴在同一水平面上，微光摄像机(1)间的光轴夹角α为30 55°，微光摄像机(1)成像角ω 为35 60°。
2.如权利要求1所述的夜视系统，其特征在于所述的微光摄像机(1)的数目为3个。
3 如权利要求1所述的夜视系统，其特征在于所述的视频获取部分包括有近红外激光光源(7)。
4.如权利要求3所述的夜视系统，其特征在于所述的近红外激光光源(7)包括激光器 (71)、与激光器(71)连接，对激光器(71)进行驱动发出近红外激光的激光驱动器(72)，和安装在激光器(71)前，用于增大发散角的光学镜头(73)。
5.如权利要求1所述的夜视系统，其特征在于所述的光学镜头(73)的发散角为30°。
6.如权利要求4或5所述的夜视系统，其特征在于所述的光学镜头(73)前安装有近红外透射滤波片(2)。
7.如权利要求1所述的夜视系统，其特征在于所述的微光摄像机(1)为黑白的微光 CXD摄像机，其输入光强为0. 001 Ix以下。
8.如权利要求1或7所述的夜视系统，其特征在于所述的微光摄像机(1)的镜头为定
9.如权利要求1所述的夜视系统，其特征在于所述的近红外透射滤波片O)的参数为 T = 50%、800士30歷或1 > 85%,800 1200nm。
10.如权利要求1所述的夜视系统，其特征在于所述的图像处理模块(3)包括有将视频信号转化为数字信号的视频A/D转换器(31)、与视频A/D转换器(31)相连接的，将数字信号拼接为标准RGB信号的DSP处理器(3 和处理DSP处理器(3 输出信号的视频D/A 转换器(33)，其中DSP处理器(3 外围带有数据存储器SDRAM(34)、程序存储器FLASH(35) 和 CPLD (36)。
专利摘要本实用新型涉及一种车载宽视场微光夜视系统，包括视频获取部分和视频控制显示部分，视频获取部分包括有不少于2个的、安装有近红外透射滤波片的微光摄像机和图像处理模块，以及电源模块；所述的视频控制显示部分包括有显示器和信号控制模块，微光摄像机的光轴在同一水平面上，微光摄像机的光轴夹角角度α为30～55°，微光摄像机成像角度ω为35～60°。本实用新型采用近红外激光作为补光光源，然后通过红外透射滤波片从而实现了白天和夜间微光时的辅助驾驶。在大视场方面本系统采用多个微光摄像机按一定的结构进行安装，然后利用所述的图像处理模块对多路图像进行拼接，从而解决执行特殊任务的车辆和在复杂路况时对宽视场的难题。
文档编号G02B5/20GK202026407SQ20112014957
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者冯桂兰, 田维坚, 蒙志军 申请人:青岛市光电工程技术研究院