一种用于倒车的裸眼三维视频系统和包括该系统的车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于倒车的裸眼三维视频系统和包括该系统的车辆。该用于倒车的裸眼三维视频系统包括：两个摄像头，其用于安装到车辆的尾部，并且用于分别捕获所述车辆后方的场景的影像；处理器，其用于将所述两个摄像头所捕获的影像分别等距离分割为条状，并利用插排的方式将所分割的影像条交错地融合在一起形成所融合的影像；以及显示装置，其用于安装到所述车辆的仪表板上，并且用于以三维形式显示所述所融合的影像，以供驾驶员裸眼观看。本发明所提供的上述用于倒车的裸眼三维视频系统，能够使驾驶员清楚看到车辆后方的场景中的任何障碍物，并且了解车辆与障碍物之间的空间分布信息。
【专利说明】一种用于倒车的裸眼三维视频系统和包括该系统的车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及可车载的视频系统，尤其涉及一种用于倒车的裸眼三维视频系统和包 括该系统的车辆。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步、科技的发展，汽车逐渐成为更多人的代步工具。安全地倒车给所 有驾驶员，特别是新驾驶员，带来了很大困扰。因此，人们通常利用视频系统来辅助倒车。
[0003]现有的用于倒车的视频系统包括倒车雷达。倒车雷达包括超声波传感器、控制器 和显示器等，其能够告知驾驶员周围障碍物的情况以提高驾驶的安全性。但是，由于倒车雷 达通过超声波来检测车辆与障碍物的距离，所以存在很多盲区，例如:过细的障碍物、沟或 坑等。
[0004]现有的用于倒车的视频系统还包括二维视频系统。这类视频系统包括一个摄像 头、处理器和显示器等。其中，摄像头用于捕获车辆后方的场景的影像。处理器用于对所捕 获的影像进行去噪等处理以在显示器上二维显示。由于呈现给驾驶员的是二维影像，所以 驾驶员不能准确获知车辆与障碍物之间的空间分布信息。因此，这类系统可能会导致驾驶 员对距离的误判，从而造成事故。
[0005]因此，需要提供一种用于倒车的裸眼三维视频系统和包括该系统的车辆以解决上 述问题。
【发明内容】
[0006]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进 一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的 关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]为了解决上述问题，本发明公开了一种用于倒车的裸眼三维视频系统，包括:两个 摄像头，其用于安装到车辆的尾部，并且用于分别捕获所述车辆后方的场景的影像；处理 器，其用于将所述两个摄像头所捕获的影像分别等距离分割为条状，并利用插排的方式将 所分割的影像条交错地融合在一起形成所融合的影像；以及显示装置，其用于安装到所述 车辆的仪表板上，并且用于以三维形式显示所述所融合的影像，以供驾驶员裸眼观看。
[0008]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头在安装状态下相距5厘米至9 厘米。
[0009]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头在安装状态下相对于过所述车 辆的纵向中轴线的车辆竖剖面左右对称布置。
[0010]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头在安装状态下与地面距离40 厘米至60厘米，并且每个所述摄像头的光轴在安装状态下位于车辆竖剖面中且与水平面 成向下10至20度的夹角。
[0011 ] 在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头在安装状态下布置于所述车辆尾部的保险杠上。
[0012]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头是广角摄像头。
[0013]在本发明的一个可选实施方式中，所述所捕获的影像有线或无线地从所述两个摄 像头传输到所述处理器。
[0014]在本发明的一个可选实施方式中，所述显示装置包括其尺寸适用于所述所融合的 影像的多个柱状透镜或多个视差屏障。
[0015]在本发明的一个可选实施方式中，所述裸眼三维视频系统还包括:位置检测器，其 用于根据所捕获的影像检测所述车辆后方的最近障碍物与所述车辆的距离；其中，所述显 示装置还用于根据所述距离显示报警信号。
[0016]可选地，上述裸眼三维视频系统还包括:音频装置，用于根据所述距离发出音频报
警信号。
[0017]根据本发明另一方面，还提供了一种车辆，包括用于倒车的裸眼三维视频系统，所 述裸眼三维视频系统包括:两个摄像头，其安装到所述车辆的尾部，并且用于分别捕获所述 车辆后方的场景的影像；处理器，其用于将所述两个摄像头所捕获的影像分别等距离分割 为条状，并利用插排的方式将所分割的影像条交错地融合在一起形成所融合的影像；以及 显示装置，其安装到所述车辆的仪表板上，并且用于以三维形式显示所述所融合的影像，以 供驾驶员裸眼观看。
[0018]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头相距5厘米至9厘米。
[0019]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头相对于过所述车辆的纵向中轴 线的车辆竖剖面左右对称布置。
[0020]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头与地面距离40厘米至60厘米， 并且每个所述摄像头的光轴位于车辆竖剖面中且与水平面成向下10至20度的夹角。
[0021]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头布置于所述车辆尾部的保险杠 上。
[0022]在本发明的一个可选实施方式中，所述两个摄像头是广角摄像头。
[0023]在本发明的一个可选实施方式中，所述所捕获的影像有线或无线地从所述两个摄 像头传输到所述处理器。
[0024]在本发明的一个可选实施方式中，所述显示装置包括其尺寸适用于所述所融合的 影像的多个柱状透镜或多个视差屏障。
[0025]在本发明的一个可选实施方式中，所述裸眼三维视频系统还包括:位置检测器，其 用于根据所捕获的影像检测所述车辆后方的最近障碍物与所述车辆的距离；其中，所述显 示装置还用于根据所述距离显示报警信号。
[0026]在本发明的一个可选实施方式中，上述裸眼三维视频系统还包括:音频装置，其用 于根据所述距离发出音频报警信号。
[0027]本发明所提供的上述用于倒车的裸眼三维视频系统，能够使驾驶员清楚看到车辆 后方的场景中的任何障碍物，并且了解车辆与障碍物之间的空间分布信息。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
[0029]图1示出了根据本发明一个优选实施例的用于倒车的裸眼三维视频系统的框图；
[0030]图2示出了根据本发明一个优选实施例的组合影像的示意图；
[0031]图3示出了车辆的后视图，其中平面L-L’表示过车辆的纵向中轴线的车辆竖剖面；
[0032]图4示出了车辆的竖剖面图，其中平面F-F’过车辆的两个摄像头的安装位置的水平面；
[0033]图5示出了根据本发明一个优选实施例的车辆示意图。
【具体实施方式】
[0034]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0035]为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0036]人对物体产生立体视觉的主要成因在于双眼的视差。由于左眼和右眼相距一定距离，由此左眼和右眼看到的景象会有差异。该差异使得世界可以立体地成像在人们的眼中。 基于此原理，研发了裸眼三维技术。利用该技术，人们不戴眼镜就可以看到立体的影像。
[0037]在车载辅助视频系统中，了解车辆与物体的空间分布信息对于安全地驾驶车辆具有重要意义。因此，本发明提供了一种用于倒车的裸眼三维视频系统。
[0038]图1示出了根据本发明一个优选实施例的用于倒车的裸眼三维视频系统10的框图。如图1所示，该裸眼三维视频系统10包括两个摄像头11、处理器12和显示装置13。当车辆倒车时，上述裸眼三维视频系统10可以自动启动或者由驾驶员手动地启动。
[0039]上述裸眼三维视频系统10中，两个摄像头11用于安装到车辆的尾部，并且用于分别捕获车辆后方的场景的影像。两个摄像头11相当于人的双眼，其独立地且同步地捕获车辆后方的场景的影像。这两个摄像头11将所捕获的影像发送到处理器12。
[0040]根据本发明的一个可选实施例，所捕获的影像有线或无线地从两个摄像头11传输到处理器12。通过无线传输，可以避免在两个摄像头11和处理器12之间布线的麻烦。
[0041]处理器12可以对所接收的影像进行处理，以可在显示装置上显示能够裸眼观看的影像。换言之，通过处理使得能向人们的双眼呈现不同的影像。首先，将两个摄像头11 所捕获的影像分别等距离分割为条状形成影像条。然后，利用插排的方式将所分割的影像条交错地融合在一起形成所融合的影像。也就是说，将来自不同影像的影像条间隔地拼接为一个组合的影像。图2示出了根据本发明一个优选实施例的组合影像的示意图。其中IL表示来自左边摄像头的影像，IR表示来自右边摄像头的影像，IC表示IL与IR所组合的影像。 在影像IC。中，标识R表示影像IR的影像条，且标识L表示来自影像IL的影像条。这样，通过交错的融合，使得左眼和右眼可以在显示装置上分别只看到来自对应的摄像头的影像。
[0042]显示装置13用于安装到车辆的仪表板(未示出)上，并且用于以三维形式显示所融合的影像，以供驾驶员裸眼观看。仪表板通常位于驾驶员的座椅的前面，用于安装诸如仪表 盘等控制部件。显示装置13安装于仪表板上可以方便驾驶员观看。
[0043]可选地，显示装置13可以包括其尺寸适用于所融合的影像的多个柱状透镜或多 个视差屏障。柱状透镜和视差屏障可以用来分离所融合的影像。柱状透镜采用折射原理来 使双眼分别只看到来自对应的摄像头的影像。视差屏障相对于每只眼睛遮挡来自不对应的 摄像头的影像条，使双眼透过视差屏障间的间隙分别只看到来自对应的摄像头的影像。
[0044]根据本发明一个优选实施例，用于倒车的裸眼三维视频系统10还可以包括位置 检测器，其用于根据所捕获的影像检测车辆后方的最近障碍物与车辆的距离。本领域普通 技术人员可以理解，该位置检测器可以通过硬件、固件、逻辑电路或其任意组合来实现。在 该裸眼三维视频系统10中，显示装置13还可以用于根据该距离显示报警信号，以提醒驾驶 员注意。
[0045]本领域普通技术人员可以理解，基于所捕获的影像可以识别车辆后方的最近障碍 物并计算该最近的障碍物与车辆的距离。例如，首先，利用Sobel算子对影像做边缘检测。 然后，确定距离影像的最下面像素最近的边缘，则该边缘所属的障碍物即为最近的障碍物。 最后，根据两个摄像头11的安装位置和角度确定最近的障碍物与车辆的距离。位置检测器 可以基于上述原理实现位置的检测。
[0046]根据本发明一个优选实施例，上述裸眼三维视频系统10还可以包括音频装置，用 于根据最近的障碍物与车辆的距离发出音频报警信号，以提高驾驶员注意程度。本领域普 通技术人员可以理解，音频装置例如可以是蜂鸣器或扬声器等。
[0047]本领域普通技术人员可以理解，两个摄像头10的安装对影像的捕获影响特别大， 进而对呈现给驾驶员的影像的影响也很大。在本发明的各个优选实施例中，针对两个摄像 头10提供了以下多种安装方式。
[0048]优选地，两个摄像头11在安装状态下相距5厘米至9厘米。这样，能够使得呈现 给驾驶员的影像更类似于人眼直接观察到的影像。从而，避免了串扰问题。人们可以更清 晰地观看影像。
[0049]优选地，两个摄像头11在安装状态下相对于过车辆的纵向中轴线的车辆竖剖面 左右对称布置。通常，称车辆的前后方向为车辆的纵向，称车辆的左右方向为车辆的横向。 过车辆的横向中点的纵向线称为纵向中轴线。称与地面垂直的平面为竖剖面。图3中示出 了车辆30的后视图，其中平面L-L’表示过车辆的纵向中轴线的车辆竖剖面。如图3所示， 将两个摄像头11相对于过车辆的纵向中轴线的车辆竖剖面L-L’左右对称布置，可以使驾 驶员可以概览车辆正后方的影像。
[0050]一方面，对于驾驶员而言，很重要的是路面、以及与车同高和比车更矮的障碍物。 另一方面，车的车尾突出部分通常距离地面20厘米至100厘米。图4中示出了车辆40的 竖剖面图，其中平面F-F’表示过车辆的两个摄像头11的安装位置的水平面。如图4所示， 优选地，两个摄像头11在安装状态下与地面的距离H为40厘米至60厘米，并且每个摄像 头的光轴在安装状态下位于车辆竖剖面中且与水平面成向下10至20度的夹角a。由此， 避免了车尾与障碍物相撞，并且为驾驶员显示了所有其更感兴趣的场景。
[0051]保险杠是通常是车的最突出部分。优选地，两个摄像头11在安装状态下布置于车 辆尾部的保险杠上。由此，可以避免保险杠与障碍物相撞以保证安全地倒车。[0052]为了使摄像头的视野更广，从而为驾驶员提供更大范围的影像。优选地，两个摄像 头11是广角摄像头。
[0053]根据本发明另一方面，还提供了一种车辆。图5示出了根据本发明一个优选实施 例的车辆50的示意图。该车辆50包括上述用于倒车的裸眼三维视频系统。为了简洁，对 于参照上述实施例描述的裸眼三维视频系统，省略具体描述。本领域的技术人员参考图1 至图4并结合上面的描述能够理解裸眼三维视频系统的具体结构和运行方式。
[0054]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于 举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人 员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的 变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由 附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种用于倒车的裸眼三维视频系统，包括:两个摄像头，其用于安装到车辆的尾部，并且用于分别捕获所述车辆后方的场景的影像；处理器，其用于将所述两个摄像头所捕获的影像分别等距离分割为条状，并利用插排的方式将所分割的影像条交错地融合在一起形成所融合的影像；以及显示装置，其用于安装到所述车辆的仪表板上，并且用于以三维形式显示所述所融合的影像，以供驾驶员裸眼观看。
2.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述两个摄像头在安装状态下相距5厘米至9厘米。
3.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述两个摄像头在安装状态下相对于过所述车辆的纵向中轴线的车辆竖剖面左右对称布置。
4.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述两个摄像头在安装状态下与地面距离40厘米至60厘米，并且每个所述摄像头的光轴在安装状态下位于车辆竖剖面中且与水平面成向下10至20度的夹角。
5.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述两个摄像头在安装状态下布置于所述车辆尾部的保险杠上。
6.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述两个摄像头是广角摄像头。
7.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述所捕获的影像有线或无线地从所述两个摄像头传输到所述处理器。
8.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，所述显示装置包括其尺寸适用于所述所融合的影像的多个柱状透镜或多个视差屏障。
9.根据权利要求1所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，还包括:位置检测器，其用于根据所捕获的影像检测所述车辆后方的最近障碍物与所述车辆的距离；其中，所述显示装置还用于根据所述距离显示报警信号。
10.根据权利要求9所述的裸眼三维视频系统，其特征在于，还包括:音频装置，用于根据所述距离发出音频报警信号。
11.一种车辆，包括用于倒车的裸眼三维视频系统，所述裸眼三维视频系统包括:两个摄像头，其安装到所述车辆的尾部，并且用于分别捕获所述车辆后方的场景的影像；处理器，其用于将所述两个摄像头所捕获的影像分别等距离分割为条状，并利用插排的方式将所分割的影像条交错地融合在一起形成所融合的影像；以及显示装置，其安装到所述车辆的仪表板上，并且用于以三维形式显示所述所融合的影像，以供驾驶员裸眼观看。
12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述两个摄像头相距5厘米至9厘米。
13.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述两个摄像头相对于过所述车辆的纵向中轴线的车辆竖剖面左右对称布置。
14.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述两个摄像头与地面距离40厘米至60厘米，并且每个所述摄像头的光轴位于车辆竖剖面中且与水平面成向下10至20度的夹角。
15.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述两个摄像头布置于所述车辆尾部的保险杠上。
16.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述两个摄像头是广角摄像头。
17.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述所捕获的影像有线或无线地从所述两个摄像头传输到所述处理器。
18.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述显示装置包括其尺寸适用于所述所融合的影像的多个柱状透镜或多个视差屏障。
19.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述裸眼三维视频系统还包括:位置检测器，其用于根据所捕获的影像检测所述车辆后方的最近障碍物与所述车辆的距离；其中，所述显示装置还用于根据所述距离显示报警信号。
20.根据权利要求19所述的车辆，其特征在于，所述裸眼三维视频系统还包括:音频装置，其用于根据 所述距离发出音频报警信号。
【文档编号】B60R11/04GK103587479SQ201210288524
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月14日 优先权日:2012年8月14日
【发明者】朱浩, 延双虎, 张宇 申请人:辉达公司