本技術(shù)涉及攝像領(lǐng)域，具體涉及無透視變形、高清晰度的車載攝像裝置。

背景技術(shù)：

1、后視鏡攝像機的作用是攝取車輛后方影像，并將影像信號輸送到后視鏡進(jìn)行顯示，以便駕駛員清晰無阻地查看車輛后方的交通狀況，為駕駛員提供更為安全的駕駛輔助。

2、在后視鏡攝像機的設(shè)計過程中，采用盡可能低成本、相對小尺寸的傳感器獲得最清晰的圖像一直是后視鏡攝像機追求的目標(biāo)。

3、但是，隨著后視鏡攝像機研發(fā)的深入，研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)后視鏡攝像機在使用過程中，清晰度僅僅是考量其性能的一個基本指標(biāo)，影響后視鏡攝像機使用效果的因素多種多樣，透視變形、與傳統(tǒng)凸面鏡在視覺上的差異以及遠(yuǎn)近景物所成圖像的放大比例關(guān)系都會嚴(yán)重影響用戶的安全駕駛與使用體驗。

4、現(xiàn)有車載后視車載攝像裝置采用的均為鏡頭光軸與傳感器中心同軸設(shè)計，這種設(shè)計使得成像中傳感器一側(cè)相當(dāng)一部分面積被用來拍攝車身側(cè)部圖像，還有相當(dāng)面積拍攝到的是無需在畫面中顯示的天空圖像，成為無效使用面積。與電子后視鏡對圖像裁切使用標(biāo)準(zhǔn)、圖像顯示區(qū)域相悖，影響放大倍率、mtf等指標(biāo)的優(yōu)質(zhì)圖像獲取。

5、此外，現(xiàn)有方案中，部分技術(shù)人員提出了向車體外側(cè)、地面方向傾斜拍攝的方式進(jìn)行后視成像，但是斜向拍攝一方面更容易帶來透視變形問題，另一方面違背玻璃反光鏡設(shè)計原理，還會因為安裝角度帶來不同車型反復(fù)開發(fā)軟件增大開發(fā)成本問題及物料管理的困擾，不符合節(jié)能降本訴求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本實用新型希望提供一種大幅度減少透視變形、拍攝清晰度高、并且節(jié)約傳感器資源、降低、減少圖像矯正軟件代碼編寫開發(fā)工作量、降低視頻處理帶來延時的車載攝像裝置，并且，在優(yōu)選實現(xiàn)方式中，希望能夠?qū)崿F(xiàn)對近處景物縮小放大倍數(shù)，對遠(yuǎn)處景物增加放大倍數(shù)。

2、原理說明

3、在研發(fā)過程中，發(fā)明人注意到后視攝像裝置中，不管是左側(cè)攝像機還是右側(cè)攝像機，其在對后方景物的拍攝成像過程中，傳感器上拍攝的圖像的很大一部分并不能直接用于顯示，而是需要對其進(jìn)行裁切和視野選取后才能進(jìn)行顯示。

4、以左側(cè)后視攝像裝置為例，根據(jù)法規(guī)的要求，后視攝像裝置的光軸需要大體平行車身縱軸與地面、朝向車身側(cè)部的正后方。在此情況下，如果按照常規(guī)的攝像裝置布置方式：鏡頭和傳感器同軸、后視攝像裝置所拍攝的圖像中，左側(cè)部分為光軸左側(cè)車輛后方的景物，右側(cè)部分主要為車身的圖像，右側(cè)部分被車身遮擋，在圖像中成為無效利用部分。

5、由于鏡頭焦平面投射到傳感器成像單元平面成像后，左右上下方向是相反的，以左側(cè)后視鏡為例，其傳感器右側(cè)部分為光軸左側(cè)車輛后方的景物、傳感器左側(cè)部分為車身圖像。因此，采用這種拍攝方式下，傳感器左側(cè)部分的圖像大部分被浪費，在顯示器中僅截取少量車身圖像用于顯示并輔助駕駛員進(jìn)行車身與景物之間關(guān)系的確定。需要說明的是，本技術(shù)中的左側(cè)和右側(cè)是以車輛前進(jìn)方向時的左側(cè)和右側(cè)為準(zhǔn)。

6、基于研發(fā)過程中對該問題的深切認(rèn)識，本實用新型提供了一種斜向平移設(shè)置的攝像裝置。

7、本實用新型的斜向平移的設(shè)計方式，豎直方向的平移可以代替目前現(xiàn)有相機的俯仰操作，避免俯仰操作帶來的透視變形問題并且實現(xiàn)目標(biāo)視野區(qū)域的下移或上移；水平方向的平移可以實現(xiàn)水平視野的向外伸展，減少車身部分在傳感器中所占比例，在同樣視野范圍的情況下，可以減小對傳感器的尺寸要求。

8、采用本實用新型的斜向平移設(shè)置的攝像裝置，不僅可以最大化的利用傳感器的有效面積，避免傾斜設(shè)置帶來的透視變形問題，與此同時還能夠提供滿足gb1508-2022、ecer46法規(guī)要求的觀察區(qū)域。

9、本實用新型的斜向平移式攝像裝置結(jié)合車載攝像頭桶形畸變的光學(xué)特征，還能夠帶來“實現(xiàn)對近處景物縮小放大倍數(shù)，對遠(yuǎn)處景物增加放大倍數(shù)”良好視覺效果

10、另外，由于后視鏡攝像機在光學(xué)成像領(lǐng)域，目前還不是主流應(yīng)用，因此，專門針對后視鏡攝像機設(shè)計相機產(chǎn)品少之又少，若單獨針對不同的后視鏡攝像機進(jìn)行相機設(shè)計成本過高。因此，后視攝像裝置所采用的一般是常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格的相機，這種攝像機鏡頭光軸與傳感器中心同軸的后視攝像機應(yīng)用在不同的車型或者對后視攝像裝置具有不同的視野范圍要求時，需向車體外側(cè)、地面方向傾斜安裝且每次都要單獨開發(fā)攝像機外殼模具，圖像矯正軟件代碼重新編寫。

11、在斜向平移的技術(shù)構(gòu)思下，如果需要針對不同車型的后視攝像機進(jìn)行不同偏移量設(shè)計，進(jìn)而進(jìn)行不同的相機設(shè)計也是成本高昂的。針對這一問題，在優(yōu)選實現(xiàn)方式中，本實用新型設(shè)計了一種可以適用于不同類型后視攝像裝置的通用型相機。本實用新型的鏡頭根據(jù)視野范圍和圖像質(zhì)量要求開發(fā)大成像圓鏡頭，采用滿足像素要求的最小像素傳感器。相對于常規(guī)相機而言，本實用新型的成像鏡頭成像圓更大，并且設(shè)計偏移的安裝區(qū)域，這樣傳感器安裝的范圍明顯大于普通的相機。采用這種安裝位設(shè)計，當(dāng)需要針對不同的車型進(jìn)行不同的斜向平移調(diào)整時，只需要確定成像鏡頭中心在傳感器安裝位的投影位置，并且基于該投影位置和車型對偏移量的需求，將傳感器安裝在傳感器安裝位(或稱安裝區(qū)域)的不同位置即可，可以大幅度簡化裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。并且，采用斜向平移設(shè)置之后，主要目標(biāo)區(qū)域更接近于像場中心，獲得更好的畫質(zhì)。

12、具體而言，本實用新型提供一種斜向平移的車載攝像裝置，其特征在于，所述車載攝像裝置包括相機主體、圖像采集單元和成像鏡頭，所述成像鏡頭和所述圖像采集單元順序安裝在所述相機主體內(nèi)，所述圖像采集單元的中心相對于所述成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點具有斜向的偏移量z0和斜向偏移角θ。

13、在一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，所述斜向偏移量z0和斜向偏移角θ基于如下方式計算：

14、

15、

16、其中，y0≥f1(β)，y為圖像采集單元的豎邊邊長，y0為圖像采集單元遠(yuǎn)側(cè)橫邊與所述成像鏡頭的光軸同圖像采集單元所在平面交點之間的縱向距離；f1為成像鏡頭在當(dāng)前傳感器位置上成像的像高與縱向視場角的關(guān)系函數(shù)，β為豎直平面內(nèi)、成像鏡頭光軸與下方視場邊緣的夾角；

17、x0≥f2(α)，x為圖像傳感器的橫邊邊長，x0為圖像采集單元的遠(yuǎn)側(cè)縱邊與所述成像鏡頭的光軸同圖像采集單元所在平面交點之間的橫向距離，f2為成像鏡頭在當(dāng)前傳感器位置上成像的像寬與橫向視場角的關(guān)系函數(shù)，α為在水平平面內(nèi)、成像鏡頭光軸與遠(yuǎn)離車身一側(cè)視場邊緣的夾角。

18、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，其中，y0≥f1(β+β2)，β2為豎直平面內(nèi)、成像鏡頭光軸與下方視場邊緣的夾角的設(shè)計冗余量；

19、x0≥f2(α+α2)，α2為在水平平面內(nèi)、成像鏡頭光軸與遠(yuǎn)離車身一側(cè)視場邊緣的夾角的設(shè)計冗余量。

20、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，夾角β基于預(yù)期的或者法規(guī)規(guī)定的車輛側(cè)部下方的縱向視場邊緣位置確定，夾角α基于預(yù)期的或者法規(guī)規(guī)定的車輛側(cè)部遠(yuǎn)離車身一側(cè)的橫向視場邊緣位置確定。

21、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，α2和β2的取值大于等于3°。

22、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，所述相機主體具有成像鏡頭接口和圖像采集單元安裝區(qū)域，所述圖像采集單元安裝區(qū)域的尺寸大于等于目標(biāo)視野區(qū)域經(jīng)所述成像鏡頭成像后在圖像采集單元安裝區(qū)域所在平面上的成像尺寸。

23、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，所述相機主體具有成像鏡頭接口和圖像采集單元安裝區(qū)域，所述圖像采集單元安裝區(qū)域基于所述斜向偏移量z0和斜向偏移角θ，在相同方向偏移。

24、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，所述車載攝像裝置包括左側(cè)攝像裝置和右側(cè)攝像裝置，所述左側(cè)攝像裝置的圖像采集單元的中心相對于所述成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點具有朝向右上方向或右下方向的偏移；所述右側(cè)攝像裝置的圖像采集單元的中心相對于所述成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點具有朝向左上方向或左下方向的偏移。

25、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，所述車載攝像裝置包括左側(cè)攝像裝置和右側(cè)攝像裝置，所述左側(cè)攝像裝置的圖像采集單元的中心相對于所述成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點具有朝向左上方向或左下方向的偏移；所述右側(cè)攝像裝置的圖像采集單元的中心相對于所述成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點具有朝向右上方向或右下方向的偏移。

26、在另一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，所述成像鏡頭的成像圓大于所述圖像采集單元安裝區(qū)域并覆蓋偏移后的所述圖像采集單元，所述成像鏡頭為具有桶形畸變的光學(xué)鏡頭。

27、需要說明的是，本實用新型提到的“斜向平移”指的是在傳感器安裝平面內(nèi)的、兩個相互垂直方向上的平移，其可以根據(jù)相機的具體安裝方式進(jìn)行調(diào)整。本技術(shù)中的“遠(yuǎn)側(cè)橫邊”指的是圖像采集單元的兩條橫邊中，與“所述成像鏡頭的光軸落在圖像采集單元所在平面上的交點”距離較遠(yuǎn)的橫邊、“遠(yuǎn)側(cè)縱邊”指的是圖像采集單元的兩條縱邊中，與“所述成像鏡頭的光軸落在圖像采集單元所在平面上的交點”距離較遠(yuǎn)的縱邊。

28、當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，雖然本技術(shù)中，尤其是實施例中，左側(cè)攝像裝置的圖像采集單元的中心相對于成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點向右上方向偏移，這是為了提供車輛左側(cè)后方中，偏左側(cè)和偏下方的視野；右側(cè)攝像裝置的圖像采集單元的中心相對于成像鏡頭的光軸與圖像采集單元所在平面的交點向左上方向偏移，這是為了提供車輛右側(cè)后方偏右側(cè)和偏下方的視野，使駕駛員可以獲得更開闊、無畸變的視野，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在應(yīng)用到其他場景時，可以根據(jù)具體應(yīng)用場景對斜向偏移的方向和角度進(jìn)行調(diào)整。

29、本實用新型車載攝像裝置可以分為左、右兩個，或者是左前、右前、左后、右后四個，或是與更多組攝像裝置配合使用。兩側(cè)的車載攝像裝置分別設(shè)置在車輛的兩側(cè)，但是左側(cè)和右側(cè)攝像裝置的偏移量彼此可以不同，這是需要根據(jù)兩側(cè)對目標(biāo)視野的需要而定的。本實用新型中所提到的相機主體、圖像采集單元和成像鏡頭的位置關(guān)系，可以通過固定在車載攝像裝置中的形式固化，也可以通過可調(diào)節(jié)的安裝方式安裝在車載攝像裝置中。

30、本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，由于偏移是相對概念，圖像采集裝置相對于成像鏡頭主軸的偏移可以通過移動圖像采集單元來實現(xiàn)也可以通過反向移動成像鏡頭來實現(xiàn)。

31、有益效果

32、采用本實用新型的斜向平移設(shè)置的攝像裝置，不僅可以最大化的利用圖像采集單元的有效面積，避免傾斜拍攝帶來的透視變形問題，與此同時還能夠提供符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的最大化視野。若本實用新型的斜向平移式攝像裝置結(jié)合鏡頭的桶形畸變光學(xué)特征使用，還能夠帶來“實現(xiàn)對近處景物縮小放大倍數(shù)，對遠(yuǎn)處景物增加放大倍數(shù)”良好視覺效果。此外，本技術(shù)提出了采用大成像圓鏡頭配合不同偏移量設(shè)置的相機構(gòu)造，使其適用于不同的傳感器偏移量，使得適用于各種車型的后視鏡攝像裝置都可以通過本技術(shù)的相機構(gòu)造實現(xiàn)，不同車型進(jìn)需要通過在傳感器安裝位上進(jìn)行偏移量的調(diào)整就可以適用。