專利名稱：車載寬視場微光夜視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于夜視設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車載寬視場微光夜視系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)統(tǒng)計(jì)中國汽車業(yè)未來5年平均增長逾15%，隨著汽車的普及，對汽車的安全技術(shù)的要求也越來越高。目前在夜間駕駛安全方面，各大品牌汽車先后在其高端系列汽車上采用了相關(guān)的夜視輔助系統(tǒng)來提高汽車的夜間駕駛安全。例如中國200620126539.2 號專利公開了一種用于運(yùn)輸工具的紅外或遠(yuǎn)紅外熱成像儀，能夠接收前方300m以內(nèi)的物體發(fā)射的紅外線并形成動(dòng)態(tài)圖像，該發(fā)明使用36°的水平廣角紅外鏡頭；中國 200710304208. 2號專利公開了一種采用紅外半導(dǎo)體激光光源的汽車輔助夜視系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用的紅外半導(dǎo)體激光器具有準(zhǔn)直發(fā)散角25 40°的視場范圍。但是此類夜視產(chǎn)品均是各品牌汽車針對特定的車型設(shè)計(jì)的，而且其視場都比較小。寶馬夜視系統(tǒng)在車速低于80公里/小時(shí)的情況下，熱成像攝像頭只能顯示發(fā)熱區(qū)域的信息，與實(shí)際圖像相差極大，而且只擁有36°的水平視場的探測范圍，隨著速度的提高視場相應(yīng)進(jìn)一步減小只能覆蓋車輛前方范圍的景象。因此使得此類系統(tǒng)無法適合執(zhí)行特殊任務(wù)的車輛和在復(fù)雜路況時(shí)所需寬視場的要求。同時(shí)現(xiàn)有車載夜視產(chǎn)品在工作時(shí)大多會(huì)開啟紅外光源，因此成像是有源的，這樣不符合特定環(huán)境下需要無源系統(tǒng)的要求。因此建立一套具有寬視場、低成本、適用性強(qiáng)且功能強(qiáng)大的車載微光夜視系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種車載寬視場微光夜視系統(tǒng)，就是針對現(xiàn)有車載夜視儀視場小而無法滿足特種車輛和復(fù)雜路況時(shí)所需的寬視場要求，而提供一種寬視場的車載微光夜視系統(tǒng)，滿足車輛夜間隱蔽行駛對前方路況信息和導(dǎo)航信息的需求，有效提高汽車在夜間行駛的安全系數(shù)。本實(shí)用新型的車載寬視場微光夜視系統(tǒng)，包括視頻獲取部分和視頻控制顯示部分，所述的視頻獲取部分包括有不少于2個(gè)的、安裝有近紅外透射濾波片的微光攝像機(jī)和處理微光攝像機(jī)拍攝圖像的圖像處理模塊，以及為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊；所述的視頻控制顯示部分包括有顯示器和控制視頻獲取、顯示模式的信號控制模塊，信號控制模塊連接顯示器和視頻獲取部分；其中微光攝像機(jī)的光軸在同一水平面上，微光攝像機(jī)間的光軸夾角α為30 55，微光攝像機(jī)成像角ω為35 60°。為了獲得更大的視場，同時(shí)考慮車載安裝空間的需要，上述的微光攝像機(jī)的數(shù)目為3個(gè)。為了能夠采用主動(dòng)模式來成像，視頻獲取部分還可包括有近紅外激光光源，所述的近紅外激光光源包括激光器、與激光器連接，對激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)發(fā)出近紅外激光的激光驅(qū)動(dòng)器，和安裝在激光器前，用于增大發(fā)散角的光學(xué)鏡頭，其中光學(xué)鏡頭的發(fā)散角為30°。上述的光學(xué)鏡頭前也安裝有近紅外透射濾波片。[0009]所述的微光攝像機(jī)為黑白的微光CXD攝像機(jī)，其輸入光強(qiáng)為0. 001 Ix以下，微光攝像機(jī)的鏡頭為定焦鏡頭。所述的近紅外透射濾波片參數(shù)為T = 50 %、800 士 30nm或T > 85 %、800 1200nm。所述的電源模塊為電源轉(zhuǎn)換電路，為攝像機(jī)、近紅外激光光源和圖像處理處理模塊產(chǎn)生滿足電壓和電流要求的電源，其輸入電源為汽車電池。上述的圖像處理模塊包括有將視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的視頻A/D轉(zhuǎn)換器、與視頻A/D轉(zhuǎn)換器相連接的，將數(shù)字信號拼接為標(biāo)準(zhǔn)RGB信號的DSP處理器和處理DSP處理器輸出信號的視頻D/A轉(zhuǎn)換器，其中DSP處理器外圍帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存儲(chǔ)器FLASH 和 CPLD。視頻控制顯示部分中的信號控制模塊連接所述的顯示器和視頻獲取部分，控制視頻的獲取模式和視頻的顯示。視頻的獲取模式分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種模式，主動(dòng)模式近紅外光源打開，被動(dòng)模式為直接利用夜間的微光成像。本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用近紅外激光作為補(bǔ)光的光源，然后通過紅外透射濾波片從而實(shí)現(xiàn)了白天和夜間微光時(shí)的輔助駕駛。加入紅外透射濾波片能夠防止有紅曝的近紅外激光對車外動(dòng)物的眼睛傷害，同時(shí)濾波片能夠有效防止在兩車交匯時(shí)強(qiáng)光照射引起的夜視系統(tǒng)曝光過度，防止圖像模糊。在大視場方面本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用兩個(gè)以上的微光攝像機(jī)按一定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，然后利用所述的圖像處理模塊對不同的微光攝像機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行拼接，從而解決執(zhí)行特殊任務(wù)的車輛和在復(fù)雜路況時(shí)對寬視場的難題。同時(shí)本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有主動(dòng)和被動(dòng)兩種模式，通過信號控制實(shí)現(xiàn)模式切換，實(shí)現(xiàn)特定環(huán)境下的無光源駕駛。本實(shí)用新型采用光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使得車載夜視系統(tǒng)能夠有效地將車輛前面場景顯示在顯示屏上。大視場的特點(diǎn)將使駕駛員在更加有效獲取所需的路況信息， 達(dá)到人眼直視效果，有效提高汽車在夜間行駛的安全系數(shù)。

圖1本實(shí)用新型的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本實(shí)用新型的圖像處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本實(shí)用新型的微光攝像機(jī)安裝位置示意圖。圖4本實(shí)用新型的近紅外激光光源結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、微光攝像機(jī)2、濾波片3、圖像處理模塊4、電源模塊5、顯示器6、信號控制模塊7、近紅外激光光源31、視頻A/D轉(zhuǎn)換器32、DSP處理器33、視頻D/A轉(zhuǎn)換器34、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM 35、程序存儲(chǔ)器FLASH36、CPLD 71、激光器72、激光驅(qū)動(dòng)器73、光學(xué)鏡頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的車載寬視場微光夜視系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的描述。本實(shí)用新型的車載寬視場微光夜視系統(tǒng)，包括視頻獲取部分和視頻控制顯示部分。如圖1所示，視頻獲取部分安裝在一個(gè)整體機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼的表面上設(shè)置有近紅外激光光源7的發(fā)射窗口和多個(gè)微光攝像機(jī)1的取景窗口，各個(gè)窗口分布嵌有濾波片2，為近紅外透射濾波片，其參數(shù)為T = 50% 800士30nm或T > 85% 800 1200nm。機(jī)殼里面內(nèi)置了近紅外激光光源7、多個(gè)微光攝像機(jī)1、圖像處理模塊3和為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊4。所述的微光攝像機(jī)1為黑白的微光CXD攝像機(jī)，其輸入光強(qiáng)為0. 001 Ix以下，微光攝像機(jī)1的鏡頭為定焦鏡頭。以三個(gè)微光攝像機(jī)1的排列為例，如圖3所示，微光攝像機(jī)的光軸在同一水平面上成一扇面，微光攝像機(jī)1的光軸夾角角度α為30 55°，微光攝像機(jī)成像角度 ω 為；35 60° (圖 3)。圖像處理模塊3如圖2所示，主要處理微光視頻圖像信號，通過高速數(shù)字信號處理技術(shù)對其進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大視場觀察路面功能。圖像處理模塊3包括DSP處理器32 以及外圍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM 34、程序存儲(chǔ)器FLASH35和CPLD36。其中DSP處理器32采用具有多路視頻口的處理器，又可靈活配置成視頻采集或視頻輸出模式，可以同時(shí)采集本實(shí)用新型中多個(gè)微光攝像機(jī)1的視頻信號。在DSP處理器32中圖像拼接算法分為兩個(gè)步驟圖像配準(zhǔn)和圖像融合，多路的圖像視頻信號每幀均被拼接為一幅寬視場的圖像，最后通過視頻D/A轉(zhuǎn)換器33模塊轉(zhuǎn)換為車載監(jiān)視器的輸入信號輸送到視頻控制顯示部分。信號控制模塊6采用已有的微型處理器對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。通過信號控制模塊 6的按鈕，可把系統(tǒng)設(shè)置為白天模式，黑夜模式，主動(dòng)模式，被動(dòng)模式及整個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)。視頻控制顯示部分具有顯示器5和信號控制模塊6，信號控制模塊6主要作用是近紅外激發(fā)光源7和顯示器5的開關(guān)，在需要遮蔽行駛的特殊情況下，可以關(guān)閉近紅外激發(fā)光源7，轉(zhuǎn)換為被動(dòng)工作模式，這樣系統(tǒng)將直接利用外界微光成像，變成無源系統(tǒng)，防止被探測。而當(dāng)情況允許的時(shí)候及雨霧天氣時(shí)，可以打開近紅外激發(fā)光源7，轉(zhuǎn)換為主動(dòng)工作模式。近紅外激光光源7如圖4所示，包括激光器71、與激光器連接，對激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)發(fā)出近紅外激光的激光驅(qū)動(dòng)器72，以及用于增大發(fā)散角的光學(xué)鏡頭73。激光器發(fā)射的小角度激光光束，經(jīng)過光學(xué)鏡頭73后發(fā)散角達(dá)30°，使激光照射范圍更大，其中光學(xué)鏡頭73為發(fā)散鏡頭。
權(quán)利要求1.一種車載寬視場微光夜視系統(tǒng)，其特征在于包括有視頻獲取部分和視頻控制顯示部分，所述的視頻獲取部分包括有不少于2個(gè)的、安裝有近紅外透射濾波片( 的微光攝像機(jī) (1)和處理微光攝像機(jī)(1)拍攝圖像的圖像處理模塊C3)，以及為整個(gè)系統(tǒng)供電的電源模塊 (4)；所述的視頻控制顯示部分包括有顯示器( 和控制視頻獲取、顯示模式的信號控制模塊(6)，信號控制模塊(6)連接顯示器( 和視頻獲取部分；其中微光攝像機(jī)(1)的光軸在同一水平面上，微光攝像機(jī)(1)間的光軸夾角α為30 55°，微光攝像機(jī)(1)成像角ω 為35 60°。
2.如權(quán)利要求1所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的微光攝像機(jī)(1)的數(shù)目為3個(gè)。
3 如權(quán)利要求1所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的視頻獲取部分包括有近紅外激光光源(7)。
4.如權(quán)利要求3所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的近紅外激光光源(7)包括激光器 (71)、與激光器(71)連接，對激光器(71)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)發(fā)出近紅外激光的激光驅(qū)動(dòng)器(72)，和安裝在激光器(71)前，用于增大發(fā)散角的光學(xué)鏡頭(73)。
5.如權(quán)利要求1所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的光學(xué)鏡頭(73)的發(fā)散角為30°。
6.如權(quán)利要求4或5所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的光學(xué)鏡頭(73)前安裝有近紅外透射濾波片(2)。
7.如權(quán)利要求1所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的微光攝像機(jī)(1)為黑白的微光 CXD攝像機(jī)，其輸入光強(qiáng)為0. 001 Ix以下。
8.如權(quán)利要求1或7所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的微光攝像機(jī)(1)的鏡頭為定
9.如權(quán)利要求1所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的近紅外透射濾波片O)的參數(shù)為 T = 50%、800士30歷或1 > 85%,800 1200nm。
10.如權(quán)利要求1所述的夜視系統(tǒng)，其特征在于所述的圖像處理模塊(3)包括有將視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的視頻A/D轉(zhuǎn)換器(31)、與視頻A/D轉(zhuǎn)換器(31)相連接的，將數(shù)字信號拼接為標(biāo)準(zhǔn)RGB信號的DSP處理器(3 和處理DSP處理器(3 輸出信號的視頻D/A 轉(zhuǎn)換器(33)，其中DSP處理器(3 外圍帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM(34)、程序存儲(chǔ)器FLASH(35) 和 CPLD (36)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車載寬視場微光夜視系統(tǒng)，包括視頻獲取部分和視頻控制顯示部分，視頻獲取部分包括有不少于2個(gè)的、安裝有近紅外透射濾波片的微光攝像機(jī)和圖像處理模塊，以及電源模塊；所述的視頻控制顯示部分包括有顯示器和信號控制模塊，微光攝像機(jī)的光軸在同一水平面上，微光攝像機(jī)的光軸夾角角度α為30～55°，微光攝像機(jī)成像角度ω為35～60°。本實(shí)用新型采用近紅外激光作為補(bǔ)光光源，然后通過紅外透射濾波片從而實(shí)現(xiàn)了白天和夜間微光時(shí)的輔助駕駛。在大視場方面本系統(tǒng)采用多個(gè)微光攝像機(jī)按一定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，然后利用所述的圖像處理模塊對多路圖像進(jìn)行拼接，從而解決執(zhí)行特殊任務(wù)的車輛和在復(fù)雜路況時(shí)對寬視場的難題。
文檔編號G02B5/20GK202026407SQ20112014957
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者馮桂蘭, 田維堅(jiān), 蒙志軍 申請人:青島市光電工程技術(shù)研究院