车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置制造方法
【专利摘要】一种车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，所述装置包括：一数位摄影机、一电动云台、一显示器及一影像追踪控制器；主要利用设置于车体外侧的数位摄影机对一预设的监视范围摄取连续的即时影像，利用内建有影像辨识软体的影像追踪控制器对摄取的连续的即时影像进行影像辨识及追踪处理，依据处理的结果控制电动云台带动数位摄影机自动调整拍摄方向，进而达到自动追踪监视范围并将监视范围的连续的即时影像显示于显示器；可以解决固定式后视镜中的影像可能会在车体转弯时偏离监视范围的问题。
【专利说明】车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置
【技术领域】
[0001]本实用新型是有关于一种车辆转弯的视觉死角的摄影装置，特别是一种可以在大型车辆转弯时辅助车辆驾驶者监控车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置。
【背景技术】
[0002]已知有许多的辅助装置用于协助驾驶者观察车辆周围的路况或环境情况，但是对于车辆的驾驶者而言每一种车辆仍然存在特定的视觉死角区域，特别是车辆在转弯时的内轮差更容易产生视觉死角区域，这种情形对于车长较大的大型车辆例如半联结车(一般所称的货柜车即属此种车辆)最为严重。一辆联结有20尺长的货柜的半联结车的全长约为14公尺(M)，而联结有40尺长的货柜的半联结车的全长更可达20公尺(M)，由于半联结车是由一部曳引车与一辆重型半拖车所组成的车辆，在转弯时曳引车的前轮轨迹和其后方联结的重型半拖车(装载货柜的部份)的后轮轨迹的差距，使得半联结车因为内轮差而产生的视觉死角区域范围极大，而且在半联结车转弯的过程中，现有装置于曳引车的固定式后视镜的主要功能在于显示预设的监视范围的即时影像，特别是指半联结车后段的重型半拖车及其后轮的即时影像。事实上，半联结车在转弯的过程中由于曳引车与重型半拖车之间的相对角度会产生变化，现有装置于曳引车的固定式后视镜中的影像将会在车体转弯时偏离原有的监视范围，所以半联结车的驾驶者在车辆转弯时容易因此看不到视觉死角区域而造成令人遗憾的交通事故。
[0003]为了辅助车辆驾驶者观看车辆的视觉死角区域，已有许多相关的技术被提出，在已核准公告的中国台湾发明专利1333904 “汽车辅助视讯告警装置”，利用多组影像撷取元件分别撷取汽车的左前、右前、左后、右后及正后方的影像，通过一视频辨识单元辨识影像，在影像中的移动物体、异常状态、车后方是否有移动物体或有物体快速变大时，通过切换的方式将影像显示于一显示器将影像输入，以及利用声光警报提示驾驶人。已核准公告的中国台湾发明专利1405682 “利用灯号讯号启动的车侧影像辅助系统”，系依据车辆的左方向灯号、右方向灯号、倒车灯号和警不灯号启动时的启动讯号，在一预设的临界时间后启动两个分设于左右车侧的摄影装置摄取对应车侧的影像，再将影像显示于显示器装置。以上的已知技术需要多个影像撷取元件或摄影装置，而且摄影装置的摄影视角固定不动，无法自动调整摄影机对车辆转弯时的视觉死角进行监视摄影，不适用于具有较大车长的大型车辆。
[0004]在已核准公告第588003号的中国台湾发明专利“应用于车外状况监视器的监视范围调整装置及方法”，利用一侦测器因应轮胎的转向幅度大小、车辆方向盘的转向幅度大小、车辆上的电子罗盘或是全球定位系统的输出信号产生一调整信号，再利用一控制器因应调整信号的变化而使车外状况监视器由一监视范围启始位置改变到至少两种不同监视范围的工作位置。此一已知技术可以将车外状况监视器的监视范围改变到至少两种不同监视范围，其监视范围的调整仍有预定的位置，而非线性的连续调整监视范围；另一方面，要取得车辆的轮胎的转向幅度或是方向盘的转向幅度，由于涉及车辆的轮胎和方向盘的机械运动的侦测，在实施上较为麻烦，再一方面，车辆的方向盘或是轮胎的转向运动与车体的转弯动作，在车辆的转弯过程并非一直维持正相关的关系，具体而言，车辆的车体在未完全通过转角时，轮胎和方向盘就已开始反向的回正操作，尤其是半联结车这种车身长度较大的车辆，曳引车在转弯后开始直线行驶时，后侧的重型半托车的车体可能还处于转向运动中，甚至还未完全离开内轮差所造成的视觉死角区域，如果依据轮胎和方向盘的转向幅度大小立即调整车外状况监视器的监视范围，可能会有提早调整监视范围的问题；以民用的全球定位系统(GPS)而言，其定位精度大约在10公尺(M)的范围，因此，依据GPS的信号调整车外状况监视器的监视范围在实用上仍有很大的误差，恐难以即时获得准确的监视范围。
实用新型内容
[0005]本新型的目的之一在提供一种可以在大型车辆转弯时辅助车辆驾驶者监控车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置。
[0006]本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例，利用设置于车体外侧的数位摄影机对一预设的监视范围摄取连续的即时影像，利用内建有影像辨识软体的影像追踪控制器对摄取的连续的即时影像进行影像辨识及追踪处理，依据处理的结果控制电动云台带动数位摄影机自动调整拍摄方向，进而达到自动追踪监视范围并将监视范围的连续的即时影像显示于显示器；可以解决固定式后视镜中的影像可能会在车体转弯时偏离监视范围的问题。
[0007]本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一种实施例，包括:通过影像辨识软体从摄取的监视范围的即时影像中寻找车体的位置，并且侦测车体在连续的即时影像中的位置变化情形，再依据车体在连续的即时影像中的位置变化情形，调整数位摄影机的拍摄方向，使得车体的影像保持在当前的即时影像中。
[0008]在本新型方法的一实施例，其中车体在连续的即时影像中的位置变化情形包括:位置变化量和车体在连续的即时影像中的移动方向。
[0009]本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例，包括:一数位摄影机，设置于车体外侧用于对一预设的监视范围摄取连续的即时影像；一电动云台，设置于车体外侧用于移动所述的数位摄影机，进而调整所述数位摄影机的拍摄方向；一显示器，用于显示数位摄影机摄取的连续的即时影像；以及一影像追踪控制器，电性连接于数位摄影机、电动云台和显示器，影像追踪控制器内建有影像辨识软体用以对摄取的连续的即时影像进行影像辨识及追踪处理，依据处理的结果控制电动云台带动数位摄影机进而调整数位摄影机的拍摄方向。
[0010]在本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例中，所述数位摄影机包含彩色数位摄影机和红外线数位摄影机其中的任一种。
[0011]在本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例中，所述数位摄影机及所述电动云台装设于车体外部两侧的后视镜。
[0012]在本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例中，包含一数位影像记录器(DVR)，数位影像记录器与数位摄影机连接用以记录数位摄影机摄取的连续的即时影像，进而实现行车记录器的功能。
[0013]有关本新型的其他功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1，为本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例的功能方块图。
[0015]图2，为本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例构造图，显示摄影机及电动云台装设车辆的车体外侧的后视镜。
[0016]图3，为本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例构造图，显示后视镜、显示器和驾驶者的位置关系。
[0017]图4A，为本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的局部构造实施例，显示一种单轴式电动云台的动作方式。
[0018]图4B，为本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的局部构造实施例，显示一种双轴式电动云台的动作方式。
[0019]图5，为本新型中影像追踪控制器对摄取的连续的即时影像进行影像辨识及追踪处理的一种实施例不意图。
[0020]图6A?图6E，为本新型车体转向感应辅助摄影装置的一使用示意图，显示半联结车在右转弯的过程中，装设于车辆右侧的数位摄影机的拍摄方向的变化示意图。
[0021]图7，为本新型车体转向感应辅助摄影装置的一使用示意图，显示半联结车在连续转弯的过程中，数位摄影机的拍摄方向的变化示意图。
[0022]图8，为本新型车体转向感应辅助摄影装置的另一实施例的功能方块图。
[0023]符号说明
[0024]10 数位摄影机
[0025]20 电动云台
[0026]30a 显示器
[0027]30b 显示器
[0028]40 影像追踪控制器
[0029]41 影像辨识软体
[0030]50 数位影像记录器
[0031]IOa 数位摄影机
[0032]IOb 数位摄影机
[0033]20a 电动云台
[0034]20b 电动云台
[0035]60R 右侧后视镜
[0036]6 IR 支撑架
[0037]60L 左侧后视镜
[0038]H 曳引车
[0039]T 重型半拖车
[0040]PO 基准影像
[0041]Pn 即时影像
[0042]Pn+1即时影像
[0043]TO 车体影像[0044]Tn车体影像
[0045]Tn+1车体影像
[0046]SO基准位置
[0047]Sn位置
[0048]Sn+1 位置
[0049]D移动距离
【具体实施方式】
[0050]请参阅图1，本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置的一实施例的功能方块图，包括:一数位摄影机10，设置于车体外侧用于对一预设的监视范围摄取连续的即时影像；一电动云台20，设置于车体外侧用于移动所述的数位摄影机10，进而调整所述数位摄影机10的拍摄方向；一显示器30a，用于显示数位摄影机10摄取的连续的即时影像；以及一影像追踪控制器40 ，电性连接于数位摄影机10、电动云台20和显示器30a，影像追踪控制器40内建有影像辨识软体41用以对摄取的连续的即时影像进行影像辨识及追踪处理，依据处理的结果控制电动云台20带动数位摄影机10进而调整数位摄影机10的拍摄方向。
[0051]数位摄影机10的一种实施方式可以是一种彩色数位摄影机和红外线数位摄影机其中的任一种，其中的红外线数位摄影机可以采用附设有红外线发光元件(如红外线发光二极体)的机型，用以在低光源的环境下主动提供拍摄所需的红外线光源；数位摄影机10的另一种实施方式是数位影像撷取装置，例如采用光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD)和互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor, CMOS)其中任一种影像感测器的数位摄影机10。在本新型的另一种实施例，如图8所示其中还可以设置一数位影像记录器(DVR) 50，数位影像记录器50与数位摄影机10连接用以记录数位摄影机10摄取的连续的即时影像，进而能实现行车记录器的功能；数位摄影机10以及电动云台20可以采用有线连接，或是利用无线传输的方式和影像追踪控制器40连接，通过无线传输的方式控制电动云台20，以及将数位摄影机10拍摄的影像传输给影像追踪控制器40和数位影像记录器50。
[0052]电动云台20的一种实施方式是由电动马达及伺服电路组成的驱动装置，电动云台20的一种实施方式是可作单轴向转动的单轴式电动云台，可以调整数位摄影机10在平面的扇形范围内拍摄的方向(见图4A)，电动云台20的另一种实施方式也可以是双轴式电动云台，可以调整数位摄影机10在平面的扇形范围内拍摄的方向和拍摄的俯仰角(见图4B)。
[0053]以左驾(驾驶者位于左侧)的车辆而言，车辆在转弯特别是右转时，视觉死角区域位于车辆的右侧，因此数位摄影机10适合装设在车辆的车体右侧车外用于摄取车辆右侧的影像(见图2)，同理，对于右驾的车辆而言，视觉死角区域在车辆左转弯时出现在车辆的左侧，因此数位摄影机10适合装设在车辆的车体左侧车外；而另一种实施方式亦在车辆的两侧(左侧和右侧)都装置数位摄影机IOa和数位摄影机IOb (见图3)，和分别用于移动所述的数位摄影机10a、10b的电动云台20a和20b。在本新型的一种实施方式,将数位摄影机10以及电动云台20装设于车辆的车体右侧车外的后视镜附近的位置，具体而言，可以装设在不影响驾驶者观看后视镜的位置，例如大型车辆的右侧后视镜60R的支撑架61R(见图2)，通过向外伸出车体一段距离的支撑架61R令数位摄影机10以及电动云台20获得较佳的拍摄范围。
[0054]在本新型的一实施例中，包括两个显示器30a和30b可安装在驾驶者观看后视镜的同时可以目视看到的视野为佳，如图3所示，以左驾(驾驶者位于左侧)的车辆而言，显示器30a可安装在驾驶室中介于驾驶者和右侧后视镜60R之间的位置，显示器30b可安装在驾驶室中介于驾驶者和左侧后视镜60L之间的位置，驾驶者在观看右侧后视镜60R或是左侧后视镜60L的同时也能方便的观看到数位摄影机10摄取的连续的即时影像，大幅提高了行车的安全性。
[0055]依据本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，首先通过电动云台20及数位摄影机10的装设位置决定一预设的监视范围，一般而言预设的监视范围可以和驾驶者通过后视镜沿着车辆的车体右侧向后延伸的视觉范围相同或接近，一种较佳的实施方式是先令半联结车的曳引车H和重型半拖车T保持在直线行驶的位置，再通过调整数位摄影机10的拍摄方向的方式，令所要监视的视觉死角的影像被包含于监视范围之中。例如:半联结车在转弯时最危险的视觉死角通常是在半联结车后段的重型半拖车T及其后轮附近的区域，因此，依据本新型方法可以先将数位摄影机10的拍摄方向对准上述半联结车的视觉死角的区域，此时数位摄影机10的位置称为“初始位置”，当半联结车的曳引车H和重型半拖车T保持直线行驶的位置(如第6A图所示)，将位于初始位置的数位摄影机10摄取的其中一帧即时影像设为基准影像PO，一般而言可以令基准影像PO中的车体影像TO (含半联结车后段的一部份重型半拖车T及其后轮的影像)占基准影像PO的1/3范围(基准影像PO的一种范例如图5所示)。
[0056]本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，可参考图5所示的例子，数位摄影机10所摄取的连续的即时影像被送至影像追踪控制器40之后，影像追踪控制器40内建的影像辨识软体41会比较在当前的即时影像Pn中的车体影像Tn的位置Sn和基准影像PO中的车体影像TO的基准位置SO的相对位置变化量，和车体影像TO在连续的即时影像中的移动方向，一般而言可以利用影像辨识技术中的边缘侦测法(edge detection)找出车体影像Tn的边缘进而得知车体影像Tn的位置Sn，另外也可以利用影像辨识技术中的影像相减法，将当前的即时影像Pn和基准影像PO相减(影像强度相减)，接着通过例如二阶处理等方式判断车体影像Tn和车体影像TO的移动方向和相对的位置变化量。
[0057]图5所示的情形是假设半联结车在进行右转时，由于曳引车H和重型半拖车T之间的相对位置会发生变化，此时在数位摄影机10所摄取的即时影像Pn中的车体影像Tn的位置Sn和基准影像PO中车体影像TO的基准位置SO相比，会发现车体影像Tn略向图中右侧的方向移动，假设移动了 d个像素的距离，而且在即时影像Pn中的车体影像Tn所占的范围也会比基准影像PO之中的车体影像TO所占的范围略有增加，其中一种方式是以像素(Pixel)为单位将相对位置变化量的阀值设为某一数目的像素，当前述车体影像Tn的移动距离d超过了预设的阀值时，就依据前述车体影像Tn的移动方向产生一动作讯号，进而控制电动云台20将数位摄影机10的拍摄方向朝向右侧方向移动，数位摄影机10调整拍摄方向后摄取的即时影像Pn+1如图5所示，使得在即时影像Pn+1中的车体影像T n+1的位置Sn+Ι和基准影像PO中的车体影像TO的基准位置SO趋于一致，进而达到自动追踪监视范围并将监视范围的连续的即时影像显示于显示器的效果。[0058]下文配合图6A?图6E说明本新型车辆转弯的视觉死角的追踪监视方法及其装置应用于半联结车的运作情形。首先以装置在车辆的右侧的数位摄影机10的动作为例作一说明，其中第6A图显示半联结车的曳引车H和重型半拖车T保持直线行驶的位置时，数位摄影机10的拍摄方向将维持在一初始位置；当半联结车开始向右转弯，随着曳引车H和重型半拖车T之间的相对位置发生改变，依据本新型方法将会自动的调整数位摄影机10的拍摄方向(如图6B?图6C所示)，当半联结车的曳引车H通过转角一段距离而开始逐渐回复至直线行驶的路径时，数位摄影机10的拍摄方向也会逐渐的自动调整，当半联结车回复至直线行驶的路径时数位摄影机10的拍摄方向将回到初始位置(如图6D?图6E所示)。
[0059]同样的，若是在车辆的左侧和右侧都装置有数位摄影机IOa和数位摄影机10b，当车辆在连续的弯路行驶的过程中，两部数位摄影机IOa和数位摄影机IOb的动作及其拍摄方向变化如图7所示。
[0060]虽然本新型已通过上述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本新型，任何熟习相像技艺者，在不脱离本新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本新型的专利保护范围以权利要求中所界定的内容为准。
【权利要求】
1.一种车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，包括: 一数位摄影机，设置于车体外侧用于对一预设的监视范围摄取连续的即时影像； 一电动云台，设置于该车体外侧用于移动所述的数位摄影机，进而调整所述数位摄影机的拍摄方向； 一显示器，与该数位摄影机连接，用于显示该数位摄影机摄取的该连续的即时影像；以及 一影像追踪控制器，连接于该数位摄影机、该电动云台和该显示器，该影像追踪控制器内建有一影像辨识软体用以对摄取的该连续的即时影像进行影像辨识及追踪处理，依据该处理的结果控制该电动云台带动该数位摄影机进而调整该数位摄影机的拍摄方向。
2.如权利要求1所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，该数位摄影机是一种彩色数位摄影机和红外线数位摄影机其中的任一种。
3.如权利要求2所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，该红外线数位摄影机附设有一红外线发光元件。
4.如权利要求1所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，该电动云台是一种单轴式电动云台和双轴式电动云台其中的任一种。
5.如权利要求1所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，该数位摄影机和该电动云台装设于该车辆的车体外侧的一后视镜的一支撑架。
6.如权利要求5所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，该数位摄影机和该电动云台装设于该车辆的一右侧后视镜和一左侧后视镜的支撑架其中的任一者或其全部。
7.如权利要求6所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，该显示器可安装在该车辆的驾驶者和该右侧后视镜之间的位置，以及该车辆的驾驶者和该左侧后视镜之间的位置之中的任一者或其全部。
8.如权利要求1所述车辆转弯的视觉死角的追踪监视装置，其特征在于，包含一数位影像记录器，该数位影像记录器与该数位摄影机连接用以记录该数位摄影机摄取的连续的该即时影像。
【文档编号】B60R1/00GK203793214SQ201420118879
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】许佑正 申请人:许佑正