三維行車影像輔助裝置的制作方法

本發明涉及一種影像輔助裝置，特別是指一種三維行車影像輔助裝置。

背景技術：

隨著科技的進步，可攜式電子產品的應用也越來越普遍，如智能型手機(Smart phone)、個人數字助理(Personal Digital Assistant)、導航裝置及平板計算機，儼然已成為大眾化的電子產品。在開車過程中，駕駛人可利用可攜式電子產品隨時定位目前的位置，且通過電子地圖查找并規劃到達目的地的行車路線，使行車能更加順暢與便利。

在行車過程中，電子地圖上一般會顯示主要道路名稱與車輛位置附近的設施名稱(如便利商店或停車場)，以供駕駛人觀看與辨識。然而，電子地圖所顯示的信息與駕駛人實際看到的前方或周遭景像并不相同，因此駕駛人須仔細比對電子地圖與所看到的周遭景象才能知道確切的位置，造成無法快速且直覺地辨別而增加行車的危險性。

此外，目前電子地圖僅會顯示基本的圖資，如道路名稱或主要建筑物名稱，駕駛人無法進一步獲得更細部的信息。因此仍有需要改良突破的問題與缺點。

技術實現要素：

鑒于上述問題，于一實施例中，本發明提供一種三維行車影像輔助裝置，包括鏡頭群組、三維影像合成模塊、GPS模塊、通信模塊、影像處理模塊及顯示模塊。鏡頭群組包括多個鏡頭，這些鏡頭分別設置于車輛周圍的不同位置處，以分別拍攝車輛周圍的多個外部影像。三維影像合成模塊電連接于該鏡頭群組，三維影像合成模塊接收多個外部影像并合成為三維環場投影影像，其中三維環場投影影像包括設施影像。GPS模塊檢測并輸出車輛實時位置。通信模塊接收對應于車輛實時位置的設施位置與設施信息。影像處理模塊電連接于三維影像合成模塊、GPS模塊及通信模塊，影像處理模塊接收三維環場投影影像、設施 信息、設施位置及車輛實時位置，影像處理模塊產生對應于設施位置與車輛實時位置的相對位置關系的標示影像，并對應疊合于設施影像上或鄰近設施影像，其中標示影像包括有設施信息。顯示模塊電連接于影像處理模塊，且接收并顯示三維環場投影影像與標示影像。

其中，該通信模塊通訊連接于一圖資數據庫，以接收由該圖資數據庫發出的該設施位置與該設施信息。

其中，更包括一輸入模塊，電連接于該通信模塊，該輸入模塊能供輸入一搜尋條件，該通信模塊接收并輸出該搜尋條件至該圖資數據庫，該圖資數據庫對應該搜尋條件輸出該設施位置與該設施信息。

其中，更包括一輸入模塊，電連接于該影像處理模塊，該輸入模塊能供輸入一產生條件，該影像處理模塊接收并根據該產生條件產生該標示影像。

其中，該通信模塊通訊連接于一電信基地臺或一短距無線模塊，以借由該電信基地臺接收該設施位置與該設施信息、或者接收由該短距無線模塊發出的該設施位置與該設施信息。

其中，該三維環場投影影像更包括對應該車輛的一虛擬車體。

其中，該影像處理模塊更根據不同的該設施影像的大小對應產生不同的該標示影像。

其中，該影像處理模塊更根據不同的該設施位置與該車輛實時位置的距離對應產生不同大小的該標示影像。

其中，該標示影像為一文字、一圖案、一動畫或其組合。

其中，該鏡頭群組包括：

一左視鏡頭，安裝于該車輛左側，該左視鏡頭拍攝并輸出一車體左側影像；

一右視鏡頭，安裝于該車輛右側，該右視鏡頭拍攝并輸出一車體右側影像；

一后視鏡頭，安裝于該車輛后側，該后視鏡頭拍攝并輸出一車體后側影像，該車體后側影像與該車體左側影像至少一部分重合，該車體后側影像與該車體右側影像至少一部分重合；以及

一前視鏡頭，安裝于該車輛前側，該前視鏡頭拍攝并輸出一車體前側影像，該車體前側影像與該車體左側影像至少一部分重合，該車體前側影像與該車體右側影像至少一部分重合。

借此，本發明實施例是利用影像的處理及合成，先建立三維環場投影影像， 再對應三維環場投影影像中的設施影像上疊合標示影像，使駕駛人在行車過程中可實時看到周遭設施的設施信息。另外，所合成的三維環場投影影像更具立體感而能夠實際呈現車輛周遭環境，使駕駛人能夠快速且直覺地辨識周遭設施的位置及信息，達到大幅提升行車便利性與安全性。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為本發明鏡頭群組的配置立體圖。

圖2為本發明顯示模塊的配置立體圖。

圖3為本發明三維行車影像輔助裝置第一實施例的裝置方塊圖。

圖4為本發明三維行車影像輔助裝置第二實施例的裝置方塊圖。

圖5為本發明三維行車影像輔助裝置的環場投影的示意圖。

圖6為本發明三維行車影像輔助裝置一實施例的顯示示意圖。

圖7為本發明三維行車影像輔助裝置另一實施例的顯示示意圖。

其中，附圖標記：

1 三維行車影像輔助裝置

2 車輛

10 鏡頭群組

10L 左視鏡頭

10R 右視鏡頭

10B 后視鏡頭

10F 前視鏡頭

20 三維影像合成模塊

21 3D環場模型

22 坐標中心位置

30 GPS模塊

40 通信模塊

50 影像處理模塊

60 顯示模塊

70 圖資數據庫

71 電信基地臺

72 短距無線模塊

73 輸入模塊

V_C 虛擬車體

I_L 車體左側影像

I_R 車體右側影像

I_B 車體后側影像

I_F 車體前側影像

I_A 設施影像

I_M 標示影像

I_surr 三維環場投影影像

具體實施方式

請參閱圖1、圖3所示，于本實施例中，三維行車影像輔助裝置1是應用于一車輛2上且包括鏡頭群組10、三維影像合成模塊20、GPS模塊30、通信模塊40、影像處理模塊50及顯示模塊60。

如圖1所示，于本實施例中，上述鏡頭群組10是包括有前視鏡頭10F、后視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R。其中，前視鏡頭10F是安裝于車輛2前方，例如，前視鏡頭10F可裝設在引擎蓋或前方入風口處，以拍攝車體前側影像I_F(也就是車輛2前方的外部影像)。上述后視鏡頭10B是安裝于車輛2后方，例如，后視鏡頭10B可裝設在后車廂蓋上，以拍攝車體后側影像I_B(也就是車輛2后方的外部影像)。上述左視鏡頭10L與右視鏡頭10R是分別安裝于車輛2左右兩側，例如，左視鏡頭10L是安裝于左后視鏡上以拍攝車體左側影像I_L(也就是車輛2左方的外部影像)，右視鏡頭10R則可安裝于右后視鏡上以拍攝車體右側影像I_R(也就是車輛2右方的外部影像)。實際上，上述各鏡頭的數量及角度都可以依實際的需求調整，以上僅為示例，而非用以限制。

另外，上述前視鏡頭10F、后視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R具體上可為廣角鏡頭或魚眼鏡頭，且上述車體前側影像I_F、車體后側影像I_B、 車體左側影像I_L及車體右側影像I_R的至少一部分相互重合，也就是說，上述車體前側影像I_F、車體后側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R可皆有一部分相互重疊而沒有間隙，以取得車輛2周圍的全部影像，上述鏡頭群組10并輸出上述車體前側影像I_F、車體后側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R。

如圖3所示，上述三維影像合成模塊20具體上可以是微電腦、處理器或特用芯片來實現，且三維影像合成模塊20可安裝于車輛2上。所述三維影像合成模塊20電連接于上述前視鏡頭10F、后視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R。且三維影像合成模塊20接收并可先將車體前側影像I_F、車體后側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R組合為一平面的環場影像，再經由逆投影的方式將平面的環場影像合成為一三維環場投影影像I_surr并輸出。

或者，請參圖5所示，于本實施例中，三維影像合成模塊20是將上述車體前側影像I_F、車體后側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R投影至一3D環場模型21而合成三維環場投影影像I_surr，且車體前側影像I_F、車體后側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R投影至3D環場模型21的邊緣相互重疊，因此，三維環場投影影像I_surr可呈現車輛2周圍的3D環景影像，也就是說，三維環場投影影像I_surr更具立體感而能夠實際呈現車輛周遭環境，使駕駛人可輕易且直覺辨識周遭物體的高度差與距離。此外，于一實施例中，3D環場模型21的坐標中心位置22是對應于車輛2的駕駛人位置。也就是說，所合成出的三維環場投影影像I_surr是符合于駕駛人的觀看視野。其中三維影像合成模塊20可利用GPS定位系統取得上述駕駛人位置(如駕駛人的坐標)，以將上述將3D環場模型21的坐標中心位置22校正至駕駛人位置，但不局限于此種方式。

于一實施例中，3D環場模型21中可建立對應車輛2的一虛擬車體V_C，使三維環場投影影像I_surr更顯示虛擬車體V_C。此外，在三維環場投影影像I_surr也會顯示車輛2周遭的設施影像I_A。舉例來說，設施影像I_A可以是車輛2周遭的便利商店、加油站、餐廳、停車場、公園、百貨公司、電影院或交通號志等設施的影像，且由于三維環場投影影像I_surr是實時顯示車輛2周遭的3D影像，因此設施影像I_A會隨著車輛2行車過程而不斷改變。

GPS模塊30具體上可以是微電腦、處理器或特用芯片來實現且安裝于車輛2中，以通過衛星檢測并輸出車輛實時位置(即車輛2所在位置)，其中由 于三維環場投影影像I_surr的虛擬車體V_C是對應于車輛2，因此車輛實時位置也能反映出虛擬車體V_C的位置。于一些實施例中，GPS模塊30也可位于配戴在駕駛人身上的其它穿戴式裝置(如手表或手環)中。或者，GPS模塊30也可安裝于駕駛人的座椅上而能同時輸出駕駛人位置，以供三維影像合成模塊20將3D環場模型21的坐標中心位置22校正至駕駛人位置。

通信模塊40是接收對應車輛實時位置的設施信息與設施位置，例如通信模塊40是接收在車輛實時位置的一范圍(如300米)內的設施信息與設施位置。于一實施例中，設施信息可以是設施影像I_A所對應到的設施的名稱、生活信息或交通信息。舉例來說，若設施影像I_A對應到的設施為加油站，而設施信息可包括加油站的名稱(如中國石油)、油價、優惠信息或其組合。若設施影像I_A所對應到的設施為停車場，則設施信息可包括停車場的名稱、停車價格、剩余車位或其組合。而設施位置可以是設施影像I_A所對應到的設施的GPS位置。

如圖4所示，于一實施例中，通信模塊40可以是控制器局域網絡(Controller Area Network)，以連接車輛2中的圖資數據庫70(如導航裝置內建的圖資數據)，圖資數據庫70可搜尋車輛實時位置周遭的圖資數據并輸出給通信模塊40，其中圖資數據即可包括車輛2周遭設施的設施信息與設施位置。于一些實施例中，通信模塊40也可為無線通信模塊(如天線模塊、wifi模塊、3G/4G模塊、藍牙模塊或ZigBee模塊)，以連接遠程圖資數據庫70，以接收由遠程提供的圖資數據。

如圖4所示，于一實施例中，通信模塊40可以是無線通信模塊(如天線模塊、wifi模塊、3G/4G模塊)，以通訊連接于電信基地臺71，使通信模塊40可通過電信基地臺71連上因特網而可由車聯網(Internet of Vehicles)或其它遠程服務器(如餐廳、停車場或其它店家的服務器主機)取得設施信息與設施位置。

如圖4所示，于一實施例中，通信模塊40可以是短距無線模塊72(如藍牙模塊、ZigBee模塊或802.11模塊)，而能接收由短距無線模塊72發出的設施信息與設施位置。舉例來說，短距無線模塊72可設在設施(如交通號志、加油站或便利商店)內部，并持續發出設施信息與設施位置的廣播，當車輛2行經設施的廣播范圍內時，通信模塊40即可接收由短距無線模塊72發出的設施信息與設施位置。

于一實施例中，通信模塊40可電連接于圖資數據庫70、電信基地臺71或短距無線模塊72至少其中一者，此部分并不局限。

影像處理模塊50具體上可以是微電腦、處理器或特用芯片來實現并安裝于車輛2上，且影像處理模塊50電連接于三維影像合成模塊20、GPS模塊30及通信模塊40，以接收三維環場投影影像I_surr、設施信息、設施位置及車輛實時位置，影像處理模塊50產生對應于設施位置與車輛實時位置的相對位置關系的標示影像I_M，并對應疊合于設施影像I_A上或鄰近設施影像I_A，且標示影像I_M包括有設施信息。由于設施位置與車輛實時位置可反應出設施影像I_A與虛擬車體V_C的相對位置，故影像處理模塊50可準確疊合標示影像I_M于設施影像I_A上或鄰近設施影像I_A。

如圖2所示，在本實施例中，顯示模塊60具體上可為設置于車輛2內部(如儀表板上)的一顯示屏幕。于一實施例中，顯示模塊60也可以是抬頭顯示器或智能型電子產品(如智能型手機或平板計算機)的顯示屏幕，此部分并不局限，例如，顯示模塊60更可以內嵌于車輛2兩片前擋玻璃中，以供駕駛人于駕駛時可以不改變視野位置就能觀看標示影像I_M及設施影像I_A。顯示模塊60是電連接于影像處理模塊50，以接收并顯示三維環場投影影像I_surr與標示影像I_M。

此如圖6所示，為本發明三維行車影像輔助裝置一實施例的顯示示意圖。在本實施例中，顯示模塊60所顯示的三維環場投影影像I_surr包括有多個設施影像I_A(如停車場、超商、醫院及紅綠燈)，影像處理模塊50在每個設施影像I_A都疊合有標示影像I_M并顯示于顯示模塊60上。于一實施例中，標示影像I_M可顯示設施信息的全部或局部內容，且標示影像I_M可為文字、圖案、動畫或其組合。舉例來說，若設施影像I_A為加油站，標示影像I_M可顯示加油站的名稱、圖樣、油價及優惠信息，或者標示影像I_M也可僅為加油站的名稱，此并不局限。若設施影像I_A為紅綠燈，則標示影像I_M可顯示紅綠燈的秒數倒數動畫。借此，使駕駛人能夠快速且直覺地辨識周遭設施的位置及信息。

于一實施例中，影像處理模塊50更對應不同的設施影像I_A的大小產生不同的標示影像I_M，例如，設施影像I_A在三維環場投影影像I_surr中所占的比例越大，所產生的標示影像I_M則越大，使駕駛人能更清楚的辨識。或者，影像處理模塊50是依據不同的設施位置與車輛實時位置的距離產生不同的標示影像I_M。如圖6所示，于一實施例中，設施位置與車輛實時位置的距離越近，則影像處 理模塊50所產生的標示影像I_M則越大。

于一實施例中，通信模塊40可輸出一搜尋條件至圖資數據庫70，圖資數據庫70對應搜尋條件輸出設施信息與設施位置。舉例來說，通信模塊40可連接一輸入模塊73(如圖4所示)，以供使用者輸入搜尋條件并由通信模塊40輸出至圖資數據庫70，其中搜尋條件可依使用者需求輸入，例如：使用者想要用餐，即可輸入搜尋條件“餐廳”，圖資數據庫70即搜尋車輛2周遭的關于“餐廳”的設施信息與設施位置，當三維環場投影影像I_surr出現對應“餐廳”的設施影像I_A，影像處理模塊50疊合標示影像I_M于該設施影像I_A上，使三維環場投影影像I_surr中對應搜尋條件的設施影像I_A上才會顯示標示影像I_M。

于一實施例中，影像處理模塊50可接收產生條件，影像處理模塊50更根據產生條件產生標示影像I_M并疊合于設施影像I_A上。舉例來說，影像處理模塊50可連接輸入模塊73(如圖4所示)，以供使用者輸入產生條件，影像處理模塊50再根據產生條件產生標示影像I_M。例如，使用者想要加油，即可輸入產生條件為“加油站”，當三維環場投影影像I_surr出現對應“加油站”的設施影像I_A時，影像處理模塊50會僅對應該設施影像I_A產生標示影像I_M，使三維環場投影影像I_surr中對應產生條件的設施影像I_A上才會顯示標示影像I_M。

承上，請參圖7所示，為本發明三維行車影像輔助裝置另一實施例的顯示示意圖。在本實施例中，只有三維環場投影影像I_surr中部分的設施影像I_A(在此為停車場)才顯示標示影像I_M。也就是說，當駕駛人想要停車時，即可由上述輸入模塊73輸入設置條件或產生條件為“停車場”，即可使三維環場投影影像I_surr中對應“停車場”的設施影像I_A才顯示標示影像I_M，達到更符合使用者需求的優點。此外，在本實施例中，標示影像I_M除了顯示停車場的名稱的外，更顯示停車場的價格與剩余車位。在一些實施例中，若設施影像I_A為百貨公司，標示影像I_M除了顯示百貨公司的名稱之外，還可顯示百貨公司的促銷活動。達到使駕駛人除了知道周遭設施的名稱之外，還能直接看出設施的細部信息，達到進一步提升便利性的功效。

另外，上述各個模塊之間可利用有線(如Controller Area Network)或無線(如wifi、藍牙或ZigBee)的方式相互傳輸數據，此并不局限。此外，在一些實施例中，三維影像合成模塊20、GPS模塊30、通信模塊40及影像處理模塊50可整合于安裝在車輛2中的車機(OBU)的內部電路板上。

綜上，本發明實施例是利用影像的處理及合成，先建立三維環場投影影像，再對應三維環場投影影像中的設施影像上疊合標示影像，使駕駛人在行車過程中可實時看到周遭設施的設施信息。另外，所合成的三維環場投影影像更具立體感而能夠實際呈現車輛周遭環境，使駕駛人能夠快速且直覺地辨識周遭設施的位置及信息，達到大幅提升行車便利性與安全性。

當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。