可扩充式智能行车安全影像整合控制系统的制作方法

[0001]
本发明涉及一种可扩充式智能行车安全影像整合控制系统，更详而言之，其涉及一种可依据应用的需要，以模块化方式扩充与整合车载的各式传感器、人机接口装置、行车纪录装置，从而降低装置整合门槛，提高驾驶人对行车环境掌握的系统。


背景技术：

[0002]
近年来，由于汽机车市场上的消费者的安全驾驶观念逐渐普及，搭载于汽机车上的各式传感器，如行车纪录器、车用显示器、行车导航等等，也逐渐成为新款汽机车的标准配备。以汽车来说，目前公知应用的先进驾驶辅助系统(advanced driver assistance systems，adas)是指利用车载的各式传感器收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、追踪、识别、纪录、预测，并在最短的时间内提醒驾驶人注意可能发生的情况，从而达到缩短驾驶人反应时间的目的，而每项先进驾驶辅助系统的功能作用大致可包含下列三项步骤，即数据收集、数据分析、结果输出或汽车控制。
[0003]
例如，以本案申请人于早先提出的中国台湾专利申请案i654106来说，其探讨了一种通过行动纪录装置获取行车影像，并将行车影像经由无线传输模块传输至云端服务器，以及时的利用其行车影像进行交通状况调查、保险评估、云端串流分享的实时记录分享系统，即很大程度的具有将行车状况做了良好的保存，并在意外事故发生的时候，也能协助调查单位将意外事故状况尽快厘清的效能。因此，目前公知的先进驾驶辅助系统，为了更加完善对驾驶人的辅助功能，在近年来亦基于影像、电磁波、超音波等传感器，整合了越来越多的子系统与进一步的应用，包含盲点侦测系统(blind spot detection system)、支持型停车辅助系统(backup parking assist system)、后方碰撞警示系统(rear crash collision warning system)、前方碰种警示系统(forward collision warning system)、车道偏离警示系统(lane departure warning system)、缓解撞击刹车系统(collision mitigation system)、适路性车灯系统(adaptive front-lighting system)、夜视系统(night vision system)、主动车距控制巡航系统(adaptive cruise control system)、碰撞预防系统(pre crash system)与停车辅助系统(parking aid system)等等。
[0004]
在目前市场，上述各类型的子系统的发展与应用在效能上确实越来越成熟，例如停车辅助系统即有利用传感器获取车辆周围影像、障碍物距离、行车车速、停车格位置，再由处理器计算上列参数，估算出一预设停车指引框以及预设停车指引框与停车格间的相对位置，使驾驶人可手动、半自动或自动控制方向盘，提升停车的便利性的效能。然而，尽管各个子系统在单项效能方面有所提升，现行的先进驾驶人辅助系统的情况依然是以封闭式系统为主，在车辆出厂后，即难以进一步的改良、升级，或是将各个厂商生产的子系统进行整合，因此随处可见的情况是，车辆驾驶舱的中控台上均以外挂的支架挂满了gps、行车纪录器、行动装置(手机、平板等)、电子照后镜、胎压侦测器，与外接于两侧或车尾的摄影机与独立配套的屏幕等等，这除了造成外挂的传感器所侦测到的影像或信息无法输入于内建的先进驾驶辅助系统加以利用，以及摄影机、屏幕、传感器重复投资外，更重要的是，在没有将上
述信息做传感器融合(sensor fusion)的情况下，同一个目标，但不同的传感器信息，驾驶人可能得转头分别观看数个不同的屏幕，并自行判断目标状况，造成了驾驶人的额外负担。
[0005]
上列问题，其中一个可能的原因，在于各厂商之间的先进驾驶辅助系统均为封闭式的，其系统主机之间的数据格式、传输格式、工作电压、工作频率、硬件接脚，乃至系统与功能的程序代码之间，为了维持系统本身运作的稳定，各厂商均不愿意开放上述各项规格，因此造成了整合上的困难，尤其是当先进驾驶辅助系统的功能，以及子系统越来越多时，此种整合上的难度会益发增加。因此，现行的技术问题很明显的为：如何将各个子系统在保有或精进原有效能的同时，以模块化方式扩充与整合车载的各式传感器、人机接口装置、行车纪录装置，从而使来自不同系统厂之间的子系统，可以依照应用的需求便利的安装、移除或升级子系统，但又不影响各家厂商子系统的稳定性，而非如同现行的车辆在出厂后，先进驾驶辅助系统即难以进一步的改良或升级。


技术实现要素：

[0006]
为解决上述问题，本发明提出一种可扩充式智能行车安全影像整合控制系统，包含：adas模块，控制可扩充式智能行车安全影像整合控制系统的运作与管理，其中，上述的adas模块包含：显示接口单元，提供可扩充式智能行车安全影像整合控制系统行车显示数据的输入与行车显示命令的输出，并将行车显示数据整合为完整的行车资料，上述的行车数据包含车前、车后、车侧、车底的行车状况；显示模块，耦接adas模块，将行车数据于显示模块上显示给驾驶人；切换模块，耦接adas模块，将行车数据中，其车前、车后、车侧、车底的行车状况选择同时显示、显示其中之一，或均不显示于该显示模块上；行车纪录接口单元，耦接adas模块，将行车显示数据转换为行车纪录数据，并提供一行车纪录命令；以及，车载通讯协议模块，耦接adas模块，提供行车显示数据、行车显示命令、行车纪录数据，与行车纪录命令的传输。
[0007]
为达到本发明的目的，adas模块包含j个扩充接口，使其得以模块化方式扩充与整合车载的各式传感器、人机接口装置、行车纪录装置，得到使来自不同系统厂之间的子系统，可以依照应用的需求便利的安装、移除或升级子系统；此外，行车纪录模块包含k个扩充单元，以根据行车纪录的需要扩充、升级，或移除所需的行车纪录功能。在本发明一较佳的实施例中，上述j个扩充界面，或k个扩充单元，可以依照应用上的需要，例如盲点侦测、停车辅助等功能，自由选择功能上的扩充，其扩充的组合，可为k*j种。
[0008]
承上述，在本发明内容中，车载通讯协议模块中，亦可刻录但不限于行动产业处理器接口(mobile industry processor interface，mipi)、同步异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)、通用型输入输出(general-purpose input/output，gpio)、bt.656(itu-r recommendation)等数据传输格式，以提高可扩充式智能行车安全影像整合控制系统的整合性。
[0009]
在本发明内容中，可扩充式智能行车安全影像整合控制系统更包含第二感应模块，耦接切换模块，第二感应模块可为架设在车辆周围，包含车前、车后、车侧、车底，其中，所述的第二感应模块，可为具有数个摄影镜头的组合，以提供可扩充式智能行车安全影像整合控制系统车侧影像、盲点侦测、停车辅助、后方碰撞警示、停车辅助与环景影像、车间交通警示、交通号志识别、车况侦测、巡航控制等功能。
[0010]
在本发明内容中，可扩充式智能行车安全影像整合控制系统更包含第一感应模块，耦接切换模块，第一感应模块可架设在车辆周围，包含车前、车后、车侧、车底，其中，所述的第一感应模块，可为具有数个摄影镜头的组合，以提供可扩充式智能行车安全影像整合控制系统车侧影像、盲点侦测、停车辅助、后方碰撞警示、停车辅助与环景影像、车间交通警示、交通号志识别、车况侦测、巡航控制等功能。其中，根据本发明一实施例，上述的第一感应模块、第二感应模块，可依照应用的需要，调整装设的数量为i个，其中i可为任意数，并统称为感应模块。此外，在本发明另一实施例中，所述的感应模块，可为但不限于摄影镜头、高感度麦克风、红外线传感器、行车雷达(如毫米波雷达或超声波雷达)，或以上的组合，以获取周围环境的影像讯号、声音讯号、红外线影像讯号，雷达讯号。
[0011]
在本发明一实施的范例中，可扩充式智能行车安全影像整合控制系统包含行车纪录模块，耦接adas模块，以记录行车显示数据。在上述实施例的一个实施态样中，行车纪录模块可通过切换模块，选择只记录行车显示数据中的车前、车后、车侧、车底其中之一的行车状况，或上述行车状况的组合，或暂停纪录。
[0012]
根据本发明内容，第一感应模块，与第二感应模块中的影像分辨率可为但不限于640x480、1280x720、1920x1080、2560x1440或3840x2160，其影像的帧率可为20fps-120fps(每秒显示的画面张数，frames per second，fps)。
[0013]
在本发明实施例中，第一感应模块，与第二感应模块、切换模块与adas模块的数据传输格式，可为但不限于行动产业处理器接口(mobile industry processor interface，mipi)、同步异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)、通用型输入输出(general-purpose input/output，gpio)、bt.656(itu-r recommendation)等格式。在本发明一较佳的实施例中，采用uart作为数据传输格式。
附图说明
[0014]
图1显示可扩充式智能行车安全影像整合控制系统于一实施范例中的详细架构。
[0015]
图2为可扩充式智能行车安全影像整合控制系统所具效能的示意图。
[0016]
图3为本发明的摄影镜头在车辆上可装设于车辆后端的一实施例。
[0017]
图4为本发明的摄影镜头在车辆上可装设于后照镜的另一实施例。
[0018]
图5为说明显示模块的具体实施的其中一态样。
[0019]
图6说明传输器中的行车讯息的结构。
[0020]
图7说明行车讯息的传输架构。
[0021]
图8显示可扩充式智能行车安全影像整合控制系统所具效能的具体实施方式。
[0022]
图9显示可扩充式智能行车安全影像整合控制系统所具效能的具体实施方式。
[0023]
附图标记说明：
[0024]
车侧影像1
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盲点侦测2
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停车辅助3
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后方碰撞警示4
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停车辅助与环景影像5
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车间交通警示6
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交通号志识别7
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车况侦测8
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巡航控制9
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车辆10
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摄影镜头11
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后照镜12
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后视镜13
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主机14
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行车纪录器15
[0029]
可扩充式智能行车安全影
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adas模块101
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行车纪录接口单元101a
[0030]
像整合控制系统100
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显示接口单元101c
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切换模块103
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车载通讯协议模块105
[0032]
第二感应模块107
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第一感应模块111
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行车纪录模块117
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显示模块119
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传输器700
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数据位d0-d7
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第一传输器801
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第一缓冲器803
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行车讯息805
[0035]
第一传输开关807
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第二传输器809
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第二缓冲器811
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行车资料813
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第二传输开关815
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起始位start bit
[0037]
停止位stop bit
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扩充接口101e
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扩充单元117a。
具体实施方式
[0038]
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0039]
本发明的目的，在于提出一可扩充式智能行车安全影像整合控制系统，以试图整合目前市面上各个厂商的先进驾驶辅助系统或其子系统，解决因系统平台、数据格式、传输格式、工作电压、工作频率，乃至其程序代码的不同，造成各子系统只能独立运作，无法将各自的传感器信息整合显示于驾驶人或记录，使得车辆的驾驶人需要花费额外的精神，自行人为判断各个子系统片段的传感器信息，并同时解决摄影机、屏幕、传感器重复投资所造成的成本浪费。
[0040]
在本发明中，所述的行车纪录数据与行车显示数据，分别指由第一感应模块111与第二感应模块107所接收到的音频讯号、影像讯号，其中，第一感应模块111与第二感应模块107在一般的探讨中亦可被统称为感应模块，其数量、种类亦可应应用的需要进行选择于此先行叙明。此外，在本发明中，adas模块101，通常包含处理芯片、内存、暂存内存、网络通讯模块、操作系统以及应用程序等等，以执行运算、暂存、显示及数据传输、行车数据(包含音频讯号、影像讯号)的整合与分析，与外部终端机的数据传输，与提供可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的运作与管理协调等功能。
[0041]
请参阅图1，其说明了在本发明一实施例中，可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的各构成组件。其中，显示模块119可为一设置于驾驶舱中的后视镜13；adas模块101、切换模块103用于切换该k*j种组合，可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的主机14；第二感应模块107则为后照镜12上的摄影镜头11；第一感应模块111可为挡风玻璃上的摄影镜头11；行车纪录模块117可为一行车纪录器15。此类叙述乃为解释本发明的结构，同样仅用以说明而非用以限制本发明的申请专利范围，该领域熟知技术者当能在参阅后得以轻易理解本发明的内涵，并做出必要的修饰与组合，例如，摄影镜头11可依需要设置于车前、车后、车侧、车底，于此先行予以叙明。
[0042]
请参阅图1，本发明提出一种可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100，包含：adas模块101，控制可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的运作与管理，其中，上述的adas模块101包含：显示接口单元101c，提供可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100行车显示数据的输入与行车显示命令的输出，并将行车显示数据整合为完整的行车资料，上述的行车数据包含车前、车后、车侧、车底的行车状况；显示模块119，耦接adas模块101，将行车数据于显示模块119上显示给驾驶人；切换模块103，耦接adas模块119，将行车
资料，其车前、车后、车侧、车底的行车状况选择同时显示、显示其中之一，或均不显示于该显示模块119上，行车纪录接口单元101a，耦接adas模块101，将行车显示数据转换为行车纪录数据，并提供一行车纪录命令；以及，车载通讯协议模块105，耦接adas模块101，提供行车显示数据、行车显示命令、行车纪录数据，与行车纪录命令的传输。其中，adas模块101包含j个扩充接口101e，使其得以模块化方式扩充与整合车载的各式传感器、人机接口装置、行车纪录装置，得到使来自不同系统厂之间的子系统，可以依照应用的需求便利的安装、移除或升级子系统；此外，行车纪录模块117包含k个扩充单元117，以根据行车纪录的需要扩充、升级，或移除所需的行车纪录功能。在本发明一较佳的实施例中，上述j个扩充界面，或k个扩充单元，可以依照应用上的需要，例如盲点侦测、停车辅助等功能，自由选择功能上的扩充，其扩充的组合，可为k*j种。
[0043]
在本发明实施例中，显示接口模块101c与行车纪录接口模块101a得依照应用的需求内建于adas模块101，或由外部耦接至adas模块。图1实施例中的特点为，其可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100，为将上述显示接口模块101c与行车纪录接口模块101a内建，因此可在制造的过程中即将各个组件的位置予以优化，从而薄型化可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100，且因显示接口模块101c与行车纪录接口模块101a均内建于智能驾驶感应整合100，因此行车显示数据、行车显示命令、行车纪录数据，与行车纪录命令的传输延迟得以降低，增快可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的运作速度。于另一实施例中的特点为，由于显示接口模块101c与行车纪录接口模块101a可能来自于不同的厂商，但依照前述mipi、uart、gpio、bt.656等标准化的数据传输格式所制造，因此adas模块101的制造得以简化并降低成本，以达到本发明提高可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100中，试图整合各厂商之间封闭式的先进驾驶辅助系统以及其子系统，使其得以模块化方式扩充与整合车载的各式传感器、人机接口装置、行车纪录装置，得到使来自不同系统厂之间的子系统，可以依照应用的需求便利的安装、移除或升级子系统，但又不影响各家厂商子系统的稳定性的目的。
[0044]
请参阅图2、图3，与图4、图5，在本发明实施例中，所述的第一感应模块111与第二感应模块107可为一个或数个摄影镜头11的组合，其装设的位置不限于车辆10的后端、前端、车侧、车底、前后挡风玻璃、前后车牌、第三刹车灯，或是位于后照镜12、后视镜13之上，以提供如图2中车侧影像1、盲点侦测2、停车辅助3、后方碰撞警示4、停车辅助与环景影像5、车间交通警示6、交通号志识别7、车况侦测8、巡航控制9等功能所需的影像。在本发明的一实施例中，感应模块可依照应用的需要，调整装设的数量为i个，i可为任意数。此外，在本发明另一实施例中，所述的感应模块，可包含但不限于摄影镜头11、高感度麦克风、红外线传感器、行车雷达(如毫米波雷达或超声波雷达)，或以上的组合，以获取周围环境的影像讯号、声音讯号、红外线影像讯号，雷达讯号。此外，在本发明的一实施例中，显示模块119可为一电子式的后视镜13，架设于车辆10驾驶舱内的上方，在另一实施例中，亦可为但不限于一位于中控台或是仪表板的显示器、挡风玻璃上的抬头显示器(hud)、或是行动装置，如手机、平板、智慧眼镜、智慧手表等。其中，第二感应模块107的影像分辨率可为但不限于640x480、1280x720、1920x1080、2560x1440或3840x2160，其影像的帧率可为20fps-120fps(每秒显示的画面张数，framespersecond，fps)。
[0045]
在本发明内容中，车载通讯协议模块105中，亦可刻录但不限于行动产业处理器接
口(mobileindustryprocessorinterface，mipi)、同步异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)、通用型输入输出(general-purposeinput/output，gpio)、bt.656(itu-rrecommendation)等数据传输格式，以提高可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的整合性。
[0046]
根据本发明内容，adas模块101包含第二感应模块107，耦接显示接口单元101c，提供行车显示数据的输入与行车显示命令的输出。在本发明的实施例中，显示接口单元101c、行车纪录接口单元101a、adas模块101，可使用相同的电路架构，在一实施例中，adas模块101、显示接口单元101c、行车纪录接口单元101a具有可程序化逻辑门阵列芯片(fpga，fieldprogrammablegatearray)，使本发明中能根据需要，将可程序化逻辑门阵列芯片内部的逻辑闸，通过硬件描述语言(如verilog或vhdl)进行修改以进行整合，adas模块101可直接通过显示接口单元101c传输行车显示命令与行车显示数据加以利用，故可以缩短传输上的延迟，加快可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的反应速度。
[0047]
请参阅图6与图7，为了使可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100中的各个组件得以互相传输行车显示命令、行车显示数据、第二控制码，提高本发明系统组件的整合性，在一实施例中，其数据传输格式，可为但不限于行动产业处理器接口(mobileindustryprocessorinterface，mipi)、同步异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)、通用型输入输出(general-purposeinput/output，gpio)、bt.656(itu-rrecommendation)等格式。在本发明一较佳的实施例中，采用uart作为数据传输格式。
[0048]
为了说明一实施上可行性，兹将举一例子说明，但非用以限定本发明的精神与内涵，请参阅图6与图7，前述中，uart的传输格式的行车纪录数据、行车显示数据、第一控制码、第二控制码可为但不限于一8位的行车讯息805，同时，为了传送上述的行车讯息805，第一感应模块111与车载通讯协议模块105，以及第二感应模块107与显示接口单元101c均包含了一传输器700，以传输行车讯息805中的数据位d0-d7。另外，为了说明uart的运作方式，在本发明中，所指的第一传输器801、第一缓冲器803、信息数据805、第一传输开关807、第二传输器809、第一缓冲器811、行车数据813、第二传输开关815均为传输两端均有的架构，其并不限于adas模块101、车载通讯协议模块105、第一感应模块111、第二感应模块107等组件，本领域的熟知技术者在阅读本发明后，当可由图式与对应的实施例得到理解。
[0049]
承上述，uart的全名为同步异步收发传输器，使用同步或异步的工作模式来做行车讯息805的传输。在异步工作的模式下，为全双工，亦即传输行车讯息805的两端允许同时进行双向的数据传输，而行车讯息805在开始与结束的地方会有起始位(startbit)与停止位(stopbit)，因此若传输一段8位的行车讯息805，则其大小至少为9位(在实际应用中，停止位(stop)可能为一段空白)，因传输时会有起始位(startbit)与停止位(stopbit)的确认，因此可靠度较高；在同步工作模式下，为半双工，亦即传送和接收不能同时进行，同时会有一同步用的工作频率(workingclock，clk)来同步传输两端的时间差，来取代起始位(startbit)与停止位(stopbit)，因此传输时能一次传输较多的行车讯息805，在本发明的一较佳的实施例中，采用异步工作模式，以提高传输行车讯息805时的可靠度，此外，亦可因应在车辆10行驶时，可能产生较大量的行车讯息805传输应用，使用同步工作模式。
[0050]
如上所言，为实施上可行性，以下例子的说明非用以限定本发明的精神与内涵，请
参阅图6与图7，在异步工作模式下，行车讯息805包含至少8位的数据位d0-d7，该数据位d0-d7可为第二感应模块107的音频讯号影像讯号，或是adas模块101中的行车显示命令，上述行车讯息805在传输入第一传输器801之前，会先行被储存于第一缓冲器803中，待其8位的储存空间被填满后，由第一传输开关807启动第一传输器801，以及第二传输开关815开启第二传输器809，将行车讯息805由第一传输器801传输至第二传输器809。接着，第二传输器809将行车讯息805传输至第二缓冲器811，其中，第二缓冲器811的空间可为8位、16位、32位、64位、128位或以上的位，以容纳至少8位的数据位d0-d7，并在第二缓冲器811的空间达到一默认值后，将行车讯息805输出为行车数据813。其中，行车数据813在本发明中，可指任何由一端传输至另一端的行车讯息805，例如第二感应模块107与显示接口单元101c的行车显示数据；此外，行车讯息805包含由一端产生而尚未传输，例如第二感应模块107产生的第二行车讯息。
[0051]
请参阅图8和图9，可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100在实施例1的运用中，架设于车辆10后方的第一感应模块111或第二感应模块107提供了车侧影像1、停车辅助3与后方纪录的功能。其中，第一感应模块111或第二感应模块107的观察视角，可依应用的需要，选择30-180度的配置(亦即，可使其分别具有局部影像较为清晰，以及较为广角的视角)，此外，第一感应模块111，或第二感应模块107的数个摄影镜头11，可选用焦距、口径、彩色镜头或黑白镜头等不同的配置，使摄影镜头11得以因应观察距离、观察目标、观察视角的需要，提供分辨率640x480、1280x720、1920x1080、2560x1440或3840x2160，以及帧率为20fps-120fps的影像。此外，实施例2-10，为本发明中可扩充式智能行车安全影像整合控制系统100的其余应用，本领域熟知技术者在阅读本发明后，当可轻易由图式与本发明的说明中得到充分理解。
[0052]
根据本发明的一实施例，显示接口单元101c将行车显示数据整合为一完整的行车数据，并通过显示模块119显示于驾驶人，或由行车纪录模块117将其记录。在一实施例中，上述行车显示数据的整合，可为第二感应模块107或第一感应模块111中，各个摄影镜头11分别取得影像的贴合与处理，使得行车显示数据能成为一个完整的环景影像，而非仅为各个摄影镜头11支离破碎的影像。此外，在本发明另一实施例中，行车数据亦可包含并不限于音频讯号、行车雷达讯号、影像讯号、红外线影像讯号或以上的组合，以达到本发明将来源不同的先进驾驶辅助系统、子系统、系统平台，以及传感器融合的目的。
[0053]
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

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