一种辅助驾驶的六分割环景系统的制作方法

文档序号:18121339发布日期:2019-07-10 09:39阅读:326来源:国知局
本发明是关于一种辅助驾驶的六分割环景系统,特别是一种使用4个摄影机来形成六分割环景画面的辅助驾驶的六分割环景系统。
背景技术
::随着科技的进步,汽车的性能也不断地提升,其中如何提升行车的安全性也是目前相当的受到重视。一般会引起交通事故的一个重要因素在于,车辆在行驶过程中会存在许多死角区域而容易发生交通事故,尤其在停车的过程中,由于车辆与周遭的车辆或障碍物的距离较近,很容易因为死角区域而发生碰撞的情形。然而,传统的环景系统(aroundviewmonitoring(avm)system),透过影像缝合的方式,将车子前、后、左、右四个方向的近距离(3~5公尺)影像,以2d方式呈现缝合结果,协助驾驶知悉车子四周的情况,以避免伤害车子四周的物体。此种呈现方式(2d-avm),使得环景系统仅限于小车辆低速运行时使用。为了弥补这个缺点,实在有必要在研发于各种时速下,辅助驾驶的六分割环景系统。技术实现要素:有鉴于上述问题,本发明提供一种辅助驾驶的六分割环景系统能有效让驾驶人能够清楚观看车辆四周的影像,以避免交通事故的发生。本发明提供一种辅助驾驶的六分割环景系统,应用于一车辆,其特征在于,该辅助驾驶的六分割环景系统包括复数个影像感测组件、一数据处理装置及一显示设备。该复数个影像感测组件分别位于该车辆的前后左右,以拍摄该车辆周围各种视角而分别取得一前影像、一后影像、一左影像及一右影像;该数据处理装置连接于该复数个影像感测组件,用来接收该前影像、该后影像、该左影像及该右影像,该数据处理装置依据一比例来将该左影像分割成一左前影像及一左后影像,且将该右影像分别分割成一右前影像及一右后影像;及该显示设备连接于该数据处理装置,用来显示该前影像、该后影像、该左前影像、该左后影像、该右前影像及该右后影像来形成一六分割环景影像。上述的六分割环景系统,其特征在于,该影像感测组件为鱼眼镜头。上述的六分割环景系统,其特征在于,该数据处里装置另包含有一摄影机之安装校正模块,用来藉由一校正板中的一水平参考线与一辐射垂直参考线来决定摄影机安装位置与角度。上述的六分割环景系统,其特征在于,该数据处里装置另包含有一鱼眼影像校正模块,用来藉由一校正板中的一辐射垂直参考线,来完成左右两侧影像在影像中所需要旋转的角度。上述的六分割环景系统,其特征在于,该数据处里装置另包含有一六分割影像产生模块,用来决定产生静态缝合影像时所参考的一对照表的相关参数来完成静态六分割影像。上述的六分割环景系统,其特征在于,该左前影像与该左后影像之该比例为一车子前缘到一照后镜的距离比上该照后镜到该车子后端的距离以及该右前影像与该右后影像的该比例为一车子前缘到该照后镜的距离比上该照后镜到该车子后端的距离。上述的六分割环景系统,其特征在于,该左前影像与该左后影像的该比例为一车子前缘到一驾驶者的距离比上该驾驶者到该车子后端的距离以及该右前影像与该右后影像的该比例为一车子前缘到该驾驶者的距离比上该驾驶者到该车子后端的距离。上述的六分割环景系统,其特征在于,一种用来执行六分割环景系统的方法。为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂,下文将以实施例并配合所附图式,作详细说明如下。需注意的是,所附图式中的各组件仅是示意,并未按照各组件的实际比例进行绘示。附图说明图1所示为本发明六分割环景系统的示意图。图2所示为本发明的水平参考线以及辐射垂直参考线的示意图。图3所示为本发明摄影机安装时,所看到的车底区域与画面位置的示意图。图4所示为本发明摄影机安装时,水平参考线需尽可能以水平方式呈现之示意图。图5所示为本发明摄影机安装时,须能同时看到左右两端的辐射垂直参考线的示意图。图6所示为本发明鱼眼校正前后,所呈现之辐射垂直参考线的示意图。图7所示为本发明藉由摄影机对应车子前后距离以决定左右两侧前后影像的长度的示意图。图8所示为本发明鱼眼校正前后影像的示意图。图9所示为本发明决定鱼眼校正之查阅表的示意图。具体实施方式如本领域技术人员将很好理解的,本文中所讨论的用于描述本发明的若干和各种步骤和过程,可以指由计算机、处理器或使用电气现象操控和/或转换数据的其他电子计算装置执行的操作。这些计算机和电子装置可以采用各种易失性和/或非易失性内存,包括带有存储其上的可执行程序的非暂时性计算机可读介质,可执行程序包括能由计算机或处理器执行的各种代码或可执行指令,其中内存和/或计算机可读介质可以包括所有形式和种类的内存以及其他计算机可读介质。请参阅图1,图1所示为本发明六分割环景系统系统的示意图。如图一所示,本发明的该辅助驾驶的六分割环景系统100包括复数个影像感测组件110、一数据处理装置120及一显示设备130。在本实施例中,该复数个影像感测组件110是鱼眼镜头,本发明会设置4个鱼眼镜头分别位于该车辆的前后左右,以拍摄该车辆周围各种视角而分别取得一前影像、一后影像、一左影像及一右影像;该数据处理装置120连接于该复数个影像感测组件110,用来接收该前影像、该后影像、该左影像及该右影像,该数据处理装置120依据一比例来将该左影像分割成一左前影像及一左后影像,且将该右影像分别分割成一右前影像及一右后影像;该显示设备130连接于该数据处理装置,用来显示该前影像、该后影像、该左前影像、该左后影像、该右前影像及该右后影像来形成一六分割环景影像。请再次参照图1,如图1所示,该数据处理装置120另包含有一摄影机之安装校正模块121、一鱼眼影像校正模块122及一六分割影像产生模块123。该摄影机之安装校正模块121用来藉由一校正板中的一水平参考线与一辐射垂直参考线来决定摄影机安装位置与角度。如图2所示,图2为本发明的水平参考线以及辐射垂直参考线的示意图。在本发明的实施例中,图2(a)为校正板之最简单设计,在本发明的另一实施例中,因应不同摄影机(例如分辨率不同),会有较复杂的设计(如图2(b)所示)。本发明在实际安装时,基本上,四个方位(前、后、左、右)摄影机的安装位置,将依据以下三个条件而定:a1.1、请参照图3,图3所示为本发明摄影机安装时,所看到的车底区域与画面位置的示意图。摄影机安装时,镜头角度需要能够看到车子底部,同时,车底部分需要出现在画面底部的八分之一处(如图3(a)所示),图3(b)为实际安装时的结果。a1.2、请参照图4,图4所示为本发明摄影机安装时,该水平参考线需尽可能以水平方式呈现之示意图。摄影机所看到的水平线参考线,在画面中,需要尽可能的水平呈现。图4(a)为摄影机所观测之水平参考线之示意图。但是在鱼眼镜头影像中,除了中间的水平线有机会以水平方式呈现之外,其他水平线则会以弧线的方式呈现。此时,可以利用画面中弧线两个端点的位置,评估镜头是否够水平(如图4(b)所示)。在图4(b)中,如果h1几乎等于h2,则表示画面够水平。a1.3、请参照图5,图5所示为本发明摄影机安装时,须能同时看到左右两端的该辐射垂直参考线的示意图。本发明摄影机需要能同时看到左右两端的该辐射垂直参考线。步骤a2、本发明的鱼眼影像校正模块122藉由该校正板中的辐射垂直参考线,完成左右两侧影像,决定左右两侧前后面影像的长度。此步骤包含以下两个子步骤:a2.1、鱼眼影像校正模块122实施鱼眼影像校正:请参照图6,图6所示为本发明鱼眼校正前后,所呈现之辐射垂直参考线的示意图。为了提高影像缝合的效能,鱼眼影像校正模块122会实施鱼眼影像校正,让每个画面中的垂直辐射参考线以直线的方式呈现,图6(a)为原始的鱼眼影像,图6(b)为校正后的影像。a2.2、鱼眼影像校正模块122决定左右两侧前后面影像的长度:请参照图7,图7所示为本发明藉由摄影机对应车子前后距离以决定左右两侧前后影像(包含该左前影像、该左后影像、该该右前影像与该右后影像)的长度的示意图。本发明鱼眼影像校正模块122会依据左侧两侧影像,藉由摄影机对应车子前后距离,以决定左右两侧前后影像的长度及该比例。请注意,在本发明的实施例中,该左前影像与该左后影像之该比例为一车子前缘到一照后镜的距离比上该照后镜到该车子后端的距离以及该右前影像与该右后影像的该比例为一车子前缘到该照后镜的距离比上该照后镜到该车子后端的距离。在本发明另一实施例中,该左前影像与该左后影像的该比例为一车子前缘到一驾驶者的距离比上该驾驶者到该车子后端的距离以及该右前影像与该右后影像的该比例为一车子前缘到该驾驶者的距离比上该驾驶者到该车子后端的距离。步骤a3、六分割影像产生模块123决定产生静态六分割影像时所需之查阅表(lookuptable)相关参数,并产生静态六分割影像。透过以上两个步骤,六分割影像产生模块123可以确定以下两个重要参数:鱼眼校正的时的参数,以及左右两侧前后面影像的长度;同时依据上述重要参数产生影像之查阅表的相关参数,并可以产生第一阶段的静态六分割影像的结果。此步骤的详细说明如下:a3.1、决定鱼眼校正的查阅表:请参照图8,图8所示为本发明鱼眼校正前后影像的示意图。如图8(a)所示,该校正板的该水平以及辐射垂直参考线,因鱼眼镜头的关系而以弧度的方式呈现。而鱼眼影像校正后的结果示意图,如图8(b)所示。基本上,我们将该校正板的参考线,还原成直线的呈现方式,则代表完成鱼眼影像的校正程序。简而言之,鱼眼校正的程序,主要是在影像的x与y轴各自决定一组最适当的椭圆弧度参数,然后依据该参数,将影像中的所有图素,往影像中心点压缩,如图8(c)、(d)所示。假设图8(c)为原始影像,经过鱼眼校正程序后得到图8(d),因此,在图8(d)中的点(x1,y1),在原始图案图8(c)的位置为(x2,y2)。而鱼眼校正时所使用的查阅表,主要是帮忙找出鱼眼校正后之影像中的每个pixel(坐标为(x1,y1)),在原始影像中的坐标位置(x2,y2)。因此,基本上至少会有「x坐标」以及「y坐标」两个lookuptable。如何建置lookuptable之说明如图十五所示。图9(a)说明y轴坐标lookuptable的决定方式。图中黑色粗在线的两点(x1,y1)及(x2,y2)分别表示「鱼眼影像」与「校正后的影像」的相对应坐标位置,请注意,x2与y2为未知值。而h1与h2分别代表该点到影像中心线的高度值。依据等比原理,我们可以求得公式(1),经过推导可得公式(2)。换句话说,y2即为「y轴lookuptable」中坐标点(x1,y1)之值。使用同样的方法(如图9(b)),藉由公式(3)可推导出「x轴查阅表」中坐标点(x1,y1)之值,其中w1与w2分别代表该点到影像中心线的宽度值。本发明提供一种辅助驾驶的六分割环景系统能有效让驾驶人能够清楚观看车辆四周的影像,以避免交通事故的发生,另外现在市场上所采用6或8个以上的镜头的六分割环景系统所节省的成本效果更大。上述实施例仅是为了方便说明而举例,虽遭所属
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