专利名称：用于车辆的后视系统、后视设备和显示稳定图像的方法
技术领域：
本发明的实施例涉及提供稳定图像的后视系统和利用该后视系统提供稳定图像的方法。
背景技术：
当驾驶车辆时，出于安全原因能够认识到车辆后方正在发生的情况是重要的。“后方”指与由车辆的构造决定的前向驾驶方向相反的方向上的区域。在车辆中，通常设置后视镜来避免驾驶员转动头部的需要。后视镜由反射性表面形成以使得驾驶员能够通过看向镜子来认识到车辆后方环境的图像。然而，如图1所示，由驾驶员2通过看向镜子3而认识到的环境1的图像对于镜子 3相对于驾驶员2和环境1的角度变化4十分敏感。因此，在驾驶车辆期间，取决于例如速度和路面，后视镜中的镜像由于后视镜的与后视镜3的位置的角度变化相对应的抖动而看起来不稳定。这样的抖动也可能是由车辆内元件的运动而引起的。这样的内部元件可以是车辆的发动机。出于安全原因以及为了驾驶员舒适，具有示出车辆后方环境的稳定图像的后视镜将是有益的。
发明内容
—个目的在于提供用于车辆的后视系统和后视集成设备，其提供车辆后方环境的稳定图像。此外，一个目的在于提供用于显示稳定图像的方法。这些目的通过独立权利要求来实现。通过考虑附图和后续描述，实施例的更多细节将变得清楚。
附图被包括以提供对实施例的进一步理解并且被包含在本说明书中并构成其一部分。附示出实施例并且与说明书一起用来说明实施例的原理。由于其他实施例和实施例的许多预期优点参考以下详细说明变得更好理解，所以它们将被容易地意识到。附图的元件不一定是彼此成比例的。相似的标号标示相对应的相似部件。图1示意性图示出现有技术水平的后视镜对于角度变化的敏感性。图2示意性图示出附接有根据一实施例的后视系统的车辆。图3示意性图示出当显示器/相机的移动发生时后视系统的敏感性。图4示意性图示出通过调节输入数据来补偿振动。图5示意性图示出通过显示器相对于外壳的移位来补偿振动。图6示意性图示出具有附接于显示器的振动传感器的后视集成设备的实施例。图7示意性图示出具有附接于外壳的振动传感器的后视集成设备的另一实施例。
图8示意性图示出具有相机的后视集成设备的又一实施例。图9示意性图示出具有附接于外壳的振动传感器和相机的后视集成设备的又一实施例。图10示意性图示出作为输入图像的片段(section)的输出图像。图11示出根据另一实施例的具有单个振动传感器的后视系统的框图。图12示出根据又一实施例的具有两个振动传感器的后视系统的框图。图13示出根据又一实施例的包括转速表(revolution counter)的后视系统的框图。图14示出根据又一实施例的具有阳光滤光器(sun filter)的后视系统的框图。图15示意性图示出用于在显示器上显示稳定图像的方法。图16示意性图示出通过校正输入数据来补偿振动的方法步骤。图17示意性图示出通过控制显示器的位置来补偿振动的方法步骤。图18示意性图示出包括对显示器和相机的振动的补偿的、用于显示稳定图像的方法的另一实施例。
具体实施例方式以下，描述了本发明的实施例。注意，以下描述的所有的实施例可以以任意方式被结合，即不存在某些所描述实施例不能与其他实施例结合的限制。此外，应注意，贯穿附图的相同标号表示相同或类似的元件。将会理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以作出结构或逻辑改变。因此，以下的详细描述不应被视为限制性的，并且本发明的范围是由随附的权利要求来限定的。将会理解，这里描述的各个实施例的特征可以彼此结合，除非特别指出不能这样。图2示意性图示出附接于车辆201的后视系统。车辆201可以是两轮、三轮或四轮车辆、自行车、摩托车、小汽车、卡车或拖拉机。后视系统包括被配置为捕捉输入图像的相机202、被配置为基于输入图像来显示输出图像的显示器203、被配置为确定显示器和/或相机的振动的至少一个振动传感器 205a和/或20 以及被配置为基于所确定的振动来在输出图像中补偿振动的微处理器 204。后视系统还可以包括容纳显示器的外壳206和被配置为将外壳206固定到车辆201 的固定件207。外壳可以包括盒体或者由盒体构成。在后视系统中，相机202、显示器203、( 一个或多个)传感器20 和205b以及微处理器204可通过信号传输装置208、209连接。后视系统中各组件相对于彼此的位置可以随着后视系统各自的应用而变化。后视系统中所有的、一些或者至少两个组件(例如，相机、显示器、外壳、固定件、 振动传感器、微处理器)也可以被集成在与非集成组件一起构成后视集成设备的集成设备中。例如，如果相机、显示器、外壳和固定件构成集成设备(其也可被称作“紧凑单元”)，则振动传感器和微处理器可被称作“非集成”组件。在此示例中，集成设备(显示器、外壳和固定件)可在使得用户可将其用作后视设备的位置处被附接到车辆，而非集成组件(振动传感器和微处理器)可被定位在别处。这样，分布式系统可被实现。这可能具有一些优点，因为例如系统中的一些组件(比如例如微处理器和/或传感器)可被定位在车辆中的适当位置处，例如被定位在受保护的区域中。此外，例如，微处理器可被用于车辆的其他功能。微处理器可以是车辆的“插件式计算机”(board computer) 0相机202的位置可以是在车辆201的后侧，如图2所示。在系统的其他实施例中， 相机202可位于别处，在车辆201上的其他适当位置处。相机202的位置可以在牌照处，在车辆的任一侧处，或者对于开放式车辆而言在摩托车的操作扶手(handling bar)处，或者对于小汽车、卡车和拖拉机而言在车辆201的内部。显示器203的朝向(orientation)可以对应于相机202捕捉输入图像的方向。这样，显示器203的显示方向和相机202的传感(图像捕捉)方向可以落入角度a的范围内， 其中+ π /2弧度(rad)彡a彡-π /2弧度。这样的后视系统允许用户这样显示输出图像观看者体验到车辆后方环境的基本无抖动图像。存在许多抖动的源。这样的源可以是车辆201的发动机210或车辆201在其上行驶的粗糙表面211。由这些源产生的振动然后可经由车辆201的结构被传送到相机202和 /或显示器203。因此，至少一个振动传感器20fe、205b的位置可基于各方面来选择。这些方面可以是要补偿的振动可被十分精准地确定的位置，车辆201的设计，或对于位置的法律限制。因此，被配置为确定显示器203的振动的振动传感器20 可位于与被配置为确定相机202的振动的振动传感器20 不同的位置处。精准补偿可以通过使振动传感器20 和/或20 相对于它们要确定振动的元件 (即相机202或显示器20 无振动地定位来实现。图3示意性图示出与相机202和显示器203的振动相对应的示例性移动701、702， 其中相机202和显示器203的振动可被确定并且可被补偿以通过后视系统获得稳定图像。 通过相机202在垂直于入射光703的方向的平面内的移动701，光线被相机202中的不同于移动701之前的记录像素的像素记录。因此，显示器203中的不同发光元件发出与入射光703相对应的光。这导致输出图像在被用户的眼睛2识别到时的抖动。因此，如果显示器203正在垂直于显示器203的发光平面的方向上移动702，则用户2识别到抖动的输出图像。在任一实施例中的显示器203可以是液晶显示器。后视系统的微处理器204可被配置为通过基于所确定的振动调节与输入图像相对应的输入数据来补偿所确定的振动。图4示意性图示出通过基于所确定的振动调节或修改或处理与输入图像相对应的输入数据来进行的补偿的实施例。在显示器203上，环境可被显示为输出图像801。一旦显示器203移动，对于用户而言，输出图像将移位。假设移位与横向移动803相对应，则用户将识别出同一输出图像移位了距离803。通过用振动传感器确定此移位803，补偿算法可被用在微处理器中，该微处理器基于输入数据和移位803重新计算新的输出图像802，以使得在显示器203的移位之前的输出图像801与在移位803之后的新输出图像802 —致。这样，稳定图像被获得。该补偿也可被应用于相机的移动。通过使用补偿算法重新计算输出图像802，移动可得到补偿。这样，稳定的输出图像可被获得。
此外，其他补偿算法可被应用。在任一实施例中，显示器203或相机202的可被补偿的移动可以指显示器203或相机202的振动。此外，补偿不限于显示器203或相机202的任何特定振动或振动方向。图5示意性图示出通过机械补偿组件的补偿，其中机械补偿组件例如是诸如压电元件或伺服机构之类的驱动装置901、902。根据该实施例，后视系统包括被配置为调节显示器203相对于外壳206的位置的驱动装置901、902。此外，微处理器被配置为通过驱动装置 901,902来控制显示器203的位置并且通过基于所确定的振动调节显示器203的位置来补偿所确定的振动。机械补偿装置可被集成在集成设备中。根据如图5所示的实施例进行补偿与根据如图4所示的实施例进行补偿的不同之处在于不是或不仅仅是基于所确定的振动来处理输入数据以调节场景在显示器203上的位置，而是基于所确定的振动或移位803来使显示器203移位。驱动装置901、902可被配置为使显示器203在至少一个方向上移位。此外，驱动装置还可以被配置为修改或调节显示器203在显示平面或任意方向上的位置。此外，驱动装置可被配置为使显示器203旋转。因此，微处理器204可被配置为修改或设定显示器203的位置。通过调节输入数据进行补偿可以与通过机械补偿进行补偿结合起来。这样的结合可以允许对显示器203和/或相机202的振动的补偿的进一步改进。此外，通过该结合，可加速补偿处理。图6到9示意性图示出后视系统的组件如何可被集成在集成设备中的不同实施例。提供稳定图像所需的其他组件也可被集成在这些设备中，或者可位于外部以使得被集成在集成设备中的组件被配置为与这些外部组件一起运作来提供如以上联系后视系统所描述的无抖动图像。图6示出包括由外壳206所容纳的显示器203的集成设备的实施例。此外，振动传感器20 附接于显示器203。振动传感器20 可被配置为确定显示器203的振动。振动传感器20 到显示器203的附接可以是无振动的。这允许了对与显示器203的振动相对应的振动的精准确定。此外，该集成设备可以包括微处理器204。如图7中示意性示出的集成设备的实施例与如图6中示意性示出的集成设备的区别在于振动传感器20 被附接于外壳206。显示器203可被相对于外壳206无振动地安装，并且振动传感器20 可被相对于外壳无振动地安装。这具有这样的效果显示器203 的移动可由振动传感器20 精准地确定。图8示意性图示出集成设备的又一实施例。它与如图6和图7中示出的集成设备的区别在于该集成设备包括相机202和被配置为确定相机202的振动的振动传感器 20fe。振动传感器20 可被相对于相机202无振动地安装。存在于如图6和图7中示出的实施例中的振动传感器20 可以存在或者可以不存在。如图9中示意性示出的集成设备的又一实施例与如图8中示出的集成设备的区别在于振动传感器20 被附接于外壳206。根据图6到图9的集成设备的不同实施例可在集成设备的其他实施例中被结合。
如图10中示意性示出的，显示器203可被配置为显示由相机捕捉到的输入图像 1001的仅一部分作为输出图像801。这可以具有从以下描述将变得清楚的优点首先，用户可以例如经由(由图10中的箭头1002和1003所指示的)适当的用户界面来调节输入图像1001的哪一部分可作为输出图像801被显示。这样，可以根本不必调节相机并且相机可以处于不变的固定位置/角度。其次，在输出图像801(或显示器)侧的空白像素可被避免，如果输出图像801的大小与输入图像1001的大小一比一地对应则可能出现空白像素。这样的空白像素例如将由于对振动(抖动)的补偿而出现，因为补偿算法可能使输入图片的像素相对于显示器的编址像素移位。因此，如果输出图像801的大小与输入图像1001的大小一比一地对应，则这样的补偿算法将不得不维持像素空白。图11到14示出后视系统的不同实施例的框图。如参考图11到图14所描述的后视系统的所有、一些或至少一个额外包括的组件也可以被集成到集成设备中。图11示出与图2所示实施例相对应的后视系统的实施例的框图。如图11所示的实施例可以还包括用户界面1101。用户界面1101可被用户用来调节显示器相对于相机捕捉输入图像的方向的朝向。因此，在任一实施例中，显示器可以具有用于相对于显示方向调节相机捕捉输入图像的方向的装置。此外，用户界面可被用来选择相机的缩放因数或显示器上的放大倍率。如图12中的框图所示的实施例与如图11所示的实施例的区别在于后视系统包括被配置为确定显示器203的振动的振动传感器20 和被配置为确定相机202的另一振动的另一振动传感器20恥。微处理器204可被配置为基于由振动传感器20 所确定的显示器203的振动并且基于由另一振动传感器20 所确定的相机202的另一振动来在输出图像中补偿相机202的相对振动。因此，根据图12所示的实施例的后视系统被配置为补偿显示器203的振动以及相机202的振动。应注意，补偿相机的振动以及显示器相对于相机的相对振动可以等同于补偿显示器的振动以及相机相对于显示器的相对振动。如图13所示的实施例与如图12所示的实施例的区别在于后视系统可以包括被配置为确定发动机速度的发动机速度传感器1301，并且微处理器204可被进一步配置为基于所确定的发电机速度来补偿振动。如图14所示的实施例与如图13所示的实施例的区别在于后视系统还可以包括阳光滤光器1401，其被配置为基于阳光光线强度和/或阳光光线波长谱来调节输出图像。 该阳光滤光器1401可以是电子阳光滤光器。如参考图1到图14描述了的后视系统可被用作车辆的镜子。图15示意性图示出用于进行显示的方法，该方法包括以下步骤通过相机捕捉 S1501输入图像，这些输入图像是车辆后方环境的图像；通过使用振动传感器来确定S1503 显示器和/或相机的振动；以及通过使用微处理器来在输出图像中补偿S1505所确定的振动。此外，该方法还包括基于输入图像在显示器中显示S1507输出图像，其中，显示器的朝向与相机捕捉输入图像的方向相对应。在图16中，示意性图示出补偿振动的步骤S1505可以包括基于所确定的振动来调节S1601与输入图像相对应的输入数据。
在图17中，示意性图示出补偿S1505振动的步骤可以包括基于所确定的振动来修改S1701显示器相对于容纳着该显示器的外壳的位置。根据在图18中被示意性图示出的用于进行显示的另一实施例，如联系图15描述的确定振动的步骤S1503是确定S1801显示器的振动的步骤。此外，相机的振动可以由另一振动传感器来确定S1803。除了如参考图15到图17所描述的补偿S1505的步骤外，补偿S1805的步骤还可以包括基于由振动传感器确定的显示器的振动以及由另一振动传感器确定的相机的另一振动，在输出图像中补偿相机的相对振动。此外，用于进行显示的方法可以包括通过基于所确定的振动调节或修改或处理与输入图像相对应的输入数据来补偿所确定的振动。此外，用于进行显示的方法可以包括通过基于所确定的振动调节显示器相对于容纳着该显示器的外壳的位置来补偿所确定的振动。如参考图15到图18所描述的方法可被应用于如参考图1到图14所描述的后视系统中的任一个。
权利要求
1.一种用于车辆的后视系统设备，包括 相机，被配置为捕捉输入图像；显示器，被配置为基于所述输入图像来显示输出图像；外壳，容纳着所述显示器；固定件，被配置为将所述外壳固定到车辆；振动传感器，被配置为确定所述显示器和/或所述相机的振动；以及微处理器，被配置为基于所确定的振动来在所述输出图像中补偿所述振动；其中所述显示器的朝向与所述相机捕捉所述输入图像的方向相对应。
2.根据权利要求1所述的后视系统，其中，所述固定件、所述外壳和所述显示器构成紧凑单元，并且其中，所述相机、所述振动传感器和所述微处理器中的至少一个是所述紧凑单元的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的后视系统，其中所述微处理器被配置为通过基于所确定的振动调节与所述输入图像相对应的输入数据来补偿所确定的振动。
4.根据权利要求1或2所述的后视系统，还包括驱动装置，被配置为调节所述显示器相对于所述外壳的位置；其中所述微处理器被配置为通过所述驱动装置来控制所述显示器的位置；并且所述微处理器被配置为通过基于所确定的振动调节所述显示器的位置来补偿所确定的振动。
5.根据权利要求4所述的后视系统，其中，所述驱动装置被配置为调节所述显示器在显示平面中的位置。
6.根据权利要求1或2所述的后视系统，其中，所述显示器和所述相机被相对于彼此无振动地安装。
7.根据权利要求1或2所述的后视系统，其中，所述相机被所述外壳容纳。
8.根据权利要求1或2所述的后视系统，包括另一振动传感器，被配置为确定所述相机的另一振动；其中所述振动传感器被配置为确定所述显示器的振动；并且所述微处理器被配置为基于由所述振动传感器确定的所述显示器的振动并且基于由所述另一振动传感器确定的所述相机的另一振动来在所述输出图像中补偿所述相机的相对振动。
9.根据权利要求1或2所述的后视系统，其中，所述显示器被配置为显示所述输入图像的仅一部分作为输出图像。
10.根据权利要求1或2所述的后视系统，其中，所述显示器的朝向相对于所述相机捕捉所述输入图像的方向是可调节的。
11.根据权利要求1或2所述的后视系统，还包括发动机速度传感器，被配置为确定发动机速度，其中所述微处理器还被配置为基于所确定的发动机速度来补偿所述振动。
12.根据权利要求1或2所述的后视系统，还包括电子阳光滤光器，被配置为基于阳光光线强度和/或阳光光线波长谱来调节所述输出图像。
13.根据权利要求1或2所述的后视系统作为车辆的后视镜的应用。
14.一种用于进行显示的方法，包括以下步骤通过相机捕捉输入图像，所述输入图像是车辆后方环境的图像； 基于所述输入图像来在显示器中显示输出图像； 通过使用振动传感器来确定所述显示器和/或所述相机的振动；以及通过使用微处理器来在所述输出图像中补偿所确定的振动；其中所述显示器的朝向与所述相机捕捉所述输入图像的方向相对应。
15.根据权利要求14所述的用于显示稳定后视视图的方法，还包括由所述振动传感器确定所述显示器的振动；以及通过使用另一振动传感器来确定所述相机的另一振动；其中，所述补偿所确定的振动包括基于由所述振动传感器确定的所述显示器的振动并且基于由所述另一振动传感器确定的所述相机的另一振动来在所述输出图像中补偿所述相机的相对振动。
全文摘要
本发明提供了用于车辆的后视系统、后视设备和显示稳定图像的方法。用于车辆的后视设备和后视系统包括被配置为捕捉输入图像的相机和被配置为基于输入图像来显示输出图像的显示器。该设备和该系统还包括被配置为确定显示器和/或相机的振动的振动传感器以及被配置为基于所确定的振动来在输出图像中补偿振动的微处理器。显示器的朝向与相机捕捉输入图像的方向相对应。该设备和该系统还可以包括容纳着显示器的外壳以及被配置为将外壳固定到车辆的固定件。
文档编号H04N7/18GK102198819SQ20111007556
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者拉尔夫·穆勒 申请人:索尼公司