車輛的視鏡替換系統的製作方法
2023-05-18 13:53:41 2
車輛的視鏡替換系統的製作方法
【專利摘要】車輛的後視鏡替換系統包括圖像捕獲單元和圖像顯現單元。圖像顯現單元可安裝於車內，以方便駕駛員察看。圖像捕獲單元和發送單元安裝在空間內，從密封角度，它們互相隔離分裝，安裝在圖像顯現單元的外面。
【專利說明】車輛的視鏡替換系統
【技術領域】
[0001]當前發明涉及車輛的替換視鏡系統，特別是商務車輛。
【背景技術】
[0002]在機動車中，所謂的視野，將根據車輛的類型從法律意義上區分，例如摩託車、客車、貨車等，視野必須由間接觀察裝置呈現，通常是鏡子，而且必須為駕駛員坐在駕駛員座位上隨時都能使用這種間接觀察裝置看見。依據車輛的類型，特別是駕駛員可以直接察看的周圍區域，再以車輛類型劃分，不同的法律規定某些視野可以使用間接觀察裝置隨時永久和可靠地予以察看。
[0003]因此，對於商務車輛，例如卡車或運貨車，比如，當前是在主駕和副駕側都裝有主鏡作為間接觀察裝置；藉助這兩面主鏡，車輛駕駛員可以觀察到一定寬度路面的高度和水平路段，這個一定寬度指駕駛員眼點後到水平線的規定距離。另外，使用這兩面鏡子，駕駛員必須能夠看到更小的一段寬度，但是，指從駕駛員眼後很短距離開始的那一段。此類法律規定，即駕駛員使用間接觀察裝置必須能夠永久和隨時看到的，定義為視野。
[0004]近期，除了常規的鏡子作為間接觀察裝置以外，日益開始關注使用攝像頭系統作為間接觀察裝置，此系統可作為視鏡的補充或更換；在此類攝像頭系統中，一種圖像傳感器裝置連續地捕獲(檢測和貯存)圖像；由圖像捕獲單元捕獲的這些(視頻)數據，再使用發送單元或在選擇性地進一步處理後發送給駕駛室的顯示裝置；顯示裝置再顯示出對應的法律要求的視野或許多視野，以及車輛周圍可選的補充信息，例如碰撞指示、車距和類似因素，屬於駕駛員永久性和隨時需要的。
[0005]當前，使用攝像頭的視鏡替換系統主要用於客車和需要倒車行駛的場合，在那裡，圖像捕獲單元實質上直接連接到車體，沒有任何間隙。絕大多數情況下，攝像頭捕獲和發送的信息，都是作為常規視鏡的補充。
[0006]DE 10 2005 028 144 Al公開了帶有密封處理的內置圖像傳感器的攝像頭組件。這種攝像頭組件有一個外殼，圖像傳感器固定與電子支架，外殼內設光學單元，光學單元內至少有一個成像光學元件。相對於電子支架，這個光學單元採用介質密封，介質密封傳感器空間裝有圖像傳感器。
[0007]US 2004/0036768 Al公開了車輛的後視攝像頭，它包括攝像頭本體和鏡頭。攝像頭本體固定於安裝底座上，由底座固定攝像頭。安裝底座可以調整，可以選擇安裝在車外或車內，安裝底座的安裝角度是朝下方向。另外，可以密封處理，以密封攝像頭與車輛後壁之間的空間。
[0008]DE 695 09 040 T2公開了一種車輛的後視裝置，它包括一微型攝像頭和微型攝像頭的控制單元。微型攝像頭和控制單元分裝在不同的外殼內。控制單元用於微型攝像頭的送電和發送最後生成的信號到監控器。
[0009]如要將攝像頭系統用作視鏡的替換，那麼將可能面臨嚴格的法律要求，不僅指永久的和隨時可觀察到的方面，而且還指圖像質量和圖像清晰度，即在駕駛室顯示裝置上顯示的圖像，以便儘可能為人眼所觀察到，與視鏡顯示的類似，不至於混淆駕駛員。尤其，替換廣角視鏡，另外面臨的挑戰的是保證圖像有足夠的孔徑角，而且與此同時，整個區域都能採用常規方式廣角視鏡所能看到的那樣，以及對應的視野。另一方面，如要替換主鏡，務必要保證圖像有足夠高的清晰度。這些要求使用常規系統很難實觀，而常規系統中，鑑於需要發送大量的數據，以保證足夠的圖像清晰度，圖像捕獲單元和配套的控制單元/發送單元是互相單獨安裝的，以至於控制單元/發送單元安裝在車內，圖像捕獲單元裝在車外，通常指車體上。另外一種方式是，發送單元和圖像捕獲單元整合於一個密封外殼內，安裝在車輛的外部，但因此必須保證圖像捕獲單元和發送單元有最高可能的密封要求，尤其是圖像捕獲單元。
[0010]就這點而言，本項發明的目標是提供一種替換車輛視鏡的系統，該系統可以用作視鏡替換系統，例如商務車輛的主鏡和廣角視鏡，具體指數據解析度和對法律規定視野的洞察方面，與此同時，還需達到構造簡單，可以按高性價比形式生產。
【發明內容】
[0011]這個目標由具有權利要求1的技術特徵的視鏡替換系統實現。
[0012]最佳實施例列舉在從屬權利要求中。
[0013]本項發明的理念是為車輛提供一種視鏡替換系統，該系統由發送單元和圖像顯現單元(圖像顯示單元)及圖像捕獲單元組成。由於圖像捕獲單元和發送單元分別放置在由密封裝置隔離開的空間內，所以如果將發送單元靠近圖像捕獲單元放置，首選是車體外面，故而可以降低必須發送到圖像顯現單元的數據量，也就是，尤其是必須從車體外部區域發送到車輛內部的數據量，由於圖像捕獲單元和發送單元各有單獨密封的空間，所以可以一個空間僅放置圖像捕獲單元，從而滿足最嚴格的密封要求，也就是防水-蒸汽，而發送單元可以放置在對密封要求不太高的外殼內，僅滿足電氣元件安全運行的密封要求便可。通過降低發送單元的外殼和/或空間的密封要求，因此可以使用塑料或其它輕型材料，例如塗膜塑料而非金屬，可以達到輕量化和節約成本的效果。
[0014]另外，發明的視鏡替換系統可以首選安裝於距車體相對較遠的空間內，例如在從車體向外伸出的攝像頭杆上。此類情況下，由於尤其是圖像捕獲單元和發送單元及它們外殼的便利設計，不再需要長距離地將大量數據發送到車內的圖像顯現單元，因此這些組件可以便利化安裝，例如安裝在攝像頭杆中。為此，如使用這種攝像杆，圖像捕獲單元可以能夠捕獲法律規定的主鏡和廣角鏡視野(分別是視野II和IV)，尤其是當用數字圖像傳感器時，可以在車內顯示足夠高清晰度的圖像，其原因是圖像捕獲單元可以距車輛側車壁和/或車體足夠遠的位置放置，因此如果圖像捕獲單元直接固定於車體，那麼較此類情況可以選用不太極端的廣角裝置作為圖像捕獲裝置。從本項發明設計角度，另一方面可以實現到圖像顯現單元更為簡單的數據傳輸，例如送到圖像顯示屏或投影到車內車體上，其原因是只需要遠距離傳輸少量的數據，因此，有關數據傳輸用電纜、電氣連接件和電子元件的嚴格需求，僅針對相對短距離。另一方面，從而可以使用數字攝像頭系統，可以顯示法律要求的、有足夠清晰度的視野，同時可以相對更自由地選擇車輛位置安裝圖像捕獲單元。
[0015]根據一個最佳實施例，發送單元或圖像捕獲單元或發送單元與圖像捕獲單元，都經過調整，採用視頻處理重調圖像尺寸而降低傳輸的數據量，對圖像捕獲單元捕獲圖像不需要的區域，作修剪處理，使用常規壓縮方法或類似方法壓縮數據量。因此，傳輸到圖像顯現單元的視頻數據量，可以降低到接近到它的起點，進而降低對傳輸元件的要求。根據另一種所選用的具體操作，發送單元和/或圖像捕獲單元再經過改造，可以完成進一步的視頻編輯和處理工作，例如，進行圖像分析，以協助駕駛員、在車內圖像顯現單元上復現圖像排列/編輯，白平衡和綜合處理，由於演變成僅從車外區域傳輸圖像顯現單元上實際顯示的數據到車內區域，前提是圖像捕獲單元和發送單元分外殼安裝，但是在車外。另外，圖像捕獲單元和/或發送單元可以改造完成其它的視頻處理任務，例如汙染的自識別，可選擇由對應的控制器和類似設備啟動清潔程序。
[0016]根據另一個最佳實施例，圖像捕獲單元和發送單元互相靠近布置，例如共用攝像杆和/或攝像頭外殼。圖像捕獲單元和發送單元這種直接靠近布置有助於降低大數據量必要的距離，依次又可以降低電纜和接頭之類電子元件的要求。
[0017]進一步的首選，將發送單元和圖像捕獲單元共置一室，但是僅限於組件形式，而且密封性能上沒有決定性要求，其原因便是圖像捕獲單元和發送單元按相應要求分置密封的外殼中。例如，這樣的共置一室可以選用攝像杆或攝像頭外殼。
[0018]根據一個最佳實施例，圖像捕獲單元將安裝在防水防蒸汽的外殼中，首選是金屬外殼。此類情況下，可以滿足圖像捕獲單元嚴格的外殼密封要求。與此同時，不需要按相應密封形式密封發送單元，因此可以首選採用相對較輕的塑料外殼作為發送單元的外殼，與金屬外殼相比，可以達到輕量化和節約成本的目的。鑑於圖像捕獲單元金屬外殼與發送單元塑料外殼的混用，在不損失所要求的密封效果情況下，可以達到即節約成本，又減輕重量的目的。
[0019]根據一個最佳實施例，可以安裝一臺或多臺圖像捕獲單元。尤其，可以實現安裝一臺圖像捕獲單元用於捕獲主鏡(視野II)的圖像，一臺圖像捕獲單元用於捕獲廣角鏡(視野IV)的圖像。這兩臺圖像捕獲單元首選連接一個共用發送單元或多個與之配套的發送單元。首選上，如使用多個圖像捕獲單元，它們連接到一個發送單元，由它控制這些圖像捕獲單元，執行捕獲數據的視頻採集工作，以便於，例如來自不同圖像捕獲單元的數據可以在發送單元內編輯/排列成共用圖像或共用顯示，再在圖像顯現單元上復現。多臺圖像捕獲單元是同型號，例如可以有不同的朝向方向，因此可以捕獲不同的觀察區域，或者是如果需要，根據孔徑角和清晰度要求，選用不同的圖像捕獲單元。
[0020]也可以為一臺或多臺圖像捕獲單元配裝多臺發送單元。此類情況下，這些發送單元首選的布置方式是可以實現互為備份，因此而提高系統的工作可靠性。發送單元首選向一臺或多臺圖像捕獲單元輸出控制、電源和類似，以及接受來自一臺或多臺圖像捕獲單元的數據，再處理這些數據，將數據傳輸到圖像顯現單元，例如車內的圖像顯示屏或投影儀。
[0021]如果發送單元和圖像捕獲單元共置一室，例如共置於攝像頭室或攝像杆中，那麼也可以在此共室內加裝其它的功能元件，例如閃光燈、天線、傳感器，比如溫度傳感器或距離傳感器、防盜裝置、視頻記錄裝置(黑匣子)、光學元件的清潔裝置和類似設備。這些功能元件可以由發送單元單獨控制，或車內其它控制元件控制。
[0022]根據一個最佳實施例，加熱元件也可以裝入圖像捕獲單元，該加熱元件首選採用發送元件控制。此類情況下，發送單元首選連接溫度傳感器和/或車輛控制元件，它們根據影響圖像捕獲單元光學元件，特別是需要加熱的鏡頭玻璃或保護玻璃，的車外溫度輸出控制信號給發送單元。另一種方案是也可以接入加熱器到車輛的控制元件，例如車輛的加熱器、車輛鎖定系統的遙控、中央車鎖系統或其它的控制元件獲取車輛信號。
[0023]根據一個最佳實施例，車輛的功能元件、發送單元和圖像捕獲單元可以共置一室。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]以下文中，本項發明將用示例，配合附圖介紹:
圖1為商務車輛駕駛室的效果圖，系從後朝前觀察角度，當中駕駛員室裝有本項發明視鏡替換系統的攝像杆。
[0025]圖2為圖1部分區域的放大視圖；和 圖3為本項發明視鏡替換系統的示意圖。
[0026]參考件號清單
10.攝像杆；
11外殼；
12圖像捕獲單元；
13外殼；
14發送單元；
15夕卜殼；
16鏡頭；
17傳感器電路板；
18車輛控制元件(傳感器)；
19加熱元件；
20鏡頭的遮光玻璃；
23圖像顯現單元；
100商務車輛；
101車輛駕駛室；
150視鏡替換系統。
【具體實施方式】
[0027]圖1顯示商務車輛100中的駕駛室101的效果圖，從後朝前觀察角度。攝像杆10分別安裝在駕駛室101的右側和左側，攝像杆10側面朝外投影。原則上，不止攝像杆10，任何型號的攝像頭或攝像外殼都可以使用，也就是，元件安裝距離不能離車輛100，尤其是車輛外壁不能太遠，類似攝像頭10。
[0028]攝像杆10構成一個共用外殼11 (見圖3)，裡面安裝圖像捕獲單元12和發送單元14。
[0029]如圖3所示，圖像捕獲單元12和發送單元14，即用於控制和輸送電源給圖像捕獲單元12的，布置在空間和/或外殼13、15內，互相隔離，但是也可共置於一個攝像頭外殼11，布置在，尤其是圖像顯現單元23的外側，見圖1所示的布置；圖像顯現單元23安裝在駕駛室101裡面，方便駕駛員隨時察看。
[0030]圖像捕獲單元的外殼13為金屬外殼，滿足最嚴格的密封要求，例如特別是防水、防蒸汽要求，以至於圖像捕獲單元12的外殼13裡面布置的光學元件，例於鏡頭16、有傳感器18的傳感器電路板17和加熱元件19，可以可靠地防水汽和其它汙染物和/或潮氣。如鏡頭16的遮光玻璃20按圖3所示方法安裝，那麼當然會整合裝入圖像捕獲單元12的金屬外殼13裡面，以滿足外殼13的密封要求。
[0031]圖像捕獲單元12的發送單元14可以安裝在塑料外殼15或其它輕質外殼中。
[0032]發送單元14與圖像捕獲單元12及車內的圖像顯現單元相連接，一方面，向圖像捕獲單元12輸送控制信號，另一方面，從圖像捕獲單元12接收捕獲的數據和視頻圖像，經過發送單元14處理後，特別是降低數據量，也是準備交圖像顯現單元顯示。尤其，除了降低數據量以外，發送單元還執行數據處理任務，例如可以重定圖像大小和分析圖像，以方便駕駛員使用，在此當中，使用色標或有聲信號向駕駛員提醒危險或者是類似情況。
[0033]按照圖3所示的實施例，整合裝入圖像捕獲單元12的加熱元件19由傳感器18，例如可以是溫度傳感器控制，而傳感器也裝入圖像捕獲單元12。當傳感器18檢測到預設的低溫時，加熱元件19通電，開始加熱遮光玻璃20和/或鏡頭16。與傳感器18裝入圖像捕獲單元12內不同的是，傳感器18也可以安裝在發送單元14和圖像捕獲單元12共用外殼的裡面，或者是外面。不使用溫度傳感器18，加熱元件19也可以根據其它傳感器檢測到的其它條件控制，例如根據來自傳感器的數據，它檢測車輛加熱器開始工作，檢測中央車鎖系統和類似系統動作。
[0034]由於發送單元14執行圖像捕獲單元12捕獲的視頻圖像的基本視頻處理工作，所以發送單元14送到駕駛室101內圖像顯現單元13的數據量，與圖像捕獲單元12與發送單元14之間傳輸的數據量相比相對較少，但只能是短距離，因此可以將圖像捕獲單元12和發送單元14明顯放置在車外，例如側面伸出的攝像頭杆10中。由於從圖像捕獲單元12和發送單元14而言，密封要求需要使用不同的外殼，但卻可以不明顯增加組件的重量，因此也不會增加成本。
[0035]明確表示，所有的說明書和/或權利要求中公開的特徵的目的是為了原始公開的目的，而將彼此獨立地分開披露，以及為限制所要求保護的本發明獨立於具有實施例和/或權利要求中的特徵的組合物之外目的。明確表示，為了原始公開的目的，所有的值的範圍或一組實體的表示披露了每一個可能的中間值或中間實體，以及為了限制所要求保護的本發明的目的，特別是限制價值範圍。
【權利要求】
1.車輛的視鏡替換系統(150)包括: 圖像捕獲單元(12)， 發送單元(14)，和 圖像顯現單元(23)，經調整安裝於車內，以便駕駛員察看， 其中，發送單元(14)和/或圖像捕獲單元(12)經調整用於處理圖像捕獲單元(12)捕獲圖像的處理工作，以減少傳輸到圖像顯現單元(23)的數據量，和 其中，圖像捕獲單元(12)和發送單元(14)布置在空間(13、15)內，從密封角度，它們相互隔離，各自與圖像顯現單元(23)分離，並設置在它的外面。
2.根據權利要求1所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，，發送單元(14)和/或圖像捕獲單元(12)經調整用於圖像處理、重定圖像大小、分析圖像供駕駛員使用、圖像排列/編輯、白平衡、汙染自識別和上述處理的綜合。
3.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，圖像捕獲單元(12)和發送單元(14)互相靠近布置。
4.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，圖像捕獲單元(12)和發送單兀(14)可以共置一外殼(11)內。
5.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，圖像捕獲單元(12)安裝在防水、防蒸汽的密封外殼(13)內。
6.根據權利要求5所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，圖像捕獲單元(12)安裝在金屬外殼(13)內ο
7.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，發送單元(14)安裝在塑料外殼(150)內。
8.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，安裝許多圖像捕獲單元(12)。
9.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，安裝許多發送單元(14)。
10.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，加熱元件(19)裝入圖像捕獲單元(12)，加熱元件(19)由發送單元(14)控制，並連接到溫度檢測和/或車輛控制元件(18)。
11.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，發送單元(14)連接到車輛的功能元件。
12.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，車輛功能元件、發送單元(14)和圖像捕獲單元(12 )共置一外殼(11)內。
13.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，發送單元(14)連接到圖像顯現單元(23)，並傳輸已經過發送單元(14)和/或圖像捕獲單元(12)處理過的視頻數據到圖像顯現單元(23 )。
14.根據前述任何一項權利要求所述的視鏡替換系統(150)，其特徵是，圖像捕獲單元(12)為數字型圖像傳感器。
【文檔編號】B60R1/00GK103568954SQ201310333376
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】維爾納·朗, 馬努埃爾·昆茨, 彼得·蓋森多芬, 米切爾·維茨克, 米切爾·霍納恩, 斯特凡·森特梅耶 申請人:梅克朗兩合有限公司