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CN104039597A - 用于自动门户进入的模块化汽车相机和图像处理系统 - Google Patents

用于自动门户进入的模块化汽车相机和图像处理系统 Download PDF

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CN104039597A CN201280060725.9A CN201280060725A CN104039597A CN 104039597 A CN104039597 A CN 104039597A CN 201280060725 A CN201280060725 A CN 201280060725A CN 104039597 A CN104039597 A CN 104039597A
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Abstract

本发明描述了一种用于在用户不必使用手动启动机制的情况下车辆门户启动的系统和方法。在一个实施方式中，与图像处理系统结合的模块化汽车相机解决方案(MACS)模块被用于自动门户进入。在MACS模块作为后视相机并与被动进入系统和电动升降闸门模块(PLGM)结合工作的情况下，MACS模块可以辨识用户的出现并控制例如升降闸门的开启。MACS模块具有相机模块，该相机模块起到连续传感器的作用。相机模块是基于互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的相机，该相机可以被配置为输出模拟国家电视系统委员会(NTSC)合成视频和数字视频二者。图像处理模块执行图像处理并与PLGM和MACS模块二者进行通信。系统被配置用于局部互连网络(LIN)通信。

Description

用于自动门户进入的模块化汽车相机和图像处理系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年12月9日提交的美国临时申请No.61/568,828的权益，该申请的内容以引用的方式结合于此。
技术领域
本申请涉及车辆电子。
背景技术
车辆具有多个门户(portal)，包括自动电动升降闸门、滑动门和门。驱动器可能需要进入车辆升降闸门或行李箱(trunk)，但是由于例如携带对象或寒冷，可能不能够访问其密钥来解锁和打开门户。本发明的一个方面提供了一种启动门、闸门或其他车辆设备的系统和方法，而不需要用户必须取得密钥或其他手动启动的设备。
发明内容
于此描述了一种在用户不需要取得钥匙或使用手动启动机制的情况下启动车辆门户的系统和方法。在一个实施方式中，模块化汽车相机解决方案(MACS)模块与图像处理系统结合使用并用于自动门户进入。在MACS模块被安装在车辆中作为后视相机并与被动进入系统和电动升降闸门模块(PLGM)结合工作的情况下，MACS模块可以被用于辨识用户的出现并用于控制例如升降闸门的开启。MACS模块具有相机模块，作为升降闸门电机控制机制的一部分，该相机模块起到连续传感器的作用。相机模块是基于互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的相机，该相机可以被配置为通过低电压差分信令(LVDS)输出端输出模拟国家电视系统委员会(NTSC)合成视频和数字视频二者。图像处理模块执行图像处理并与PLGM和MACS模块二者进行通信。系统被配置用于局部互连网络(LIN)通信。
附图说明
图1是自动门户进入系统的实施方式；
图2是模块化汽车相机解决方案(MACS模块)的实施方式；
图3是图像处理引擎(IPE)模块的实施方式；
图4A和图4B是与用于MACS和IPE模块的其他电路连接的功率管理电路的实施方式；
图5是与用于MACS和IPE模块的其他电路连接的使能电路和局部互连网络电路的实施方式；
图6是与用于MACS和IPE模块的其他电路连接的微控制器电路的施方式；
图7是互连图6的微控制器电路和图8的图像传感器的电路的实施方式；
图8是与用于MACS和IPE模块的其他电路连接的图像传感器的实施方式；
图9是与用于MACS和IPE模块的其他电路连接的串行器的实施方式；
图10是具有与IPE模块集成在一起的MACS模块的自动门户进入系统的实施方式；以及
图11是具有与IPE模块集成在一起的电动升降闸门模块(PLGM)的自动门户进入系统的实施方式。
具体实施方式
应当理解用于自动车辆门户进入的系统的实施方式的附图和说明已经被简化为示出与清楚理解有关的元素，而出于清楚的目的，排除了许多在特定车辆系统中发现的其他元素。本领域普通技术人员可以认识到其他元素和/或步骤是可取的和/或在实施本发明中是需要的。然而，因为此类元素和步骤在本领域是已知的，并且因为它们未对本发明的更好的理解提供便利，所以于此未提供此类元素和步骤的讨论。
于此描述的非限制性实施方式是针对自动车辆门户进入系统。在考虑其他电子设备、模块和应用的启示而不背离于此描述的思想或范围的情况下这些电子设备、模块和应用也可以被使用。在保持在权利要求的思想和范围内的情况下，自动车辆门户进入系统可以被修改以用于各种应用和使用。于此描述的和/或附图中所示的实施方式和变化仅通过示例的方式呈现而未限制范围和思想。虽然于此的说明可能针对特定实施方式进行描述，但是其可适用于自动车辆门户进入系统的所有实施方式。
于此描述了自动车辆门户进入的系统和方法，其中用户不必取得密钥或使用手动启动机制。图1是自动门户进入系统10的实施方式。自动门户进入系统10包括通过通信总线(COMM)与图像处理引擎(IPE)20通信的MACS模块15，该通信总线(COMM)可以是局部互连网络(LIN)总线或硬接线输入。IPE20通过控制器局域网(CAN)总线与电动升降闸门模块(PLGM)25和射频(RF)集线器30通信。
操作上，RF集线器30将检测并识别密钥卡(key fob)35或一些其他类似设备并发送使能或唤醒信号至IPE20，IPE20转而将发送使能或唤醒信号至MACS模块15。MACS模块15将发送图像或视频信息至IPE20。该信息可以为模拟信号或数字信号。例如，模拟信号可以为国家电视系统委员会(NTSC)合成视频信号。IPE20使用图像处理算法来确定是否有人站在汽车后面。例如，算法可以基于光照、轮廓或颜色梯度改变。算法具有足够的鲁棒性来区别挨着车辆站着的人或行人。如果IPE20确定有人站在车辆的后面，则IPE20发送开启信号至PLGM25以开启升降闸门。
图2是MACS模块100的实施方式。MACS模块100包括功率管理模块120，该功率管理模块120连接至微控制器140、图像传感器125，并且如果可用的话连接至串行器130。微控制器(MCU)140可以进一步连接至局部互连网络(LIN)收发信机150并连接至图像传感器125，该图像处理器125转而可以连接至串行器130。
MACS模块100从被动进入系统195接收电池电压155和使能信号160作为输入。功率管理模块120转换电池电压155并将需要的电压提供至MCU140、图像传感器125，并且如果可用的话提供至串行器130。图像传感器125是基于互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的相机。在标识被认证或验证(例如，密钥卡被检测)时，使能信号160被发送至功率管理模块120和MCU140。MACS模块100可以被配置为输出来自图像传感器125的模拟国家电视系统委员会(NTSC)合成视频信号185和/或通过串行器130中的低电压差分信令(LVDS)输出而输出数字视频180。LIN收发信机150被配置为经由LIN总线170与其他车辆电子组件或车辆中的模块(例如被动进入系统/模块和电动升降闸门模块(PLGM)190)通信。
通常，MACS模块100被配置为辨识到用户的出现及控制例如升降闸门的开启。MACS模块100被安装作为车辆中的后视相机模块并结合被动进入系统和PLGM进行工作。MACS模块100作为升降闸门电机控制机制的一部分起到连续传感器的作用。MACS模块还可以被用于作为汽车后视相机的最小配置，或者可以结合用于驱动器协助应用(如同鸟瞰图、盲点监测等)中的图像处理的主模块来使用。
图3是图像处理引擎(IPE)模块200的实施方式，该IPE模块200包括功率管理模块210，该功率管理模块210连接至数字信号处理器(DSP)215及如果可应用或可用的话连接至串并转换器220。DSP215可以进一步连接至局部互连网络(LIN)收发信机230并连接至串并转换器220。LIN收发信机230被配置为经由LIN/控制器局域网(CAN)总线245与其他车辆电子组件或车辆中的模块(例如，被动进入系统/模块和PLGM190)通信。
IPE200接收电池电压240和视频信息信号250作为输入。功率管理模块210转换电池电压240并将需要的电压提供至DSP215并且如果可用的话提供至串并转换器220。视频信号250被串并转换器220接收，而该串并转换器220发送视频信息信号250至DSP215以进行分析。
IPE200执行图像处理并与PLGM190和MACS模块100二者进行通信。IPE200接收视频信息信号250并基于DSP215中的图像处理算法来决定是否有人站在汽车后面。算法可以基于光照、轮廓或颜色梯度改变。算法区别站着的人和行人。在确定结果为肯定的情况下，IPE200经由LIN收发信机230通过LIN/CAN总线245与PLGM190进行通信以开启升降闸门。
操作上，人将需要携带合适的标识，即密钥卡或其他类似标识，并且需要处于MACS模块100的后视相机的视场内。被动进入系统195检测和/或认证密钥卡，并发送使能信号160至PLGM190、IPE200和MACS模块100。IPE200读取由MACS模块100的后视相机/图像传感器125捕获的图像并确定是否应当开启升降闸门。在实施方式中，人可能需要以预定的方式作姿势，例如，在后视相机(可以被定位在牌照上部、牌照灯带内部)前面摇动膝盖，以保证或提高检测算法的稳定性或鲁棒性。做出的决定传递至控制升降闸门的PLGM190。
图4A-图9显示了MACS模块100的实施方式。对于在图4A和图4B中显示的实施方式，功率管理模块120可以包括示例性开关模式电源电路300和示例性线性低压降调节器电路305。开关模式电源电路300被配置为将电池电压转换为需要供给微控制器140、串行器130及图像传感器125的模拟和内部电路的3.3V。线性低压降调节器305被配置为将3.3V转换为需要供给图像传感器125的数字核心的1.5V。
图5显示了使能电路410和LIN电路420的实施方式。使能电路140是允许相机模块经外部硬接线输入被唤醒的数字输入接口。在后视相机应用的情况中，该输入可以为备用光信号。LIN电路420包括LIN收发信机集成电路(IC)425，该LIN收发信机集成电路(IC)425将LIN总线170与MCU140接合。LIN电路420还可以被用于经总线请求唤醒MACS模块100并可以被用于MCU140重新闪烁。其还可以被用于远程和/或实时更新图像传感器125中的寄存器。例如，在鸟瞰图应用上，在使用四个相机的时候，每个相机的图像传感器参数需要根据特定光照条件被控制。如果PIE200需要控制和/或调整MACS模块100/相机参数，则这还可用于升降闸门控制应用。
图6显示了微控制器电路140的实施方式以及图7显示了互连图6的微控制器电路140和图8的图像传感器700的电路600的实施方式。微控制器电路140在上电复位之后通过I2C总线更新图像传感器700上的寄存器。微控制器电路140通过图4A中显示的R1、R2电阻分压器网络来监视车辆电池电压。微控制器电路140还经由电路600和图9中显示的串行器电路130的串行器IC805(即输出引脚8和20)来控制图像传感器700的上电/断电。微控制器电路140经由图5中显示的LIN电路420与车辆中的其他模块通信。
图8显示了图像传感器700的实施方式。该图像传感器700例如可以为OV07955、汽车视频图形阵列(VGA)传感器。图像传感器700输出模拟视频信号(即NTSC或PAL)和8比特数字视频信号二者。例如，模拟视频信号为图9中的NTSC信号185。
图9显示了包括串行器IC805的串行器电路130的实施方式。串行器IC805处理与垂直同步信号(VSYNC)、水平同步信号(HSYNC)和像素时钟信息一起输出的并行数字视频，并输出双线差分串行信号。该信号被发送至IPE200并被用于检测在车辆后面司机的出现。
图10是具有与IPE模块集成在一起的MACS模块的自动门户进入系统1000的实施方式。自动门户进入系统1000部分位于升降闸门1005处，并包括如上描述的互连的驱动系统1015、MACS模块1020和PLGM1010。MACS模块1020包括IPE子模块1030和MACS子模块1025。自动门户进入系统1000如以上描述的进行运行或操作以用于任何实施方式。
图11是具有与IPE模块集成在一起的电动升降闸门模块(PLGM)的自动门户进入系统1100的实施方式。自动门户进入系统1100部分位于升降闸门1105处，并包括如上描述的互连的PLGM1110、驱动系统1115和MACS模块1120。PLGM模块1110包括PLGM子模块1125和IPE子模块1130。自动门户进入系统1100如以上描述的进行运行或操作以用于任何实施方式。在另一实施方式中，IPE可以是后区模块电子封装的一部分。
总之，于此描述了用于自动车辆门户进入的系统的实施方式。系统包括与门户和配置为开启门户的机械或机电系统布置一起的相机或成像系统。图像处理引擎/模块被配置为确定什么时候开启门户。该确定包括用户检测确定、用户姿态确定和密钥卡确定。用户检测确定和用户姿态确定基于从相机接收的图像，以及密钥卡确定基于射频检测等。密钥卡与用户、车辆或用户和车辆二者相关联。
如于此所描述的，于此描述的方法不限于任何执行任何特定功能的特定元素，并且所呈现的方法的一些步骤不是必须以所显示的次序出现。例如，在一些情况下，两个或多个方法步骤可以以不同次序或同时出现。此外，所描述的方法的一些步骤可以是可选的(即使未明确地描述为可选地)，并且因此可以被省略。于此描述的方法的这些和其他变化将是显而易见的，尤其考虑到于此描述的模块化汽车相机解决方案(MACS)的说明，并且认为在本发明的全部范围内。
虽然以上以特定组合描述了特征和元素，但是每个特征或描述可以在没有其他特征和元素的情况下或者在具有或没有其他特征和元素的各种组合的情况下单独使用。

Claims (19)

1.一种用于自动车辆门户进入的系统，该系统包括：
相机，与所述门户布置在一起；
机械系统，被配置为开启所述门户；
图像处理引擎，被配置为确定何时开启所述门户，其中在所述门户处的用户检测确定基于从所述相机接收的图像；以及
所述图像处理引擎被配置为基于所述用户检测确定来启动所述机械系统从而开启所述门户。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理引擎包括功率管理单元、局部互连网络/控制局域网络收发信机、数字信号处理器和串并转化器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户检测确定进一步包括基于从所述相机接收的所述图像的用户姿态确定。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理引擎被配置为验证与用户相关联的密钥卡检测。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理引擎与所述相机或电动升降闸门模块中的一者集成在一起。
6.一种用于自动启动车辆的门户的方法，该方法包括：
从与所述门户布置在一起的相机接收图像；以及
处理所述图像以基于所述图像确定是否开启所述门户。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述处理包括确定用户是否在所述门户处。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述处理包括确定用户是否已经作出姿态。
9.根据权利要求8所述的方法，该方法进一步包括：
确定密钥卡是否在所述车辆的特定范围内。
10.一种车辆，包括：
相机系统，与所述车辆上的门户布置在一起；
机电系统，被配置为开启所述门户；
图像处理系统，被配置为在基于从所述相机系统接收的图像检测到用户的时候开启所述门户；以及
所述图像处理系统被配置为如果所述用户被检测到则启动所述机电系统以开启所述门户。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中所述图像处理系统包括功率管理单元、局部互连网络/控制局域网络收发信机、数字信号处理器和串并转化器。
12.根据权利要求10所述的车辆，其中所述图像处理系统被配置为在来自所述用户的姿态也基于从所述相机系统接收的所述图像而被检测时开启所述门户。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中所述图像处理系统被配置为在与所述车辆相关联的密钥卡也被认证时开启所述门户。
14.根据权利要求10所述的车辆，其中所述图像处理系统与所述相机系统集成在一起。
15.一种用于自动车辆门户进入的系统，该系统包括：
成像系统，与所述门户布置在一起；
机电系统，被配置为开启所述门户；
处理模块，被配置为分析来自所述成像系统的图像以确定用户的出现；以及
所述处理模块被配置为基于所述用户的出现用信号通知所述机电系统开启所述门户。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理模块包括功率管理单元、局部互连网络/控制局域网络收发信机、数字信号处理器和串并转化器。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理模块被配置为基于来自所述成像系统的图像来确定所述用户是否已经作出姿态。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述处理模块被配置为验证与所述用户和所述车辆相关联的密钥卡检测。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理模块与所述成像系统集成在一起。
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