专利名称：基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统及方法
技术领域：
本发明涉及汽车电子领域，特别涉及可视化智能倒车辅助系统及方法。
背景技术：
汽车尾部盲区所潜在的危险，往往会给人们带来生命财产的重大损失以及精神上 的严重伤害。据统计，由于车后盲区所造成的交通事故在中国约占30%，美国20%。另外， 随着汽车数量的急剧增长，汽车走进千家万户的同时，各大城市内的停车位变的越发狭窄， 对驾驶员倒车技能的要求越来越高。特别是对于很多新手司机或女士而言，每次倒车时更 是可以用瞻前顾后，胆战心惊来形容，稍不小心就会刮伤或者与相邻车辆碰撞。因此，倒车 安全问题越来越多地受到社会的关注，而先进的倒车辅助系统则是智能车辆安全系统中最 受瞩目的技术之一。目前市场上常见的倒车辅助系统主要分为两类一种是在车尾安装传感器等装 置，当其接近并探测到有障碍物时报警。以倒车雷达为主要代表，采用超声波测距原理探测 车后是否有障碍物以及障碍物距车的距离，并发出警示信号。此类产品在很大程度上减小 或弥补了汽车尾部盲区，提醒驾驶员车后障碍物的存在。另一种是影像倒车系统，利用后视 摄像头将车辆后方的事物影像清晰地传输到中控台液晶显示屏上，并显示出车尾距障碍物 的距离。而这两种系统均只是停留在“报警” “可视”层次上，只能提示驾驶者后面是否有障 碍物，不能提示如何倒车进入某个特定的位置，因此不能对倒车过程进行智能指导。因此， 倒车辅助系统需要尽量向“智能化”方向发展，提供操作参考的指示线来指导驾驶者倒车， 以彻底解决倒车这一难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统及方法，该 系统能够根据方向盘的转动角度估算出倒车轨迹，并将其与车辆后方影像叠加显示，从而 为驾驶者倒车提供参考。本发明基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，包括一倒车摄像头，安装于车辆尾部，用于获取车辆后方影像；及安装于驾驶室内的显示屏；其特征在于还包括一方向盘转角测量器，安装在车辆的方向盘上，用于获取方向盘转角信息；一倒车轨迹计算模块，其根据所述方向盘转角测量器输出的方向盘转角(“方向盘 转角”即方向盘的转动角度)，结合车辆长度和宽度、以及倒车摄像头到后轮轴线的距离，计 算倒车轨迹；及一倒车轨迹投影模块，其根据地面坐标系与倒车摄像头成像屏坐标系之间的投影 模型，将倒车轨迹计算模块输出的倒车轨迹、以及倒车轨迹上的距离标记线投影到倒车摄 像头成像屏坐标系，使它们与倒车摄像头获取的车辆后方影像叠加后输出至所述显示屏。
进一步，本发明中的方向盘转角测量器是自行设计的，它包括一标记盘，固定在方向盘的转轴上，能与方向盘同步转动，其表面设有一圈共N个 不同的标记；及一成像传感器，固设在所述标记盘上方或下方，不随方向盘转动，它通过识别标记 盘表面的标记，进而计算出方向盘转角。上述倒车轨迹计算模块可以通过公式
权利要求
基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，包括一倒车摄像头，安装于车辆尾部，用于获取车辆后方影像；及安装于驾驶室内的显示屏；其特征在于还包括一方向盘转角测量器，安装在车辆的方向盘上，用于获取方向盘转角信息；一倒车轨迹计算模块，其根据所述方向盘转角测量器输出的方向盘转角，结合车辆长度和宽度、以及倒车摄像头到后轮轴线的距离，计算倒车轨迹；及一倒车轨迹投影模块，其根据地面坐标系与倒车摄像头成像屏坐标系之间的投影模型，将倒车轨迹计算模块输出的倒车轨迹、以及倒车轨迹上的距离标记线投影到倒车摄像头成像屏坐标系，使它们与倒车摄像头获取的车辆后方影像叠加后输出至所述显示屏。
2.如权利要求1所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，其特征在于，所 述方向盘转角测量器包括一标记盘，固定在方向盘的转轴上，能与方向盘同步转动，其表面设有一圈共N个不同 的标记；及一成像传感器，固设在所述标记盘上方或下方，它通过识别标记盘表面的标记，进而计 算出方向盘转角。
3.如权利要求2所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，其特征在于所 述方向盘转角测量器进一步能根据前轮与车身方向之间的夹角θ与方向盘转角的对应关 系式，将测量到的方向盘转角变换为前轮与车身方向之间的夹角θ。
4.如权利要求2所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，其特征在于所 述方向盘转角测量器的成像传感器为带红外感光的成像传感器。
5.如权利要求1所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，其特征在于所 述倒车轨迹计算模块通过公式
6.如权利要求1所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统，其特征在于所 述倒车轨迹投影模块中，地面坐标系与倒车摄像头成像屏坐标系之间的投影关系为
7.一种基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成方法，其特征在于包括以下步骤当驾驶者排入倒车档时，方向盘转角测量器和倒车摄像头启动，自动获取方向盘转角 和车辆后方影像；倒车轨迹计算模块根据所述方向盘转角测量器输出的方向盘转角，结合车辆长度和宽 度、以及倒车摄像头到后轮轴线的距离，计算倒车轨迹；倒车轨迹投影模块根据地面坐标系与倒车摄像头成像屏坐标系之间的投影模型，将倒 车轨迹计算模块输出的倒车轨迹、以及倒车轨迹上的距离标记线投影到倒车摄像头成像屏 坐标系，使它们与倒车摄像头获取的车辆后方影像叠加后显示在驾驶室内的显示屏，从而 便于驾驶者选择合适的倒车转角和轨迹，根据显示的指示线进行倒车，以及根据显示的距 离标记线准确判断车辆后方障碍物的距离。
8.如权利要求7所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成方法，其特征在于所 述倒车轨迹计算模块通过公式
9.如权利要求7所述的基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成方法，其特征在于，所 述方向盘转角测量器包括一标记盘，固定在方向盘的转轴上，能与方向盘同步转动，其表面设有一圈共N个不同的标记；及一带红外感光的成像传感器，固设在所述标记盘上方或下方，它通过识别标记 盘表面 不同的标记计算方向盘转角。
全文摘要
一种基于角度信息的可视化倒车轨迹线形成系统及方法，包括安装于车辆尾部用于获取车辆后方影像的倒车摄像头，安装于驾驶室内的显示屏，方向盘转角测量器，倒车轨迹计算模块和倒车轨迹投影模块。本发明根据方向盘转角计算倒车轨迹，并将倒车轨迹投影到倒车摄像头成像屏坐标系中，与倒车摄像头获取的车辆后方影像叠加后显示在驾驶室的显示屏，为驾驶者提供倒车指示线及倒车轨迹周围的影像，从而能够指导驾驶者倒车。同时，其在倒车轨迹上设置表示离车尾距离的距离标记线，通过这些距离标记线，驾驶者能够准确判断车辆后方障碍物的距离，从而指导驾驶者安全倒车。
文档编号B60R1/00GK101987597SQ20091010908
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者袁克虹 申请人:袁克虹