车底环境检测摄像头、车底环境检测方法和车辆系统

技术领域

本申请涉及安全检测设备技术领域，特别是涉及一种车底环境检测摄像头、车底环境检测方法和车辆系统。

背景技术

为了保证车辆使用安全，车辆车身内部和外部配置了大量的摄像头，包括前视、环视、周视、后视、舱内乘客监控(OMS)、驾驶员监控(DMS)等多种摄像头，以实现对车辆的四周和车内进行全范围的监控和感知，提高车辆的安全性。

车辆底部的环境，对于车辆启动时或停车时的安全，存在着重要的影响。不少安全问题就是由于在启动或停车阶段对车底环境的观察不充分、不及时引起的；如在车辆启动时，如果未及时观察到在车底存在活体(如人或小动物等)，就会引起安全事故。然而在相关技术中，针对于车辆底部的环境缺少实施有效的观察摄像头，从而导致车底环境检测的安全性较低。

目前，对于车底环境检测的准确性低的问题，尚未提出有效地解决方案。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种车底环境检测摄像头、车底环境检测方法和车辆系统。

第一方面，本申请提供了一种车底环境检测摄像头。该摄像头包括：第一反射组件、第二反射组件以及成像组件；

第一反射组件具有弧形曲面，且弧形曲面的弧度为预设弯曲角度；第一反射组件，用于获取预设弯曲角度范围内的车底环境光信号，并车底环境光信号进行反射；

第二反射组件，用于将车底环境光信号进行反射至成像组件；

成像组件，用于对车底环境光信号进行成像处理，得到对应于第一反射组件的视野环境的车底图像结果；其中，视野环境根据预设弯曲角度确定。

在其中一个实施例中，该摄像头还包括透镜组件；

透镜组件，安装于第一反射组件与成像组件之间，用于汇聚车底环境光信号至成像组件表面。

在其中一个实施例中，第二反射组件与第一反射组件轴线重合。

在其中一个实施例中，第二反射组件，还用于在获取到预设的第二反射组件控制指令的情况下，围绕预设的第二反射组件固定点旋转预设的旋转角度，其中，旋转角度根据控制指令确定。

在其中一个实施例中，摄像头包括保护罩结构：

保护罩结构，设置于第一反射组件、第二反射组件以及成像组件外侧。

在其中一个实施例中，摄像头与预设的控制台连接；

控制台，用于基于训练完备的目标识别模型对车底图像结果进行识别处理，得到针对车底环境的车底识别结果，并将车底识别结果发送至预设的显示模块进行显示处理。

在其中一个实施例中，第二反射组件结构为以下至少之一：平面结构、曲面结构。

第二方面，本申请还提供了一种车底环境检测方法。所述方法包括：

第一反射组件获取预设弯曲角度范围内的车底环境光信号，并将车底环境光信号进行反射；其中，第一反射组件具有弧形曲面，且弧形曲面的弧度为预设弯曲角度；

第二反射组件将车底环境光信号反射至成像组件；

成像组件对车底环境光信号进行成像处理，得到对应于第一反射组件的视野环境的车底图像结果；其中，视野环境根据预设弯曲角度确定。

第三方面，本申请还提供了一种车辆系统。所述车辆系统包括控制台以及摄像头；

所述摄像头，位于车辆底部并连接控制台，用于基于控制台输出的检测指令，获取车底环境光信号，并基于车底环境光信号执行上述车底环境检测方法。

在其中一个实施例中，摄像头为伸缩式结构，控制台还用于在控制车辆启动，和/或，在控制车辆处于倒车状态的情况下，控制摄像头伸出，针对车底环境进行检测；

控制台还用于，在控制车辆行驶速度大于或等于预设的车速阈值，和/或，控制车辆处于停止状态的情况下，控制摄像头收回；

控制台还用于，基于检测指令，控制摄像头伸出。

上述一种车底环境检测摄像头、车底环境检测方法和车辆系统，首先通过具有弧形曲面的第一反射组件获取预设弯曲角度范围内的车底环境光信号，而后将该车底环境光信号通过第二反射组件反射至成像组件，最后成像组件根据该车底环境光信号进行成像处理，得到车底图像结果。通过第一反射组件的弧形曲面可以获取到的更大范围内的车底环境光信号，并且基于第二反射组件将车底环境光信号进行再次反射，可以更好的适应车底复杂的短距离环境，以得到更为清晰、成像范围更大的的车底图像结果。

附图说明

图1为一个实施例中车底环境检测摄像头的结构框图；

图2a为一个实施例中第一反射组件的侧视图；

图2b为一个实施例中第一反射组件的俯视图；

图3为一个实施例中成像组件生成车底图像结果的流程示意图；

图4a和图4b为一个优选实施例中透镜组件的结构示意图；

图5为一个实施例中第二反射组件旋转后的示意图；

图6为一个实施例中针对车底识别结果进行显示的流程示意图；

图7a为一个实施例中第二反射组件为凹形曲面结构时的示意图；

图7b为一个实施例中第二反射组件为凸形曲面结构时的示意图；

图8为一个优选实施例中摄像头结构示意图；

图9为一个优选实施例中摄像头结构示意图；

图10为一个实施例中车底环境检测方法流程示意图；

图11为一个实施例中车辆系统结构框图；

图12为一个实施例中摄像头安装位置示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种车底环境检测摄像头110，该摄像头110包括：第一反射组件111、第二反射组件112以及成像组件113；

第一反射组件111具有弧形曲面，且弧形曲面的弧度为预设弯曲角度；第一反射组件111，用于获取预设弯曲角度范围内的车底环境光信号，并车底环境光信号进行反射。

其中，该第一反射组件111一般为环形结构，中间为一个圆孔，在一些实施例中中间也可为方形孔等，且具有弧形曲面，该弧形曲面按照预设弯曲角度进行弯曲，该预设弯曲角度满足光学要求，也可由用户决定，预先通过仿真软件进行辅助设计，可以做成二次曲面、自由曲面等形式的曲面。环形的曲面对360度的入射光进行反射，使得水平视角为360度，环形的曲面在垂直方向的弧度按要求进行了设计，保证了摄像头110的视场角成像角度满足要求，如图2a为一个实施例中第一反射组件111的侧视图，图2b为一个实施例中第一反射组件111的俯视图。基于第一反射组件111获取到车底环境光信号，并将车底环境光信号反射至第二反射组件112。

第二反射组件112，用于将车底环境光信号进行反射至成像组件113。

其中，一般情况下第一反射组件111位于第二反射组件112以及成像组件113之间，第二反射组件112用于将第一反射组件111获取到的车底环境光信号反射至成像组件113。该第二反射组件112一般为至少一个反射镜组成的结构。

成像组件113，用于对车底环境光信号进行成像处理，得到对应于第一反射组件111的视野环境的车底图像结果；其中，视野环境根据预设弯曲角度确定。

其中，成像组件113一般由光电传感器组成，对经过至少两次反射的车底环境光信号进行成像处理，得到车底图像结果。进一步地，图3为一个实施例中成像组件113生成车底图像结果的流程示意图，首先传感器将车底环境光信号转化成车底环境光电信号，基于串行发送单元和串行接收单元完成对于车底环境光电信号的传送，将车底环境光电信号传输至摄像头驱动，摄像头驱动控制接收传输过来的光电信号，图像信号处理器对接收的车底环境光电信号进行图像信号数字处理，对图像信号进行优化，如曝光控制、亮度调整、白平衡、颜色校正等，而后基于CPU或DSP对图像进行反畸变等校正，最后得到上述车底图像结果并输出。其中，视野环境由第一反射组件111的预设弯曲角度决定，该预设弯曲角度与视野环境为正比关系。

在相关技术中，针对车辆底部的观察通常有两种方法，一种为鱼眼摄像头，一种为透明底盘技术，其中，鱼眼摄像头是比较接近于解决车底成像观察的摄像头，鱼眼摄像头具有广角视场角，可以做到大于180度，甚至190度的观察角度，但是更大的角度，用穿透的透镜类型的鱼眼镜头就难以实现了，进一步地，鱼眼摄像头通常存在畸变大、近景占比太大的问题，不同角度的距离焦距与车辆底部的观察环境不匹配。其中，透明底盘技术是利用车前(或车后)的摄像头，来观察车底情况，透明底盘技术必须在车辆移动的情况下才能观察，具有局限性，不能观察静止时彻底的状态，而静止情况下，特别是车辆刚刚启动时，对车底情况的观察尤为重要，并且进一步地，透明底盘技术实质是利用车前(或车后)的摄像头，在车辆移动过程中对车底的环境图像进行填充，是一种虚拟成像技术，不是物理意义上的实时成像。而本申请中，通过上述第一反射组件111、第二反射组件112以及成像组件113可知，一方面，基于该第一反射组件111实现了360度环形成像，通过预设弯曲角度的设置，可以使摄像头在不同视场角的角度都能清晰成像；另一方面，通过第二反射组件112，可以将光信号反射至成像组件113进行成像，也可以使摄像头更好的适应车底这种短距离环境，以实现针对车底环境的清晰成像，有效地解决了现有技术存在的畸变大、不能实时成像、视野范围小等问题。

在一个实施例中，摄像头还包括透镜组件；

透镜组件，安装于第一反射组件与成像组件之间，用于汇聚车底环境光信号至成像组件表面。

具体地，该透镜组件由多个镜片构成，这组透镜镜片对经过第一反射组件以及第二反射组件两次反射后的水平方向为360度的光线进行汇聚，在成像组件表面进行聚焦，形成清晰的360度环视的图像，图4a以及图4b给出了两个透镜组件的优选实施例，包括了第一透镜(编号3)到第六透镜(编号8)等六个透镜镜片，图4a以及图4b中的(3)、(4)、(5)等代表不同的镜片编号，S5、S6等代表了不同的镜面；可以理解的是，其中，编号(1)以及编号(2)的镜片组件分别为上述第一反射组件以及第二反射组件的镜片。实际上透镜组件中的镜片数量以及形状是不限制的，只要设计上能满足成像的要求，采用几片镜片都是可以的。通过透镜组件，可以使得获取到的车底环境光信号在成像组件表面聚焦，以实现清晰成像，进一步地，也可根据实际应用场景对透镜组件中的镜片进行选择，来满足不同应用环境的需要。图4a以及图4b中的(9)均为滤光片，不同波长的光信号透过率不同。可以选择红外线截止滤光片，使摄像头为可见光摄像头；也可以选择滤光片为红外线透过而可见光截止，使摄像头为红外线摄像头。面S18(IMA)表示光电传感器芯片的成像面。

在一个实施例中，第二反射组件与第一反射组件轴线重合。

具体地，在第二反射组件由一个反射面构成时，其第二反射组件与第一反射组件轴线重合，使得第一反射组件上中心和四周具有相同的分辨率。

在一个实施例中，第二反射组件，还用于在获取到预设的第二反射组件控制指令的情况下，围绕预设的第二反射组件固定点旋转预设的旋转角度，其中，旋转角度根据控制指令确定。

具体地，图5为一个实施例中第二反射组件旋转后的示意图，上述第二反射组件控制指令一般由用户发出，基于该第二反射组件控制指令控制第二反射组件围绕预设的第二反射组件固定点旋转预设的旋转角度，优选的，该第二反射组件固定点一般为第二反射组件的中心点，即旋转后第二反射组件相对于第一反射组件的中心轴线发生倾斜，不再是垂直关系。此时，经过两次反射后，在成像组件表面成像，在水平方向上仍然是环形360度，在垂直方向上，随着倾斜角度的变化，不同方向看见的垂直角度范围会发生一些变化，即视场角的上边界和下边界位置会随着第二反射组件的旋转发生移动，实际应用时用户可以一边控制第二反射组件旋转一边观察旋转后的结果。通过上述第二反射组件，可以在实际应用时灵活改变针对车底环境的视场角，使得本申请的摄像头可以灵活适应车底的复杂环境，根据需要实时调整视场角的边界范围，使得针对车底环境的观察检测更加全面。

在一个实施例中，摄像头包括保护罩结构：

保护罩结构，设置于第一反射组件、第二反射组件以及成像组件外侧。

具体地，该保护罩结构为透明结构，优选的，该保护罩结构为了更好地适应反射组件以及透镜组件，该横截面可以为抛物线形的结构，以对上述反射组件以及成像组件进行保护，减少镜头污损的可能性。

在一个实施例中，摄像头与预设的控制台连接；

控制台，用于基于训练完备的目标识别模型对车底图像结果进行识别处理，得到针对车底环境的车底识别结果，并将车底识别结果发送至预设的显示模块进行显示处理。

具体地，该控制台包括有识别模块以及显示模块，识别模块以及显示模块集成在上述控制台中，通过识别模块中的目标识别模型对车底图像结果进行识别处理，得到车底识别结果，该车底识别结果中包括针对活体或障碍物的提示信息，进一步地，控制台可以根据该提示信息进行报警。而后进一步的，基于显示模块对车底识别结果进行显示，其中，用户可以对显示模式进行选择，包括但不限于反畸变、俯视投影等显示模式，如图6为一个实施例中针对车底识别结果进行显示的流程示意图。通过上述控制台，可以使得用户更为便捷的查看针对车底环境的检测结果，有效地起到了安全检查的作用，有助于用户更好的控制车辆驾驶。

在一个实施例中，第二反射组件结构为以下至少之一：平面结构、曲面结构。

具体地，图7a和图7b为一个实施例中第二反射组件的结构示意图。该第二反射组件可以为平面结构，也可以为曲面结构，图7a第二反射组件为凹形曲面结构时的示意图，这个凹形曲面结构与上述第一反射组件联合对车底环境光信号进行反射，将该光信号反射至透镜组件后在成像组件表面成像，使其水平方向上仍然是环形360度，垂直方向上看见的垂直角度范围由第一反射组件、凹形曲面的第二反射组件和透镜组件共同决定。图7b为第二反射组件为凸形曲面结构时的示意图，这个凸形曲面结构与第一反射组件联合对车底环境光信号进行反射，将该光信号反射至透镜组件后在成像组件表面成像，使其水平方向上仍然是环形360度，垂直方向上看见的垂直角度范围由第一反射组件、凸形曲面的第二反射组件和透镜组件共同决定。当第二反射组件为平面结构时同理，水平方向上看到的范围仍为360度，垂直方向上看见的垂直角度范围由第一反射组件、平面的第二反射组件和透镜组件共同决定。通过上述第二反射组件，可以实现根据实际应用场景灵活改变视野范围，使得对车底环境的观察和检测更加全面，大幅减小了驾驶时的安全隐患。

本实施例还提供了一种车底环境检测摄像头的优选实施例，如图8以及图9为一个优选实施例中摄像头结构示意图。

该摄像头由第一反射组件、第二反射组组件、透镜组件、保护罩结构以及成像组件共同组成。上述第一反射组件为环形结构，中间设置有圆形孔洞，并且该第一反射组件具有弧形曲面，该弧形曲面的弧度为预设的预设弯曲角度，基于该第一反射组件便可获取该预设弯曲角度范围内的车底环境光信号，并对该车底环境光信号进行反射，将该车底环境光信号反射至第二反射组件，进一步地，在摄像头的设计阶段，可根据距地面的高度距离，调整第一反射组件反射面上各点的法线角度，使得中心和四周具有相同的分辨率。上述第一反射组件设置于第二反射组件以及透镜组件之间，该第二反射组件可以为平面镜结构也可以为曲面镜结构，用于将车底环境光信号反射至透镜组件处，进一步地，该第二反射组件多为圆形结构，且第二反射组件与第一反射组件轴线重合，可以基于用户发出的第二反射组件控制指令围绕轴心进行倾斜、旋转，以适应不同的车底环境改变视野范围。上述透镜组件一般由多片镜片组成，可以实现将车底环境光信号在成像组件表面聚焦，以实现清晰成像，进一步地，在实际应用中，成像组件与透镜组件中间设置有滤色片，根据成像的要求，滤色片可以是红外截止的可见光滤光片，也可以是透红外的红外滤光片，用于彩色成像或红外成像。最后，第一反射组件、第二反射组件、透镜组件、滤色片以及成像组件外部设置有保护罩结构，基于该保护罩结构可以减小摄像头污损的可能性，对上述组件进行保护。最后，该成像组件基于车底环境光信号进行成像并校正，得到车底图像结果。

上述车底环境检测摄像头中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的车底环境检测摄像头的车底环境检测方法。该方法所提供的解决问题的实现方案与上述系统中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个车底环境检测方法实施例中的具体限定可以参见上文中对于车底环境检测摄像头的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，还提供了一种车底环境检测方法，如图10所示，图10为一种车底环境检测方法流程示意图；

步骤S1010，第一反射组件获取预设弯曲角度范围内的车底环境光信号，并将车底环境光信号进行反射；其中，第一反射组件具有弧形曲面，且弧形曲面的弧度为预设弯曲角度；

具体地，该第一反射组件一般为环形结构，中间为一个圆孔，在一些实施例中中间也可为方形孔等，且具有弧形曲面，该弧形曲面按照预设弯曲角度进行弯曲，该预设弯曲角度满足光学要求，也可由用户决定，预先通过仿真软件进行辅助设计，可以做成二次曲面、自由曲面等形式的曲面。环形的曲面对360度的入射光进行反射，使得水平视角为360度，环形的曲面在垂直方向的弧度按要求进行了设计，保证了摄像头的视场角成像角度满足要求，并基于第一反射组件获取到车底环境光信号，并将该车底环境光信号反射至第二反射组件。

步骤S1020，第二反射组件将车底环境光信号反射至成像组件；

具体地，一般情况下第一反射组件位于第二反射组件以及成像组件之间，第二反射组件用于将第一反射组件获取到的车底环境光信号反射至成像组件。该第二反射组件一般为至少一个反射镜组成的结构。

步骤S1030，成像组件对车底环境光信号进行成像处理，得到对应于第一反射组件的视野环境的车底图像结果；其中，视野环境根据预设弯曲角度确定。

具体地，成像组件一般由光电传感器组成，对经过至少两次反射的车底环境光信号进行成像处理，得到车底图像结果。其中具体的，首先经过串行器将车底环境光信号传输至摄像头驱动，基于摄像头驱动控制图像信号处理器对车底环境光信号进行成像处理并进行校正，如白平衡、颜色校正等，而后基于单片机进行反畸变等校正，最后得到上述车底图像结果并输出。其中，视野环境由第一反射组件的预设弯曲角度决定。通过上述方法，实现了针对车底短距离环境的清晰、全面的成像，相比于现有技术其视野范围更大，成像更灵活，有效地降低了安全事故发生的可能性。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图11所示，提供了一种车辆系统，该车辆系统包括控制台1110以及摄像头1120；

摄像头1120，位于车辆底部并连接控制台1110，用于基于控制台1110输出的检测指令，获取车底环境光信号，并基于车底环境光信号执行上文中的车底环境检测方法。

具体地，图12为一个实施例中，摄像头1120安装位置示意图。在本实施例中，摄像头1120安装在车底盘处，可以为前轴中心、后轴中心或右后轮附近处，基于控制台1110输出的检测指令，获取车底环境光信号，在实际应用中，上述控制台1110上还集成了识别模块、显示模块等，基于上述车底环境光信号生成的图像进行识别和显示，便于用户进行查看。

在其中一个实施例中，摄像头为伸缩式结构，控制台还用于在控制车辆启动，和/或，在控制车辆处于倒车状态的情况下，控制摄像头伸出，针对车底环境进行检测；

控制台还用于，在控制车辆行驶速度大于或等于预设的车速阈值，和/或，控制车辆处于停止状态的情况下，控制摄像头收回；

控制台还用于，基于检测指令，控制摄像头伸出。

具体地，上述车速阈值可以由用户进行设置，如设置为30km/h等，在车辆处于启动和倒车状态时，也是安全隐患较高的时候，此时可以设置摄像头自动伸出开始对车底环境进行检测，进一步地，在行驶速度大于车速阈值时，为了防止摄像头受到剐蹭，可以设置摄像头自动收回，进一步地，也可以设置为在用户需要查看车底环境时，基于检测指令控制摄像头伸出查看车底环境，并根据实际需要收回。通过上述方法可以有效避免摄像头长时间暴露在外，可能会出现的污损、剐蹭等情况，在不影响实际使用的前提下，灵活决定了摄像头的伸出和收回，可以更好的适应实际应用环境。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。