专利名称：全景可视驾驶辅助设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用图像数字化技术和图像信息处理技术为司机提供汽车及其周围环境的全景可视驾驶辅助设备，尤其是将汽车及其周围环境的全景图像显示在车载电子显示器上，使驾驶员更有效的控制汽车的运动，防止碰撞事故的发生。属于汽车电子技术领域和汽车安全驾驶技术领域。同时由于涉及图像数字化及图像信息处理，因此也属于信息处理技术领域。
背景技术：
汽车是现代社会的主要交通工具，驾驶员驾驶汽车行驶在各种各样的道路上，其前进、后退或转弯过程完全靠驾驶员观察在视线范围内的外部环境进行判断是否会周围人或物体发生碰撞。实际上，驾驶员坐在驾驶室通过转动头和身体只能看到有限的外部环境，并存在很多盲点。特别对于较低的障碍物经常无法看到而出现碰撞事故。
因此如何扩大驾驶员的视野范围成为可以有效避免碰撞事故发生的首选方案。在专利申请号94104190.5中提出了一种汽车电子防盗防撞可视系统，采用在汽车的前后安装摄像头并通过开关切换前后摄像头拍摄的图像，在显示器上只能显示前面的图像或后面的图像，不能在一个显示屏中显示汽车及其周围环境的全景图像，驾驶员视野的扩大很有限，同时开关切换也增加了驾驶员的操作。在专利申请号200510087579.0中提出了一种驾驶辅助设备，通过在汽车的前方或斜前方安装摄像头并结合转向传感器来提供图像预测和检测前进方向中与障碍物的距离，能够为驾驶员提供汽车前进方向的视野盲点信息；但是显然汽车前进、后退、转弯过程中的盲点信息包含前后左右各个方向的信息，因此该技术无法为驾驶员提供全景图像信息。
本发明所要解决的问题是提供驾驶员行车过程中汽车及其周围环境的全景信息，使驾驶员行车过程中不存在任何盲点，从而最大限度的扩大驾驶员的视野，有效避免汽车前进、后退、转弯等任何运动中出现的碰撞事件的发生。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了利用多个安装于汽车前后左右的摄像头采集的图像信息进行数字化，并经过本发明的图像数字处理技术将各个摄像头获得的数字图像信息合成为一幅真实反映汽车及其周围环境的全景图像并显示在车载显示器上。本发明的全景可视驾驶辅助设备包括安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)、对图像进行数字化的图像采集部件、存储数字图像信息的存储部件、进行数字图像信息处理的部件、安装于汽车内部的车载显示部件。进行数字图像信息处理的部件可以采用数字信号处理器或通用处理器配合软件程序完成将多个图像信息通过数字合成成为反映汽车及其外部环境的全景图像。同时为了能够调节合成图像的可视区域，每个摄像头的角度可以在一定范围调节，并通过角度传感器将摄像头的角度信息数字化作为数字图像合成的辅助信息进行处理，实现在一定范围内调节显示在车载显示器的全景图像的视角和范围。
本发明中安装在汽车四周的摄像头数量根据摄像头的视角范围、汽车的尺寸大小和汽车的外型而不同，但至少在汽车的前后左右各有一个摄像头。每个摄像头拍摄到汽车周围的不同方向的图像信息。也就是把汽车及其周围环境划分成多个图像区域，不同的摄像头对准不同的区域，然后将摄像头获得图像信息进行数字化，并存储到图像存储单元，由数字图像处理单元将这些不同区域的图像信息通过程序和算法合成为可以真实反映汽车及其外部环境的全景图像信息显示在车载显示器上。驾驶员所看到的显示信息是汽车及其周围环境一定范围内的全部视觉信息，不存在任何盲点。
本发明的摄像头是可以拍摄彩色图像的图像成像元件，可以真实拍摄环境的视觉信息。
本发明的摄像头可以采用具有夜视功能的红外摄像头，保证在夜晚环境或光线比较暗淡的环境也可以获得汽车周围环境的全景图像。
驾驶员看到的汽车及其周围环境的全景图像使驾驶员感觉置身于汽车之外俯视汽车及其周围环境，因此可以是一个无任何盲点的驾驶辅助设备。
由于安装于汽车上的摄像头并不能获得汽车本身的车体全部图像，但由于车体本身不可能变化或变化很小。汽车车体的图像可以预先采集并存储到本发明系统中，在进行图像合成时取出车体图像信息即可成为构建汽车及其周围环境的全景图像信息的汽车本体图像信息。
图1是本发明全景可视驾驶辅助设备实现框图示意图。
图2是本发明中在汽车上安装6个摄像头的原理示例图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施示例对本发明的技术方案进一步详细说明图1是本发明本发明全景可视驾驶辅助设备实现框图示意图。如图1所示，本发明的全景可视驾驶辅助设备包含安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)[1a][1b][1c]…[1n]、对图像进行数字化的图像采集部件[2]、存储数字图像信息的存储部件[3]、进行数字图像信息处理的部件[4]、安装于汽车内部的车载显示部件[5]。为了调整拍摄环境的图像区域，对于安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)[1a][1b][1c]…[1n]，其中每个摄像头的角度可以调节并且通过角度传感器将摄像头的角度信息数字化后存入本发明的系统中，作为图像合成的辅助信息。同时为了适应夜间环境和反映环境的真实色彩，摄像头可以采用具有红外夜视功能的彩色图像成像元件。图像采集部件[2]用于将每个摄像头的图像模拟信号进行数字化，变成二进制数字信息并将图像数字信息存放到存储数字图像信息的存储部件[3]中。进行数字图像信息处理的部件[4]将存储于存储部件[3]的数字图像信息经过运算、分析处理，将多幅图像根据摄像头拍摄位置进行重新合成，去掉不同摄像头的交叉图像信息，生成一幅反映汽车及其周围环境的全景图像数据，然后将全景图像数据传送到车载显示部件[5]显示出全景图像。
在本发明实现示例中，存储部件[3]可以采用双端口存储体，这种存储体的一个端口连接图像采集部件[2]实现摄像头原始图像信息的实时存储，这种存储体的另一个端口连接进行数字图像信息处理的部件[4]。这样进行数字图像信息处理的部件[4]处理原始图像信息时不影响图像信息的采集。为了实现多个图像信号的实时处理和合成为全景图像，进行数字图像信息处理的部件[4]可以采用性能较高的数字信号处理器DSP，也可以采用性能高的通用处理器CPU配合优化的处理软件完成。
在本发明实现示例中，为了能够清晰的显示经过图像信息处理的部件[4]处理和合成的全景图像，采用分辨率高的显示器作为车载显示部件[5]。
图2是中在汽车上安装6个摄像头的原理示例图。如图2所示，在汽车[6]的前部安装一个摄像头[7]，在汽车[6]的左侧面安装两个摄像头[8]和[9]，在汽车[6]的后部安装一个摄像头[10]，在汽车[6]的右侧面安装两个摄像头[11]和[12]。在本发明的实现示例中用6个摄像头，在实际使用中摄像头的数量需要根据摄像头的视角范围、汽车的实际尺寸大小和汽车的外型来确定。但是，为了生成汽车及其周围环境的全景图像，至少在汽车的前部、左侧面、后部、右侧面各安装一个摄像头。
在图2的实现示例图中，6个摄像头将汽车周围环境划分成了6个图像区域，为了覆盖汽车周围的全部环境，6个摄像头所拍摄的图像在边界处存在重叠，这些重叠信息由进行数字图像信息处理的部件进行处理后裁剪掉。这6个摄像头获得图像信息加上预先存储的汽车本体信息可以通过图像的合成处理生成一幅汽车及其周围环境的俯视图。
由于本发明中的全景可视驾驶辅助设备可以为驾驶员提供行车过程中汽车及其周围环境的全景信息，使驾驶员不存在任何盲点，从而最大限度的扩大驾驶员的视野，有效避免汽车前进、后退、转弯等任何运动中出现的碰撞事件的发生。同时驾驶员从车载显示器上可以获得汽车及其周围环境的全景俯视图，因此驾驶员不需要转动头或身体就可以实现无视野盲点驾驶，能够有效的提高驾驶安全性。
最后所应说明的是以上实施示例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者同等替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于至少包含如下部件1)安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)；2)对图像进行数字化的图像采集部件；3)存储数字图像信息的存储部件；4)进行数字图像信息处理的部件；5)安装于汽车内部的车载显示部件。
2.一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于必要时还可以包含如下部件1)摄像头角度传感器部件2)角度传感器数字化部件
3.一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于，通过安装汽车四周的多个摄像头采集到的图像信息经过图像数字化和数字图像信号处理合成成为可以真实展现汽车及其周围环境的全景图像信息，其中汽车本体图像信息可以是预先采集存储于全景可视驾驶辅助设备的存储体中的信息。
4.一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于显示的全景图像使驾驶员感觉置身于汽车之外俯视汽车及其周围环境，为驾驶员提供无任何盲点的全景图像。
5.一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于把汽车及其周围环境划分成多个图像区域，不同的摄像头对准不同的区域，然后将摄像头获得的图像信息进行数字化，并存储到图像存储单元，由数字图像处理单元将这些不同区域的图像信息通过程序和算法合成为可以真实反映汽车及其外部环境的全景图像信息显示在车载显示器上。
6.如权利要求1和权利要求2所述的一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于，所述的安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)有如下特点1)摄像头(图像成像元件)的数量与摄像头本身的视角范围、汽车尺寸大小和汽车外型相关，其要求是所安装的摄像头能够将汽车周围一定距离内环境范围的区域全部覆盖；2)为了生成汽车及其周围环境的全景图像，至少在汽车的前部、左侧面、后部、右侧面各安装一个摄像头；3)为了适应夜间环境和反映环境的真实色彩，摄像头可以采用具有红外夜视功能的彩色图像成像元件；4)为了调整拍摄环境的图像区域，对于安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的每个摄像头的角度可以调节，必要时可以增加所述的角度传感器和所述的角度传感器数字化部件；
7.如权利要求1所述的一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于，所述的存储数字图像信息的存储部件既存储所述的安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)经过所述的对图像进行数字化的图像采集部件数字化后的数字图像信息，也存储经过所述的进行数字图像信息处理的部件处理分析后的合成全景图像信息，并将合成全景图像信息显示在所述的安装于汽车内部的车载显示部件上。
8.如权利要求1和权利要求2所述的一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于，所述的安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)的角度可以调节并且通过角度传感器将摄像头的角度信息数字化后存入所述的存储数字图像信息的存储部件中，作为所述的进行数字图像信息处理的部件进行全景图像合成的辅助信息。
9.如权利要求1所述的一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于，所述的进行数字图像信息处理的部件可以采用性能较高的数字信号处理器DSP，也可以采用高性能的通用处理器CPU配合优化的处理软件完成。
10.如权利要求1和权利要求2所述的一种全景可视驾驶辅助设备，其特征在于，所述的进行数字图像信息处理的部件将存储于所述的存储数字图像信息的存储部件的数字图像信息经过运算、分析处理，将多幅图像根据摄像头拍摄位置进行重新合成，去掉不同摄像头的交叉图像信息，生成一幅反映汽车及其周围环境的全景图像数据，然后将全景图像数据传送到所述的安装于汽车内部的车载显示部件显示出全景图像；同时当所述的安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)具有所述的角度传感器和所述的角度传感器数字化部件，在所述的进行数字图像信息处理的部件进行运算、分析处理时将摄像头的角度信息作为辅助信息。
全文摘要
本发明提出一种全景可视驾驶辅助设备。是一种利用图像数字化技术和图像信息处理技术为司机提供汽车及其周围环境的全景可视驾驶辅助设备，尤其是将汽车及其周围环境的全景图像显示在车载电子显示器上，使驾驶员更有效的控制汽车的运动，防止碰撞事故的发生。包括安装于汽车四周以拍摄汽车周围环境的多个摄像头(图像成像元件)、对图像进行数字化的图像采集部件、存储数字图像信息的存储部件、进行数字图像信息处理的部件、安装于汽车内部的车载显示部件。采用数字信号处理器或通用处理器配合软件程序完成将多个图像信息通过分析处理合成为反映汽车及其外部环境的全景图像并显示在车载显示部件上，为驾驶员提供汽车及其周围环境的全景图像。
文档编号B60R1/00GK1921621SQ20061011315
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月18日 优先权日2006年9月18日
发明者李博航 申请人:李博航