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TWI585723B - 車輛監控系統及其方法 - Google Patents

車輛監控系統及其方法 Download PDF

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TWI585723B
TWI585723B TW104144616A TW104144616A TWI585723B TW I585723 B TWI585723 B TW I585723B TW 104144616 A TW104144616 A TW 104144616A TW 104144616 A TW104144616 A TW 104144616A TW I585723 B TWI585723 B TW I585723B
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TW
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monitored
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bird
Prior art date
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TW104144616A
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English (en)
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TW201724052A (zh
Inventor
許玄岳
王斯弘
Original Assignee
合盈光電科技股份有限公司
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Publication date
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Priority to CN201610643979.3A priority patent/CN106926794B/zh
Priority to JP2016254557A priority patent/JP6629715B2/ja
Priority to EP16207191.4A priority patent/EP3188077A1/en
Priority to US15/394,011 priority patent/US10194079B2/en
Application granted granted Critical
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Description

車輛監控系統及其方法
本發明係有關於一種車輛監控系統及其方法，尤其是指一種利用俯視車輛周圍之環景鳥瞰影像與光源投射之光學圖樣以顯示被監測物之存在與距離的車用偵測系統及其方法。
按，在現今的社會中，行動載具已成為國人不可或缺的交通運輸工具，不論是旅遊、客運或貨運等，皆已大量仰賴行動載具的幫忙；然而，許多駕駛常會因為不熟悉路況，而不小心進入死巷或狹窄巷道內動彈不得，或是一些體積龐大的車輛因天候不佳或視覺死角等因素，必須在車多人雜的地方倒車或迴轉，此舉容易導致駕駛因無法正確得知車輛周圍的真實情況而發生許多輕重不一的意外事故；因此，目前已有許多方案將攝影機或照相機等影像擷取裝置安裝於行動載具之周圍以解決上述問題；然而，傳統影像裝置應用於車輛安全之監控仍存在許多的視覺死角，有再改進之必要；為了解決上述之視覺死角問題，許多研究乃使用複數個環設於車輛周圍之攝影機將所取得的影像結合轉換為鳥瞰影像之方式，如中華民國專利第M479253之『車用影像安全系統』即以此為出發點，此專利主要是在車輛周圍設置複數個攝影模組，再藉由一中央控制模組將攝影模組所擷取之影像結合並產生一鳥瞰影像，以警示駕駛者之行車安全；然而，此 專利並無明確闡述影像如何轉換為鳥瞰影像，以及如何在鳥瞰影像中擷取障礙物之影像。
此外，一般車輛所使用的防盜器，係以車輛被震動或是車門被開啟而發出響亮的警報聲，以達到提醒駕駛或路人，以及嚇阻歹徒之目的；然而，傳統防盜器無法有效進行即時蒐證動作，當車輛停在路邊遭到歹徒破壞時，即使防盜器發出警報聲響，車主若無法及時趕到現場阻止，則無法有效得知歹徒的樣貌；因此，如何有效藉由硬體的設計，可在車輛行進間準確且全面偵測車輛周圍之被監測物位置與距離，以及在車輛停止時即時偵測靠近之不明人士，達到警示駕駛注意行車安全與保障生命財產之優勢，仍是車用偵測系統等相關產業之開發業者與相關研究人員需持續努力克服與解決之課題。
今，發明人即是鑑於上述傳統車用偵測系統於實際實施時仍存在有無法偵測車輛周圍被監測物位置與距離等諸多缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明主要目的為提供一種車輛監控系統及其方法，尤其是指一種利用俯視車輛周圍之環景鳥瞰影像與光源投射之光學圖樣以顯示被監測物之存在與距離的車用偵測系統及其方法，主要係藉由空間域判斷模組、時間域判斷模組與地面消除模組等影像偵測方式，以將車輛周圍之被監測物原始影像轉換為環景鳥瞰影像，並藉由光源投射於被監測物上之光學圖樣變化，有效於車輛行駛時提醒駕駛關於車輛周圍被監測物位置與距 離，以及車輛停止時即時偵測不明人士靠近之影像，達到維護行車安全與保障生命財產之優勢。
為了達到上述實施目的，本發明人提出一種車輛監控系統，係以一環景鳥瞰影像監控一車輛周圍至少一被監測物位置與距離，車輛監控系統係至少包括有複數個影像擷取單元、一影像處理單元，以及一顯示單元；複數個影像擷取單元係設置於車輛之外部周圍，每一影像擷取單元係包括有一光源、一攝影鏡頭，以及一感光元件，其中光源係發射一光束，以在被監測物上顯示一光學圖樣，而光學圖樣係隨著被監測物與車輛之間的距離而變化，攝影鏡頭係擷取車輛周圍被監測物之原始影像與其上之光學圖樣於感光元件上；影像處理單元係電性連接影像擷取單元，影像處理單元係包括有一距離偵測模組、一轉換模組、一空間域判斷模組、一時間域判斷模組，以及一地面消除模組，其中距離偵測模組係依據光學圖樣之變化，以計算被監測物與車輛之間的距離，轉換模組係將原始影像對應轉換為複數個鳥瞰影像，空間域判斷模組係判斷鳥瞰影像中被監測物存在之資訊，時間域判斷模組係以一區域差分法(Local Difference，LD)於兩兩連續之原始影像中找出被監測物之輪廓，地面消除模組係於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物與地面之差異性；顯示單元係電性連接影像處理單元，顯示單元係包括有一顯示模組以及一警示模組，顯示模組係顯示鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以及被監測物與車輛之間的距離，其中當距離小於一臨界值時，警示模組係發出一警示訊號。
如上所述的車輛監控系統，其中光源係為雷射、紅外線、發光二極體或用以輸出一光束之發光體等其中之一種。
如上所述的車輛監控系統，其中光學圖樣係為網格、直線或規則排列點等其中之一種圖樣。
如上所述的車輛監控系統，其中攝影鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種攝影元件。
如上所述的車輛監控系統，其中感光元件係為光電耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等其中之一種。
如上所述的車輛監控系統，其中區域差分法(LD)之公式如下： 其中m與n係為影像座標點，以形成一3×5的遮罩(mask)，而It(x+m,y+n)係為時間t之影像函數，It-1(x+m,y+n)則為時間t-1之影像函數，而閥值(Dth)之公式如下：Dth=256-(LD×th) (EQ.2)其中th係依目前畫面變化程度調整，且LD係與Dth呈反比關係，則差分範圍(Temp Diff)與閥值(Dth)之關係如下列公式如下：
如上所述的車輛監控系統，其中顯示模組係為具有一顯示螢幕之顯示器、智慧型手機、平板電腦或可攜式電腦等其中之一種或兩者以上之組合。
如上所述的車輛監控系統，其中警示訊號係以聲鳴、光線或 震動等其中之一種方式或兩者以上之組合呈現。
此外，為了達到車輛監控系統實施目的，本發明人乃研擬如下實施技術，係以一環景鳥瞰影像之方法監控一車輛周圍至少一被監測物存在的位置與距離；首先，使用複數個影像擷取單元內建的光源發射一光束，以於被監測物上顯示一光學圖樣，而光學圖樣係隨著被監測物與車輛之間的距離而變化，其中影像擷取單元係設置於車輛之外部周圍；接著，以影像擷取單元內建之攝影鏡頭擷取車輛周圍之被監測物的原始影像與其上之光學圖樣於對應之感光元件上；接續，使用一影像處理單元內建之距離偵測模組依據光學圖樣變化，計算被監測物與車輛之間的距離；之後，使用影像處理單元內建之轉換模組將原始影像對應轉換為複數個鳥瞰影像；接著，使用影像處理單元內建之空間域判斷模組以一放射性邊緣特性判斷鳥瞰影像中被監測物存在之資訊；接續，使用影像處理單元內建之時間域判斷模組以一區域差分法(LD)於兩兩連續之原始影像中找出被監測物之輪廓；之後，使用影像處理單元內建之地面消除模組以一運動估計法於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物與地面之差異性；最後，以一顯示單元之顯示模組顯示鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以及被監測物與車輛之間的距離，一警示模組係依據距離而發出一警示訊號。
如上所述的車輛監控方法，其中區域差分法(LD)之公式如下： 其中m與n為係影像座標點，以形成一3×5的遮罩，而It(x+m,y+n)係為時間t之影像函數，It-1(x+m,y+n)則為時間t-1之影像函數，而閥值(Dth)之公式如下：Dth=256-(LD×th) (EQ.2)其中th係依目前畫面變化程度調整，而LD係與Dth呈反比關係，則差分範圍(Temp Diff)與閥值(Dth)之關係如下列公式如下：
藉此，本發明之車輛監控系統及其方法係藉由空間域判斷模組、時間域判斷模組與地面消除模組等影像偵測方式，以將車輛周圍之被監測物原始影像轉換為環景鳥瞰影像，並藉由光源投射於被監測物上之光學圖樣變化，有效於車輛行駛時提醒駕駛關於車輛周圍被監測物位置與距離，以及車輛停止時即時偵測不明人士靠近之影像，達到維護行車安全與保障生命財產之優勢；此外，本發明之車輛監控系統及其方法係藉由設置於車輛內部之顯示單元顯示由複數個鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以偵測車輛周圍之至少一被監測物的狀態，可有效於車輛行駛時警示駕駛關於車輛周圍之被監測物的位置與距離，達到維護行車安全之優勢；再者，本發明之車輛監控系統及其方法係藉由光源發射之光學圖樣變化搭配環景鳥瞰影像，以偵測車輛周圍之被監測物的狀態與距離，可於車輛停止時即時偵測不明人士靠近靠近車輛之影像，達到保障生命財產安全之優勢；最後，本發明之車輛監控系統及其方法係藉由紅外線或雷射等發光體所發射之光束與光學圖樣等設計，可於夜間環境亮度不足時提供輔助光源之設 計，有效使影像擷取單元可於夜間進行影像偵測運作，達到可全天候運行之優勢者。
(1)‧‧‧車輛
(2)‧‧‧被監測物
(21)‧‧‧人物
(22)‧‧‧柱子
(23)‧‧‧地面標誌
(3)‧‧‧影像擷取單元
(31)‧‧‧光源
(32)‧‧‧攝影鏡頭
(33)‧‧‧感光元件
(4)‧‧‧影像處理單元
(41)‧‧‧距離偵測模組
(42)‧‧‧轉換模組
(43)‧‧‧空間域判斷模組
(44)‧‧‧時間域判斷模組
(45)‧‧‧地面消除模組
(5)‧‧‧顯示單元
(51)‧‧‧顯示模組
(52)‧‧‧警示模組
(A)‧‧‧第一影像
(B)‧‧‧第二影像
(C)‧‧‧第三影像
(D)‧‧‧第四影像
(S1)‧‧‧步驟一
(S2)‧‧‧步驟二
(S3)‧‧‧步驟三
(S4)‧‧‧步驟四
(S5)‧‧‧步驟五
(S6)‧‧‧步驟六
(S7)‧‧‧步驟七
(S8)‧‧‧步驟八
第一圖：本發明車輛監控系統其一較佳實施例之系統架構方塊圖
第二圖：本發明車輛監控系統其一較佳實施例之影像擷取單元架設示意圖
第三圖(A)、(B)：本發明車輛監控系統其一較佳實施例之空間域判斷模組運作示意圖
第四圖(A)~(D)：本發明車輛監控系統其一較佳實施例之地面消除模組運作示意圖
第五圖：本發明車輛監控方法之步驟流程圖
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
首先，請參閱第一圖與第二圖所示，為本發明車輛監控系統其一較佳實施例之系統架構方塊圖，以及影像擷取單元架設示意圖，其中本發明之車輛監控系統係以一環景鳥瞰影像監控一車輛(1)周圍至少一被監測物(2)位置與距離，本發明之車輛監控系統係至少包括有： 複數個影像擷取單元(3)，係設置於車輛(1)之外部周圍，每一影像擷取單元(3)係包括有一光源(31)、一攝影鏡頭(32)，以及一感光元件(33)，其中光源(31)係發射一光束(311)，以在被監測物(2)上顯示一光學圖樣，而光學圖樣係隨著被監測物(2)與車輛(1)之間的距離而變化，攝影鏡頭(32)係擷取車輛(1)周圍被監測物(2)之原始影像與其上之光學圖樣(圖式未標示)於感光元件(33)上；此外，光源(31)係為雷射、紅外線、發光二極體或用以輸出一光束(311)之發光體等其中之一種，而光學圖樣係為網格、直線或規則排列點等其中之一種圖樣；在本發明其一較佳實施例中，光源(31)係為一發射一雷射光束之雷射光源，並於被監測物(2)上形成一網格態樣之光學圖樣；再者，攝影鏡頭(32)係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種攝影元件，而感光元件(33)係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)等其中之一種；在本發明其一較佳實施例中，攝影鏡頭(32)係為一魚眼鏡頭，而感光元件(33)係為一光電耦合元件(CCD)，本發明之車輛監控系統係於車輛(1)之前、後、左、右四邊設置有四個包含魚眼鏡頭之攝影鏡頭(32)，以擷取車輛(1)周圍的影像於光電耦合元件(CCD)上，形成一第一影像(A)、一第二影像(B)、一第三影像(C)，以及一第四影像(D)；然而必須注意的是，上述攝影鏡頭(32)之數量是為說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟知此技藝者當知道不同車身長度之車輛(1)或不同擷取影像之需求可使用不同數量之攝影鏡頭(32)，並不會影響本發明的實際實施；一影像處理單元(4)，係電性連接影像擷取單元(3)，影像處理單元(4)係包括有一距離偵測模組(41)、一轉換模組(42)、一空間域判斷模組(43)、一時間域判斷模組(44)，以及一地面消除模組(45)，其中距離偵測 模組(41)係依據光學圖樣之變化，以計算被監測物(2)與車輛(1)之間的距離，轉換模組(42)係將原始影像對應轉換為複數個鳥瞰影像，空間域判斷模組(43)係判斷鳥瞰影像中被監測物(2)存在之資訊，時間域判斷模組(44)係以一區域差分法(LD)於兩兩連續之原始影像中找出被監測物(2)之輪廓，地面消除模組(45)係於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物(2)與地面之差異性；以及一顯示單元(5)，係電性連接影像處理單元(4)，顯示單元(5)係包括有一顯示模組(51)以及一警示模組(52)，顯示模組(51)係顯示鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以及被監測物(2)與車輛(1)之間的距離，其中當距離小於一臨界值時，警示模組(52)係發出一警示訊號；此外，顯示模組(51)係為具有一顯示螢幕之顯示器、智慧型手機、平板電腦或可攜式電腦等其中之一種或兩者以上之組合，而警示訊號係以聲鳴、光線或震動等其中之一種方式或兩者以上之組合呈現；在本發明其一較佳實施例中，若四個鳥瞰影像皆有被監測物(2)，則顯示模組(51)係顯示離車輛(1)最近之被監測物(2)的距離值。
此外，距離偵測模組(41)係依據被監測物(2)上之網格狀的光學圖樣變化，有效判斷被監測物(2)與車輛(1)之間的距離，此原理已在本發明人其中之一於中華民國104年12月17日申請之『交通運輸工具之影像偵測系統』發明專利中闡述，在此將不再贅述；此外，空間域判斷模組(43)係以一放射性邊緣特性判斷被監測物(2)存在之資訊，請參閱第三圖(A)、(B)所示，為本發明車輛監控系統其一較佳實施例之空間域判斷模組運作示意圖，假設車輛(1)前方係存在有一人物(21)與一柱子(22)等被監測物(2)，第三 圖(A)係為顯示模組(51)顯示之被監測物(2)原始影像，依據空間域判斷模組(43)之放射性邊緣特性方法，第三圖(B)則呈現被監測物(2)於鳥瞰影像中存在之資訊，其中人物(21)與柱子(22)之鳥瞰影像的延長線係指向影像擷取單元(3)之魚眼鏡頭的位置，由於放射性邊緣特性方法為習知之技術，故在此不多贅述；再者，時間域判斷模組(44)係以區域差分法(LD)於兩兩連續之原始影像中找出被監測物(2)之輪廓，其中區域差分法(LD)之公式如下： 其中m與n為係影像座標點，以形成一3×5的遮罩，而It(x+m,y+n)係為時間t之影像函數，It-1(x+m,y+n)則為時間t-1之影像函數，而閥值(Dth)之公式如下：Dth=256-(LD×th) (EQ.2)其中th係依目前畫面變化程度調整，而LD係與Dth呈反比關係，則差分範圍(Temp Diff)與閥值(Dth)之關係如下列公式如下：
再者，地面消除模組(44)係以一運動估計法於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物(2)與地面之差異性，請參閱第四圖(A)~(D)所示，為本發明車輛監控系統其一較佳實施例之地面消除模組運作示意圖，其中第四圖(A)、(C)係為被監測物(2)之地面標誌(23)與柱子(22)於時間t之鳥瞰影像，而第四圖(B)、(D)則為地面標誌(23)與柱子(22)於時間t+1之鳥瞰影像，當車輛(1)行進時，地面標誌(23)於時間t與t+1的某一點影像比對係為無變形，而柱子(22)則已呈現角度變形之狀態，故經由地面消除模組(44)之運動 估計法，可於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物(2)與地面之間的差異性，以找出被監測物(2)之資訊。
此外，為使 審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解，請參閱第五圖所示，為本發明車輛監控方法之步驟流程圖，本發明之車輛監控方法係以一環景鳥瞰影像之方法監控一車輛(1)周圍至少一被監測物(2)存在的位置與距離，主要包括有下列步驟：步驟一(S1)：使用複數個影像擷取單元(3)內建的光源(31)發射一光束(311)，以於被監測物(2)上顯示一光學圖樣，而光學圖樣係隨著被監測物(2)與車輛(1)之間的距離而變化，其中影像擷取單元(3)係設置於車輛(1)之外部周圍；在本發明其一較佳實施例中，光源(31)係為一發射一雷射光束之雷射光源，並於被監測物(2)上形成一網格態樣之光學圖樣；步驟二(S2)：以影像擷取單元(3)內建之攝影鏡頭(32)擷取車輛(1)周圍之被監測物(2)的原始影像與其上之光學圖樣於對應之感光元件(33)上；在本發明其一較佳實施例中，攝影鏡頭(32)係為一魚眼鏡頭，而感光元件(33)係為一光電耦合元件(CCD)，本發明係藉由四個設置於車輛(1)周圍之魚眼鏡頭擷取車輛(1)周圍的影像於光電耦合元件(CCD)上；然而必須注意的是，上述攝影鏡頭(32)之數量是為說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟知此技藝者當知道不同車身長度之車輛(1)或不同擷取影像之需求可使用不同數量之攝影鏡頭(32)，並不會影響本發明的實際實施；步驟三(S3)：使用一影像處理單元(4)內建之距離偵測模組(41)依據光學圖樣變化，計算被監測物(2)與車輛(1)之間的距離；在本發明其一較佳實施例中，距離偵測模組(41)係藉由被監測物(2)上之網格狀的光學 圖樣變化，有效判斷被監測物(2)與車輛(1)之間的距離，此原理已在本發明人其中之一於中華民國104年12月17日申請之『交通運輸工具之影像偵測系統』發明專利中闡述，在此將不再贅述；步驟四(S4)：使用影像處理單元(4)內建之轉換模組(42)將原始影像對應轉換為複數個鳥瞰影像；步驟五(S5)：使用影像處理單元(4)內建之空間域判斷模組(43)以一放射性邊緣特性判斷鳥瞰影像中被監測物(2)存在之資訊；在本發明其一較佳實施例中，若車輛(1)前方存在有一人物(21)與一柱子(22)之被監測物(2)，如第三圖(A)所示為顯示模組(51)顯示之被監測物(2)原始影像，依據空間域判斷模組(43)之放射性邊緣特性方法，則第三圖(B)係呈現被監測物(2)於鳥瞰影像中存在之資訊，由於放射性邊緣特性方法為習知之技術，故在此不多贅述；步驟六(S6)：使用影像處理單元(4)內建之時間域判斷模組(44)以一區域差分法(LD)於兩兩連續之原始影像中找出被監測物(2)之輪廓；在本發明其一較佳實施例中，時間域判斷模組(44)係以區域差分法(LD)於原始影像中找出被監測物(2)之輪廓，其中區域差分法(LD)之公式如下： 其中m與n為係影像座標點，以形成一3×5的遮罩，而It(x+m,y+n)係為時間t之影像函數，It-1(x+m,y+n)則為時間t-1之影像函數，而閥值(Dth)之公式如下：Dth=256-(LD×th) (EQ.2) 其中th係依目前畫面變化程度調整，而LD係與Dth呈反比關係，則差分範圍(Temp Diff)與閥值(Dth)之關係如下列公式如下：
步驟七(S7)：使用影像處理單元(4)內建之地面消除模組(45)以一運動估計法於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物(2)與地面之差異性；在本發明其一較佳實施例中，第四圖(A)、(C)係為被監測物(2)之地面標誌(23)與柱子(22)於時間t之鳥瞰影像，而第四圖(B)、(D)則為地面標誌(23)與柱子(22)於時間t+1之鳥瞰影像，當車輛(1)行進時，地面標誌(23)於時間t與t+1的某一點影像比對係為無變形，而柱子(22)則已呈現角度變形之狀態，故經由地面消除模組(44)之運動估計法，可於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷被監測物(2)與地面之間的差異性，以找出被監測物(2)之資訊；以及步驟八(S8)：以一顯示單元(5)之顯示模組(51)顯示鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以及被監測物(2)與車輛(1)之間的距離，一警示模組(52)係依據距離而發出一警示訊號；此外，顯示模組(51)係為具有一顯示螢幕之顯示器、智慧型手機、平板電腦或可攜式電腦等其中之一種或兩者以上之組合，而警示訊號係以聲鳴、光線或震動等其中之一種方式或兩者以上之組合呈現；在本發明其一較佳實施例中，當被監測物(2)與車輛(1)之間的距離小於一臨界值時，則警示模組(52)係發出一警示訊號提醒駕駛者注意。
由上述之實施說明可知，本發明之車輛監控系統及其方法與現有技術相較之下，本發明係具有以下優點：
1.本發明之車輛監控系統及其方法係藉由空間域判斷模組、時間域判斷模組與地面消除模組等影像偵測方式，以將車輛周圍之被監測物原始影像轉換為環景鳥瞰影像，並藉由光源投射於被監測物上之光學圖樣變化，有效於車輛行駛時提醒駕駛關於車輛周圍被監測物位置與距離，以及車輛停止時即時偵測不明人士靠近之影像，達到維護行車安全與保障生命財產之優勢。
2.本發明之車輛監控系統及其方法係藉由設置於車輛內部之顯示單元顯示由複數個鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以偵測車輛周圍之至少一被監測物的狀態，可有效於車輛行駛時警示駕駛關於車輛周圍之被監測物的位置與距離，達到維護行車安全之優勢。
3.本發明之車輛監控系統及其方法係藉由光源發射之光學圖樣變化搭配環景鳥瞰影像，以偵測車輛周圍之被監測物的狀態與距離，可於車輛停止時即時偵測不明人士靠近靠近車輛之影像，達到保障生命財產安全之優勢。
4.本發明之車輛監控系統及其方法係藉由紅外線或雷射等發光體所發射之光束與光學圖樣等設計，可於夜間環境亮度不足時提供輔助光源之設計，有效使影像擷取單元可於夜間進行影像偵測運作，達到可全天候運行之優勢者。
綜上所述，本發明之車輛監控系統及其方法，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭示之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
(3)‧‧‧影像擷取單元
(31)‧‧‧光源
(32)‧‧‧攝影鏡頭
(33)‧‧‧感光元件
(4)‧‧‧影像處理單元
(41)‧‧‧距離偵測模組
(42)‧‧‧轉換模組
(43)‧‧‧空間域判斷模組
(44)‧‧‧時間域判斷模組
(45)‧‧‧地面消除模組
(5)‧‧‧顯示單元
(51)‧‧‧顯示模組
(52)‧‧‧警示模組

Claims (10)

  1. 一種車輛監控系統，係以一環景鳥瞰影像監控一車輛周圍至少一被監測物位置與距離，該車輛監控系統係至少包括有：複數個影像擷取單元，係設置於該車輛之外部周圍，每一影像擷取單元係包括有一光源、一攝影鏡頭，以及一感光元件，其中該光源係發射一光束，以在該被監測物上顯示一光學圖樣，而該光學圖樣係隨著該被監測物與該車輛之間的距離而變化，該攝影鏡頭係擷取該車輛周圍被監測物之原始影像與其上之光學圖樣於該感光元件上；一影像處理單元，係電性連接該等影像擷取單元，該影像處理單元係包括有一距離偵測模組、一轉換模組、一空間域判斷模組、一時間域判斷模組，以及一地面消除模組，其中該距離偵測模組係依據該光學圖樣之變化，以計算該被監測物與該車輛之間的距離，該轉換模組係將該等原始影像對應轉換為複數個鳥瞰影像，該空間域判斷模組係判斷該等鳥瞰影像中該被監測物存在之資訊，該時間域判斷模組係以一區域差分法(LD)於兩兩連續之原始影像中找出該被監測物之輪廓，該地面消除模組係於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷該被監測物與地面之差異性；以及一顯示單元，係電性連接該影像處理單元，該顯示單元係包括有一顯示模組以及一警示模組，該顯示模組係顯示該等鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以及該被監測物與該車輛之間的距離，其中當該距離小於一臨界值時，該警示模組係發出一警示訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該光源係為雷射、紅外線、發光二極體或用以輸出一光束之發光體其中之一。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該光學圖樣係為網格、直線或規則排列點其中之一圖樣。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該攝影鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭其中之一。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該感光元件係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)其中之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該區域差分法(LD)之公式如下： 其中m與n為係影像座標點，以形成一3×5的遮罩，而It(x+m,y+n)係為時間t之影像函數，It-1(x+m,y+n)則為時間t-1之影像函數，而閥值(Dth)之公式如下：Dth=256-(LD×th)，其中th係依目前畫面變化程度調整，且LD係與Dth呈反比關係，則差分範圍(Temp Diff)與閥值(Dth)之關係如下列公式如下：
  7. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該顯示模組係為具有一顯示螢幕之顯示器、智慧型手機、平板電腦或可攜式電腦其中之一或兩者以上之組合。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之車輛監控系統，其中該警示訊號係以聲鳴、光線或震動其中之一方式或兩者以上之組合呈現。
  9. 一種車輛監控方法，係以一環景鳥瞰影像之方法監控一車輛周圍至少一被監測物存在的位置與距離，該車輛監控方法係包括有下列步驟：步驟一：使用複數個影像擷取單元內建的光源發射一光束，以於該被監測物上顯示一光學圖樣，而該光學圖樣係隨著該被監測物與該車輛之間的距離而變化，其中該等影像擷取單元係設置於該車輛之外部周圍；步驟二：以該等影像擷取單元內建之攝影鏡頭擷取該車輛周圍之被監測物的原始影像與其上之光學圖樣於對應之感光元件上；步驟三：使用一影像處理單元內建之距離偵測模組依據該光學圖樣變化，計算該被監測物與該車輛之間的距離；步驟四：使用該影像處理單元內建之轉換模組將該等原始影像對應轉換為複數個鳥瞰影像；步驟五：使用該影像處理單元內建之空間域判斷模組以一放射性邊緣特性判斷該等鳥瞰影像中該被監測物存在之資訊；步驟六：使用該影像處理單元內建之時間域判斷模組以一區域差分法(LD)於兩兩連續之原始影像中找出該被監測物之輪廓；步驟七：使用該影像處理單元內建之地面消除模組以一運動估計法於兩兩連續之鳥瞰影像中判斷該被監測物與地面之差異性；以及步驟八：以一顯示單元之顯示模組顯示該等鳥瞰影像所結合之環景鳥瞰影像，以及該被監測物與該車輛之間的距離，一警示模組係依據該距離而發出一警示訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之車輛監控方法，其中該區域差分法(LD)所使用之公式如下： 其中m與n為係影像座標點，以形成一3×5的遮罩，而It(x+m,y+n)係為時間t之影像函數，It-1(x+m,y+n)則為時間t-1之影像函數，而閥值(Dth)之公式如下：Dth=256-(LD×th)，其中th係依目前畫面變化程度調整，且LD係與Dth呈反比關係，則差分範圍(Temp Diff)與閥值(Dth)之關係如下列公式如下：
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