偏矫正光学透镜组及其电子后视镜系统CMS技术方案

本发明专利技术公开了偏矫正光学透镜组及其电子后视镜系统CMS。所述偏矫正光学透镜组，包括从物侧到像侧顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和CMOS连接模块，从硬件角度校正图像畸变；第一透镜为凸透镜，在垂直与水平方向上拥有不均等的放大倍数，通过曲率半径改变焦距从而改变放大倍数，第一透镜对图像畸变校正起主要作用。对于汽车电子后视镜图像畸变问题，本发明专利技术从硬件和软件两方面进行校正。采用垂直与水平方向上不均等放大倍数的透镜，减少了透镜数量和制造成本；采用改进的球形模型法，模型简单，计算方便；采用DSP和FPGA并行流水操作，保证了处理效果与实时性。保证了处理效果与实时性。保证了处理效果与实时性。

【技术实现步骤摘要】
偏矫正光学透镜组及其电子后视镜系统CMS


[0001]本专利技术涉及涉及计算机、电子与光学领域，具体涉及一种偏矫正光学透镜组及其电子后视镜系统CMS。

技术介绍

[0002]在智能驾驶越发普及的今天，汽车电子后视镜的应用前景不可小觑。汽车电子后视镜可获取汽车行驶全过程的视频图像，可实时为驾驶员驾驶车辆提供参考，亦可作为实时监控为车主提供安全权益保障。但由于人相对后视镜的视角不同和道路的弯曲程度不同，市场上电子后视镜的图像存在畸变现象，导致驾驶者无法准确判断车辆之间的距离，同时，夜晚和光污染情况下，汽车后视镜的图像也存在不清晰情况，因此为了校正畸变图像和增强图像清晰度，电子后视镜所使用的光学透镜模组以及后续图像处理系统的优化十分重要。
[0003]现有技术中，强调通过变化电子后视镜视角来实现安全性，考虑了车辆不同行驶情况下的视角问题，然而没有考虑视角和距离的协同作用导致的图像变化，而且将问题复杂化，需要更多的控制系统去调节后视镜角度以达到效果(一种可自动调节视角的电子后视镜及实现方法，一种调整电子后视镜显示范围的控制系统及控制方法)。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了偏矫正光学透镜组及其电子后视镜系统CMS，采用一镜多曲率的方法，同时考虑视角和距离的协同作用，更加简洁方便。
[0005]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0006]偏矫正光学透镜组，包括从物侧到像侧顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和CMOS连接模块，从硬件角度校正图像畸变；
[0007]第一透镜为凸透镜，在垂直与水平方向上拥有不均等的放大倍数，通过曲率半径改变焦距从而改变放大倍数，第一透镜对图像畸变校正起主要作用。
[0008]进一步地，从第一透镜的中心点至边缘，设置8条分割线，将第一透镜靠近物侧的表面分割为八等分，八个部分的作用代表了不同视角的变化，每个部分的曲率半径、放大倍数焦距不同。
[0009]进一步地，8条分割线中，每条分割线的弯曲程度不同，使得第一透镜不同部分的曲率半径不同，放大倍数焦距不同；
[0010]根据ISO标准中，车辆后视不同视角和不同距离时的放大倍数不同，确定每条分割线的曲率半径。
[0011]进一步地，从第一透镜靠近物侧的顶端A点至靠近像侧的底面，通过5条横向曲线将第一透镜的表面进行横向等分切割；
[0012]5条横向曲线均与8条分割线具有相交点，每条分割线从顶端至底面与5条横向曲线的相交点顺次为B点、C点、D点、E点和F点。
[0013]进一步地，对于一条分割线，A点至B点曲线，构成第一部分凸透镜，曲率半径为R1，放大倍数为M1，焦距为F
AB
；B点至C点曲线，构成第二部分凸透镜，曲率半径为R2，放大倍数为M2，焦距为F
BC
；C点至D点曲线，构成第三部分凸透镜，曲率半径为R3，放大倍数为M3，焦距为F
CD
；D点至E点曲线，构成第四部分凸透镜，曲率半径为R4，放大倍数为M4，焦距为F
DE
；E点至F点曲线，构成第五部分凸透镜，曲率半径为R5，放大倍数为M5，焦距为F
EF
。
[0014]进一步地，第一透镜中，5条横向曲线的横向切割代表了距离的变化，8条分割线的纵向切割曲线代表了视角的变化；
[0015]其中，R1＞R2＞R3＞R4＞R5，保证第一透镜中由8条分割线分割的各个部分的放大倍数从顶端到底端逐渐变小，即M1＞M2＞M3＞M4＞M5。
[0016]进一步地，设定三类车视角范围为30
°
～65
°
，物体与车的距离最大为20米；
[0017]将后视镜要拍摄的范围，按照视角分为五个部分：30
°
～65
°
、34
°
～61
°
、38
°
～57
°
、42
°
～53
°
以及46
°
～49
°
，按照距离分为0.5米到4.5米、4.5米到8米、8米到11.5米、11.5米到15米以及15米到20米，将视野范围化为25个部分；
[0018]各个部分的放大倍数如下：
[0019]视角为46
°
～49
°
，物体与车的距离为15米到20米时，放大倍数位于0.3463～0.3505之间；
[0020]视角为42
°
～53
°
，物体与车的距离为11.5米到15米时，放大倍数位于0.3490～0.3541之间；
[0021]视角为38
°
～57
°
，物体与车的距离为8米到11.5米时，放大倍数位于0.3509～0.3601之间；
[0022]视角为34
°
～61
°
，物体与车的距离为4.5米到8米时，放大倍数位于0.3550～0.3770之间；
[0023]视角为30
°
～65
°
，物体与车的距离为0.5米到4.5米时，放大倍数位于0.3697～0.6003之间；
[0024]根据以及利用放大倍数反推第一透镜中各个部分的焦距和曲率半径；
[0025]其中，d表示透镜的厚度，r1和r2分别表示透镜前后的曲率半径，n表示透镜材料的折射率，数值1/f为透镜的光学倍率，f表示焦距，u表示物距，v表示像距，m表示放大倍数。
[0026]进一步地，第二透镜为凸透镜，第三透镜为凹透镜，第四透镜为凹透镜。
[0027]电子后视镜系统CMS，包括偏矫正光学透镜组、CMOS图像传感器、FPGA可编程逻辑器、SRAM数据存储器、ARM中央处理器、SDRAM动态存储器、FLASH程序存储器、DSP数据信号处理器和显示屏；
[0028]其中，偏矫正光学透镜组用于获取图像，CMOS图像传感器将光学图像转换成电子信号，即模拟信号转换为数字信号，DSP数字信号处理器和FPGA可编程逻辑器根据输入的代码对图像进行实时处理，SRAM数据存储器和SDRAM动态存储器用来存储图像信息，FLASH程序存储器储存已编写的程序，ARM中央处理器用于控制整个系统，显示屏用于显示实时图像。
[0029]进一步地，偏矫正光学透镜组从硬件角度校正图像畸变后，连接CMOS图像传感器，
进入软件校正图像畸变部分；
[0030]FPGA模块配置CMOS传感器并获取图像数据，应用DSP模块采用球形模型算法进行软件校正图像畸变。
[0031]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0032]对于汽车电子后视镜图像畸变问题，本专利技术从硬件和软件两方面进行校正。采用垂直与水平方向上不均等放大倍数的透镜，减少了透镜数量和制造成本；采用改进的球形模型法，模型简单，计算方便；采用DSP和FPGA并行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.偏矫正光学透镜组，其特征在于，包括从物侧到像侧顺次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和CMOS连接模块，从硬件角度校正图像畸变；第一透镜为凸透镜，在垂直与水平方向上拥有不均等的放大倍数，通过曲率半径改变焦距从而改变放大倍数，第一透镜对图像畸变校正起主要作用。2.根据权利要求1所述的偏矫正光学透镜组，其特征在于，从第一透镜的中心点至边缘，设置8条分割线，将第一透镜靠近物侧的表面分割为八等分，八个部分的作用代表了不同视角的变化，每个部分的曲率半径、放大倍数焦距不同。3.根据权利要求2所述的偏矫正光学透镜组，其特征在于，8条分割线中，每条分割线的弯曲程度不同，使得第一透镜不同部分的曲率半径不同，放大倍数焦距不同；根据ISO标准中，车辆后视不同视角和不同距离时的放大倍数不同，确定每条分割线的曲率半径。4.根据权利要求3所述的偏矫正光学透镜组，其特征在于，从第一透镜靠近物侧的顶端A点至靠近像侧的底面，通过5条横向曲线将第一透镜的表面进行横向等分切割；5条横向曲线均与8条分割线具有相交点，每条分割线从顶端至底面与5条横向曲线的相交点顺次为B点、C点、D点、E点和F点。5.根据权利要求4所述的偏矫正光学透镜组，其特征在于，对于一条分割线，A点至B点曲线，构成第一部分凸透镜，曲率半径为R1，放大倍数为M1，焦距为F
AB
；B点至C点曲线，构成第二部分凸透镜，曲率半径为R2，放大倍数为M2，焦距为F
BC
；C点至D点曲线，构成第三部分凸透镜，曲率半径为R3，放大倍数为M3，焦距为F
CD
；D点至E点曲线，构成第四部分凸透镜，曲率半径为R4，放大倍数为M4，焦距为F
DE
；E点至F点曲线，构成第五部分凸透镜，曲率半径为R5，放大倍数为M5，焦距为F
EF
。6.根据权利要求5所述的偏矫正光学透镜组，其特征在于，第一透镜中，5条横向曲线的横向切割代表了距离的变化，8条分割线的纵向切割曲线代表了视角的变化；其中，R1＞R2＞R3＞R4＞R5，保证第一透镜中由8条分割线分割的各个部分的放大倍数从顶端到底端逐渐变小，即M1＞M2＞M3＞M4＞M5。7.根据权利要求6所述的偏矫正光学透镜组，其特征在于，设定三类车视角范围为30
°
～65
°
，物体与车的距离最大为20米；将后视镜要拍摄的范围，按照视角分为五个部分：30
°
～65
°
、34
°
～61
°
、38
°
～57

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志友，邓蚁，张业湘，张康，贺晓，谢长鑫，黄翔，
申请(专利权)人：佛山市三目智能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：