專利名稱：車載倒車模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻捕獲、圖像處理及圖像模擬技術(shù)，尤其涉及一種車載倒車模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，隨著社會車輛急劇增加，停車位日趨緊張，可供停車的空間也越來越小，停車難度的加大使倒車后視漸漸成為眾多車型的標配。但是，僅僅是攝像頭提供的信息還是不夠的，很多人在倒車的時候由于生理、心理或周邊環(huán)境的影響，致使方向感、空間感變?nèi)?。明明是看著后視鏡，還是會產(chǎn)生錯誤的判斷，打錯方向盤或沒控制好停車方位，導(dǎo)致車輛損毀。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種直觀性好、能預(yù)測并顯示車輛即將發(fā)生的倒車軌跡、并能判斷出目前倒車是否有問題的車載倒車模擬系統(tǒng)。本發(fā)明通過實施以下技術(shù)方案來實現(xiàn)發(fā)明目的設(shè)計一種車載倒車模擬系統(tǒng)，包括安裝在車內(nèi)的車載導(dǎo)航儀及安裝于車尾的廣角攝像頭，還包括速度傳感器，連接于廣角攝像頭與車載導(dǎo)航儀之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述車載導(dǎo)航儀包括圖像處理模塊、MCU控制模塊及顯示器；所述MCU控制模塊根據(jù)倒車模式下的速度傳感器和方向盤角度信息，計算出汽車設(shè)定時間后的位置；所述圖像處理模塊將廣角攝像頭捕捉、經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊數(shù)字化處理的車輛后方環(huán)境圖像信息進行分析處理，并與MCU控制模塊計算出的汽車設(shè)定時間后位置疊加，于顯示器上模擬出汽車設(shè)定時間內(nèi)的運動軌跡。在車輛使用過程中，當(dāng)車輛處于倒車狀態(tài)，即變速桿處于倒車檔上時，車尾的廣角攝像頭啟動、捕捉車后方的環(huán)境信息并傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進行數(shù)字化處理，車載導(dǎo)航儀上的圖像處理模塊對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳來的信息進行分析處理，并于顯示器上顯示出車輛后方的環(huán)境；同時，車載導(dǎo)航儀上的MCU控制模塊根據(jù)倒車模式下的車速和方向盤角度，計算出汽車設(shè)定時間后的位置；圖像處理模塊把汽車位置與環(huán)境信息進行疊加，模擬出設(shè)定時間內(nèi)汽車的運動軌跡；另外，圖像處理模塊根據(jù)疊加后的信息，判斷出按照目前倒車的情況是否有問題。當(dāng)幾秒內(nèi)車輛的運動軌跡與車后方環(huán)境中的障礙物有重合時，則有發(fā)生碰撞的危險，反之則不會。所述車載導(dǎo)航儀會根據(jù)駕駛員的操作，實時修正車輛的模擬位置，并同步顯示在顯示器上。而且，經(jīng)車載導(dǎo)航儀處理過的環(huán)境圖像是正常視覺圖像，方便駕駛員更加直觀的在顯示器上獲得環(huán)境、車輛倒車信息。作為本發(fā)明的進一步改進，所述圖像處理模塊采用醒目標記在模擬的運動軌跡上標出汽車與障礙物發(fā)生碰撞的位置。在模擬的運動軌跡上，當(dāng)汽車與車后方環(huán)境中的障礙物有重合時，則汽車與障礙物有發(fā)生碰撞的危險，圖像處理模塊采用醒目標記，如紅色X等符號標出汽車與障礙物發(fā)生碰撞的位置。作為本發(fā)明的進一步改進，該車載倒車模擬系統(tǒng)還包括與MCU控制模塊連接的語音報警器；當(dāng)設(shè)定時間內(nèi)模擬的運動軌跡上，汽車與障礙物存在碰撞危險時，所述語音報警器發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警。在倒車過程中，若車載導(dǎo)航儀監(jiān)測到按目前車速、方向盤角度倒車，該車會與周遭障礙物碰撞時，即在模擬的運動軌跡上，當(dāng)汽車與車后方環(huán)境中的障礙物有重合時，則汽車與障礙物存在發(fā)生碰撞的危險，MCU控制模塊控制語音報警器發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，提醒駕駛員做出適當(dāng)調(diào)整，避免汽車與周遭障礙物碰撞。作為本發(fā)明的進一步改進，該車載倒車模擬系統(tǒng)還包括與MCU控制模塊連接的倒車雷達；當(dāng)所述語音報警器發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，且所述倒車雷達監(jiān)測該車與障礙物的距離安全距離時，MCU控制模塊給汽車CAN總線發(fā)出緊急剎車信號，強制停車。在倒車過程中，當(dāng)車輛可能與周遭障礙物發(fā)生碰撞、語音報警器發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，而駕駛員沒有做出適當(dāng)調(diào)整操作或是操作不當(dāng)時，倒車雷達會根據(jù)監(jiān)測到的車輛與障礙物的距離做出應(yīng)急反應(yīng)。假如設(shè)定O. 5米為該車的安全距離，若此時倒車雷達檢測該車與障礙物的距離小于O. 5米時，車載導(dǎo)航儀MCU控制模塊給汽車CAN總線發(fā)出緊急剎車信號，通過CAN總線控制，使汽車強制剎車，避免汽車與障礙物發(fā)生碰撞，保證生命財產(chǎn)安全。 作為本發(fā)明的進一步改進，所述圖像處理模塊對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的每一幀圖像進行分析并與上一幀圖像比較，根據(jù)每一幀圖像中的變化計算出周圍環(huán)境物體的實際大小和距離。通過車載導(dǎo)航儀圖像處理模塊對每一幀圖像進行動態(tài)分析處理，將相鄰的每一幀圖像都進行比較，根據(jù)每一幀圖像中的變化及速度傳感器的速度信息計算出周圍環(huán)境中的物體實際大小和與汽車的距離，并在顯示器上真實還原出周圍環(huán)境物體的大小及與車輛的位置關(guān)系，而且，經(jīng)圖像處理模塊處理過的環(huán)境圖像是正常視覺圖像，讓駕駛員更加直觀獲得車輛倒車情況。作為本發(fā)明的進一步改進，該車載倒車模擬系統(tǒng)默認模擬出汽車三秒鐘內(nèi)的運動軌跡。一般來說，倒車的速度比較慢，三秒鐘的時間足以讓駕駛員對汽車進行調(diào)整操作。作為本發(fā)明的進一步改進，所述MCU控制模塊根據(jù)速度傳感器的速度大小自動調(diào)整圖像處理模塊模擬的時間。為了使倒車更加安全，該車載倒車模擬系統(tǒng)能根據(jù)速度傳感器的速度大小，即根據(jù)倒車速度自動調(diào)整圖像處理模塊模擬的時間，車速越快、模擬時間越長，車速越慢、模擬的時間越短。例如當(dāng)?shù)管囁俣却笥?km/h時，圖像處理模塊模擬的倒車時間為4s ;當(dāng)?shù)管囁俣葹?. 2-3km/h時，圖像處理模塊模擬的倒車時間為3s ;當(dāng)?shù)管囁俣葹镮. 5-2. 2km/h時，圖像處理模塊模擬的倒車時間為2. 5s ;當(dāng)?shù)管囁俣葹镺. 5-1 km/h時，圖像處理模塊模擬的倒車時間為I. 5s ;讓駕駛員有足夠的緩沖時間進行調(diào)整操作，確保倒車安全。作為本發(fā)明的進一步改進，該車載倒車模擬系統(tǒng)可以手動設(shè)定圖像處理模塊模擬的運動軌跡時間。駕駛員可以根據(jù)個人倒車習(xí)慣，通過手動設(shè)定該車載倒車模擬系統(tǒng)模擬的運動軌跡時間，更加人性化。作為本發(fā)明的進一步改進，所述顯示器上顯示的信息還包括當(dāng)前的模擬時間、車速、方向盤角度信息。車載導(dǎo)航儀顯示器上不僅顯示車周圍的環(huán)境及設(shè)定時間內(nèi)模擬的車輛運動軌跡，還顯示出當(dāng)前的模擬時間、倒車速度、方向盤角度信息，讓駕駛員更加直觀的獲取環(huán)境和車輛倒車情況。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的車載倒車模擬系統(tǒng)，能夠?qū)囄矓z像頭捕捉到的車周圍環(huán)境信息進行分析處理，真實還原出周圍環(huán)境，再綜合車輛倒車速度及方向，模擬出車輛在設(shè)定時間內(nèi)可能發(fā)生的運動軌跡，讓駕駛員更加直觀明了獲得車輛倒車情況，輔助倒、停車；另外，本發(fā)明的車載倒車模擬系統(tǒng)還能根據(jù)模擬的運動軌跡和環(huán)境信息，對可能發(fā)生碰撞的倒車情況提前發(fā)出預(yù)警，緊急時還能發(fā)揮強制剎車作用，盡最大可能避免車輛與環(huán)境中的障礙物發(fā)生碰撞，保證生命財產(chǎn)安全。


圖I是本發(fā)明實施例中車載倒車模擬系統(tǒng)的實施結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明實施例中的信號處理流程圖。圖中標識1-車載導(dǎo)航儀；11_圖像處理模塊；12_ MCU控制模塊；13_顯示器；2-廣角攝像頭；3_模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；4_語音報警器；5_倒車雷達；6_倒車檔；7_速度傳感器；8-方向盤。
具體實施例方式下面結(jié)合

及具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。如圖I、圖2所示，一種車載倒車模擬系統(tǒng)，包括安裝在車內(nèi)的車載導(dǎo)航儀I及安裝于車尾的廣角攝像頭2，還包括速度傳感器7，連接于廣角攝像頭2與車載導(dǎo)航儀I之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3 ;所述車載導(dǎo)航儀I包括圖像處理模塊11、MCU控制模塊12及顯示器13 ;所述MCU控制模塊12根據(jù)倒車模式下(即變速桿處于倒車檔位6時)的速度傳感器7和方向盤角度信息，計算出汽車設(shè)定時間后的位置；所述圖像處理模塊11將廣角攝像頭2捕捉、經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3數(shù)字化處理的車輛后方環(huán)境圖像信息進行分析處理，并與MCU控制模塊12計算出的汽車設(shè)定時間后位置疊加，于顯示器13上模擬出汽車設(shè)定時間內(nèi)的運動軌跡。在車輛使用過程中，當(dāng)車輛處于倒車狀態(tài)，即變速桿處于倒車檔6上時，車尾的廣角攝像頭2啟動、捕捉車后方的環(huán)境信息并傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3進行數(shù)字化處理，車載導(dǎo)航儀I上的圖像處理模塊11對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3傳來的信息進行分析處理，并于顯示器13 上顯示出車輛后方的環(huán)境；同時，車載導(dǎo)航儀I上的MCU控制模塊12根據(jù)倒車模式下的速度傳感器7顯示的車速和方向盤8角度，計算出汽車設(shè)定時間后的位置；圖像處理模塊11把汽車位置與環(huán)境信息進行疊加，模擬出設(shè)定時間內(nèi)汽車的運動軌跡；另外，圖像處理模塊11根據(jù)疊加后的信息，分析判斷出按照目前倒車的情況是否有問題。當(dāng)幾秒內(nèi)車輛的運動軌跡與車后方環(huán)境中的障礙物有重合時，則有發(fā)生碰撞的危險，反之則不會。所述車載導(dǎo)航儀I會根據(jù)駕駛員的操作，實時修正車輛的模擬位置，并同步顯示在顯示器13上。而且，經(jīng)車載導(dǎo)航儀I處理過的環(huán)境圖像是正常視覺圖像，方便駕駛員更加直觀的在顯示器13上獲得環(huán)境、車輛倒車信息。所述圖像處理模塊11采用醒目標記在模擬的運動軌跡上標出汽車與障礙物發(fā)生碰撞的位置。在模擬的運動軌跡上，當(dāng)汽車與車后方環(huán)境中的障礙物有重合時，則汽車與障礙物有發(fā)生碰撞的危險，圖像處理模塊11采用醒目標記，如紅色X等符號標出汽車與障礙物發(fā)生碰撞的位置。如圖I所示，該車載倒車模擬系統(tǒng)還包括與MCU控制模塊12連接的語音報警器4 ；當(dāng)設(shè)定時間內(nèi)模擬的運動軌跡上，汽車與障礙物存在碰撞危險時，所述語音報警器4發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警。在倒車過程中，若車載導(dǎo)航儀I監(jiān)測到按目前車速、方向盤角度倒車，該車會與周遭障礙物碰撞時，即在模擬的運動軌跡上，當(dāng)汽車與車后方環(huán)境中的障礙物有重合時，則汽車與障礙物存在發(fā)生碰撞的危險，MCU控制模塊12控制語音報警器4發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，提醒駕駛員做出適當(dāng)調(diào)整，避免汽車與周遭障礙物碰撞。該車載倒車模擬系統(tǒng)還包括與MCU控制模塊12連接的倒車雷達5 ；當(dāng)所述語音報警器4發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，且所述倒車雷達5監(jiān)測該車與障礙物的距離小于安全距離時，MCU控制模塊12給汽車CAN總線發(fā)出緊急剎車信號，強制停車。在倒車過程中，當(dāng)車輛可能與周遭障礙物發(fā)生碰撞、語音報警器4發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，而駕駛員沒有做出適當(dāng)調(diào)整操作或是操作不當(dāng)時，倒車雷達5會根據(jù)監(jiān)測到的車輛與障礙物的距離做出應(yīng)急反應(yīng)。假如設(shè)定O. 5米為該車的安全距離，若此時倒車雷達5檢測該車與障礙物的距離小于O. 5米時，車載導(dǎo)航儀I MCU控制模塊12給汽車CAN總線發(fā)出緊急剎車信號，通過CAN總線控制，使汽車強制剎車，避免汽車與障礙物發(fā)生碰撞，保證生命財產(chǎn)安全。如圖I、圖2所示，所述圖像處理模塊11對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3輸出的每一幀圖像進行分析并與上一幀圖像比較，根據(jù)每一幀圖像中的變化計算出周圍環(huán)境物體的實際大小和距離。通過車載導(dǎo)航儀圖像處理模塊11對每一幀圖像進行動態(tài)分析處理，將相鄰的每一幀圖 像都進行比較，根據(jù)每一幀圖像中的變化及速度傳感器7的速度信息計算出周圍環(huán)境中的物體實際大小和與汽車的距離，并在顯示器13上真實還原出周圍環(huán)境物體的大小及與車輛的位置關(guān)系，而且，經(jīng)圖像處理模塊11處理過的環(huán)境圖像是正常視覺圖像，讓駕駛員更加直觀獲得車輛倒車情況。該車載倒車模擬系統(tǒng)默認模擬出汽車三秒鐘內(nèi)的運動軌跡。一般來說，倒車的速度比較慢，三秒鐘的時間足以讓駕駛員對汽車進行調(diào)整操作。所述MCU控制模塊12根據(jù)速度傳感器7的速度大小自動調(diào)整圖像處理模塊11模擬的時間。為了使倒車更加安全，該車載倒車模擬系統(tǒng)能根據(jù)速度傳感器7的速度大小，即根據(jù)倒車速度自動調(diào)整圖像處理模塊11模擬的時間，車速越快、模擬時間越長，車速越慢、模擬的時間越短。例如當(dāng)?shù)管囁俣却笥?km/h時，圖像處理模塊11模擬的倒車時間為4s ;當(dāng)?shù)管囁俣葹?. 2-3km/h時，圖像處理模塊11模擬的倒車時間為3s ;當(dāng)?shù)管囁俣葹?br> I.5-2. 2km/h時，圖像處理模塊11模擬的倒車時間為2. 5s ;當(dāng)?shù)管囁俣葹镺. 5-1 km/h時，圖像處理模塊11模擬的倒車時間為I. 5s ;讓駕駛員有足夠的緩沖時間進行調(diào)整操作，確保倒車安全。當(dāng)然，駕駛員可以根據(jù)個人倒車習(xí)慣，通過手動設(shè)定該車載倒車模擬系統(tǒng)模擬的運動軌跡時間，使該車載倒車模擬系統(tǒng)更加人性化。所述顯示器13上顯示的信息還包括當(dāng)前模擬秒數(shù)、車速、方向盤8角度信息。車載導(dǎo)航儀顯示器13上不僅顯示車周圍的環(huán)境及設(shè)定時間內(nèi)模擬的車輛運動軌跡，還顯示出當(dāng)前的模擬時間、倒車速度、方向盤8角度信息，讓駕駛員更加直觀的獲取環(huán)境和車輛倒車情況。在實際應(yīng)用當(dāng)中，一般車上會裝有三到四個雷達，足以判斷車子四周是否有障礙物，但目前汽車上的雷達只能起到警示作用。在安裝本發(fā)明的車載倒車模擬系統(tǒng)之后，導(dǎo)航儀會參考雷達探測反饋回來的信息，對車輛是否處于即將與環(huán)境中的障礙物發(fā)生碰撞的緊急情況進行判斷，若判斷結(jié)果為該汽車處于緊急情況下，則導(dǎo)航儀給汽車CAN總線發(fā)出緊急剎車信號，汽車中的CAN總線控制汽車緊急剎車，大大增加系統(tǒng)實用性與安全性，盡最大可能避免汽車與障礙物發(fā)生碰撞，保證生命財產(chǎn)安全。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定
本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種車載倒車模擬系統(tǒng)，包括安裝在車內(nèi)的車載導(dǎo)航儀(I)及安裝于車尾的廣角攝像頭(2)，其特征在于還包括速度傳感器(7)，連接于廣角攝像頭(2)與車載導(dǎo)航儀(I)之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3 );所述車載導(dǎo)航儀(I)包括圖像處理模塊(11 )、MCU控制模塊(12 )及顯示器(13);所述MCU控制模塊(12)根據(jù)倒車模式下的速度傳感器(7)和方向盤角度信息，計算出汽車設(shè)定時間后的位置；所述圖像處理模塊(11)將廣角攝像頭(2)捕捉、經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3)數(shù)字化處理的車輛后方環(huán)境圖像信息進行分析處理，并與MCU控制模塊(12)計算出的汽車設(shè)定時間后位置疊加，于顯示器(13)上模擬出汽車設(shè)定時間內(nèi)的運動軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于所述圖像處理模塊(11)采用醒目標記在模擬的運動軌跡上標出汽車與障礙物發(fā)生碰撞的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于還包括與MCU控制模塊(12)連接的語音報警器(4);當(dāng)設(shè)定時間內(nèi)模擬的運動軌跡上，汽車與障礙物存在碰撞危險時，所述語音報警器(4)發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于還包括與MCU控制模塊(12)連接的倒車雷達(5);當(dāng)所述語音報警器(4)發(fā)出語言或蜂鳴預(yù)警，且所述倒車雷達(5)監(jiān)測該車與障礙物的距離小于安全距離時，MCU控制模塊(12)給汽車CAN總線發(fā)出緊急剎車信號，強制停車。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于所述圖像處理模塊(11)對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3)輸出的每一幀圖像進行分析并與上一幀圖像比較，根據(jù)每一幀圖像中的變化計算出周圍環(huán)境物體的實際大小和距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于該車載倒車模擬系統(tǒng)默認模擬出汽車三秒鐘內(nèi)的運動軌跡。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于所述MCU控制模塊(12)根據(jù)速度傳感器(7)的速度大小自動調(diào)整圖像處理模塊(11)模擬的時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于該車載倒車模擬系統(tǒng)可以手動設(shè)定圖像處理模塊(11)模擬的運動軌跡時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的車載倒車模擬系統(tǒng)，其特征在于所述顯示器(13)上顯示的信息還包括當(dāng)前的模擬時間、車速、方向盤角度信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種車載倒車模擬系統(tǒng)，包括安裝在車內(nèi)的車載導(dǎo)航儀及安裝于車尾的廣角攝像頭，還包括速度傳感器，連接于廣角攝像頭與車載導(dǎo)航儀之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述車載導(dǎo)航儀包括圖像處理模塊、MCU控制模塊及顯示器；所述MCU控制模塊根據(jù)倒車模式下速度傳感器和方向盤角度信息，計算出汽車設(shè)定時間后的位置；所述圖像處理模塊將廣角攝像頭捕捉、經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊數(shù)字化處理的環(huán)境圖像信息進行分析處理，并與MCU控制模塊計算出的汽車設(shè)定時間后位置疊加，于顯示器上模擬出汽車設(shè)定時間內(nèi)的運動軌跡。本發(fā)明能夠根據(jù)車周圍環(huán)境、倒車速度及方向，模擬出車輛幾秒內(nèi)的運動軌跡，讓駕駛員更直觀獲得倒車情況，起到輔助倒、停車作用。
文檔編號B60R16/02GK102795174SQ20121031172
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者劉昱, 李博文 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司