設備自動監控和控制系統的製作方法

2023-05-16 09:51:41

專利名稱：設備自動監控和控制系統的製作方法
專利說明設備自動監控和控制系統
背景技術：
現有的車輛設備自動監控和控制系統通常集成了圖像傳感技術。一般來說，這些系統能夠捕獲所需場景的圖像，並把該圖像送到車輛駕駛者，或者顯示屏上的所有者。通常這些系統除了顯示圖像之外，或者替代顯示圖像，還處理電子圖像信息，用於自動控制車輛設備。
目前所需的是改進車輛設備自動監控和控制系統。


發明內容
本發明的車輛設備自動監控和控制系統對已知系統進行了改進。至少一個實施例中，一種車輛設備自動監控和控制系統將幾個分離元件合併到集成設備內。
至少一個實施例中提供了一種改進的成像器。
至少一個實施例中提供了一種改進的增強型收發設備。
至少一個實施例中提供了與母板和/或子板連接的改進成像器連接部分。



圖1給出了一個受控車輛相對於路面上的引導車輛、駛來車輛以及另一個車輛的平面圖； 圖2給出了實施例中受控車輛的平面圖； 圖3a給出了實施例中附件和後視鏡組件的透視圖； 圖3b給出了圖3a中附件和後視鏡組件的第二透視圖； 圖4給出了實施例中設備自動監控和控制系統的框圖； 圖5a給出了實施例中母板、子板以及與其互相連接的成像板的平面圖； 圖5b給出了圖5a中母板和子板背面的第二平面圖； 圖6a給出了實施例中的成像板和連接電纜； 圖6b給出了圖6a中成像板和連接電纜的第二視圖，其中裸露了連接電纜通常密封不可見的部分； 圖7a給出了實施例中成像器的框圖； 圖7b給出了實施例中圖像傳感器和溫度傳感器； 圖7c給出了成像器相關的信號波形； 圖7d給出了成像器的命令/響應序列； 圖7e和7f給出了一個溫度傳感器； 圖8a給出了實施例中帶有存儲器的低壓差分信號設備的框圖； 圖8b給出了實施例中包括了帶有存儲器的低壓差分信號設備、引線接合以及外部連接管腳的矽片分解圖； 圖8c給出了實施例中帶有存儲器的低壓差分信號設備的管腳排列； 圖8d給出了處理器信號波形； 圖8e給出了LVDS信號波形； 圖9a-9j給出了不同的成像器和處理器設置的實施例； 圖10給出了第二個實施例中母板、分離板以及與其互聯的成像板的平面圖； 圖11a給出了第三種母板的平面圖；以及 圖11b給出了圖11a中母板的第二視圖。

具體實施例方式 電子圖像傳感器視覺系統和相關的自動控制系統在汽車業有許多潛在的用途。例如已經研發出的車輛外部照明自動控制系統利用了普遍的前視圖像傳感器來檢測是否存在其他車輛，並自動控制受控車輛的外部照明，以避免將刺眼的光線照射到其他駕駛者。現已提出或開發的其他幾種用途包括溼度傳感，自適應巡航控制，事故重建系統，盲點警告，夜視系統，後視系統，防撞裝置，車道偏離警告裝置，安全裝置，座艙監控裝置以及其他等等。
這些系統通常分為兩類，一類的主要功能是向受控車輛駕駛者提供一幅圖像或者一組圖像，另一類系統中為了能夠自動執行車輛設備的相關功能，由處理器分析該幅圖像或該組圖像。一些系統可能同時有兩種功能，而在其他系統中處理器能夠增強或擴大所顯示圖像。不管哪類情況下，從成像器向處理器和或顯示器發送圖像信號幾乎總是必需的。本發明的大部分實施例中所發送的圖像是數字圖像信號。
一些應用中，圖像發送到的處理器和/或顯示器與成像器有一定距離。例如考慮一個實施例中車輛外部照明自動控制系統集成到自動調光後視鏡內。成像器優選位於安裝到聯接構件的附件模塊內，以確保成像器的瞄準裝置與後視鏡瞄準的調整相獨立，如共同所有的美國專利申請，代理機構卷號為AUTO 211US3和美國臨時專利申請序列號60/448,793中所公開。處理器優選位於安裝在鏡子外殼內的母板上。處理器可以實現附加功能，例如控制電光鏡器件，儀錶盤，語音識別處理器，遙測系統、電話、信息顯示屏、信息顯示驅動器、操作界面指示符或類似器件的反光度。圖像數據必須從成像板傳送到處理器所在的母板上。其他實例中遠程圖像器位置也是很容易理解的。一個或多個圖像傳感器可以位於受控車輛內或其上的不同位置，用以監控不同的視場。這些成像器把數據傳送到車輛上集中或分布定位的一個或多個處理器。這些圖像傳感器可以將圖像傳送到駕駛者和/或所有者便於觀看位置上的一個或多個顯示屏。
一般車輛所處的環境下期望能對電磁幹擾(EMI)進行處理。這包括限制電子設備的射線輻射，同時確保該設備不易受其他設備的輻射影響。通常汽車原始設備製造商(OEM)強制實施一些嚴格標準，要求並測試和測量設備的輻射，且將該設備置於電磁場中進行測試以確保該設備不會出現故障。
電子視覺系統的設計要滿足這些要求是一項很難的挑戰。這很大程度上歸因於傳送數字圖像時的很高的數據速率。一般的電子圖像傳感器可能包含幾千到超過百萬的像素，各個像素的數位化輸出一般是8或10位。本文所述的多種應用中，每秒能獲取並傳送幾幅圖像。這使得數字數據傳輸速率從幾千波特到幾兆波特不等。這麼高的數據傳輸速率會產生高能級的電磁輻射。2003年12月19日申請的共同所有的美國專利申請，代理機構卷號為GEN10PP-447中公開了一種降低數據傳輸速率的方法，稱為0-1串行通信，該申請的全部公開內容在此作為參考。其中所述的母板/成像板的連接部分具有額外抑制電磁幹擾的優點。
許多情況下期望有多個視覺系統來實現多種功能，或者由多個圖像傳感器向駕駛者提供多個視場。例如同時具有外部照明自動控制系統和溼度傳感系統的駕駛者能夠方便地自動控制車輛的外部照明以及其風擋刮水器和/或去霧器。車輛外部照明自動控制系統如共同所有的美國專利5,990,469，6,008,486，6,130,421，6,130,448，6,255,639，6,049,171，5,837,994，6,403,942，6281,632，6,291,812以及美國專利申請序列號09/448,364，09,538,389，09/605,102，09/678,856，09/800,460，09/847,197，09/938,774，09/491,192，60/404,879，60/394,583，10/235,476，10/208,142所述，其公開內容在此作為參考。自動溼度傳感系統如共同所有的美國專利5,923,027和6,313,457以及美國專利申請序列號09/970,962和09/970,728所述，其公開內容在此作為參考。
外部照明自動控制系統的成像器最好聚焦於遠場成像，以檢測駛來車輛的前照燈和前方車輛的尾燈，並且最好具有辨色能力，從而能區分其他目標的紅光源。溼度傳感系統的成像器最好聚焦在風擋刮水器(近場)上對水汽成像，並最好具有很寬的視野。要解決這種互相衝突的需求，一種選擇方案是提供一個可變透鏡，切換該透鏡能夠實現各個功能。另一種選擇方案是提供一個景深較高的透鏡，能夠對近場水汽和遠場光源同時成像。採用這種透鏡系統時，通常需要複雜的軟體方法來區分近場和遠場目標。
為了最優地實現兩個功能，使用兩個獨立的成像器是較為有利的，每個成像器分別有為特定功能設計的光學系統。本發明的至少一個實施例提供了一種經濟有效的方法，即實際上把所有的輔助電子設備和機械結構共享，這樣就可以耗費很少地添加第二個成像器。增加第二個成像器的成本是圖像傳感器和光學系統的費用，而這一般只佔總成本的很小一部分。其他需要多個成像器的用途使用立體視覺方法，其中兩個成像器互相留有一定間隔，以具有精確測量目標距離的性能。本文所涉及的技術對於這些應用也是有利的。最後，本發明的技術也能用於添加第三個或更多的成像器。
現在看圖1，實施例中分車道的公路100上給出了帶有附件和後視鏡組件106的受控車輛105，外部照明光線107和眩光區108。受控車輛相對於帶有尾燈光線111的前方車輛110以及帶有前照燈光線116的駛來車輛115。
另外參看圖2，其給出了一個受控車輛205的實施例，其包括附件和後視鏡組件206。受控車輛還包括了駕駛者端的後視鏡組件210a和乘客端的後視鏡組件210b。後視鏡組件優選包括許多共同所有的美國專利和專利申請中所描述的電光鏡器件。受控車輛還包括了前照燈組件220a，220b；前惡劣氣候燈230a，230b；前轉彎/故障指示燈235a，235b；尾燈組件225a，225b；後轉彎指示燈226a，226b；後故障指示燈227a，227b；備用指示燈240a，240b以及一個中央頂部安裝的停車燈(CHMSL)。前照燈組件最好是雙氙燈和/或可調整位置。應當理解的是受控車輛也可包括額外的外部照明燈，可包括了圖2所給出外部照明燈的不同組合，或者將圖2中任意的外部照明燈和額外的外部照明燈組和使用。應當理解的是任何外部照明燈都具有調光裝置、位置調整裝置，聚焦裝置，變色裝置、瞄準裝置或這些裝置的組合，從而改變相應的外部照明燈特性。再參看圖2，受控車輛包括A-柱250a，250b；B--柱255a，255b和C-柱260a，260b。應當理解的是其中任何照明組件、後視鏡組件、柱或其組合能為附加的成像器或替代附件和後視鏡組件206中的成像器提供適當的安裝位置。應當理解的是任何成像器組件可能包括一個位置調整裝置，其能夠用單個成像器選擇性地獲得所期望的備用視場。利用至少一個俯仰傳感器、至少一個偏駛傳感器、至少一個轉向傳感器、至少一個轉速傳感器其中任意一個，或者其不同的組合或子組合，可以自動調整成像器的位置。
現在看圖3a和3b，其給出了附件和後視鏡組件306a，306b的實施例。附件和後視鏡組件包括固定外殼377a，377b以及安裝到聯接構件381a，381b上的可調整位置的鏡子外殼375a，375b。固定外殼最好包括至少一個成像板，至少一個處理器，至少一個羅盤傳感器，至少一個輔助光源，至少一個溼度傳感器，至少一個外部照明自動控制電路，至少一個麥克風，至少一個揚聲器中的其中任意一個，或者其組合或子組合。可調整位置的鏡子外殼375a，375b最好包括一個電光鏡器件322a，至少一個電光鏡器件自動驅動控制電路，一個日間行駛燈自動控制電路，一個外部照明自動控制電路；至少一個信息顯示屏388a，389a，至少一個眩光傳感器396a，397a，至少一個指示器386a，387a，至少一個操作接口391a，至少一個麥克風365b，至少一個環境光傳感器387b，至少一個線束398b以及至少一個車輛設備連接器399b。附件和後視鏡組件還包括一個帶槽框390b和/或一個觀察區域擴展的鏡器件345a。應當理解的是線束398b可能從位置可調整的鏡子外殼375a，375b伸出，穿過安裝在杆376b2上的第一樞軸球376b1，再通過第二個樞軸球(未示出)進入固定外殼377a，377b。
現在參看圖4，其給出了車輛設備自動控制系統400實施例的框圖。可以看出，成像器405經由通信接口415與處理和控制系統410進行通信。應當理解的是通信接口可以是硬連線，射頻，光纖，光射線，或其組合形式。處理和控制系統包括至少一個處理器420，至少一個環境光傳感器，至少一個眩光傳感器430，至少一個電光鏡器件自動驅動控制電路435，至少一個電光鏡器件自動驅動控制輸出440，至少一個信息顯示輸出445，至少一個外部照明狀態指示器輸出450，至少一個行人/自行車狀態指示器輸出455，至少一個行人/自行車狀態指示器超馳開關輸入460，至少一個風擋刮水器和或除霧器輸出465，受控車輛速度輸入470，至少一個電光器件反向超馳輸入475，至少一個自動/開/關切換輸入480；至少一個手動調光開關輸入485，至少一個車輛總線接口490，至少一個外部照明控制器輸出491，至少一個羅盤傳感器輸入471的其中任一種，或其組合形式或子組合。外部照明控制器495包括多個獨立輸出496分別獨立控制各個外部照明燈499。應當理解的是附加器件應有輸入和輸出，和/或單個器件可以相互集成為子組件。例如外部照明燈組件可能包括至少一個光源，一個位置調整裝置，一個聚焦裝置，一個瞄準裝置，一個變色裝置，一個光線發射控制裝置等等。外部照明組件可以與處理和控制接口相連，例如車輛總線或類似接口，且連接到一個車輛電源。應當理解的是從一根車輛數據通訊總線可以獲得多個車輛設備傳感器的輸出。優選從這些可用車輛設備獲得任何所需的傳感器數據。
開始看圖5a和5b，其給出了一個車輛設備自動控制系統組件500a、500b的實施例，該組件包括主板505a、505b，成像板插入式連接器506a，車輛設備插入式連接器507a、507b，處理器508a，增強型收發器509a，車輛總線通訊晶片510a，環境光傳感器511a，眩光傳感器板512a，眩光傳感器513b，羅盤傳感器514a，第一指示器515，第二指示器516，操作接口觸點517，操作接口指示燈518以及第三指示器519。
母板通過一個母板/子板連接部分525a、525b與子板520a、520b相連接。子板包括一個信息顯示驅動器522b和信息顯示屏521b。可以看到，眩光傳感器板和子板至少有一個器件可定向，這樣其面對著直接安裝在母板上的器件相反方向。應當理解的是眩光傳感器板和子板的器件可以直接安裝在母板上其他母板器件的對面。圖5a和5b給出的設置優選用於該實施例相關的製造過程。應當理解的是子板與母板連接，可以類似於成像板，通過射頻無線連接，光纖連接，車輛總線連接，光線連接或其組合形式。硬線連接可以通過基本扁平線類型；帶有獨立屏蔽雙絞線的電纜；多個獨立電纜或未屏蔽導體。
母板也通過母板/成像板連接部分545a與成像板535a相連接。成像板包括一個母板插入式連接器536a，成像器537a，透鏡蓋538a，數據LVDS 539a，時鐘LVDS 540a，以及透鏡541a。連接部分545a包括一個成像板插座連接器547a，母板插座連接器546a，後者有一個機械晶片用於快速鎖定匹配的母板插入式連接器506a和地連接器548a。應當理解的是所述成像板可能包括了成像板加熱器(未示出)用於保持成像板高於周圍溫度。該設置有利於防止在成像器上形成冷凝或類似情況。應當理解的是成像板加熱可以是持續的或設置成自動控制；例如成像板上有溫度傳感器，成像器可以根據板上的輸出運行，這樣母板和成像板之間就不需要額外增加線路。
現在看圖6a和6b，其給出了兩個成像板的實施例，分別是器件635a、635b和母板/成像板連接部分645a、645b。成像板635a與成像板635b類似，除了前者的數據和時鐘LVDS集成到成像器637a內。優選實施例中，成像器包括下列至少一個圖像傳感器邏輯控制電路；模數轉換器；溫度傳感器；LVDS；調壓器；和圖像傳感器一起集成在共用基片上的控制輸出。母板/成像板連接部分包括一個帶有機械晶片654b的母板插座連接器646a、646b，成像板插座連接器647a、647b，第一套管650a、650b，第二套管661a，夾套661b，金屬屏蔽片649b，接地器648a、648b，地導線651b，第一絕緣地652b，第二絕緣地653b，正導體655b，參考導體656b，第二地導線657b，第一雙絞線658b，第二雙絞線659b和NSS導體660b。應當理解的是成像板與母板連接，可以類似於子板，通過射頻無線連接，光纖連接，車輛總線連接，光線連接或其組合形式。硬線連接可以通過基本扁平線類型；帶有獨立屏蔽雙絞線的電纜；多個獨立電纜或取決於長度的未屏蔽導體，不考慮這些導線是否在「通過球」設置範圍內。
參看圖7a和7b，所給出的成像器737a、737b包括圖像傳感器765a、765b；溫度傳感器770a、770b；暗像素798b；保護像素799b；圖像傳感器邏輯控制單元766a；流水線模數轉換器767a；1-32x增益級768a；LVDS I/O 769a；調壓器771a；晶體振蕩器接口772a；模擬列773a；行解碼器774a；列解碼器775a；復位引導區776a；數模轉換器777a；電壓/電流基準778a；5V VDD結點779a；MISO(用於測試)結點780a；MOSI結點781a；SPSCLK結點782a；NSS結點783a；OSC+結點784a；OSC-結點785a；數據輸出線786a；用於流水線模數轉換器767a的控制信號787a；偏置控制信號788a；電源故障788a；用於數模轉換器777a的控制信號789a；列數量線793a；增益控制線794a；放大信號795a；3.3V VDD線796a和3.3V VAA線797a。
參看圖7e和7f，其給出了一個框圖705e和VBE發生器715e、715f。如前所述，優選把溫度傳感器集成到成像器內。溫度傳感器優選包括了帶隙(bandgap)710e，VBG線，V-I轉換器720e，IREF線721e，VBE2線725e，VBE1線730e，基準電壓發生器735e，VREF線740e，VREFADC線745e，第一列地址750e，第二列地址755e，溫度增量寄存器760e，增量765e和ADC 770e。VBE發生器包括第一個三極體775f，第二個三機管780f，第三個三極體795f和PNP結構785f、790f。電流直通PNP結構790f是多個電流直通790f並聯，例如係數為64。VBE中785f和790f的區別在於溫度函數不同。VBE發生器還包括一個Vaa結點796f，vb2結點797f，irefT結點798f，AGND結點789f，sampb_vbe1結點786f和sampb_vbe2結點791f。模擬增量765e和ADC 770e優選使用分別與768a和767a相同的設備。因此溫度傳感器的數值可以和像素值一樣被讀出。
下面是成像器的優選實施例的具體說明。如其所述，成像器包括一個圖像傳感器、溫度傳感器、暗像素、保護像素、圖像傳感器邏輯控制單元、調壓器、LVDS、模數轉換器、環路測試特徵以及控制輸出。控制輸出對於包括補充照明的溼度傳感器應用尤其有用。
成像器實例 本申請具體說明了一個能滿足汽車定位需求的成像器。圖像傳感器具有144列和176行基於光電二極體的像素。控制和數據信號通過低壓差分信號串行外圍接口(LVDS SPI)結點傳送到處理器。成像器還能夠進行溫度傳感，輸出信號控制，內部器件的電壓調整，以及一些設備測試。
命令能夠控制多種照射量、模式以及模擬設置。成像器可以從不同的啟始行同時獲取兩幅圖像，該特徵允許圖像在雙稜鏡系統中高度同步。該模式下各個圖像有獨立的增量設定。另一種方案允許在棋盤圖像上應用一個增量，這可用在棋盤模式下圖像傳感器使用了光譜濾波器的用途中。成像器也將奇偶校驗位和輸出數據一起傳送，這樣處理器可以驗證是否收到正確的數據。數據傳送可以用十位模式，壓縮八位模式，後一種模式中十位數值用八位來表示，或者截斷八位模式，其中僅傳送各個十位像素的最大的八位。表1給出了本實例成像器的一組標準。
表1 表2包括了圖7b所示相鄰的各個成像器結點的首字母縮略說明。
表2 表3給出了各個成像器電源結點的具體細節。
表3 表4給出了各個成像器工作狀態的具體細節。
表4 表5給出了各個成像器測試結點的具體說明。
表5 成像器由一個18位元組的命令控制，具體描述參看表6。這些命令和保持為低電平的NSS一起由處理器發送。隨後成像器採集所需圖像，並發送所產生的像素數據，之後接著一個奇偶校驗位。
表6 成像器可以在連接到OSC1的高達10MHz的振蕩器下運行，或者是圖中所示OSC1和OSC2間合適的諧振電路。圖7c給出了成像器的串行外圍接口的數據時序。圖7d給出了成像器命令和數據序列的時序。
參照表7-11，分別說明了18位元組的串行成像器命令設置中每個字節(字節0-17)的每一個位(0-7位)。
字節0控制字節 表7 說明 用於設置測試模式、增益控制模式、輸出格式、累積時間以及雙幀模式時的控制位。
tst測試。一旦接收到當前指令，在spcl_pin_out上發送前一指令的剩餘部分。此部分包括了命令字符串的數值，該字符串包括採集一幅圖像後的修正幀、行和列計數器。
ckbd「棋盤格圖案」。當行和列地址的最小位異或為0時，像素增益設為gain_1，且當該位是1時，設為gain_2。沒有設定ckbd時，第一幀使用gain_1，而第二幀使用gain_2(設定了sfm(僅用第二幀)且ckbd為0時，使用gain_2。) tbo十位輸出模式-發送模/數輸出的全部10比特數據，如果也設定了cbo位，高8位是壓縮數值。沒有設定tbo時，僅傳送高8位。需要注意的是每個字節需要十個成像器時鐘周期，且在字節傳送期間的最後兩個成像器時鐘周期內，數據線總是設為ADC數值的比特1或0，不需考慮tbo或cbo的數值。八位模式下僅發送八個SPSCLK時鐘周期，每個像素的最後兩個位時間內，時鐘線空閒。十位輸出模式下每個像素要佔用10個SPSCLK時鐘周期。
cbo壓縮位輸出摸式-基於壓縮將十位的模/數輸出壓縮成8位，通過輸出的高8位傳送，從而由10位變成8位紀錄。
obb輸出控制位「b」-傳感器累積過程中MSC_OUT管腳(一些文獻中所提及的MISO管腳)切換到補碼狀態，當其沒有設定時不產生響應。
oba輸出控制位「a」-如果MSC_OUT管腳(一些文獻中所提及的MISO管腳)是1，則預設為1，否則設為0。
rsh行變換-雙幀模式下把累積行的數量減1，使其成為奇數。這樣做的效果是從下一個較低的行開始累積時間，並單行增長累積時間。之前由於雙幀模式下的雙行處理，只能兩行增量的增加累積時間，而局部行設置僅能覆蓋這兩行之一的大部分，因而在累積時間設置性能上出現了一行的時間間斷。累積時間小於1行(起始行＝最後一行)且設定了sfm時，rsh必須為0。
sfm單幀模式-將模式設為單幀(僅用第二幀)。這產生了帶有行偏移的單個累積幀，雙幀模式的第二幀使用gain_2。
字節1idac_iadc_Id 表8 說明 成像器ADC的當前參考設置。推薦預設值為48(0×30)。
字節2idac_ibias_Id 表9 說明 成像器ADC的當前偏置設置。推薦預設值為14(0×0e)。
字節3voffset_Id 表10 說明 psfd1電源分頻器比特位1。其使得精確行採樣操作期間，電源無噪聲。
『0』-標準 『1』-row_enable期間停止調壓器時鐘(實驗) psfd 0選擇功率調節器充電泵的頻率。頻率設置應產生最小的RF幹擾。應該設置振蕩分頻器，這樣charge pump能工作在大約2.5MHz。(使用5MHz諧振電路時使該位置位，10MHz時使該位清零。) 『0』-調壓器主時鐘被4除 『1』-調壓器主時鐘被2除 adctest模擬數字轉換器測試-使該位置位，使得VAA_PXL的電壓輸入替代像素數據，其作為測試時ADC的輸入。
voffset電壓偏差-DAC的電壓偏差。推薦預設值是16(0×10)。該數值的比例因子是4mv/bit，因此數值16對應0V。
字節4幀控制，Vreflo 表11 說明 ffs第一個單幀-向第一幀上添加0個附加的累積幀，添加的累積幀的個數在第二幀上減一，且對於所有幀在前兩個幀後添加全部的累積幀。
irr圖像行復位-基本上啟動一個較長的累積時，復位該幀，而不需對其讀取。
iad圖像模/數-結束一個較長的累積，讀取該幀，而不需首先復位。
cont連續-連續地採集圖像並發送數據。
Vreflo Voltage Reference Low-ADC低電壓基準-推薦預設值是6。
字節5Gain_1 該增益是用於前一半圖像或棋盤格圖像的偶數像素。增益是每比特F-STOP的1/8。(8＝gain of 1) 字節6Gain_2 該增益是用於後一半圖像或棋盤格圖像的奇數像素。增益是每比特F-STOP的1/8。單幀模式下使用該增益。
字節7NumFrames 所需圖像幀個數的二進位碼或反碼。
注意 反碼時讀取單幀將NumFrames設為254，因為幀的實際個數是[255-NumFrames]。但是如果累積時間小於一行，那麼對於單幀NumFrames必須設為255，通常情況是256-{所期望的幀個數}。
字節8NumIntegrationFrames 累積幀個數的二進位碼或反碼。使用行/列計數器來檢測累積次數，以及實際讀取/復位的位置。累積幀計數器能夠向累積時間內添加額外的全幀。
注意 反碼時單幀累積將NumIntegrationFrames設為254，因為累積幀的實際個數是[255-NumIntegrationFrames]。
字節9LastRow 第一個圖像窗口最後一行的絕對坐標。有效值從0到183。每幅圖像的行個數等於[LastRow-FirstRow+1]. 字節10StartRow 讀取行時行計數起始值的絕對坐標。這樣同時有讀取行和復位行計數器。一旦設定，這些計數器分別按照標明容量分離，因為其是同步增加的。復位行總是從0行開始。SR(起始行)設定較小的數，而LR(最後一行)設為較大的數，這意味著復位和讀取間有較大的差值，因此也有較大的累積次數。有效值從0到183。
注意 起始行＝最後一行-{累積行}。如果起始行＝最後一行，那麼累積就僅是像素個數。還要注意到這種情況下必須調整NumFrames的數值。起始行的數值必須大於或等於第一行，如下討論。設定了rsh(行變換)位時，起始行必須小於最後一行。
字節11FirstRow 第一個圖像窗口的第一行的絕對坐標。有效值從0到183。
注意 第一行的數值必須小於或等於最後一行的值。
字節12RowOffset 第二個圖像窗口相對於第一個窗口坐標的行偏差。第二個窗口中讀取的第一行由FirstRow和RowOffset的和來確定。
注意 RowOffset的數值必須大於[LastRow-FirstRow]的值(可能不會重合)。RowOffset的數值必須小於[184-LastRow](必須與成像器匹配)。該偏差也用於單幀模式(字節0中sfm＝1)。
字節13LastColumn 第一個圖像窗口依序向下最後一列的絕對坐標。注意該值與LastReadColumn不同。有效值從0到255。
注意 如果LastColumn大於LastReadColumn，那麼就能夠確定行之間的個數。LastColumn儘可能靠近LastReadColumn能得到最好的效果。該值必須大於LastReadColumn，且其必須至少比ResetColumn大3。LastColumn一般為LastReadColumn+1。
字節14ResetColumn 復位列的絕對坐標。該數值能夠確定圖像的子行累積時間。ResetColumn＝LastColumn-{像素累積個數}。有效值從0到252。
注意 ResetColumn的值必須比LasColumn至少小3，因為復位發生在ResetColumn+2列。
字節15LastReadColumn 第一個圖像窗口最後讀取的列的絕對坐標。該數值確定了實際讀取的最後一列。其不同於循環所至的最後一列。有效值從1到254。
注意 LastReadColumn的數值必須大於FirstColumn。參看6.0部分中已知的關於列數據偏移的條目，其需要將該數值設定為比其他所期望的值大1。
字節16FirstColumn 第一個圖像窗口第一列的絕對坐標。該列既是依序的，也是讀取的第一列。有效值從0到252。
注意 FirstColumn的數值必須小於或等於LastReadColumn。
字節17ColumnOffset 第二個圖像窗口相對於第一個窗口坐標的列偏移。第二個窗口中讀取的第一列由FirstColumn和ColumnOffset的和來確定。有效值從0到255。
注意 SFM＝0(字節0)時，僅當讀取一個幀時使用該偏移。
曝光時間的確定是從像素復位直到該像素被讀取為止。為了對每個像素確定所期望的曝光時間，使用了兩組計數器一組用於復位(曝光開始)且另一組用於讀取(曝光結束)。每組計數器包括了一個幀計數器，行計數器以及像素(或列)計數器。每個像素時間(10個時鐘周期)後像素計數器加1，直到其等於LastColumn的值，此時將其設為FirstColumn的值。在圖像跳動的點處，行計數器加1。如果行計數器增加超過了LastRow的值，就將其設為FirstRow值。行計數器等於LastRow的值時，幀計數器加1。當其達到0，掃描(復位或讀取)就結束。
兩組計數器進行不同的初始化復位計數器的幀、行和像素計數器分別設為0xFF，FirstRow，FirstColumn。讀取計數器則分別設為NumIntegrationFrames，StartRow，以及ResetColumn。附加計數器和邏輯用於處理雙幀、行變換、多幅圖像以及其他變化形式。當讀取計數器讀取像素時，如果幀計數器等於0xFF，就將數據傳送給主機。一旦發送完所有數據，就發送奇偶校驗位。
曝光時間的最佳粒度是PixelTime。一個PixelTime是晶體頻率的十分之一。8個數據位+2位的間隔。每次曝光設置至少有2個PixelTime，這使得無論何時穿過累積邊界(即子行時間到行時間)就產生2個PixelTime步驟。下面是單個窗口模式下累積個數的公式。
#cols＝LastReadColumn-FirstColumn+1 #rows＝LastRow-FirstRow+1 intpix＝LastColumn-ResetColumn introw＝LastRow-StartRowCount intframe＝255-NumIntFrames PixelTime＝Clock Period*10(1μs@10MHz，2μs@5MHz) RowTime＝#cols+(LastColumn-LastReadColumn+4) FrameTime＝#rows*Rowtime Exposure＝PixelTime*[intpix+(RowTime*introw)+(Frametime*intframe)] 雙窗口模式下(RowOffset(字節12)，或者ColumnOffset(字節17)非零)，使用下列累積個數的公式。
#cols＝LastReadColumn-FirstColumn+1 #rows＝2*(LastRow-FirstRow+1) intpix＝LastColumn-ResetColumn introw＝2*(LastRow-StartRowCount)-rsh intframe＝255-NumIntFrames PixelTime＝Clock Period*10(1μs@10MHz，2μs@5MHz) RowTime＝#cols+(LastColumn-LastReadColumn+4) FrameTime＝#rows*Rowtime Exposure＝PixelTime*[intpix+(RowTime*introw)+(Frametime*intframe)] 一行像素的採樣需要四個附加的像素時間，從前一行最後一個掃描像素時間開始，並再持續三個未計的像素時間。那麼在第一個像素時間之前有一個額外未計的像素時間，其中將行的第一個像素讀入流水線a/d，後者使用了8個像素時間來表示所完成的讀取內容。這就是上述行時間計算公式中+4的由來。最後讀取的列必須比最後掃描的列至少小1。也可以增加到其比最後掃描的列至少小8，以確保在四個像素讀取行周期內，部分完成結果不會進入流水線a/d，同時關閉流水線a/d。行需要的處理時間等於最後掃描的列數減去第一個掃描的列數加上5。復位處理在指定了復位列後，需要兩個額外的復位處理周期，這蘊含著像素復位列必須比最後掃描的列至少小3。行復位周期不會干擾正常的累積周期或正在進行的像素讀取操作。由於使用了行採樣方法，實際有效的累積周期大約從開始行復位持續到所讀取行的第一個像素被讀出。
讀取0到3這四列能進行溫度讀取。第二列和第四列的數值差(轉換成10位)乘以0.367再加上113，就得到了攝氏溫度。這些數值假定增益為1以及預設或標準的模擬設置。實際上，應該將多行進行平均以得到更精確的導出溫度。
傳送了所需的圖像數據之後，將傳送奇偶校驗位。該字節是傳送的部分圖像的全部數據和30(0×1E)的「異或」結果。
現在看圖8a到8c，分別給出了增強型收發器809a、809b、809c與成像板835a和處理器808a互相連接的實施例。給出的晶片包括處理器接口邏輯模塊865a；第一讀取地址866a；第二讀取地址867a；32,768位元組，8比特寬的雙埠存儲器868a；具有寫入地址的數據輸入邏輯模塊869a；LVDS收發器870a；NSS結點871a，871b，871c；MOSI結點872a，872b，872c；NCMND結點873a，873b，873c；SPSCLK結點874a，874b，874c；MISO結點875a，875b，875c；READY結點876a，876b，876c；NRESET結點877a，877b，877c；SNSS結點879a，879b，879c；DATA+結點880a，880b，880c；DATA-結點881a，881b，881c；DCLK+結點882a，882b，882c；DCLK-結點883a，883b，883c；LVDS方向線884a；LVDS源選擇線885a；串行命令數據線886a；串行命令時鐘線887a；控制信號888a；寄存器數據889a；lmosi線890a；lspclk線891a；2.5VDC結點892b，892c；地結點893b，893c；VAA_LVDS結點894c和VSS_LVDS結點895c。應當理解的是SNSS結點879a，879b，879c可能不經過增強型收發器，而是直接從處理器連接到成像器。優選實施例中，增強型收發器的功能類似於真隨機存取存儲器和先入先出(FIFO)存儲器之間。例如，第一單幀模式下，處理器可以使用第一幅圖像的至少一部分和第二幅圖像的至少一部分，增強型收發器能夠產生一個合成的高度動態範圍的圖像效果。成像器優選只需要接收一個命令指令來傳送兩幅圖像。應該理解的是增強型收發器和或成像器能夠訪問不止兩幅不同的圖像。當相應的視覺系統包括了使用不止一幅圖像像素的算法時，這些特徵是很有用的，例如溼度檢測系統需要至少一幅沒有輔助光照的圖像以及一幅有輔助光照的圖像。外部照明控制系統需要至少一幅第一累積周期內的圖像以及至少一幅第二累積周期內的圖像。如果要求不插入命令指令，就能獲得時間上非常接近的連續圖像。同樣應該理解的是處理器可以集成了增強型收發器的LVDS以及存儲器。可選擇地，增強型收發器包括圖像預處理特徵。例如，增強型收發器能產生合成的高度動態範圍的圖像，其具有光源提取功能，其具有光源分類功能，或這些功能的組合或子組合。在共用板和或矽基片上提供至少一個成像器、至少一個增強型收發器、至少一個處理器的組合形式或子組合都在本發明的範圍內。
下面的實例描述了增強型收發器的一個優選實施例。
增強型收發器 增強型收發器相當於串行時鐘(SPSCLK)和數據(MOSI)信號的雙向低壓差分信號(LVDS)收發器。該晶片有32,768位元組的存儲器用於圖像傳感器在圖像截獲之後發送圖像數據的緩衝，並允許處理器異步的讀取該圖像數據。該晶片有一個和處理器的5V容錯接口。該晶片具有存儲器訪問功能，從而便於所述的雙圖像處理、結果存儲以及存儲器測試。該晶片進行奇偶校驗以驗證成像器是否正確傳送。
表12給出了增強型收發器的工作模式以及相關晶片結點的狀態。
表12 模式變換時，線路應該依序切換以防止突然進入成像器命令模式，而其會導致成像器產生不必要的幹擾。
每個圖像截獲周期的起始，處理器向成像器發送18個字節的控制命令。應該理解的是增強型收發器也能傳送其他長度的控制命令，此處實例中的成像器恰巧使用了18個字節的控制命令。傳送過程中NSS(非選擇從機)線設定為低電平，而NCMND(非指令)線為高。這種模式下，增強型收發器僅將微處理器的信號轉換成LVDS信號，以便向成像器傳送。LVDS收發器應設置成輸出數據。微處理器的MOSI信號輸出到DDATA+/DDATA-LVDS對。微處理器的SPSCLK信號輸出到DCLK+/DCLK-對。該模式下成像器的NSS線應該驅動為低電平。累積周期結束後，成像器通過MOSI&SPSCLK差分對把所截獲的圖像傳送到增強型收發器。NSS為高時，LVDS收發器設置成輸入數據。數據輸入邏輯模塊接收輸入的串行數據流，將每個字節存入存儲器，並根據各個字節增加寫入存儲器的位置。同樣參看下面環路模式的說明。處理器負責處理圖像請求和存儲器調用。溢出狀態會導致數據丟失。
設定了環路控制位且NSS和NCMND線為高時，串行數據流來自處理器的MOSI和SPSCLK線路，而不是LVDS收發器。
處理器可以在增強型收發器接收數據時異步從中讀取數據。該模式下NSS和NCMND線路設為高。數據按照先進先出(FIFO)順序讀取。處理器能監控READY信號以檢測是否有可用數據。注意到就緒線路的狀態不會影響讀取操作。讀取操作與就緒邏輯互相獨立，其能夠將存儲器當作普通的帶有自動增值指針的串行RAM使用，而無需考慮就緒邏輯的狀態。處理器對SPSCLK線產生時鐘信號，從而接收數據，其對MISO線上的數據串行地產生時鐘信號。如果設定了環路控制位，同時把MOSI線上的數據使用相同的時鐘沿存儲到存儲器中。命令位也可用於選擇兩個讀指針其中之一來訪問數據。
NSS和NCMND線同時為低時，處理器發送出的數據存入命令寄存器、讀寫指針寄存器以及存儲器中。本申請稍後給出了各個命令位和命令序列的具體說明。該模式下沒有時鐘或數據信號發送到LVDS線路，此時成像器將LVDS線主動保持空閒(高)。
NSS為高而NCMND為低時，鎖定奇偶校驗位和寫指針，並將處理器轉換成使用SPSCLK和MISO線路。附加讀取將傳送讀指針1、讀指針2、命令寄存器以及奇偶寄存器的值。此時不會影響從成像器接收數據。如果設定了環路位，就不需要這種組合形式。沒有定義環路模式的請求狀態。
復位線是增強型收發器的一個輸入。如果復位設定為低，晶片就處於「空」狀態(寫指針為16進位的7FFF，讀指針為0)。所有內部寄存器和存儲器指針計數器進行初始化。選擇讀指針1。
工作在圖像接收和狀態模式下時，如果向存儲器寫入新數據，就緒線應設為高。處理器讀出最後一個寫入的字節後就清除該位。如果設定了命令寄存器中的交替位也將清除該狀態。如果工作模式為交替讀出，需要認真設置讀指針，這樣如果設定了就緒線，寫指針也不會遞增到超過讀指針。
如果設定了命令寄存器中的交替位，就交替使用讀指針來讀取存儲器輸出數據。如果使用讀指針1讀出第一個字節，就用指針2讀取下一個字節，以此類推。這種模式能夠同時處理兩幅圖像。
發送成像器命令的第一字節時，奇偶校驗位設為14(0×e)。隨後把圖像接收模式下收到的每個字節與奇偶寄存器進行異或運算。晶片設置成狀態模式時，如果奇偶寄存器等於零，傳送的第一位(寫指針的MSB)就設為1。
最大指令數據時鐘速率是10MHz。最大圖像數據接收時鐘速率是10MHz(1μs/字節)。最大處理器數據讀取時鐘速率是互聯傳送性能的函數，優選大於12MHz。
所有數據都是首先發送最大位。所有數據在適當時鐘的上升沿產生時鐘。MISO和MOSI數據用SPSCLK信號產生時鐘，而LVDS數據線用DCLK線產生時鐘。所有數據按字節處理。必須避免接受部分字節。指針寄存器的值作為兩個字節來傳送，第一位不必考慮，其後是15位的數值，首先傳送最大位。一個例外是寫指針的第一位用作奇偶校驗功能。
增強型收發器可以用單個2.5V DC電源供電工作。圖8d和8e分別給出了相應的處理器信號波形和LVDS信號波形。進入命令模式後微處理器接收到的第一個字節是命令字節。如果需要可在下兩個字節接收指針寄存器的值。選擇命令模式時使用寫指針寄存器把發送的任何附加字節寫入存儲器。表13和14給出了相應的增強型收發器的命令字節的具體內容。
表13 表14 表15給出了增強型收發器指令的一組實例。
表15 典型應用實例 下面內容假定起始為復位或空指針狀態沒有設定環路或交替位，NReset，NSS和NCMND位為高。
1)從成像器採集一幅圖像 a)設定NSS為低 b)發送成像器命令 c)設定NSS為高 d)獲取成像器數據。READY為低電平時等待，其為高時讀取數據 2)採集多幅圖像，普通讀取 a)設定NSS為低 b)發送成像器命令 c)設定NSS為高 d)獲取成像器數據。READY為低電平時等待，其為高時讀取數據 e)在所期望完成成像器數據獲取時間內周期性的設定NCMND位為低。獲取寫入地址並與期望長度比較。
f)一旦前一幅圖像已經完成傳送入FIFO，重複步驟a-c開始另一幅圖像傳送。必須當心不要填滿存儲器使得寫指針超過讀指針。寄存器可以傾向倒轉，但晶片有一個物理限制。
3)採集圖像(或根據一個命令採集兩幅圖像)，使用交替模式同時處理數據的兩半部分 a)設定NCMND為低 b)設定NSS為低 c)發送交替模式命令字節，即加載讀指針2(0×52) d)根據寫指針的已知數值來計算讀指針2的值(ReadPtr2＝WritePtr+1+第一部分的長度) e)發送讀指針2的最大字節 f)發送讀指針的最小字節 g)設定NCMND為高 h)發送成像器命令 i)設定NSS為高 j)重複性的將NCMND位設為低。獲取寫入地址並與讀指針2的值比較。設定NCMND為高。一旦寫指針超過了讀指針2，跳到下一步。
k)讀取數據，監控就緒線判斷數據的可用性。讀出的第一個字節是接收到的所請求第一幅圖像的第一個字節。使用讀指針2訪問接收到的第二個字節。
4)獲取兩幅圖像，並使用交替模式處理 a)設定NSS為低 b)發送成像器命令 c)設定NSS為高 d)重複性的將NCMND位設為低。獲取寫指針的值並與期望長度比較。如果沒有完成處理，設定NCMND為高 e)一旦完成把初始圖像送入FIFO，設定NCMND為低 f)設定NSS為低並進入命令模式 g)發送交替模式命令字節，即加載讀指針2(0×52)。這樣當返回讀取模式時，將把就緒線設為低 h)計算讀指針2的值，其比寫指針大1(ReadPtr2＝WritePtr+1) i)發送讀指針2的最大字節 j)發送讀指針2的最小字節 k)設定NCMND為高 l)發送第二幅圖像的成像器命令 m)設定NSS為高 n)讀取數據，監控就緒線判斷數據的可用性。讀出的第一個字節是接收到的所請求第一幅圖像的第一個字節。接收到的第二個字節是第二幅圖像的第一個字節。
5)使用環路模式執行存儲器測試 a)設定NSS和NCMND為低 b)發送環路模式命令(0×80) c)發送存儲器測試的第一個字節。同時也可以傳送附加字節 d)設定NSS和NCMND為高 e)發送下一個測試值，同時讀取前一個測試值直到完成 f)設定NSS和NCMND為低 g)發送普通模式命令(0×00) h)設定NSS和NCMND為高 i)讀取最後一個字節把就緒信號和指針復位為空狀態 6)使用環路和交替模式處理兩幅圖像，將即時結果存儲在晶片上。如果需要保留原始數據，該模式最大的圖像大小是8191位元組，如果可以用結果覆蓋原始圖像，最大的圖像大小是10923位元組。
a)設定NSS為低 b)發送成像器命令 c)設定NSS為高 d)重複性的將NCMND位設為低。獲取寫指針的值並與期望長度比較。如果沒有完成處理，設定NCMND為高 e)一旦完成把初始圖像送入FIFO，設定NCMND為低 f)設定NSS為低並進入命令模式 g)發送交替模式命令字節，即加載讀指針2(0×52) h)計算讀指針2，其比寫指針大1(ReadPtr2＝WritePtr+1) i)發送讀指針2的最大字節 j)發送讀指針2的最小字節 k)設定NCMND為高 l)發送第二幅圖像的成像器命令 m)設定NSS為高 n)監控寫入地址，等待第二幅圖像完成 o)讀取每幅圖像的第一個像素數據 p)進入命令模式(NCMND和NSS為低)，發送交替環路(0×C0)。設定NCMND和NSS為高 q)對像素數據實現所需的操作，將兩個字節的結果預備輸出到隊列 r)讀取下兩個像素數據，同時傳送計算後的結果 s)繼續直到數據讀取結束 t)進入命令模式，發送普通(0)，設定NSS和NCMND為高 u)注意如果需要也可以把最後兩個結果輸出到隊列，但因為很可能進行和數校驗，因此不一定需要這些結果。
繼續讀出數據結果並處理 圖9a給出了母板/成像板連接部分的第一個實施例。圖像傳感器晶片901a通過公用的雙向同步串行總線與處理器902進行通訊。總線包含三個信號NSS 903a(非選定從機)，MOSI 904a(數據主機出-從機入)，以及SPSCLK 905a(串行時鐘)。NSS信號是單向的，允許微處理器向圖像傳感器指出其是主線受控者(高阻抗輸入用於接收數據)或總線控制者(傳輸數據)。微處理器把NSS設為低電平，並向圖像傳感器發出指令，要求通過MOSI和SPSCLK線路獲取圖像。NSS為高時，圖像傳感器按照指令執行圖像截獲，並通過總線返回圖像數據。總線信號一般工作在所用電源的CMOS邏輯電平，一般為5.0V或3.3V。
圖9b給出了母板/成像板連接部分的另一個實施例，其使用了雙向低壓差分信號(LVDS)在圖像傳感器901b和處理器902b間進行通訊。使用這種方法，數位訊號MOSI 904b和SPSCLK 905b被LVDS傳輸模塊906b、907b、908b和909b轉換成差分信號對910b和911b。LVDS信號具有幾個優點。首先使用差分信號對能顯著的增加抗幹擾度，且對於成像器和微處理器間的任何地基準差有更高的容限。其次，低壓信號(大約-0.3V到+0.3V)輻射出的電磁幹擾比起5.0V或3.3V數位訊號小得多。
圖9j給出了一個示範性的LVDS傳輸模塊。使用了飛兆(Fairchild)半導體FIN1019 LVDS驅動器901j。數據信號904j可以是MOSI信號或SPSCLK信號。NSS信號903j1標明了數據傳輸方向。D+和D-信號構成了差分信號對910j1，910j2。圖9b的實例中，圖像傳感器端的收發器906b、907b設置了極性。因此當NSS為低時，數據接收啟動。對於控制器端的收發器908b和909b，由控制器為驅動器901j的DE和NRE輸入提供了相反的極性信號。本實施例和其他實施例中，成像器指令和參數數據使用和所獲取數字圖像相同的雙向總線進行傳輸。
提供兩個單向總線也是可行的，一個用於處理器向圖像傳感器提供指令和參數，一個分離的總線用於從圖像傳感器向處理器傳輸圖像數據。在這種情況下，指令和參數總線可能不需要圖像數據總線的高數據速率，因此能夠用簡單技術例如UART來實現。圖像數據總線可以是單向高速數字總線，例如LVDS總線，或者甚至是模擬信號，例如普通NTSC音頻標準，隨後在處理器中數位化採樣。
圖9c給出了與圖9b類似的一個實施例。但是圖9c的實施例中，圖像傳感器端的LVDS收發器與成像器的其他器件一起集成到成像器901c內。該集成過程減少了零件統計、器件成本，以及與圖像傳感器端LVDS收發器906b、907b相連的成像板面積。如圖所示，處理器902c端的LVDS收發器908c、909c分別保持數據910c，時鐘911c，且和NSS 903c互聯。應該理解的是通訊協議例如串行總線、LVDS串行總線、並行總線、UART、光纖、SPI總線、IIC總線、CAN總線、J1815總線、LIN總線、MOST總線、USB、火線或者甚至無線連接(如藍牙)都可以用於從成像器到處理器，從處理器到成像器傳輸數據，且可以採用兩個獨立的通訊連接，一個用於成像器--處理器通訊，另一個用於處理器--成像器通訊。
以下是幾個使用多個圖像傳感器的實際應用。例如車輛外部照明自動控制系統和溼度傳感都是利用圖像傳感和處理來實現的。但是兩個應用的光學要求是完全不同的。外部照明控制成像系統必須對一定距離處的小光源成像並具有一定的辨色能力。溼度傳感成像系統一般對擋風玻璃表面成像。為了較好的對擋風玻璃表面成像，圖像傳感器向前傾斜較為有利。而且，最好對圖像傳感器(例如LED)提供輔助照明並且可選擇的把成像系統的光譜靈敏度限制在照明裝置的譜帶內。尤其有利的是使用車輛駕駛員或乘客不可見的紅外(IR)LED，並把成像系統的靈敏度限制在IR光譜內。由此，溼度傳感成像系統的優選光學設置通常與外部照明控制成像系統的優選光學設置是不兼容的，至少要藉助於能經濟有效的廣泛適應兩種應用的裝置來完成。其他車輛成像應用也可以與外部照明控制、溼度傳感互相結合，或者也可以互相包含。這些應用可能包括但不局限於自適應巡航控制、碰撞警告或防撞，氣候檢測、車道偏移警告、盲點警告、夜視以及駕駛者昏睡檢測。其中一些應用可以用單個圖像傳感器互相結合，而一些應用可以用多個圖像傳感器組合實現。
另一種有用的需要多個圖像傳感器的實際應用是立體成像。立體成像系統至少要使用兩個互相分離的圖像傳感器。視差效應使得不同距離處的物體在各個圖像傳感器上的成像有不同的位移。非常遠的物體可能會在各個傳感器上成像在相同的位置。該效應可用於精確測量物體的距離。這種立體成像原理可用於溼度傳感，如共同所有的美國專利號5,923,027和6,617,564以及美國專利申請序列號09/970,728中所述，其公開內容在此作為外部照明控制或任何前面提及的應用的參考。
圖9d給出了本發明的一個實施例，其提供了一個非常經濟的裝置，它具有一個視覺系統，包括了兩個或多個圖像傳感器。兩個圖像傳感器901d1、901d2位於印刷電路板950d上。兩個圖像傳感器的公共器件例如電源921d和振蕩器920d可以共用以減少成本。圖像傳感器901d1、901d2共同使用一根與處理器902d通訊的公用總線，後者包括MOSI信號904d和SPSCLK信號905d。各個圖像傳感器優選具有其專有的使能/方向信號NSS 903d1、903d2。
操作如下進行為了獲得圖像傳感器901d1的一幅圖像，禁用圖像傳感器901d2的輸出，並設定NSS-2 903d2為低，使得其處於三態輸入模式。設定NSS-1903d1為低，同時通過MOSI 904d和SPSCLK905d信號把指令送往圖像傳感器901d1，微處理器把指令加載入圖像傳感器901d1。指令加載後NSS-1903d1設為高，啟動獲取過程，並使能圖像傳感器901d1的輸出。整個周期內NSS-2 903d2保持低電平。從圖像傳感器901d1獲取圖像完成後，可以從圖像傳感器901d2獲取附加圖像，或者從圖像傳感器901d2獲取圖像。
為了獲得圖像傳感器901d2的一幅圖像，NSS-1903d1為低，禁用圖像傳感器901d1的輸出。其次設定NSS-2 903d2為高，然後再為低，復位圖像傳感器並使能指令加載。其後通過MOSI 904d和SPSCLK 905d信號把指令送往圖像傳感器901d2。隨後NSS-2 903d2設為高，啟動獲取過程，並從圖像傳感器901d2讀出圖像。從圖像傳感器901d2獲取圖像的整個周期內NSS-1 903d1保持低電平。
上述過程可以不定的且以任意順序繼續進行。成像器可以交替進行圖像獲取或者每個成像器依序獲取多幅圖像。各個成像器的使用取決於激活其設置的特徵。而且通過添加相應數量的NSS線路，公用總線上可以使用任意數量個圖像傳感器。
本發明可以用多種總線方案來實現。例如用並行總線代替串行總線。總線除了硬線連接，也可以是射頻連接、光線連接、或光纖連接。本發明包括一根公用總線，用於一或多個傳感器和一或多個處理器以及選擇圖像傳感器的裝置之間的通訊。該裝置可以通過離散信號，例如NSS-1和NSS-2信號，通過地址總線，或通過數據通訊總線發送的地址或標識符來選擇圖像傳感器。後一個例子可以通過總線發送和標識符/命令指令來實現。標識符使得各個成像器檢測其是否響應了下列命令。命令可能是圖像獲取指令或「休眠」指令。「休眠」指令將禁用圖像傳感器獲取圖像，以防止對運行的傳感器產生任何總線幹擾。當獲取指令要求傳感器地址時，非激活的圖像傳感器將變成激活狀態。圖像傳感器地址可以通過數字輸入在硬體中設置，其通過布線成高或低來設定地址。這種方法使得每個圖像傳感器都有一個唯一的地址。
圖9d的實施例示出圖像傳感器901d1和901d2都位於一個電路上，實現本發明也可以把圖像傳感器位於不同的電路板上，或甚至在車輛上或車輛內的不同的位置上。這種情況時可能不便於共同使用一些器件例如調壓器921e和振蕩器920e，但是使用一根公用總線仍具有經濟上的優點。如果把溼度傳感器和其他功能相結合，必需把溼度傳感器成像平面傾斜，同時保持其他圖像傳感器不動，使後者的成像平面垂直於路面。有幾種方法可以容易的實現該點。溼度傳感器可以位於獨立電路板上，並通過電線或可變形電路與其他電路板相連。該設置可以在平面電路板上進行圖像傳感器的部件裝配，然後折斷裝有溼度圖像傳感器的電路板部分，再彎曲適當的角度。其間的電氣連接用跳線保持。最後圖像傳感器可以部件裝配在可變形的電路板上，從而允許有兩個不同的成像平面。
圖9e的實施例類似於圖9d，除了處理器902e的MOSI 904e和SPSCLK 905e信號分別如圖9b和9c中所述使用LVDS 908C、909C將其轉換成差分信號對910e、911e。圖9e中的實施例顯示出每個圖像傳感器包括了一個LVDS收發器，但也可以使用外部收發器。後一種情況時，圖像傳感器共同使用該外部收發器。
圖9f的實施例給出了一個多處理器方案。本實施例中，第二處理器930f與一或多個圖像傳感器901f1、901f2通信，並執行與這些傳感器相關的一些或所有圖像處理過程。處理器930f與主處理器902f相互通信，後者可能位於遠離成像板的位置。所通訊的數據可能是全部圖像，圖像的子集，壓縮後圖像，圖像預處理後的結果，或者基於至少一個圖像處理所做的行為決策。主處理器902f可能傳送給第二處理器930f各種信息，例如處理參數，激活各個特徵以及車輛狀態信息。主處理器可能執行一部分圖像分析，或基於第二處理器930f送來的信息做出控制決策。主處理器902f也能夠通過離散布線或總線例如CAN總線與車輛進行通信。主處理器902f也可以執行其他功能，例如控制電光鏡。也可以假定主處理器902f是中央處理器，例如「車身控制器」，其通常負責多種車輛設備功能。這種情況下，第二處理器930f負責計算和數據強化圖像分析任務，而主處理器902f基於930f的處理結果以及其他可能的車輛信息，進行檢測並執行最終的控制決策。實施例中可以使用調壓器924f和振蕩器920f。
主處理器902f和第二處理器930f間的通信可以用多種方法實現。因為不是必需把全部的原始圖像數據從第二處理器930f傳送到主處理器902f，其間的通信連接更靈活，比成像器和處理器間的通信連接潛在更低的帶寬。通訊連接實例包括串行總線、LVDS串行總線、並行總線、UART、光纖、SPI總線、IIC總線、CAN總線、J1815總線、LIN總線、MOST總線、USB、火線或者甚至無線連接(如藍牙)。
第二處理器可以是微處理器，數位訊號處理器(DSP)，現場可編程門陣列(FPGA)，複雜可編程邏輯陣列(CPLD)，專用集成電路(ASIC)或類似。也可以將第二處理器930f與一或多個圖像傳感器901f1、901f2集成。優選實施例中，第二處理器用FPGA來實現，例如加利福尼亞聖何塞Altera公司的CycloneTM系列PFGA。該設備具有足夠的I/O使得一或多個圖像傳感器901f1、901f2每個都能獨立通訊，因此能夠同時操作各個成像器。各個成像器間的通信是串行(可選LVDS)或並行的。FPGA要進行編程來實現微處理器執行圖像分析軟體。
在傳統的DSP或微處理器上使用FPGA實現圖像分析算法能夠獲得顯著的性能提高。計算能力和效率增加能夠使用更高解析度的陣列或實現更複雜的算法，其能夠提高系統性能。更高的性能允許同時分析獲取的圖像，不需要把整個圖像存入存儲器，且因此潛在的減少了存儲器成本。最後，更高的性能和效率也具有更好的功能性或附加效率。
第一個用FPGA實現性能增強的實例中，考慮在溼度傳感應用中使用濾波器進行邊緣檢測，其用3×3內核來實現，如題為使用圖像傳感器的溼度傳感器和擋風玻璃霧情檢測器的美國專利6,923,027所述，共同所有的且在此作為參考。該濾波器用傳統軟體實現需要依序把鄰域像素乘以一個係數，然後把乘積累加。該過程必須對圖像中每個像素都進行，因此產生了計算強度非常大的算法。使用FPGA可以用數字邏輯方法實現該濾波器，從而允許並行處理內核計算，減少了總的處理時間。
共同所有的美國專利申請序列號10/645,801中已知的外部照明控制系統，其公開內容在此作為參考，該系統通過尋找圖像中的亮度峰值實現迎面前照燈和前方尾燈的檢測。檢測亮度峰值是將當前像素的灰度值與其相鄰像素作比較，判斷當前像素是否是峰值。傳統的微處理器一般順序進行比較。因為要對每個非零像素做測試，該過程運算時間較長。使用FPGA把當前像素與其鄰域像素並行比較，峰值檢測比較效率將會更高，從而提高了設備性能。
使用FPGA的最後一個實例中，考慮前面提及的』879專利申請中所述的基於概率函數的算法和神經網絡分析技術。神經網絡方法需要計算輸入向量和權值向量間的數個點積。傳統微處理器或DAP計算每個點積都必須進行順序的乘-累加操作。但是使用FPGA，同時運行幾個乘法器，這些點積的運算可以並行或至少部分並行實現。較小的FPGA沒有足夠可用的資源來實現所有期望的硬線功能。但是當需要不同的功能時，可以對這些設備部分的動態重編程。例如該設備編程實現溼度傳感的內核濾波，隨後要執行前照燈控制分析時，就重編程實現峰值檢測。
圖9g給出了母板/成像板連接的另一個實施例，其支撐了一個或多個圖像傳感器901g1、901g2，以及相對於圖像傳感器的本地處理器930g。這種情況下，與圖9d的實施例類似，圖像傳感器連接一個公用總線，但每個圖像傳感器直接連接到第二處理器930g。與本文討論的其他實施例一樣，多個圖像傳感器共同使用電源924g，振蕩器920g，主處理器902g和第二處理器930g。
數個商業可用的圖像傳感器利用並行總線傳輸圖像數據。這些設備通常使用4、8或10位寬的總線。使用並行總線的圖像傳感器的一個實例是愛達荷州博伊西Micron公司的CIF格式的圖像傳感器，部件號MI-0111。如圖9h所示，第二處理器930h和圖像傳感器位於一塊共用電路板上時，能夠更有效的使用一或多個並行總線圖像傳感器901h1、901h2。與本文討論的其他實施例一樣，多個圖像傳感器共同使用公用總線950h，電源924h，振蕩器920h，主處理器902h和第二處理器930h。與圖9f的串行總線圖像傳感器情況相同，帶有並行總線的多個圖像傳感器可以單獨連接到第二處理器930h。使用並行總線圖像傳感器的情況下，第二處理器930h不能安裝在一個共用電路板上，可以用可變形電路電纜與系統連接或者用並串轉換器IC例如國家半導體DS92LV1021把並行數據總線轉換成LVDS比特流。
相對於圖9a的單端總線，圖9b、9c和9e所示的LVDS串行總線的一個缺點在於其增加了傳輸信號的電線數量。額外的電線會增加相關線束的成本，且使得布線更加困難。通過曼徹斯特編碼或其他類似方法把時鐘信號SPSCLK和數據信號MOSI編碼到同一條線路上，從而克服了該限制。這種情況下把時鐘或數據結合到單個信號內，傳輸比特速率加倍。大多數情況下速率加倍後的數據仍能穩定的由LVDS連接傳輸。圖9i給出了該實施例。MOSI 904i和SPSCLK 905i信號用曼徹斯特編碼器/解碼器940i結合成單個信號942i。一個實例是Intersol公司的曼徹斯特編碼器/解碼器，部件號HD15530。信號被收發器908i轉換成LVDS信號，然後傳輸到成像器子組件。LVDS收發器906i恢復單端信號942i，而曼徹斯特編碼器/解碼器941i恢復出信號MOSI 904i和SPSCLK 905i。可以想到LVDS收發器906i或908i可以與曼徹斯特編碼器/解碼器941i或940i組合使用，且它們之一或兩種器件可以與圖像傳感器901i或處理器902i組合使用。這種方案也適用於前面公開的包括一個或多個圖像傳感器和處理器的實施例。
參看圖10，其給出了車輛設備自動控制系統1000的另一個實施例，其包括一個母板1005，通過母板/成像板連接部分1045與成像板1035連接。還給出了從母板分離之前的分離板1012。母板還包括車輛總線接口1010，車輛設備連接器1007，處理器1008，增強型收發器1009，環境光傳感器1011和一個電光器件驅動電路1014。分離板包括一個眩光傳感器。分離板從母板分離後，可以根據圖5a和5b所示並考慮眩光傳感器512a與母板相連接。
現在看圖11a和11b，其給出了另一個實施例中的母板1105a、1105b，第一面1105a1上包括所有的安裝器件。即使眩光傳感器1136a、1136b安裝在第一面上，也與母板上的孔對準，這樣能夠在通常受控車輛後部期望的方向上檢測到光線。可以看到第二面1105b2上沒有安裝器件。這種設置優選考慮特定實施例的製造。母板還包括成像板連接器1106a，車輛設備連接器1107a，處理器1108a，增強型收發器1109a，貼裝的環境光傳感器1111a，反向貼裝的眩光傳感器1113a和一個電光鏡器件驅動電路1114a。
儘管已經參照各個實施例和特定實例具體說明了本發明，應該理解的是本發明的範圍不局限於本文的特定內容。本領域技術人員參照附圖和修改後的權利要求書閱讀詳細的說明書後可以獲得等同的手段。本發明的保護範圍可根據案例法相關發條規定進行構造。
權利要求
1.一種車輛設備自動控制系統，其包括
至少一個成像器，其包括至少一個圖像傳感器和至少一個從以下組中選擇的其他器件，該組包括至少一個溫度傳感器，至少一個控制輸出和至少一個低壓差分信號收發器；
至少一個增強型收發器；以及
所述至少一個成像器和所述至少一個增強型收發器之間的至少一個互連部分。
2.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在一個共用矽基片上形成。
3.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述成像器還包括至少一個從組中選擇的附加器件，該組包括至少一個調壓器，至少一個圖像傳感器邏輯控制電路，以及至少一個模數轉換器。
4.如權利要求3中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在一個共用矽基片上形成。
5.如權利要求3中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個附加器件在形成共用矽基片上形成。
6.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述至少一個增強型收發器包括至少一個低壓差分信號收發器和至少一個雙埠存儲器。
7.如權利要求6中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述至少一個低壓差分信號收發器和至少一個雙埠存儲器構成在共用矽基片上。
8.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器。
9.如權利要求8中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述第一和第二圖像傳感器通過一個公用互連部分與處理器進行通信。
10.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述互連部分從組中選擇，該組包括硬連線，射頻，聲波，光線，紅外線，近紅外線，光纖和車輛總線。
11.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述互連部分有一個連接器，用於與成像板上的匹配連接器進行功能銜接。
12.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述互連部分有一個連接器，用於與母板上的匹配連接器進行功能銜接。
13.如權利要求1中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述互連部分有一個連接器，用於與子板上的匹配連接器進行功能銜接。
14.一種車輛設備自動控制系統，其包括
一個成像器，其包括一個圖像傳感器和至少一個從以下組中選擇的其他器件，該組包括至少一個控制輸出端和至少一個低壓差分信號收發器。
15.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在一個共用矽基片上形成。
16.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其用於自動控制從以下組中選擇的至少一種設備，該組包括外部照明，溼度傳感器，風擋刮水器，除霧器，車道偏移警告，事故避免系統，事故重建系統，自適應巡航控制系統，安全系統，所有者檢測系統，座艙監控系統，後視系統和盲點視覺系統。
17.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括至少一個從以下組中選擇的設備，該組包括電光鏡器件，電光鏡器件驅動電路，車輛總線接口，處理器，信息顯示驅動器，遠程通信收發器，車庫門開啟機構，羅盤傳感器，羅盤，信息顯示屏，羅盤方位顯示屏，溫度顯示屏，環境光傳感器，眩光傳感器，操作接口，指示器和麥克風。
18.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述成像器還包括至少一個從以下組中選擇的附加器件，該組包括至少一個溫度傳感器，至少一個調壓器，至少一個圖像傳感器邏輯控制電路，以及至少一個模數轉換器。
19.如權利要求18中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在一個共用矽基片上形成。
20.如權利要求18中所述的車輛設備自動控制系統，其用於自動控制從以下組中選擇的至少一種設備，該組包括外部照明，溼度傳感器，風擋刮水器，除霧器，車道偏移警告，事故避免系統，事故重建系統，自適應巡航控制系統，安全系統，所有者檢測系統，座艙監控系統，後視系統和盲點視覺系統。
21.如權利要求18中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括至少一個從以下組中選擇的設備，該組包括電光鏡器件，電光鏡器件驅動電路，車輛總線接口，處理器，信息顯示驅動器，通信收發器，車庫門開啟機構，羅盤傳感器，羅盤，信息顯示屏，羅盤方位顯示屏，溫度顯示屏，環境光傳感器，眩光傳感器，操作接口，指示器和麥克風。
22.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括具有至少一個從以下組中選擇的輸入的處理器，該組包括偏駛傳感器輸入，俯仰傳感器輸入，轉向傳感器輸入，環境光傳感器輸入，眩光傳感器輸入，羅盤方位輸入，速度輸入，自動/關/開輸入，行人/自行車超馳輸入，手動調光開關輸入。
23.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括具有至少一個從以下組中選擇的輸出的處理器，該組包括外部照明輸出，風擋刮水器輸出，除霧器輸出，外部照明狀態指示器輸出，信息顯示輸出，信息顯示驅動器輸出，電光鏡器件輸出和行人/自行車指示器輸出。
24.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括至少一個增強型收發器。
25.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括所述至少一個成像器和所述至少一個增強型收發器之間的至少一個互連部分。
26.如權利要求14中所述的車輛設備自動控制系統，其包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器。
27.如權利要求26中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述第一和第二圖像傳感器通過一個公用互連部分與處理器進行通信。
28.一種成像器，其包括
一個圖像傳感器以及至少一個從組中選擇的其他器件，該組包括至少一個控制輸出和至少一個低壓差分信號收發器，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在一個共用矽基片上形成。
29.如權利要求28中所述的成像器，其包括至少一個從以下組中選擇的附加器件，該組包括至少一個溫度傳感器，至少一個暗像素，至少一個保護像素，至少一個調壓器，至少一個圖像傳感器邏輯控制電路，以及至少一個模數轉換器。
30.如權利要求28中所述的成像器，其包括一種光譜濾波材料，緊鄰所述圖像傳感器內至少一部分像素，這樣僅使那些具有期望波長的光射線能投射到指定光譜濾波後的像素上。
31.如權利要求28中所述的成像器，其中所述圖像傳感器包括144列和176行像素。
32.如權利要求31中所述的成像器，其中所述圖像傳感器還包括4行和4列保護像素包圍著所述144列和176行像素。
33.如權利要求32中所述的成像器，其中所述圖像傳感器在所述4列保護像素的外邊緣還包括4列暗像素。
34.如權利要求33中所述的成像器，其還包括用於確定溫度傳感器特性的4列像素。
35.如權利要求34中所述的成像器，其中所述溫度傳感器特性使用類似於像素數據的格式從成像器中讀出相關的列像素。
36.一種增強型收發器，其包括
構成在共用矽基片上的至少一個低壓差分信號收發器和至少一個存儲器，與成像器進行通信。
37.如權利要求36中所述的增強型收發器，其還包括至少一個從以下組中選擇的附加設備，該組包括數據輸入邏輯模塊，處理器接口邏輯模塊，環路模式和旁路模式。
38.如權利要求36中所述的增強型收發器，其中所述至少一個雙埠存儲器包含大於32,000位元組。
39.如權利要求36中所述的增強型收發器，其中所述至少一個雙埠存儲器包括8位結構。
40.一種成像板互連部分，其包括
至少一個低壓差分信號收發器，其中互連部分能夠工作在至少一兆波特，而不會產生不需要的電磁幹擾。
41.如權利要求40中所述的成像板互連部分，其還用於把多於一個圖像傳感器連接到至少一個處理器。
42.一種車輛設備自動控制系統，其包括
增強型收發器包括至少一個低壓差分信號收發器和至少一個存儲器，與成像器進行通信。
43.如權利要求42中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述至少一個低壓差分信號收發器和所述至少一個雙埠存儲器在一個共用矽基片上形成。
44.如權利要求42中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括一個成像器，所述成像器包括一個圖像傳感器和至少一個從以下組中選擇的其他器件，該組包括至少一個溫度傳感器，至少一個控制輸出和至少一個低壓差分信號收發器。
45.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在共用矽基片上形成。
46.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其用於自動控制至少一種從以下組中選擇的設備，該組包括外部照明，溼度傳感器，風擋刮水器，除霧器，車道偏移警告，事故避免系統，事故重建系統，自適應巡航控制系統，安全系統，所有者檢測系統，座艙監控系統，後視系統和盲點視覺系統。
47.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括至少一個從以下組中選擇的設備，該組包括電光鏡器件，電光鏡器件驅動電路，車輛總線接口，處理器，信息顯示驅動器，遠程通信收發器，車庫門開啟機構，羅盤傳感器，羅盤，信息顯示屏，羅盤方位顯示屏，溫度顯示屏，環境光傳感器，眩光傳感器，操作接口，指示器和麥克風。
48.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述成像器還包括至少一個從以下組中選擇的附加器件，該組包括至少一個調壓器，至少一個圖像傳感器邏輯控制電路，以及至少一個模數轉換器。
49.如權利要求48中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述圖像傳感器和所述至少一個其他器件在一個共用矽基片上形成。
50.如權利要求48中所述的車輛設備自動控制系統，其用於自動控制至少一種從以下組中選擇的設備，該組包括外部照明，溼度傳感器，風擋刮水器，除霧器，車道偏移警告，事故避免系統，事故重建系統，自適應巡航控制系統，安全系統，所有者檢測系統，座艙監控系統，後視系統和盲點視覺系統。
51.如權利要求48中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括至少一個從以下組中選擇的設備，該組包括電光鏡器件，電光鏡器件驅動電路，車輛總線接口，處理器，信息顯示驅動器，遠程通信收發器，車庫門開啟機構，羅盤傳感器，羅盤，信息顯示屏，羅盤方位顯示屏，溫度顯示屏，環境光傳感器，眩光傳感器，操作接口，指示器和麥克風。
52.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括具有至少一個從以下組中選擇的輸入的處理器，該組包括偏駛傳感器輸入，俯仰傳感器輸入，轉向傳感器輸入，環境光傳感器輸入，眩光傳感器輸入，羅盤方位輸入，速度輸入，自動/關/開輸入，行人/自行車超馳輸入，手動調光開關輸入
53.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括具有至少一個從以下組中選擇的輸出的處理器，該組包括外部照明輸出，風擋刮水器輸出，除霧器輸出，外部照明狀態指示器輸出，信息顯示輸出，信息顯示驅動器輸出，電光鏡器件輸出和行人/自行車指示器輸出。
54.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括至少一個增強型收發器。
55.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其還包括所述至少一個成像器和所述至少一個增強型收發器之間的至少一個互連部分。
56.如權利要求44中所述的車輛設備自動控制系統，其包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器。
57.如權利要求26中所述的車輛設備自動控制系統，其中所述第一和第二圖像傳感器通過一個公用互連部分與處理器進行通信。
58.一種視覺系統，其包括
至少一個成像器，其包括在共用矽基片上構成的至少一個圖像傳感器和至少一個低壓差分信號收發器；
至少一個處理器；以及
至少一個增強型收發器，其連接了所述至少一個成像器和所述至少一個處理器。
59.如權利要求58中所述的視覺系統，所述成像器還包括至少一個輸出端。
60.如權利要求59中所述的視覺系統，其中所述至少一個輸出端用於連接輔助光源。
61.如權利要求59中所述的視覺系統，其中所述至少一個輸出端用於連接成像器加熱器。
62.如權利要求61中所述的視覺系統，其中所述至少一個輸出端用於自動運行成像器加熱器起到溫度傳感器的作用。
63.如權利要求58中所述的視覺系統，所述處理器有至少一個從以下組中選擇的輸出，該組包括外部照明輸出，風擋刮水器輸出，除霧器輸出，外部照明狀態指示器輸出，信息顯示輸出，信息顯示驅動器輸出，電光鏡器件輸出和行人/自行車指示器輸出。
64.如權利要求58中所述的視覺系統，其中所述至少一個增強型收發器包括具有至少兩個讀取地址的至少一個存儲器，且所述至少一個處理器能訪問至少兩幅圖像的一部分。
65.如權利要求58中所述的視覺系統，其中所述至少一個成像器響應一個命令指令，獲取至少兩幅圖像。
66.如權利要求61中所述的視覺系統，其中所述至少一個增強型收發器包括具有至少兩個讀取地址的至少一個存儲器，且所述至少一個處理器能訪問至少兩幅圖像的一部分。
67.如權利要求58中所述的視覺系統，所述至少一個增強型收發器用於把命令指令從所述至少一個處理器傳送到所述至少一個成像器。
68.如權利要求58中所述的視覺系統，所述至少一個增強型收發器用於把圖像數據從所述至少一個成像器傳送到所述至少一個處理器。
69.如權利要求58中所述的視覺系統，其中所述成像器響應一個命令指令，傳送第一累積時間內的第一幅圖像以及第二累積時間內的第二幅圖像。
70.如權利要求65中所述的視覺系統，其中所述第一幅圖像包含第一個光譜濾波後的部分，且所述第二幅圖像包含第二個光譜濾波後的部分。
71.如權利要求66中所述的視覺系統，其中所述處理器讀取所述第一個光譜濾波後的部分中一行的第一個像素，然後讀取所述第二個光譜濾波後部分相應行的相應第二個像素。
72.如權利要求68中所述的視覺系統，其中所述處理器還用於讀取所述第一和第二光譜濾波後部分的一整行像素，依序讀出第一幅圖像的一個像素，然後讀第二幅圖像的一個像素。
73.如權利要求69中所述的視覺系統，其中所述處理器還用於讀取不位於第一個光譜濾波後部分內的所述第一幅圖像中一行的第一個像素，然後讀取不位於第二個光譜濾波後部分內的所述第二幅圖像中第二行的相應像素。
全文摘要
一種車輛設備自動控制系統(405)，被配置為經由一個通信接口(415)與一個處理和控制系統(410)進行通信。處理和控制系統(410)包括處理器(420)、環境光傳感器(425)、眩光傳感器(430)和電光鏡器件自動控制電路(435)，以及不同的輸入(470-485)和控制輸出(440-455)。外部照明控制器(495)可包括多個獨立輸出(496)，用於對各個外部照明燈(499)進行獨立控制。
文檔編號B60Q1/04GK101099155SQ200480004699
公開日2008年1月2日 申請日期2004年2月23日 優先權日2003年2月21日
發明者約瑟夫·S.·斯塔姆, 馬克·W.·皮爾斯, 約翰·H.·貝克特爾, 威廉·R.·斯潘塞, 羅伯特·R.·特恩布爾, 埃一賽德·艾德 申請人:金泰克斯公司