本發(fā)明涉及一種無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境的方法和裝置，尤其針對(duì)配備全景環(huán)視攝像系統(tǒng)的公路車(chē)輛。

背景技術(shù)：

配備了駕駛員輔助系統(tǒng)的車(chē)輛日益增加，這類(lèi)系統(tǒng)為駕駛員實(shí)現(xiàn)行駛機(jī)動(dòng)性提供支持。其中部分駕駛員輔助系統(tǒng)配有全景環(huán)視攝像系統(tǒng)，可為汽車(chē)駕駛員顯示汽車(chē)周邊環(huán)境。這類(lèi)全景環(huán)視攝像系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)車(chē)載攝像機(jī)，用以拍攝并提供攝像機(jī)圖象，并由全景環(huán)視攝像系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元將其合成為車(chē)輛周邊的環(huán)境圖象。在此，車(chē)輛周邊的圖象顯示在一個(gè)顯示單元上。傳統(tǒng)的基于攝像機(jī)的駕駛員輔助系統(tǒng)將攝像系統(tǒng)的紋理信息投影到一個(gè)靜態(tài)的投影平面上，例如一個(gè)靜態(tài)的二維平面或一個(gè)靜態(tài)三維立體碗形面上。

但是，這類(lèi)系統(tǒng)有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，即因?yàn)榧y理二次投影平面是靜態(tài)的，所以其所顯示的車(chē)輛周邊目標(biāo)嚴(yán)重失真，因而無(wú)法相應(yīng)地再現(xiàn)出攝像機(jī)系統(tǒng)真實(shí)的或近似真實(shí)的環(huán)境圖象。反而會(huì)顯示出由干擾偽影形成的嚴(yán)重失真的目標(biāo)圖象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境的裝置和方法，從而避免各類(lèi)失真的偽影顯示，以便能盡好地觀察到車(chē)輛周?chē)恼系K并使這些障礙能被無(wú)失真地反映出來(lái)。

本發(fā)明通過(guò)具備專利權(quán)利要求1中所述特征的全景環(huán)視攝像系統(tǒng)來(lái)完成該任務(wù)。

據(jù)此并從第一方面而言，本發(fā)明提供了一種用于車(chē)輛的全景環(huán)視攝像系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少配備一部車(chē)載攝像機(jī)，用以拍攝并提供攝像機(jī)圖象，隨后由數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行處理以便生成全景環(huán)視圖象或周邊環(huán)境圖象，該圖象在顯示單元上顯示，其中數(shù)據(jù)處理單元將車(chē)載攝像機(jī)抓取到的紋理再投影到自適應(yīng)的、近似于汽車(chē)周邊環(huán)境的、基于汽車(chē)傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出的再投影平面上，其中，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)一虛擬攝像機(jī)的位置和/或方向調(diào)整匹配所述再投影平面。

在根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)一個(gè)可能的實(shí)施方式中，由汽車(chē)傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反映車(chē)輛的周邊環(huán)境。

在根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，傳感器數(shù)據(jù)包含泊車(chē)間隔距離數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、攝像機(jī)數(shù)據(jù)、激光掃描數(shù)據(jù)和/或運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

在根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，自適應(yīng)的再投影平面具備能夠動(dòng)態(tài)改變的柵格。

在根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，再投影平面的柵格可根據(jù)所提供的傳感器數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)改變。

在根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，再投影平面的柵格為三維立體柵格。

在根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)的一種實(shí)施例中，顯示單元是觸控式屏幕，虛擬攝像機(jī)的位置和/或方向能夠由用戶通過(guò)所述觸控式屏幕調(diào)整設(shè)置。

此外，本發(fā)明還提供了一種具有專利權(quán)利要求7中所述特征的駕駛員輔助系統(tǒng)。

據(jù)此并從第二方面講，本發(fā)明提供了一種內(nèi)置集成了全景環(huán)視攝像系統(tǒng)的駕駛員輔助系統(tǒng)，其中該全景環(huán)視攝像系統(tǒng)至少配備一部車(chē)載攝像機(jī)，用以拍攝并提供攝像機(jī)圖象，攝像機(jī)圖象隨后由數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行處理以用于生成全景環(huán)視圖象，該圖象在顯示單元上顯示，其中數(shù)據(jù)處理單元將車(chē)輛的車(chē)載攝像機(jī)抓取到的紋理再投影到自適應(yīng)的、近似于車(chē)輛周邊環(huán)境的、基于汽車(chē)傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出的再投影平面上。

此外，本發(fā)明還提供一種具有專利權(quán)利要求8中所述特征的、用于無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境的方法。

本發(fā)明據(jù)此提供了一種無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境的方法，該方法包括如下步驟：

由車(chē)輛的車(chē)載攝像機(jī)拍攝生成車(chē)輛周邊環(huán)境的攝像機(jī)圖象，

處理所生成攝像機(jī)圖象并生成車(chē)輛周邊環(huán)境的環(huán)境圖象，

將車(chē)載攝像機(jī)抓取到的紋理再投影到自適應(yīng)的、近似于車(chē)輛周邊環(huán)境的、基于由車(chē)載傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出的再投影平面上，和根據(jù)提供車(chē)輛鳥(niǎo)瞰攝影圖的虛擬攝像機(jī)的位置和/或方向進(jìn)行再投影平面的調(diào)整匹配。

本發(fā)明所涉及方法的另外可能的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中給出。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的、用于無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境的裝置和方法的可行的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

其中：

圖1一方框電路圖，用以描繪本發(fā)明所涉及的一種全景環(huán)視攝像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；

圖2一流程圖，用以描繪本發(fā)明所涉及的、無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境方法的一個(gè)實(shí)施例；

圖3一示意圖，用以解釋根據(jù)本發(fā)明所提供方法以及根據(jù)本發(fā)明所提供全景環(huán)視攝像系統(tǒng)的工作原理。

具體實(shí)施方式

如圖1中所示，在所示案例中，全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1配備了多個(gè)部件。在所示實(shí)施案例中，全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1至少配備一部車(chē)載攝像機(jī)2，用以拍攝和提供攝像機(jī)圖象，該攝像機(jī)圖象由全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1的數(shù)據(jù)處理單元3處理并生成車(chē)輛全景環(huán)視圖象或周邊環(huán)境圖象。由數(shù)據(jù)處理單元3生成的全景環(huán)視圖象或車(chē)輛周邊環(huán)境圖象顯示在顯示單元4上。數(shù)據(jù)處理單元3基于汽車(chē)的車(chē)載傳感器5所提供的傳感器數(shù)據(jù)，計(jì)算得出自適應(yīng)的再投影平面。由全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1的車(chē)載攝像機(jī)2抓取的紋理被再投影到該計(jì)算得出的、自適應(yīng)的、近似于車(chē)輛周邊環(huán)境的再投影平面上，并由此減少或消除失真或失真?zhèn)斡啊?/p>

例如，圖1中所示的傳感器5為泊車(chē)間隔距離控制或調(diào)節(jié)傳感器。此外，它還可是車(chē)輛傳感器中的雷達(dá)傳感器和激光雷達(dá)傳感器。另一種可能的實(shí)施方式是，由其他車(chē)載攝像機(jī)2，尤其是由立體攝像機(jī)或單聲道攝像機(jī)提供用于計(jì)算自適應(yīng)二次投影平面的傳感器數(shù)據(jù)。又一種可能的實(shí)施方式是，由車(chē)輛激光掃描系統(tǒng)提供傳感器數(shù)據(jù)。還有一種可能的實(shí)施方式是，由數(shù)據(jù)處理單元3提供運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，用以計(jì)算二次投影平面。由車(chē)載傳感器5提供的傳感器數(shù)據(jù)高精度地再現(xiàn)了車(chē)輛周邊環(huán)境或車(chē)輛周邊環(huán)境中的目標(biāo)。這些目標(biāo)可能是例如其他直接位于本車(chē)周邊環(huán)境中的，例如在距本車(chē)最大五米范圍內(nèi)的車(chē)輛。另外還可能是最大五米范圍內(nèi)緊鄰本車(chē)輛的過(guò)路行人。目標(biāo)也可能是例如界定停車(chē)場(chǎng)的欄桿等其他障礙。

由數(shù)據(jù)處理單元3基于傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出的再投影平面優(yōu)選具備一個(gè)能夠動(dòng)態(tài)改變的柵格或網(wǎng)格。在一種可能的實(shí)施方式中，根據(jù)所提供的傳感器數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)改變?cè)撛偻队捌矫娴臇鸥?。再投影平面的柵格?yōu)選為三維立體柵格。由數(shù)據(jù)處理單元3計(jì)算得出的再投影平面不是靜態(tài)而是動(dòng)態(tài)的，且可根據(jù)車(chē)載傳感器5傳送的傳感器數(shù)據(jù)自適應(yīng)調(diào)整。一種可能的實(shí)施方式是，該車(chē)載傳感器5可包括單聲道前置攝像機(jī)或立體攝像機(jī)。此外，傳感器單元5還可配備提供數(shù)據(jù)的激光雷達(dá)系統(tǒng)，或配備將周邊環(huán)境雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元3的雷達(dá)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理單元3可包含一個(gè)或多個(gè)微處理器，用以處理傳感器數(shù)據(jù)并從中即時(shí)計(jì)算出再投影平面。由車(chē)載攝像機(jī)2抓取的紋理被投影或再投影到該計(jì)算得出的、近似于車(chē)輛周邊環(huán)境的再投影平面上。車(chē)載攝像機(jī)2的顯示具有不同的變化形式。一種可能的實(shí)施方式是，在車(chē)輛四個(gè)不同側(cè)面上配備四個(gè)車(chē)載攝像機(jī)2。所指車(chē)輛優(yōu)選為公路車(chē)輛，尤其是載重貨車(chē)或轎車(chē)。為減少或消除前文所述的偽影，可通過(guò)本發(fā)明所涉及的全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1，將攝像機(jī)系統(tǒng)中攝像機(jī)2所抓取的周邊環(huán)境的紋理通過(guò)自適應(yīng)的再投影平面再投影。通過(guò)本發(fā)明所涉及的全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1可大幅提高所示車(chē)輛周邊環(huán)境的圖象質(zhì)量。相對(duì)于使用靜態(tài)再投影表面的系統(tǒng)，本系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛周邊環(huán)境中的目標(biāo)，例如停在附近的其他車(chē)輛或處于附近的人員，顯示時(shí)的失真度較低。

數(shù)據(jù)處理單元3控制一臺(tái)如圖3中所示的虛擬攝像機(jī)6。從圖3中可發(fā)現(xiàn)，由數(shù)據(jù)處理單元3控制的虛擬攝像機(jī)6從鳥(niǎo)瞰角度提供車(chē)輛f上方的攝影圖象。在一基本設(shè)置中，虛擬攝像機(jī)6豎直地以呈90度角、超過(guò)車(chē)輛f車(chē)身h的高度虛擬設(shè)置。虛擬攝像機(jī)6的攝影及圖象可從規(guī)定配置在車(chē)輛f上的全景環(huán)視攝像機(jī)的攝影及圖象中通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元3計(jì)算獲得。虛擬攝像機(jī)6擁有相對(duì)車(chē)輛f的攝像機(jī)相對(duì)方向以及相對(duì)車(chē)輛f的相對(duì)位置。全景環(huán)視攝像系統(tǒng)1的數(shù)據(jù)處理單元3根據(jù)虛擬攝像機(jī)6的位置和方向調(diào)整匹配再投影平面。優(yōu)選虛擬攝像機(jī)6的位置和方向可被調(diào)整。如圖3所示，虛擬攝像機(jī)6例如可從其在車(chē)身上方呈90度角的豎直位置出發(fā)傾斜，其中虛擬攝像機(jī)的傾斜角度α例如可選為45度。車(chē)載攝像機(jī)6的相對(duì)于車(chē)輛f的距離或高度如圖3舉例所示保持恒定。除了相對(duì)位置外，車(chē)載攝像機(jī)6的方向也可附加進(jìn)行調(diào)整匹配。在一可能的實(shí)施形式中，數(shù)據(jù)處理單元3從虛擬攝像機(jī)6的參數(shù)儲(chǔ)存器中讀取虛擬攝像機(jī)6相對(duì)于車(chē)輛f的當(dāng)前位置和方向。隨后，根據(jù)所讀取的虛擬攝像機(jī)6的參數(shù)，由數(shù)據(jù)處理單元3對(duì)自適應(yīng)的再投影平面進(jìn)行設(shè)置或調(diào)整匹配，使得在顯示單元4上無(wú)失真地顯示盡可能多的紋理和攝像機(jī)信息，同時(shí)使車(chē)輛f的駕駛員能方便地識(shí)別緊鄰車(chē)輛f的周邊環(huán)境中所存在的障礙。在一可能的實(shí)施方式中，顯示單元4中涉及的是一種觸控式屏幕。在一可能的實(shí)施方式中，車(chē)輛f的駕駛員或用戶可接觸觸控式屏幕，同時(shí)調(diào)整或校準(zhǔn)虛擬攝像機(jī)6的位置和/或方向，以盡可能清晰地識(shí)別在緊鄰車(chē)輛的周?chē)h(huán)境中的障礙，例如用于標(biāo)記限定停車(chē)面的欄桿等。在另一可能的實(shí)施方式中，用戶可對(duì)虛擬攝像機(jī)6在所觀察的車(chē)輛f上的間距和高度加以調(diào)整，以便盡可能清晰、詳盡地識(shí)別車(chē)輛周?chē)嬖诘恼系K。這里所說(shuō)的障礙可以是在車(chē)道表面上阻止車(chē)輛f四處行駛的任意目標(biāo)物體，例如一堆雪或限定停車(chē)面的欄桿等。

圖2所示流程圖描繪了本發(fā)明所涉及的、用于無(wú)失真顯示車(chē)輛周邊環(huán)境的方法一種實(shí)施例。

在第一步驟s1中，由車(chē)輛f的車(chē)載攝像機(jī)2拍攝生成車(chē)輛周邊環(huán)境的攝像機(jī)圖象。例如，由安裝在車(chē)輛不同側(cè)面的多臺(tái)車(chē)載攝像機(jī)2拍攝生成攝像機(jī)圖象。

隨后，在步驟s2中處理這些所生成的攝像機(jī)圖象，以生成車(chē)輛周邊環(huán)境的環(huán)境圖象。一種可能的實(shí)施方式是，如圖1所示，由數(shù)據(jù)處理單元3完成對(duì)所生成的攝像機(jī)圖象的處理工作。攝像機(jī)圖象優(yōu)選被即時(shí)處理，以生成相應(yīng)的環(huán)境圖象。

在進(jìn)一步的步驟s3中，首先基于所提供的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算出再投影平面，然后將車(chē)載攝像機(jī)抓取到的紋理再投影到該自適應(yīng)的、計(jì)算得出的再投影平面上。該自適應(yīng)的再投影平面具有能夠動(dòng)態(tài)改變的柵格，該柵格根據(jù)所提供的傳感器數(shù)據(jù)被動(dòng)態(tài)改變。該柵格優(yōu)選為三維立體柵格。

在一步驟s4中，通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元3，根據(jù)車(chē)輛f鳥(niǎo)瞰攝影圖從上方提供的虛擬攝像機(jī)6的位置和/或方向調(diào)整匹配所述再投影平面。

在一種可能的實(shí)施方式中，圖2中所示的方法可由計(jì)算機(jī)程序來(lái)執(zhí)行，該計(jì)算機(jī)程序含有可由微處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令。一種可能的實(shí)施方式是，該程序存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)載體上或程序存儲(chǔ)器中。