行车辅助装置及其方法
【专利摘要】本发明揭露一种行车辅助装置及其方法，行车辅助装置包含镜头以及处理模块。镜头设于车辆的后端，撷取车辆后方的环境的画面，以产生环境影像。处理模块读取环境影像，并根据车辆的行车状态或倒车状态，选择性地由环境影像区分出行车影像及倒车影像，并控制显示单元进行显示。通过可同时撷取行车影像以及倒车影像的摄像镜头，达到减少车子后端镜头设置数目的功效。
【专利说明】行车辅助装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种行车辅助装置及其方法，特别是有关于一种可同时撷取车辆后端 的行车影像以及倒车影像的行车辅助装置及其方法。
【背景技术】
[0002] 汽车行驶时，常因驾驶者不小心、视线死角、或外在环境的变化造成非预期的事件 方生。而随着电子技术的发展，许多研究人员正通过行车计算机的强大运算能力结合取像 技术研发停车辅助系统，冀能事先警示意外的发生，有效地在行车过程中辅助驾驶者。停车 辅助系统（如常见的倒车雷达系统）多以超音波传感器感测与后方障碍物距离，再以声响 大小或频率区分障碍物远近。随着影像传感器普及化，部分倒车雷达系统更拍摄实际景物 影像，供驾驶者直觉感受车辆与四周障碍物的空间关系。驾车技巧较生疏的驾驶者通过此 类停车辅助系统辅助驾驶者进行倒车动作，可避免擦撞车辆四周障碍物，让车辆免于碰撞 损坏。
[0003] 请参阅图1，其为已知技术的车辆后方的镜头装设示意图。如图所示，由于倒车雷 达系统是用以拍摄倒车时车辆99后方的影像，所以需装设在后保险杆991的位置。同时， 在行车的过程中，也常需要拍摄车辆后的影像，所以在后挡风玻璃992处也须装设镜头，以 在行车时拍摄车辆后方道路的影像。如此一来，光是车辆后方就必须至少装两个以上的镜 头，才能完整呈现车子后端的环境影像。
【发明内容】
[0004] 有鉴于上述已知技术的问题，本发明的目的就是在提供一种行车辅助装置及其方 法，以降低已知技术中的镜头装设数目。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案： 根据本发明的一目的，提出一种行车辅助装置，包含镜头以及处理模块。镜头装设于一 车辆的后端，其撷取车辆后方的环境，以产生环境影像。处理模块读取环境影像，处理模块 根据车辆的行车状态或倒车状态，选择性地由环境影像区分出行车影像及倒车影像，并控 制显示单元进行显示。
[0006] 较佳者，行车辅助装置可更包含影像分割模块以及判断模块。影像分割模块区分 所述环境影像为第一部分影像与第二部分影像，第一部分影像与第二部分影像具有互相重 迭的特征区域；判断模块根据特征区域在第一部分影像以及第二部分影像中的位置，判断 第一部分影像为行车影像，第二部分影像为倒车影像。
[0007] 较佳者，行车辅助装置可更包含变形影像校正模块，当行车时，变形影像校正模块 读取具放射状扭曲的所述第一部分影像，并根据校正参数将第一部分影像还原成为行车影 像，当倒车时，变形影像校正模块读取具放射状扭曲的第二部分影像，并根据校正参数将第 二部分影像还原为倒车影像。
[0008] 较佳者，处理模块可根据正常影像，以及由镜头拍摄相对正常影像的变形影像，计 算变形影像与正常影像之间的影像变形率，以取得校正参数。
[0009] 较佳者，所述车辆的后端包含后挡风玻璃部与后车盖部，所述镜头拍摄后挡风玻 璃部与后车盖部所面对的所述环境影像，当所述处理模块读取所述环境影像时，根据所述 车辆处于行车或倒车的状态，选择性地将所述环境影像区分为面对所述车辆的该后挡风玻 璃部的行车影像或面对所述车辆的后车盖部的倒车影像。
[0010] 根据本发明的另一目的，提出一种行车辅助方法，其包含：装设镜头于车辆的后 端，并撷取车辆后方的环境，以产生环境影像；以及利用处理模块读取环境影像，处理模块 根据车辆的行车状态或倒车状态，选择性地由环境影像区分出行车影像及倒车影像，并控 制显示单元进行显示。
[0011] 较佳者，行车辅助方法可更包含：利用影像分割模块区分该环境影像为第一部分 影像与第二部分影像，第一部分影像与第二部分影像具有互相重迭的特征区域；以及利用 判断模块根据特征区域在第一部分影像以及第二部分影像中的位置，判断第一部分影像为 行车影像，第二部分影像为倒车影像。
[0012] 较佳者，行车辅助方法可更包含在行车时，利用变形影像校正模块读取具放射状 扭曲的第一部分影像，并根据校正参数对第一部分影像进行校正，以成为行车影像；在倒车 时，读取具放射状扭曲的第二部分影像，并根据校正参数将第二部分影像还原为倒车影像。
[0013] 较佳者，处理模块可利用正常影像，以及由镜头拍摄相对正常影像的变形影像，并 计算变形影像与正常影像之间的影像变形率，以取得校正参数。
[0014] 较佳者，车辆的后端可包含后挡风玻璃部与后车盖部，镜头拍摄后挡风玻璃部与 后车盖部所面对的环境影像，当处理模块读取环境影像时，根据车辆处于行车或倒车的状 态，选择性地将环境影像区分为面对车辆的后挡风玻璃的行车影像或面对车辆的后车盖部 的倒车影像。
[0015] 本发明的有益效果是：承上所述，依本发明的行车辅助装置及其方法，其可在车辆 后端装设一个可同时撷取行车影像以及倒车影像的摄像镜头，达到减少车子后端镜头设置 数目的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为已知技术的车辆后方的镜头装设示意图。
[0017] 图2为本发明的行车辅助装置的第一示意图。
[0018] 图3A为本发明的镜头所撷取的环境影像示意图。
[0019] 图3B为本发明经校正的环境影像示意图。
[0020] 图4为本发明的行车辅助装置的系统方块图。
[0021] 图5为本发明的另一实施例的行车辅助装置的镜头装设示意图。
[0022] 图6为本发明的一实施例的行车辅助方法的流程图。
[0023] 图7为本发明的一实施例的处理模块运作流程图。
[0024] 附图标号：110 :镜头；99、100、200 :车辆；101、992 :后挡风玻璃部；102 :后车盖 部；120 :处理模块；130 :显示单元；140 :影像分割模块；150 :判断模块；160 :影像校正模 块；201 :后掀背门；991 :后保险杆；A :环境影像；A1 :第一部分影像；A2 :第二部分影像； 81:行车影像出2:倒车影像；5 :特征区域；？1、？2:参考点；511-512、5121-5123:步骤流程。
【具体实施方式】
[0025] 请参阅图2、图3A、图3B以及图4,图2为本发明的行车辅助装置的示意图，图3A 为本发明的镜头所撷取的环境影像示意图，图3B为本发明经校正的环境影像示意图，图4 为本发明的行车辅助装置的系统方块图。
[0026] 如图所示，行车辅助装置包含镜头110以及处理模块120。镜头110装设于车辆 100的后端，以撷取车辆100后方的环境，并产生环境影像A。处理模块120则根据车辆100 处于行车的状态或倒车的状态，选择性地将环境影像A区分出行车影像以及倒车影像，并 控制显示单元130进行显示。
[0027] 在此要说明的是，本实施例的镜头110为鱼眼镜头，但不以此为限。在本发明的其 它实施例中，镜头110可为其它类型的广角镜头。
[0028] 如此一来，由于鱼眼镜头的视角几近180度，因此可以完整的撷取车子后方的环 境影像A。故，本实施例的环境影像A可以更进一步地区分出行车影像B1以及倒车影像B2。 更详细而言，行车影像B1为车辆100前进时，市面上的行车记录器所显示的车子后方影像， 行车影像B1大略为车辆的后挡风玻璃部101所面对的环境影像A。而倒车影像B2为车辆 后退时，车辆100的后端的后车盖部102所面对的环境影像A，用以辅助驾驶人倒车时，掌握 车辆100后方的道路情况。
[0029] 本实施例因为镜头110为广角镜头，所以相较于已知技术，车辆100只需在车子的 后端装设一个镜头，即可同时取代已知后方的行车记录器镜头以及倒车雷达的功能，达到 简化镜头设置的功效。
[0030] 由于本实施例的镜头110为鱼眼镜头，故其所撷取的环境影像A为放射状扭曲的 景物影像，如图3A所示。本实施例可通过一系列的影像处理方法，将图3A中放射状扭曲的 景物影像还原为图3B中正常的环境影像，并区分出图3B中的环境影像A的上部位为行车 影像B1，下部位为倒车影像B2。以下将详细说明本实施例的影像处理方法。
[0031] 首先，本实施例可更包含影像分割模块140、判断模块150以及影像校正模块160。 影像分割模块140可区分环境影像A为第一部分影像A1以及第二部分影像A2。其中，第一 部分影像A1以及第二部分影像A2具有互相重迭的特征区域S。
[0032] 判断模块150电性连接影像分割模块140,本实施例的判断模块150可根据特征区 域S在第一部分影像A1以及第二部分影像A2中的位置，判断第一部分影像A1以及第二部 分影像A2分别属于行车影像B1或属于倒车影像B2。
[0033] 更详细而言，本实施例特征区域S的位置位于第一部分影像A1的下方，藉此判断 模块150可判断第一部分影像A1应属于行车影像B1。同理，因为特征区域S的位置位于第 二部分影像A2的上方，所以判断模块150可判断第二部分影像A2应属于倒车影像，但本发 明不以此为限。在本发明的其它实施例中，特征区域S的位置可位于第一部分影像A1的上 方，此时判断模块150可判断第一部分影像应为倒车影像。
[0034] 变形校正模块160可电性连接于判断模块150以及处理模块120之间，用以校正 放射扭曲的第一部分影像A1或第二部分影像A2。更详细而言，判断模块150可根据一校正 参数对第一部分影像A1或第二部分影像A2进行校正。
[0035] 举例而言，当车辆100行进时，本实施例的变形影像校正模块150可读取具放射状 扭曲的第一部分影像A1，并根据校正参数将第一部分影像A1还原成为正常的行车影像B1。 同理，当倒车时，变形影像校正模块15可读取具放射状扭曲的第二部分影像A2,并根据校 正参数将第二部分影像A2还原成为正常的倒车影像B2。
[0036] 其中，校正参数可利用处理模块120事先根据一正常影像，以及由镜头110拍摄相 对正常影像的变形影像，并计算变形影像与正常影像之间的影像变形率，以取得校正参数。 [0037] 举例而言，图3A为本发明的一实施例的镜头所撷取的环境影像示意图。其中，鱼 眼镜头所拍摄的景物的特性为中心区域的像素间距较小，而距离中心区域越远，则像素间 距越大。整体影像观感如同由影像的中心点，放射状的向影像周围扭曲。而图3B为本发明 经校正的环境影像示意图。以图3B经校正过后的正常影像为例，影像变形率可参考图3B 中两参考点P1、P2以及该两参考点P1、P2在第3A图中的位置，而可得知图3A中放射扭曲 的环境影像的影像变形率，进而取得校正参数。
[0038] 在此要说明的是，本发明的行车辅助装置的校正参数可在行车辅助装置出厂前即 加以设定，且设定方式并不以上述计算影像变形率的方式为限。在本发明的其它实施例中， 也可计算鱼眼镜头本身的曲率半径等参数，回推出鱼眼镜头所拍摄的影像的影像变形率。
[0039] 值得一提的是，本实施例通过可同时截取倒车影像以及行车影像的镜头110,可实 质上减少车辆1〇〇后端所需装设的镜头110数目。其中，本实施例的镜头110为广角镜头， 如鱼眼镜头等，且其镜头可如图2所试装设在车辆100的后端的后车盖部102,但不以此为 限。请参阅图5,其为本发明的另一实施例的行车辅助装置的镜头装设示意图。如图所示， 本实施例的车辆200为休旅车，其后端包含后掀背门201，而镜头110装设在后掀背门201 上，以同时撷取行车影像以及倒车影像。
[0040] 接着请参阅图6,其为本发明的一实施例的行车辅助方法的流程图。如图所示，首 先，如步骤S11 :装设镜头于车辆的后端，并撷取车辆后方的环境以产生环境影像。
[0041] 接着，如步骤S12 :利用处理模块读取环境影像，处理模块根据车辆的行车状态或 倒车状态，选择性地由环境影像区分出行车影像及倒车影像，并控制显示单元进行显示。
[0042] 请参阅图7,其为本发明的一实施例的处理模块运作流程图。其中，在步骤S12中， 可更包含步骤S121 :利用影像分割模块区分环境影像为第一部分影像与第二部分影像，第 一部分影像与第二部分影像具有互相重迭的特征区域。
[0043] 接着，如步骤S122 :利用判断模块根据特征区域在第一部分影像以及第二部分影 像中的位置，判断第一部分影像为行车影像，第二部分影像为倒车影像。
[0044] 接着，当行车时，如步骤S123 :利用变形影像校正模块读取具放射状扭曲的第一 部分影像，并根据校正参数对第一部分影像进行校正，以成为行车影像。当倒车时，如步骤 S124:利用变形影像校正模块读取具放射状扭曲的第二部分影像，并根据校正参数将第二 部分影像还原为该倒车影像。
[0045] 综上所述，本发明由于在车子后方装设可同时接收倒车所需的倒车影像，以及行 车所需的车辆后方行车影像的镜头，所以可降低车辆后端的镜头装设数目。换言之，本发明 的行车辅助系统及方法不需要分别在车辆的后挡风玻璃以及后保险杆分别装设行车纪录 镜头以及倒车影像镜头等，因此本发明可以降低镜头装设的数目。
[0046] 以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其 进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书中。
【权利要求】
1. 一种行车辅助装置，其特征在于，它包含： 镜头，装设于车辆的后端，其撷取所述车辆后方的环境，以产生环境影像；以及 处理模块，读取所述环境影像，所述处理模块根据所述车辆的行车状态或倒车状态，选 择性地由所述环境影像区分出行车影像及倒车影像，并控制显示单元进行显示。
2. 如权利要求1所述的行车辅助装置，其特征在于，更包含： 影像分割模块，区分所述环境影像为第一部分影像与第二部分影像，所述第一部分影 像与所述第二部分影像具有互相重迭的特征区域；以及 判断模块，根据所述特征区域在所述第一部分影像以及所述第二部分影像中的位置， 判断所述第一部分影像为所述行车影像，所述第二部分影像为所述倒车影像。
3. 如权利要求2所述的行车辅助装置，其特征在于，更包含变形影像校正模块，当行 车时，所述变形影像校正模块读取具放射状扭曲的所述第一部分影像，并根据校正参数将 所述第一部分影像还原成为所述行车影像，当倒车时，所述变形影像校正模块读取具放射 状扭曲的所述第二部分影像，并根据所述校正参数将所述第二部分影像还原为所述倒车影 像。
4. 如权利要求3所述的行车辅助装置，其特征在于，所述处理模块根据正常影像，以及 由所述镜头拍摄相对所述正常影像的变形影像，计算所述变形影像与所述正常影像之间的 影像变形率，以取得所述校正参数。
5. 如权利要求1所述的行车辅助装置，其特征在于，所述车辆的后端包含后挡风玻璃 部与后车盖部，所述镜头拍摄所述后挡风玻璃部与所述后车盖部所面对的所述环境影像， 当所述处理模块读取所述环境影像时，根据所述车辆处于行车或倒车的状态，选择性地将 所述环境影像区分为面对所述车辆的所述后挡风玻璃部的行车影像或面对所述车辆的所 述后车盖部的倒车影像。
6. -种行车辅助方法，其特征在于，它包含： 装设镜头于车辆的后端，并撷取所述车辆后方的环境，以产生环境影像；以及 利用处理模块读取所述环境影像，所述处理模块根据所述车辆的行车状态或倒车状 态，选择性地由所述环境影像区分出行车影像及倒车影像，并控制显示单元进行显示。
7. 根据权利要求6所述的行车辅助方法，其特征在于，更包含： 利用影像分割模块区分所述环境影像为第一部分影像与第二部分影像，所述第一部分 影像与所述第二部分影像具有互相重迭的特征区域；以及 利用判断模块根据所述特征区域在所述第一部分影像以及所述第二部分影像中的位 置，判断所述第一部分影像为所述行车影像，所述第二部分影像为所述倒车影像。
8. 根据权利要求7所述的行车辅助方法，其特征在于，更包含在行车时，利用变形影像 校正模块读取具放射状扭曲的所述第一部分影像，并根据校正参数对所述第一部分影像进 行校正，以成为所述行车影像；在倒车时，读取具放射状扭曲的所述第二部分影像，并根据 所述校正参数将所述第二部分影像还原为所述倒车影像。
9. 根据权利要求8所述的行车辅助方法，其特征在于，所述处理模块利用正常影像，以 及由所述镜头拍摄相对所述正常影像的变形影像，并计算所述变形影像与所述正常影像之 间的影像变形率，以取得所述校正参数。
10. 根据权利要求6所述的行车辅助方法，其特征在于，所述车辆的后端包含后挡风 玻璃部与后车盖部，所述镜头拍摄所述后挡风玻璃部与所述后车盖部所面对的所述环境影 像，当所述处理模块读取所述环境影像时，根据所述车辆处于行车或倒车的状态，选择性地 将所述环境影像区分为面对所述车辆的后挡风玻璃的行车影像或面对所述车辆的后车盖 部的倒车影像。
【文档编号】G06T7/00GK104097572SQ201310125499
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】周宏隆, 曾家俊 申请人:聚晶半导体股份有限公司