車輛周圍區域的圖象拾取裝置的製作方法
2023-04-29 02:10:56 2
專利名稱：車輛周圍區域的圖象拾取裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種拾取車輛周圍區域的圖象的圖象拾取裝置。更具體地，本發明涉及一種通過照射不可見光(如近紅外區的紅外線)，來進行車輛周圍區域的圖象拾取的裝置。
相關技術介紹傳統地，車輛裝有確保司機的能見度的前燈，以實現安全駕駛。當車輛在低能見度的條件下行駛時(如夜間或霧中)，僅僅用前燈是不足以確保實現安全駕駛所需的能見度的。
人們已經開發出一種利用紅外線的圖象拾取裝置，以便為在夜間等情況下駕駛車輛的司機提供更高的能見度。
在該圖象拾取裝置中，可以通過拾取障礙物發出的遠紅外線而檢測到在前燈照射範圍之外出現的障礙物，如車輛、動物和人。
用一種虛擬的顯示裝置在擋風玻璃上顯示由圖象拾取裝置拾取的圖象的技術也已經被開發，作為通知司機有障礙物存在的方法之一。
在該圖象拾取裝置中，還開發出一種採用紅外相機的技術，以實現周圍區域內存在的障礙物的特定圖象拾取。在這種紅外相機中，通過檢測由紅外線發射器發出、並被障礙物反射的反射紅外線來實現障礙物的圖象拾取。
當裝有紅外線發射器的車輛行駛在路上，在面對到來的交通的道路一側採用該駕駛系統時，在到來的車輛中可能裝有同樣的圖象拾取裝置。在這種情況下，如果紅外線由到來的車輛發出、並由本車輛內裝備的紅外相機接收，行駛中的車輛上所裝的紅外相機得到的圖象被淹沒在均勻的白熾光中。這樣，圖象拾取被阻礙，司機就不能確定障礙物的存在。這種現象就是「暫時失明現象」。
因此，需要能通過接收反射光實現周圍區域的圖象拾取的圖象拾取裝置，所述的反射光由車輛的紅外線發射器發出、並被障礙物反射。
發明概述本發明涉及一種安裝在車輛內、用於通過進行圖象拾取獲得周圍區域的圖象的圖象拾取裝置。
該圖象拾取裝置具有一個向著車輛的周圍區域照射紅外線的紅外線發射器；一部能夠通過接收經過反射的紅外線進行圖象拾取的紅外相機；以及一個用來檢測由到來的車輛所照射的近紅外區的紅外光脈衝的紅外線傳感器。
在這種圖象拾取裝置中，如果障礙物出現在紅外線發射器發出的紅外線覆蓋的區域之內，由於由紅外線發射器發出、被障礙物反射的反射紅外線由紅外相機記錄了下來，車輛的司機可以辨認出現的障礙物。
而且，在本發明中，當由到來車輛發出的紅外線被紅外線傳感器檢測到時，紅外相機的記錄停止。
優選地，在本發明中，紅外線發射裝置和紅外相機被安裝在車輛的內鏡上。
而且，在本發明中，一種控制紅外線照射、使得紅外線發射器的照射可以間歇性地與紅外相機按快門的動作同步進行的同步裝置。
附圖簡介
圖1A為該圖象拾取裝置的周圍結構透視圖。圖1B為該圖象拾取裝置周圍結構的一側的截面圖。
圖2為該圖象拾取裝置的框圖。
圖3A為當紅外線裝置持續工作時的照射模式圖。
圖3B為當紅外線裝置間歇性工作時的照射模式圖。
圖4A為檢測信號的輸出模式的一個例圖。
圖4B為發射信號的輸出模式的一個例圖。
發明的詳細介紹下文將對本發明進行闡述。
圖1A為車輛的圖象拾取裝置的周圍結構透視圖。圖1B為一圖象拾取裝置的一側的截面圖。圖2為一圖象拾取裝置的框圖。
如圖1所示，依據本發明的圖象拾取裝置與一個與內鏡IM的支柱S相連的固定件P相連。
內鏡IM通過支柱S與擋風玻璃F相連，並依據司機的身材差別移動支柱S來調整內鏡IM的方位以確保司機後方的能見度。圖象拾取裝置1的方向被設置為不變，即使在調整內鏡IM的方位以面對合適的方向時也能保持照射方向。更精確地說，內鏡IM的調整不影響圖象拾取裝置1的照射方向。
圖象拾取裝置1具有一個裝有紅外相機3的罩殼2。在罩殼2的前側有一小孔2A，以便紅外相機3拾取車輛外界的圖象。
紅外相機3檢測近紅外區的紅外線。正對著罩殼2的外側裝有紅外相機3的鏡頭，通過小孔2A拾取外界的圖象。因此，可以實現車輛的外界圖象、前方圖象的拾取。
罩殼2與固定件P由鉸鏈2B樞軸相連。這樣，就能調整紅外相機3的方位了。
紅外線發射器4和紅外線傳感器5被安裝在罩殼2內。一控制單元6與紅外線發射器4和紅外線傳感器5被一同安裝在罩殼2內。控制單元6分別與紅外相機3、紅外線發射器4以及紅外線傳感器5電連接。
紅外線發射器4具有一發射件，近紅外區的光脈衝(紅外線)由該發射件發出。
紅外線發射器4的發射件的結構使得紅外線通過罩殼2上的小孔2A發射。根據本發明，如果障礙物出現在發出的紅外線所覆蓋的區域之內，即可拾取障礙物的清晰圖象，並且司機可以意識到障礙物的存在。
紅外線傳感器5檢測到來自外界的紅外線。來自外界的紅外線通過小孔2A，被紅外線傳感器5的一個光接收件接收。更精確地說，該紅外線傳感器5檢測從到來的車輛中裝備的圖象拾取裝置發出的光脈衝。
控制單元6具有一個中央處理單元(CPU)；一個只讀存儲器(ROM)，一個存儲器，等。控制單元6在紅外相機3和紅外線傳感器5輸出的信號的基礎上進行計算，並在計算結果的基礎上輸出預定的信號，如命令信號。
如圖2所示，除罩殼2之外，還有一個圖象處理裝置15和一個圖象監視器16與紅外相機3相連。
圖象處理裝置15在紅外相機3輸出的圖象信號的基礎上，產生要在圖象監視器16上顯示的圖象。
圖象監視器16具有一個在擋風玻璃上顯示圖象的投影機(未畫出)。由圖象拾取裝置用紅外相機3獲得的圖象由該投影機在擋風玻璃上顯示。可以用一個CRT監視器，如安裝在車輛儀錶板上的監視器等作為圖象監視器來代替投影機。
控制單元6具有一個紅外線檢測電路21；一個快門控制電路22；一個定時器23；以及一個紅外線發射電路24。紅外線發射電路24是一個同步裝置。
紅外線檢測電路21與紅外線傳感器5和快門控制電路22相連。該紅外線檢測電路21查明檢測信號Si是否由紅外線傳感器5輸入。此處，檢測信號Si表明紅外線傳感器5檢測到來自外界的紅外線(一個光脈衝)。
在紅外線檢測電路21中，當檢測信號Si由紅外線傳感器5輸入時，快門「關」信號Soff被輸出給快門控制電路22。此處，快門「關」信號是一個命令信號，命令不要按下紅外相機3的快門。
快門控制電路22包括一個對紅外相機3的拾取時間間隔計數的定時器23。拾取時間間隔是按照預定值設定的，如1/60秒。這樣，快門控制電路22在每個圖象拾取時間間隔輸出拾取信號Sp給紅外相機3。此處，拾取信號Sp是一個命令信號，命令紅外相機進行圖象拾取。
在快門控制電路22中，當紅外線檢測電路21輸入快門「關」信號Soff時，不輸出拾取信號Sp給紅外相機3。
另一方面，在快門控制電路22中，當快門控制電路22輸入的快門「關」信號終止時，拾取信號Sp被輸出給紅外相機3。因此，當紅外線傳感器5檢測到車輛周圍區域發出的紅外線(一個光脈衝)時，紅外相機3按照延遲的定時進行圖象拾取。
換言之，在依據本發明的圖象拾取裝置中，如果紅外線傳感器5檢測到到來的車輛等上裝的另一圖象拾取裝置發出的紅外線(一個光脈衝)，由紅外相機3進行的圖象拾取被中斷或延遲。
紅外相機3對快門控制電路22輸出的拾取信號Sp做出響應，進行車輛周圍區域的圖象拾取。在這種情況下，通過對拾取信號Sp做出響應，按下紅外相機3的快門實現圖象拾取。
在本實施例中，紅外相機3的圖象拾取以預定的快門速度進行，如1/4000秒。
在紅外相機3中，當在快門控制電路22輸入的拾取信號Sp的基礎上按下快門時，按下快門的信號Sopen被輸出到紅外線發射電路24。此處，按下快門信號Sopen被定義為一種表明紅外相機3的快門被按下的信號。
紅外線發射電路24連續地輸出發射信號Sf給紅外線發射器4，直至紅外相機3輸入的按下快門信號Sopen被終止。此處，發射信號是一個命令信號，命令發射紅外線。
當紅外線發射電路24輸出的發射信號Sf被輸入給紅外線發射器4時，通過供電使紅外線被發射給車輛的外界。
在紅外線發射電路24中，發射信號Sf被持續輸出給紅外線發射器4，直至紅外相機3輸入的按下快門信號Sopen被終止。因此，當紅外相機的快門被按下以進行圖象拾取時，紅外線發射器4持續發射紅外線。依據本發明的圖象拾取裝置的運轉將在下文中闡述。
當車輛在夜間行駛用前燈來確保司機的能見度時，圖象拾取裝置為檢測前燈照射區域之外、位於車輛行駛前方的障礙物而運轉。
在圖象拾取裝置1中，快門控制電路2 2在每個拾取時間間隔輸出拾取信號Sp給紅外相機3。該拾取時間間隔是按照預定時間設定的，如1/60秒，並且由安裝在控制單元6內的定時器23計數。
在紅外相機3中，響應拾取信號Sp把紅外相機3的快門按下，當快門被按下時，按下快門信號Sopen被輸出給紅外線發射電路24。
在紅外線發射電路24中，當按下快門信號Sopen被輸入時，發射信號Sf被輸出給紅外線發射器4。
在紅外線發射器4中，由於在持續輸入發射信號Sf時有電力提供，紅外線以預定的時間，如1/400秒，向著車輛的前進方向發出。
因此，當紅外相機3進行圖象拾取時，車輛的前進方向被紅外線持續照射。這樣，圖象拾取獲得的障礙物的圖象可以更清晰，因為紅外相機3記錄了被紅外線發射器4發出、被障礙物反射的反射紅外線。
如圖3A所示，紅外線發射器4連續發出紅外線而無需重複0N(開)和OFF(關)操作也可以作為一種發射方式。當採用這種方式時，由於紅外線發射器4不考慮圖象拾取而連續進行紅外線發射，會浪費能量。
在圖象拾取裝置1中，如圖3B所示，紅外線發射器4間歇進行發射。更精確地說，只有當紅外相機3進行圖象拾取時，才發射紅外線。
在本實施例的圖象拾取裝置1中，圖象拾取時間間隔Tk被設為1/60秒，其快門速度Ts被設為1/400秒。即，紅外線發射器4與紅外相機3的快門的運動保持同步，間歇性地進行發射。因此，可以防止浪費能量。換句話說，由於只在進行圖象拾取時提供能量，不會提供額外的能量使用。
在本實施例中，在對車輛前進方向進行圖象拾取之前，紅外線傳感器5檢測來自車輛周圍區域的紅外線(一個光脈衝)的存在。
當紅外線傳感器5未檢測到紅外線時，不從紅外線傳感器5輸出信號。另一方面，當紅外線傳感器5檢測到紅外線時，指示紅外線出現的檢測信號Si被輸出給紅外線檢測電路21。
當檢測信號Si被輸入給紅外線檢測電路21時，快門「關」信號Soff被輸出給快門控制電路22。
在快門控制電路22中，定時器23對圖象拾取時間間隔(即1/60秒)計數。
快門控制電路22還檢測快門「關」信號是否由紅外線檢測電路21輸入，並且如果沒有輸入快門「關」信號Soff時，將拾取信號Sp輸出給紅外相機3。另一方面，如果快門「關」信號Soff被輸入，拾取信號Sp的輸出停止，直至快門「關」信號的輸入終止。
然後，在快門「關」信號終止後，拾取信號Sp被輸出給紅外相機3。當來自車輛前方的紅外線終止時，終止快門「關」信號Soff。
因此，當沒有來自車輛外界的紅外線時，紅外相機3進行圖象拾取。這樣，可以防止暫時失明現象的出現。
當紅外相機3的快門被按下時，按下快門信號Sopen持續由紅外相機3輸入給紅外線發射電路24。
在紅外線發射電路24中，當輸入按下快門信號Sopen時，發射信號Sf被發送給紅外線發射器4。
在紅外線發射器4中，當輸入發射信號Sf時，通過提供電流，向著車輛的外界發射紅外線。
因此，在紅外相機3進行圖象拾取時，紅外線發射器4的發射是連續的。
當紅外線傳感器5檢測來自車輛外界的紅外線時，由於紅外相機3的發射被停止，紅外線發射器4就不用發射紅外線。
在紅外線傳感器5檢測紅外線終止之後，紅外相機3進行圖象拾取。
圖4說明了紅外線傳感器5的檢測時間與紅外線發射器4的發射時間之間的關係。
在該圖中，假設圖象拾取裝置也安裝在到來的車輛上。
當紅外線以預定的時間間隔從車輛外界發出時，紅外線傳感器5檢測到紅外線，如圖4A中的波形圖所示。
在這種情況下，如圖4B中的虛線所示，如果由定時器23設定的圖象拾取定時與紅外線檢測定時重疊，圖象拾取在紅外線檢測終止後進行。
如圖4B中的實線所示，在進行圖象拾取時，紅外線發射器4發出紅外線。換句話說，當紅外相機3的快門被按下時，繼續發射紅外線。
此時，來自車輛周圍區域的紅外線沒有被紅外線傳感器5檢測到。這樣，紅外相機3繼續進行圖象拾取。
因此，通過重複上述步驟，車輛周圍區域的圖象拾取得以由紅外相機3實現，而不會出現暫時失明現象。
如上文所述，對本發明的優選實施例進行了說明。紅外相機的結構並不僅限於上述的方式。例如，還可以採取這樣的方式，即可以在水箱或前燈的側面安裝圖象拾取裝置。
在本發明中，利用紅外相機進行圖象拾取所獲得的圖象被顯示在監視器上，以便通知司機有障礙物存在。通知的方式並不僅限於此，例如，還可以採取這樣的方式，即當檢測到有障礙物時發出警報直至司機得知障礙物的存在。
在本發明中，如果紅外線傳感器檢測到紅外線，則延遲圖象拾取。這樣，可以防止由直接拾取外界(如到來的車輛)發射的紅外線所引起的暫時失明現象。
在依據本發明的圖象拾取裝置中，紅外相機與內鏡相連。這樣，不需要安排安裝紅外相機的空間。而且，在本發明中，由於紅外線發射裝置是與內鏡連成一體的，裝置的生產也就變得更簡單了。
在依據本發明的圖象拾取裝置中，與紅外相機按快門的動作同步地間歇發射紅外線。這樣可以防止浪費能量。
權利要求
1.一種通過進行圖象拾取獲得周圍區域的圖象的圖象拾取裝置，所述圖象拾取裝置安裝在車輛上，並且所述圖象拾取裝置包括向著所述車輛的周圍區域發出紅外線的紅外線發射器；能夠通過接收由所述紅外線發射器發出的、並被所述周圍區域出現的障礙物反射的反射紅外線進行圖象拾取的紅外相機；用來檢測由到來的車輛所發出的近紅外區的紅外線光脈衝的紅外線傳感器；當所述紅外線傳感器檢測到所述光脈衝時，所述紅外相機延遲圖象拾取的進行。
2.根據權利要求1中所述的圖象拾取裝置，其中所述紅外線發射裝置和紅外相機安裝在所述內鏡上。
3.根據權利要求1中所述的圖象拾取裝置，其中所述圖象拾取裝置還包括控制紅外線發射器的發射、使得所述紅外線發射器的發射可以與所述紅外相機按快門的動作同步間歇性地進行的同步裝置。
4.一種通過進行圖象拾取獲得周圍區域的圖象的圖象拾取裝置，所述圖象拾取裝置安裝在車輛上，並且所述圖象拾取裝置包括向著所述車輛的周圍區域發出紅外線的紅外線發射器；能夠通過接收由所述紅外線發射器發出的、並被所述周圍區域出現的障礙物反射的反射紅外線進行圖象拾取的紅外相機；用來檢測由到來的車輛所發出的近紅外區的紅外線光脈衝的紅外線傳感器；當所述紅外線傳感器檢測到所述光脈衝時，延遲所述紅外相機進行的圖象拾取的控制單元。
5.根據權利要求4中所述的圖象拾取裝置，其中所述控制單元具有檢測所述紅外線傳感器是否檢測到所述光脈衝的紅外線檢測電路；快門控制電路，當所述紅外線檢測電路檢測到所述光脈衝時，所述快門控制電路輸出關閉快門信號給所述紅外相機，並且所述快門控制電路在每個拾取時間間隔輸出一個按下快門信號給所述紅外相機；以及紅外線發射電路，當所述按下快門信號被輸入給所述紅外相機時，將命令信號輸出給紅外線發射器以發射紅外線。
全文摘要
本發明涉及一種安裝在車輛上的、通過進行圖象拾取來獲得周圍區域的圖象的圖象拾取裝置。該圖象拾取裝置具有一個向著車輛周圍區域發射紅外線的紅外線發射器；通過接收經過反射的紅外線能夠進行圖象拾取的一部紅外相機；用來檢測從到來的車輛發射出的近紅外區的紅外光脈衝的一個紅外線傳感器。在這種圖象拾取裝置中，如果障礙物出現在紅外線發射器發出的紅外線覆蓋的區域之內，由於由紅外線發射器發出、被障礙物反射的反射紅外線由紅外相機記錄了下來，車輛的司機可以辨認出現的障礙物。
文檔編號B60R1/00GK1403317SQ0212443
公開日2003年3月19日 申請日期2002年6月27日 優先權日2001年9月6日
發明者長尾光芳, 佐藤英法 申請人:株式會社村上開明堂