专利名称：车辆辅助监视装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种监视装置以及方法，尤其是指一种利用侦测光以感测运输工具周遭环境的状况进而显示影像以及利用感测运输工具与周遭环境的状态，进而控制侦测光的投射以及反射光的接收角度以减少死角并避免全白现象的车辆辅助监视装置与方法。
背景技术：
车辆是人类文明发展的重要产物，除了便捷了人类生活，缩短了两地的交通，当然也带动了工业的发展与进步。随着科技的进步，车辆的技术演进也日新月异，然而在车辆的结构中，目前仍然有些部分尚未跳脱出传统的架构，其中之一即是车辆的后视镜。
后视镜设置的用意，主要是让驾驶者在驾驶中可以注意到在正常的视野下眼睛无法注意到的部分，通常为车辆的左右两侧以及后方的状态。不过一般传统后视镜具有下列缺点(1).视角固定传统后视镜由于为平面镜，因此视角不够大，虽然在现有技术中，后视镜多半可以调整，不过一但调整完毕，其视角就被固定下来，因此在一些转弯或者是路边停车的场合下，还是没有办法做到动态改变的效果。
(2).夜间视野不佳传统后视镜仅能在能见度较高时可以有较佳的视觉效果，不过当再夜间或者是能见度较差的时候(如浓雾)，后视镜所反射的影像效果就不佳。
(3).容易损坏传统后视镜，由于凸出于车体，因此容易受到外力的撞击而损坏，纵使现在有所谓自动折叠的技术，不过也仅限于车辆静止状态，对于在行进间的车辆，仍无法避免因外擦撞而造成的损害。
为了解决传统后视镜的缺点，现有技术中如中国台湾专利公告号564830所公开的一种车内外影像监视系统，其公开一种车内外影像监视系统。其利用于车内或车外设置一影像撷取装置以撷取影像，然后利用一有机发光二极管作为显示该影像撷取装置所撷取到的影像讯号。虽然该技术可通过影像撷取的方式利用影像来观看车后的状态，不过由于该技术仅单纯通过影像撷取装置撷取影像，因此其功效仅在白天能见度较高时，才可发挥功效；至于在夜间时，由于能见度较低，因此撷取影像的效果差。
又如中国台湾专利公告号580644号所公开的一种车辆用周遭摄影装置，其利用一红外线像机配合一红外线发射器以兼顾日间以及夜间时撷取影像的效果；并通过一红外光传感器来避免全白现象的问题。虽然该技术可以兼顾日间以及夜间的影像撷取效果，不过由于该回外线发射器为固定式的状态，当车辆在后退转弯时，容易产生视觉上的死角，而让驾驶员无法注意到周遭的状况，因此容易造成安全上的问题。此外，利用影像延迟的方式来解决全白问题，也会造成显像上讯号的中断，而影像驾驶员的判断。
此外，为了能够让后视镜动态调整在现有技术中有中国台湾专利公告号588004号所公开的一种可以自动控制车用监视装置的视角技术。其利用一转向侦测器侦测车辆的转向动作使得车用的监视装置进行改变期监控的位置。此技术虽可以自动调整监视的位置，但是并无夜视的功能，因此在夜晚或者是能见度较低的外在环境下，还是无法解决传统后视镜的问题。
综合上述，亟需一种辅助监视装置来解决现有技术所产生的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种车辆辅助监视装置与方法，其利用侦测光对于运输工具周遭的环境进行投射，进而感测周遭环境的影像，达到提供驾驶者于日间以及夜间辨识周遭障碍物的目的。
本发明的次要目的是提供一种车辆辅助监视装置与方法，其提供一种控制方式，通过侦测运输工具的运动方向或转向而改变投射不可见光的角度，达到减少视觉死角以维护安全的目的。
本发明的另一目的是提供一种车辆辅助监视装置与方法，其提供一种控制方式，通过侦测运输工具的运动速度而改变投射不可见光的角度以及影像传感器的角度，达到扩大以及缩小视野的目的。
本发明的又一目的是提供一种车辆辅助监视装置与方法，其提供一种控制方式，通过侦测周遭环境的红外光讯号以切换影像传感器的角度，达到减低全白现象的目的，或利用讯号处理的方式，例如调降影像传感器光的增益值大小，而消除全白现象。
为了达到上述的目的，本发明提供一种车辆辅助监视方法，其包括有下列步骤提供一侦测光以侦测一运输工具外部的周遭环境；接收该侦测光的反射光以产生一影像电讯讯号；进行一感测动作，以感测该运输工具的状态而产生一状态讯号；对该状态讯号进行讯号处理，以产生一控制讯号；以及根据该控制讯号调整该侦测光的投射角度与强度以及接收该侦测光的反射光的角度。
较佳的是，该感测动作还包括有感测该运输工具的一运动状态的步骤。其中该运动状态可为该运输工具的转向、行进方向、速度以及其组成其中之一。
较佳的是，该感测动作还包括有感测该运输工具的周遭环境亮度状态的步骤。
较佳的是，该车辆辅助监视方法，还包括有感测该运输工具周遭环境的不可见光状态以作为全白现象判断的步骤。
较佳的是，该车辆辅助监视方法，其还包括有对该影像电讯讯号进行处理以产生一影像讯号以及调整该影像讯号增益值的步骤。然后以一显示器接收该影像讯号而显示影像。
为了达到上述的目的，本发明还提供一种车辆辅助监视装置，其设置于一运输工具上，该辅助监视装置包括至少一光投射器，提供光；至少一影像传感器，其接收该光的反射光而产生一影像电讯讯号；至少一感测控制器，其可感测该运输工具的状态，以产生一状态讯号；一伺服控制单元，与前述影像传感器与感测控制器电讯相连，处理影像传感器所产生的影像电讯讯号以产生影像讯号，处理感测控制器所产生的状态讯号以产生一控制讯号；至少一方向调整座，与伺服控制单元电讯相连，该方向调整座可接收该控制讯号，以调控一与运输工具状态相对应的方向；以及一显示器，其与该伺服控制单元电性连接，该显示器可接收该影像讯号而产生影像。
较佳的是，该光投射器，可为可见光源、红外线光源及其组成中之一。
较佳的是，该光投射器，还可含有一抛物线反射面以输出较平行的光束。
较佳的是，该光投射器，还可含有一散射灯罩，以输出较均匀的光束。
较佳的是，该光投射器，可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
较佳的是，该影像传感器，可为可见光传感器、红外线光传感器、可同时感测可见光与红外线光的传感器或含有可见光与红外线光的两传感器。
较佳的是，该影像传感器，可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
较佳的是，该运输工具的状态，可为该运输工具的速度、转向、行驶方向以及其组合其中之一。
较佳的是，该方向调整座，至少与光投射器或影像传感器相接连，后将调整座与运输工具接连，依伺服控制单元的控制讯号，调控接连其上的光投射器或影像传感器一与运输工具状态相对应的方向。
较佳的是，该感测控制器，可侦测运输工具的转向机构中组件因运输工具的转向的改变，例如感测控制转向机构方向的方向盘轴旋转角度的传感器，以产生一电讯号，将该讯号传至伺服控制单元，以产生一与方向盘轴旋转角度相对应的该运输工具的转向角度的方向控制讯号，以控制方向调整座达到调节的功能。
较佳的是，该方向调整座，可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
较佳的是，该感测控制器，可感测周遭环境的亮度，以产生一状态讯号，传至伺服控制单元处理产生一控制讯号，以控制光投射器的投射光强度。
较佳的是，该运输工具，为一车辆。
较佳的是，该光投射器与该影像传感器，可装置在同一模块中；该模块可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
图1A为本发明的车辆辅助监视方法流程示意图；图1B为本发明车辆辅助监视方法的感测动作流程示意图；图2为本发明车辆辅助监视装置的较佳实施例示意图；图3A为影像传感器设置示意图；图3B为显示器设置示意图；图4A为光投射器以及影像传感器的配置较佳实施例示意图；图4B为当车辆于高车速前进时光投射器以及影像传感器的位置示意图；以及图4C为车辆于后退时光投射器以及影像传感器的位置示意图。
其中，附图标记
1-车辆10-车顶2-监视装置20-伺服控制单元21-投射单元210-光投射器22-影像传感器23-显示器24、25-方向调整座26-感测控制器261-第一传感器262-第二传感器2621-光传感器2622-红外光传感器3-车辆辅助监视30～36-流程320～324-流程具体实施方式
为使对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文将对本发明的系统的相关结构以及设计理念进行说明。
请参阅图1A所示，该图为本发明的车辆辅助监视方法流程示意图。该监视方法3包括有下列步骤首先如步骤30所示，提供一侦测光以侦测一运输工具外部的周遭环境。在本实施例中，该侦测光可以为可见光、红外光及其组成其中之一。然后进行步骤31，接收该侦测光的反射光以产生一影像电讯讯号，在本实施例中接收该侦测光的装置可以为电荷耦合装置(CCD)或者是互补氧化金属半导体(CMOS)来作为感测影像的组件。
接下来进行步骤32，进行一感测动作，以感测该运输工具的状态而产生一状态讯号。请参阅图1B所示，该图为本发明车辆辅助监视方法的感测动作流程示意图。图标中说明了感测动作的方式，该感测动作包括有如步骤320、321、322所示的感测该运输工具的车速、转向以及行进方向。此外如步骤323，也可以感测外在环境的亮度以及感测全白现象的传感器，如红外线传感器等。然后以步骤324产生一状态讯号。
再回到图1A所示，随后以步骤33，对该状态讯号进行讯号处理，以产生一控制讯号。然后以步骤34根据该控制讯号调整该侦测光的投射角度与强度以及接收该侦测光的反射光的角度。同时并进行步骤35，对该影像电讯讯号进行处理，以产生一影像讯号；对于该全白现象，也可以利用调整该影像讯号的增益值来做处置。然后进行步骤36，利用一显示器接收该影像讯号，便可形成感测的影像，使驾驶人观视到运输工具周遭的环境状态。
为了更清楚了解本发明方法的精神，本发明还利用该方法3提供了一车辆辅助监视装置。请参阅图2所示，该图为本发明车辆辅助监视装置的较佳实施例示意图。该辅助监视装置2可装设于一运输工具上，如轮型车辆，以监看该运输工具四周的环境状况。该辅助监视装置2包括有伺服控制单元20、一投射单元21、复数方向调整座24及25、多个影像传感器22、一显示器23以及至少一感测控制器26。
投射单元21与伺服控制单元20作电性连接，该投射单元21包括有至少一光投射器210，其可投射出不可见光的光谱，如红外光；此外，该光投射器210也可以选择可投射可见光的装置，其选择端看使用状态而定。该光投射器210，可含有一抛物线反射面以输出较平行的光束或者是含有一散射灯罩，以输出较均匀的光束。该光投射器210可根据需要而设置于运输工具的前、前侧、顶或后。在本实施例中，该辅助监视装置2以多个光投射器210以供监视用。该光投射器210可投射一侦测光至该运输工具的外围环境上以形成一反射光。
多个影像传感器22，其与伺服控制单元20作电性连接，该影像传感器22可接收该反射光而产生一影像电讯讯号给该伺服控制单元20。该伺服控制单元20收到该影像电讯讯号后经由讯号处理而转换成一影像讯号。该影像传感器22可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。该影像传感器22可为可见光传感器、红外线光传感器、可同时感测可见光与红外线光的传感器或含有可见光与红外线光的两传感器，在本实施例中，该影像传感器22可选择为电荷耦合装置(CCD)或者是互补氧化金属半导体(CMOS)来作为感测影像的组件。
感测控制器26由一第一传感器261以及一第二传感器262所构成。该第一传感器261，其与该伺服控制单元20作电性连接，该第一传感器261可以感测该运输工具的速度、转向以及行驶方向(如前进或后退)以产生感测讯号，在感测转向时该第一传感器261可侦测运输工具的转向机构中组件因运输工具的转向的改变，例如感测控制转向机构方向的方向盘轴旋转角度的传感器，以产生一电讯号，将该讯号传至伺服控制单元，以产生一与方向盘轴旋转角度相对应的该运输工具的转向角度的方向控制讯号，以控制方向调整座达到调节的功能。此外，也可以在轮轴或者是转向机上设置一传感器，感测轮轴或者是转向机的转动状态，而产生一电讯讯号给该伺服控制单元，以进行讯号处理，根据讯号判断转向的程度，进而控制方向调整座调整方向以及角度。当然也可通过使用者切换方向号志时，产生讯号以供该伺服控制单元进行处理以判断转向，进而控制该方向调整座的方向。该第一传感器261可将该感测讯号送至该伺服控制单元20。该伺服控制单元20在收到该感测讯号之后，会进行判断处理，以产生第一控制讯号以及第二控制讯号。
第二传感器262，其与伺服控制单元20作电性连接，该第二传感器262可以感测外部环境的光讯号。该第二传感器可262以为一红外光传感器、一光传感器或者前述两者的组合。在本实施例中，该第二传感器262为一光传感器2621以及多个红外光传感器2622所组成。设置该光传感器2621的目的为利用该光传感器2621来感测该运输工具外部环境的亮度，以产生讯号供该伺服控制单元20判断的用来决定是否要激活该光投射器210或者是控制该光投射器210所投射的光的强度。该红外光传感器2622可以感测由别的红外光发射器(例如设置于别台车辆上的红外光发射器)，并将讯号传递该伺服控制单元20，使该伺服控制单元20产生该第二控制讯号以解决全白现象。
多个方向调整座24、25具有方向调整的功能，其可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。在本实施例中方向调整座24的部分分别与该多个光投射器210相连接；方向调整座25的部分分别与该多个影像传感器22相连接。其中方向调整座24可接收该第一控制讯号，以产生位置调整运动以调控一与运输工具状态相对应的方向，而控制该光投射器210发射出侦测光的角度。
另一方面，方向调整座25可接收第二控制讯号产生位置调整运动以调控一与运输工具状态相对应的方向，进而控制该影像传感器22接收该反射光的角度。该光投射器210以及该影像传感器22的设置位置可以根据需要而定。请参阅图4A所示，该图为该运输工具的车顶示意图。在该车顶上分别设置了三个光投射器210以及三个影像传感器22。又如图3A所示，如果该运输工具为车辆1时，该影像传感器22可以设置在车辆1后方的保险杆的位置，也可以设置在车辆1的前方的后视镜位置上，以取代后视镜，进而解决现有后视镜的缺点。
显示器23，其与伺服控制单元20作电性连接，该显示器23可接收该影像讯号而产生影像，该显示器23可设置于该运输工具内的驾驶座前方。在本实施例中，该显示器23可为液晶显示器、有机发光二极管显示器等，但不在此限。请参阅图3B所示，在本实施例中，该显示器23设置于该运输工具的内部驾驶座的位置前面，以供驾驶者观看。
本发明的特征在于，利用多个可以转动的光投射器210以及影像传感器22来进行调整视角以及降低全白现象。请参阅图2以及图4A所示，其中图4A为车辆顶部示意图。在该车辆顶部10中设置有三个光投射器210以及三个影像传感器22。当车辆前进速度慢时，则该投射器210以及影像传感器22的角度为正常的状态。如果当车辆速度增加时，该第一传感器261接收到感测高车速的讯号时，该伺服控制单元20会处理该第一传感器261感测的讯号，而以第一控制讯号控制该光投射器210的转角，如图4B所示，以增加其视野的范围。
如图4C所示，当该车辆处于后退的状态时，通过该第一传感器261的感测，使该伺服控制单元20发射出第一控制讯号以及第二控制讯号以控制该方向调整座24、25带动该影像传感器22以及光投射器210转动，光投射器210将侦测光往车辆两侧以及后方投射，使该影像传感器22可以接收并通过显示器23显示车辆两侧以及后方的视野影像。除此之外，当车辆在转向时，该伺服控制单元20也可控制该影像传感器22以及该光投射器210进行转动以减少死角。比如在路边侧边停车时，可以通过调整该光投射器210以及影像传感器22来观测车辆两侧、下方以及车后的影像，以供驾驶者参考。
至于在全白现象的部分，通过该第二传感器262中的红外光传感器2622可以感测到周遭车辆所发出的红外光，并将讯号送至该伺服控制单元20作为判断，使该伺服控制单元20可藉由该第二控制讯号来调整影像传感器22取像的角度或者是以另一个影像传感器22来监视周遭环境的影像以避免全白现象。此外，也可以调降影像传感器光的增益值大小，而消除全白现象。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，不能用以限制本发明范围。即凡依本发明权利要求所做的等效变化及修改，仍将不失本发明的要义所在，故都应视为本发明的进一步实施状况。例如本发明虽以设置于车顶上的光投射器以及影像传感器来进行说明，但在实际应用上，光投射器以及影像传感器可以针对需要的场合设置于运输工具的任意位置，以作为辅助操作者判断的用。此外，光投射器与影像传感器，可装置在同一模块中，该模块可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
综合上述，本发明提供的装置具有可以夜间监视以及调整监控视角的优点，因此足以满足业界的需求，进而提高产业的竞争力。
权利要求
1.一种车辆辅助监视方法，其特征在于，包括有下列步骤提供一侦测光以侦测一运输工具外部的周遭环境；接收所述侦测光的反射光以产生一影像电讯讯号；进行一感测动作，以感测所述运输工具的状态而产生一状态讯号；对所述状态讯号进行讯号处理，以产生一控制讯号；以及根据所述控制讯号调整所述侦测光的投射角度与强度以及接收所述侦测光的反射光的角度。
2.如权利要求第1项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，所述感测动作还包括有感测所述运输工具的一运动状态的步骤。
3.如权利要求第2项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，所述运动状态可为所述运输工具的转向、行进方向、速度以及其组成其中之一。
4.如权利要求第1项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，所述感测动作还包括有感测所述运输工具的周遭环境亮度状态的步骤。
5.如权利要求第4项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，还包括有感测所述运输工具周遭环境的不可见光状态以作为全白现象判断的步骤。
6.如权利要求第5项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，感测所述不可见光的传感器为一红外光传感器。
7.如权利要求第1项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，还包括有对所述影像电讯讯号进行处理以产生一影像讯号的步骤。
8.如权利要求第7项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，还包括有调整所述影像讯号的增益值的步骤。
9.如权利要求第7项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，还包括有以一显示器接收所述影像讯号而显示影像的步骤。
10.如权利要求第1项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，所述侦测光可以为可见光、红外光及其组成其中之一。
11.如权利要求第1项所述的车辆辅助监视方法，其特征在于，接收所述侦测光的装置可以为电荷耦合装置或者是互补氧化金属半导体来作为感测的组件。
12.一种车辆辅助监视装置，设置于一运输工具上，其特征在于，所述辅助监视装置包括至少一光投射器，提供一侦测光；至少一影像传感器，其接收侦测光的反射光而产生一影像电讯讯号；至少一感测控制器，其可感测所述运输工具的状态，以产生一状态讯号；一伺服控制单元，与前述影像传感器与感测控制器电讯相连，处理影像传感器所产生的影像电讯讯号以产生影像讯号，处理感测控制器所产生的状态讯号以产生一控制讯号；至少一方向调整座，与伺服控制单元电讯相连，所述方向调整座可接收所述控制讯号，以调控一与运输工具状态相对应的方向；以及一显示器，其与所述伺服控制单元电性连接，所述显示器可接收所述影像讯号而产生影像。
13.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述光投射器，可为可见光源或红外线光源中之一。
14.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述光投射器，可还含有一抛物线反射面以输出较平行的光束。
15.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述光投射器，可还含有一散射灯罩，以输出较均匀的光束。
16.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述光投射器，可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
17.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述影像传感器，可为可见光传感器、红外线光传感器、可同时感测可见光与红外线光的传感器以及含有可见光与红外线光的两传感器其中之一。
18.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述显示器，可设置于所述运输工具内的驾驶座前方。
19.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述影像传感器，可设置于运输工具的前、前侧、顶或后。
20.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述运输工具的状态，可为所述运输工具的速度、转向、行驶方向以及其组合其中之
21.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述感测控制器，可为一感测方向盘轴旋转角度的传感器。
22.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述方向调整座，可选择与所述光投射器以及所述影像传感器相接连，而后将所述方向调整座与所述运输工具接连，依所述伺服控制单元的控制讯号，调控接连其上的光投射器以及影像传感器一与运输工具状态相对应的方向。
23.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述方向调整座，可设置于所述运输工具的前、前侧、顶或后。
24.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述感测控制器，可感测周遭环境的亮度，以产生一状态讯号，传至伺服控制单元处理产生一控制讯号，以控制所述光投射器的投射光强度。
25.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述运输工具为一车辆。
26.如权利要求第12项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述光投射器与所述影像传感器，可装置在同一模块中。
27.如权利要求第26项所述的车辆辅助监视装置，其特征在于，所述模块，可设置于所述运输工具的前、前侧、顶或后。
全文摘要
本发明提供一种车辆辅助监视方法，包括有下列步骤提供一侦测光以侦测一运输工具外部的周遭环境；接收该侦测光的反射光以产生一影像电讯讯号；进行一感测动作，以感测该运输工具的状态而产生一状态讯号；对该状态讯号进行讯号处理，以产生一控制讯号；以及根据该控制讯号调整该侦测光的投射角度以及接收该侦测光的反射光的角度。利用该方法，本发明还提供一车辆辅助监视装置，通过控制该光投射器投射光线的角度以及影像传感器的接收反射光角度，而减低后视的死角以及避免全白现象，进而保障驾驶员以及周遭用路人员或车辆的安全。
文档编号H04N5/225GK101014119SQ200610003440
公开日2007年8月8日 申请日期2006年2月8日 优先权日2006年2月8日
发明者廖永盛, 杜文卿 申请人:财团法人工业技术研究院