一种图像增强的车载摄像系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种图像增强的车载摄像系统及车载摄像系统设置方法，用于安装到目标车辆，所述车载摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，所述成像镜头和所述图像采集单元分别安装在所述相机主体的前端和后端，所述相机主体安装于所述目标车辆侧部，并且所述相机主体相对于所述目标车辆的纵向水平轴具有朝向下方倾斜的第一角度θ，所述图像采集单元和所述成像镜头相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β。本实用新型专利技术能够清晰地、无透视变形地拍摄出车辆侧部更大景深范围内的场景，为驾驶员提供更好的视野范围，更有利于驾驶员做出准确的判断。更有利于驾驶员做出准确的判断。更有利于驾驶员做出准确的判断。

【技术实现步骤摘要】
一种图像增强的车载摄像系统


[0001]本技术涉及摄像领域，具体涉及具有更大景深、无透视变形、高清晰度的车载摄像系统。

技术介绍

[0002]随着电子摄像技术的发展，越来越多的车辆后视镜中添加了辅助摄像设备，通过后置或者其他摄像头将摄像头所拍摄到的场景通过屏幕显示给驾驶员，以便提升驾驶员所观察到的视野范围以及视野的清晰度。
[0003]基于光学的摄影设备其对焦方式决定了其有限的景深范围，前景深、后景深之和并不能满足车载电子后视镜的大景深需求。景深不足会导致图像清晰度分布不均局部图像模糊，与玻璃反光镜的反射成像清晰度差距巨大。
[0004]另外，现有车载后视摄像系统采用的均为同轴、前焦后焦平行设计，这种设计虽然可以保证车辆后方的物平面在图像采集单元上可形成清晰的图像，但是，所成图像的最清晰位置一定位于图像的中心位置，即，现有车载后视系统镜头设计中不可避免会出现中心画质优异，边缘画质相对较差的情况，而实际上车辆驾驶过程中，驾驶员对玻璃后视镜(电子显示器) 最需要关注的区域不是中心位置，而是玻璃后视镜(电子显示器)中心点偏上60
‑
80％，紧靠车体侧位置，现有摄像系统技术尚未解决该问题。
[0005]如为了保持显示画面中车身侧锐度、清晰度最高，天际线在显示器垂直60
‑
80％区域，摄像机镜头光轴必须与车辆中轴保持平行、且摄像机必须向地面倾斜的安装方式。
[0006]这样摄像机采集的图像将有一半被车身遮挡而浪费，无法有效利用摄像机采集的有效画面像素。摄像机向车身外侧倾斜会带来图像水平汇聚透视变形，摄像机向下倾斜会带来垂直汇聚透视变形，当前在安装使用中这两种倾斜安装方式都必须存在，摄像机采集的图像这两种透视变形会交织凸显，图像后期必须通过软件裁切矫正，巨大的软件编码量和芯片算力导致后端制造成本大幅增加，且会导致像素损失严重降低观察视场角，图像质量，如图1所示为现有技术中采用软件进行矫正前后的图像对比，矫正后将大概损失40％的图像质量，因此，现有摄像系统尚未解决该问题。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本技术希望提供一种具有大景深、清晰范围大并且解决了透视变形的车载摄像系统。并且，其可以实现地面天际交界线附近位置的拍摄更清晰。
[0008]具体而言，本技术提供一种图像增强的车载摄像系统，用于安装到目标车辆，其特征在于，所述车载摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，所述图像采集单元和成像镜头分别安装在所述相机主体的前端和后端，所述相机主体安装于所述目标车辆侧部，并且所述相机主体相对于所述目标车辆的纵向水平轴具有朝向第一方向倾斜的第一角度θ，所述第一方向为纵向水平轴下方，所述图像采集单元和所述成像镜头相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，
所述第二角度α和第三角度β彼此不相同。
[0009]优选地，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。
[0010]优选地，所述图像采集单元相对于所述相机主体的主轴具有朝向第二方向的水平平移或偏移，所述第二方向为远离所述目标车辆的车身侧部的方向，并且所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向所述第二方向的偏转角度γ。
[0011]优选地，所述第一角度θ为6
‑
14度，所述第二角度α为6
‑
14度，所述第三角度β为8
‑
17度。
[0012]优选地，所述车载摄像系统包括多套由图像采集单元、成像镜头和相机主体组成的成像结构，分别安装在车辆两侧和/或车内。
[0013]优选地，所述成像镜头的物方焦点位于所述目标车辆侧部后方，并且穿过所述物方焦点的平面与所述图像采集单元和所述成像镜头二者所在平面的交线彼此相交。
[0014]优选地，所述图像采集单元相对于所述相机主体的主轴水平偏移距离等于tan8
°‑
tan15
°
乘以所述成像镜头与图像采集单元的距离L。
[0015]优选地，所述摄像系统的安装位置高于目标拍摄区域。
[0016]需要说明的是，本技术的车载摄像系统可以扩展到其他非车载情况，比如，当从广场上方向下拍摄。
[0017]本技术摄像系统可以分为左、右两个，彼此以轴对称方式设置在车辆的两侧并且，本技术中所提到的相机主体、图像采集单元和成像镜头的位置关系，可以通过固定在摄像系统中的形式固化，也可以通过可调节的安装方式安装在摄像系统中。在车载摄像系统中所提到的“向下倾斜”是以站在相机角度，相对于水平方向而言，拍摄的方向向下倾斜。“远离”车身方向指的是，以站在相机视角，相对于车身的车厢侧壁，向外侧旋转倾斜，以便拍摄更少的车身更多的后方景物。
[0018]本技术的摄像系统可以在更大范围内提供更清晰大景深、无透视变形的图像。这台相机还可以用于车站、广场、码头、船舶等有安装高度、需要大景深、无透视变形需求的任意场合
[0019]有益效果
[0020]本技术的摄像系统中的角度“偏转”是成像镜头和图像采集单元 (传感器)相对于其安装主轴而言的旋转角度。本技术通过设置图像采集单元和成像镜头相对于相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，并且使得第二角度α和第三角度β彼此不相同，从而使得二者形成夹角，二者的交线在下方无穷远处，与通过物方焦点的平面相交，大体满足沙姆定律，使得通过物方焦点的平面前后区域内均可以成清晰图像。本技术的摄像系统中的“平移”是镜头中心和传感器中心相对于相机主体(或者镜筒)的安装主轴而言的，其核心目的是要实现镜头光轴中心和传感器中心之间的相对位置偏移。本技术的方案使用中可以按照不同应用场景、摄像机安装高度、法规要求的视野范围等进行适应性调整。
[0021]综上，本技术通过将摄像角度向水平线下方倾斜、配合图像采集单元以及成像镜头的反向倾斜，并且二者采用了不同的倾斜角度，使得物平面与图像采集单元以及成像镜头满足沙姆定律，配合摄像镜头的平移以及摄像镜头和图像采集单元的旋转，既加宽
了景深、扩大了清晰的视野范围，又避免了透视畸变，大幅度提升了车载摄像系统的拍摄质量。
[0022]并且，当将本技术用作车载摄像系统时，可以使得车辆后方对于驾驶人员更重要的较远位置处的图像更加清晰，提供了更好地驾驶安全保障。
附图说明
[0023]图1为现有通过软件矫正方式进行矫正前后的图像对比；
[0024]图2为本技术的车载摄像系统中的拍摄场景实拍图；
[0025]图3为摄像系统中相机各个部分的倾斜设置的演变示意图，其中，图 A
‑
C为侧视示意图，D、E为俯视示意图；
[0026]图4为采用向下倾斜拍摄时，成像镜头100、图像采集单元200以及相机主体之间角度关系的侧视示意图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像增强的车载摄像系统，用于安装到目标车辆，其特征在于，所述车载摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，所述图像采集单元和成像镜头分别安装在所述相机主体的前端和后端，所述相机主体安装于所述目标车辆侧部，并且所述相机主体相对于所述目标车辆的纵向水平轴具有朝向第一方向倾斜的第一角度θ，所述第一方向为纵向水平轴下方，所述图像采集单元和所述成像镜头相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，所述第二角度α和第三角度β彼此不相同。2.根据权利要求1所述车载摄像系统，其特征在于，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。3.根据权利要求2所述车载摄像系统，其特征在于，所述图像采集单元相对于所述相机主体的主轴具有朝向第二方向的水平平移或偏移，所述第二方向为远离所述目标车辆的车身侧部的方向，并且所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向所述第二方向的偏转角度γ。4.根据权利要求2所述车载...

【专利技术属性】
技术研发人员：付兵凯，
申请(专利权)人：上海凯姆视觉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：