CN203246465U - 具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其系利用车道偏离预警、前方车距及行车记录器的功能以结合成一体使用，而车道偏离侦测与前车侦测与测距预警是利用图像传感元件(CCD/CMOS)输出高解析度图像到处理器处理辨识，且通过裁切与缩放让侦测的范围与距离扩大，并且结合车体信号以判断是否为危险驾驶行为，若是则发出预警信号；由此，使本实用新型除了达到预防功效提升行车安全之外，还能厘清事故的责任归属，进而提升行车记录器的使用效果。

Description

具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器

技术领域

本实用新型系有关一种行车记录器，尤指一种具有车道偏离预警(LDWS)及前方车距(FCWS)预警功能的行车记录器(EDR)，此行车记录器在事故发生时，或在如险情之类的虽未致使发生事故却有可能成为事故时，对车辆的动作或周围状况等进行记录，以可事后适当地对导致如上所述的状况的原因进行厘清等。

背景技术

作为车辆动作数据(data)收集装置，已开发出如下的车辆搭载型的行车记录器(drive recorder)，该车辆搭载型的行车记录器例如自动地对驾驶中的车辆(汽车)的外部或内部的图像进行记录，从而可对发生事故或出现险情等时的客观状况、甚至驾驶人(driver)的驾驶倾向进行事后分析。而且，例如为了通过对日常驾驶进行事后分析来预防事故，或为了在发生事故时，客观地证明、查明事故的原因，搭载如上所述的行车记录器。

目前行车车距与车道偏离监测的系统有使用图像图形辨识技术作为监测的方法，然而由于进行图像图形辨识需要较高运算成本与运算时间，且由于图像图形的特征点设定较为复杂，致使在使用图像图形辨识的监测系统无法获得较高解析度，且使该技术限制于倒车雷达或低速跟随系统(Low Speed Follower)等应用范围，主要使用于近距离的碰撞避免系统中。

如，在已知TW I282942专利案所述的用于车辆的影音记录器内容揭示，这种方式的缺失在于：对于驾驶人的行车状态无法做出更精准的预警，例如：在驾驶人切换车道时系统会发出警告(因为切换车道会造成偏移)因而造成驾驶人的困扰。又，存在如下的问题，即，使用一般传统的图像采集装置与处理图像的方法，导致对于侦测前方车辆的距离稍嫌不足。

如，在已知TW I294846专利案所述的行车安全辅助系统与方法内容揭示，这种方式的缺失在于：其道路图像信号需先通过解码运算后再进行编码运算，因而减少图像的转换失真。

如，在已知专利申请号TW097119659专利案所述的行车测距安全系统内容揭示，这种方式的缺失在于：被限制于侦测具有标准宽度的左、右后车灯的前车距离，且摄影机摆在车体外面容易造成镜头脏污，使用久了会图像到系统效能。

如，在已知TW I332454专利案所述的行车测距安全系统内容揭示，这种方式的缺失在于：以侦测前方车辆距离来说，通过采集图像中垂直与水平边缘资讯、左右对称的区域，与车辆底部出现的阴暗区域，以完成前方车辆侦测后，再依据该车辆在图像中的位置估算出该车与自身车辆的相对距离，此方式仅限于侦测前方50米内的范围使用。

如，在已知专利申请号TW099118623双视觉前车安全预警装置及其方法专利案所述的行车测距安全系统内容揭示，这种方式的缺失在于：利用在车辆上装设至少二摄像装置进行侦测，以判断是否有偏离车道或车距过近的情况以提供预警，其结构复杂且成本因结构复杂而增高。

为解决上述的现有技术不足之处，本实用新型目的在提供一种于构造上改良的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，以期克服现有技术中的缺点。

发明内容

本实用新型系为解决如上所述的先前技术的问题而完成者，其目的在于提供一种具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其具有较大的前车侦测距离，结构精简，占用空间缩小且成本因结构精简而降低等优点。

为达成上述目的，根据本实用新型，提供一种具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，用来安装于一车内使用，包含：一主机、一控制单元、一图像采集单元、一车体信号采集单元、一储存单元以及一预警单元；其中，主机系一具形体结构；控制单元系内建于主机，包含有一用来压缩影音数据的影音压缩单元、一用来处理图像数据的图像处理单元、一用来侦侧是否车道偏离的车道偏离侦测单元、一用来侦测是否有前车存在的前车侦测单元、一用来将影音数据与车运转数据进行融合与同步处理的数据融合/同步单元及一用来判断发出预警信号的预警决策单元；图像采集单元系外接于主机，用来采集车前侧的道路图像，以产生一图像信号且输入控制单元；车体信号采集单元系外接于主机，用来采集该车的运转数据，以产生一车体信号且输入控制单元；储存单元系连接于主机内的控制单元的数据融合/同步单元；预警单元系连接于主机内的控制单元的预警决策单元；其中，图像信号经由影音压缩单元进行压缩后，再经数据融合/同步单元储存至储存单元；其中，图像信号经过图像处理单元以区分为供车道偏离侦测与前车侦测用的图像信号，再分别进入车道偏离侦测单元及前车侦测单元，使控制单元根据图像信号以侦测该车与前车间的距离，及计算车道偏离量，并且配合车体信号判断是否为危险驾驶行为，并产生一控制信号，若是则预警单元根据控制信号输出一预警信号，以执行一预警功能。

此外，所述的图像信号还能经由控制单元而显示于一图像输出单元。

本实用新型进一步包含一声音采集单元、一全球定位系统及一三轴重力传感器；其中，声音采集单元连结于主机内的控制单元，用来采集车四周的声音以产生一声音信号，并将声音信号输入控制单元；全球定位系统形成另一具形体，并通过导线插接于主机的具形体上所设的全球定位系统连接口上，用来记录坐标位置及行车轨迹，以产生一行车信号，并将行车信号输入主机内的控制单元；三轴重力传感器内建于主机，用来辨识X/Y/Z三轴位移变化数据，以产生一传感信号，并将传感信号输入主机内的控制单元。

又，控制单元进一步包含一参数设定单元，此参数设定单元能利用设置于主机外缘且电性连接于控制单元的至少一个按键以按键方式操作，以对上述影音压缩单元、图像处理单元及前车侦测单元的参数进行设定工作。

附图说明

图1系本实用新型的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器装设在车辆上的使用状态图。

图2系本实用新型的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器的结构方块示意图。

图3系本实用新型的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器的另一实施例的结构方块示意图。

附图标记说明：10—主机；20—控制单元；21—影音压缩单元；22—图像处理单元；23—车道偏离侦测单元；24—前车侦测单元；25—数据融合/同步单元；26—预警决策单元；27—屏幕显示单元；28—参数设定单元；281—按键；30—图像采集单元；40—车体信号采集单元；50—储存单元；60—预警单元；70—图像输出单元；80—声音采集单元；90—全球定位系统；100—三轴重力传感器；101—图像采集单元连接口；102—车体信号采集单元连接口；103—开孔；104—声音采集单元连接口；105—全球定位系统连接口；200—存储器单元。

具体实施方式

为使本实用新型更加明确详实，兹列举较佳实施例并配合下列图示，将本实用新型的结构及其技术特征详述如后：

请参考图1及图2所示，系本实用新型的一实施例的使用状态示意图及结构方块示意图。本实用新型提供一种具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其系结合车道偏离预警、前方车距预警及行车记录器的功能使用，如图1所示，表示依据车辆相对于箭头A的距离改变来作为侦测车道的偏离，箭头B表示对前方车距侦测的范围，箭头C表示行车记录器的记录范围。本实用新型的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，系安装于一车内使用，如安装在前挡风玻璃上，或仪表板控制台上方，而不受天候影响，且不易受到污损，其包含：一主机10、一控制单元20、一图像采集单元30、一车体信号采集单元40、一储存单元50以及一预警单元60。

主机10系一具形体结构。

控制单元20系内建于主机10，并且包含有一影音压缩单元21、一图像处理单元22、一车道偏离侦测单元23、一前车侦测单元24、一数据融合/同步单元25及一预警决策单元26。

影音压缩单元21用来对图像采集单元30输入控制单元20的图像及声音进行压缩工作，且将此压缩后的数据输入数据融合/同步单元25进行处理后，再输至储存单元50；图像处理单元22用来对图像采集单元30输入控制单元20的图像进行图像处理，且将处理后的数据输至车道偏离侦测单元23与前车侦测单元24，通过车道偏离侦测单元23来侦侧是否车道偏离，与前车侦测单元24来侦测是否有前车存在，再将车道偏离侦测单元23与前车侦测单元24的侦测结果输至预警决策单元26，预警决策单元26判断是否发出预警信号；数据融合/同步单元25用来将不同来源的数据(影音数据与周边装置数据)进行融合与同步处理；预警决策单元26是依据所接收的各项数据，来决定发出预定的预警(例如前车太近发出三点声，GPS没有定位闪黄灯等)。上述控制单元20能够在多工的环境下，同时处理车道偏离预警、前车侦测与影音压缩与储存的功能。上述周边装置数据可为车的运转数据、全球定位系统(GPS)的行车数据或三轴重力传感器(G-sensor)的传感数据。

图像采集单元30系可选择内建于主机10或外接于主机10，用来采集车前侧的道路图像以产生一图像信号，并将此图像信号输入机10内的控制单元20；在本实施方式中，图像采集单元30系通过导线连结于主机10，并且利用电荷耦合元件(CCD,Charge-coupled Device)或金属氧化物半导体(CMOS,ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)的图像传感元件来输出高解析度图像到控制单元20的图像处理单元22处理，并以通过裁切与缩放让侦测的范围与距离能够扩大，使侦测前方距离为L（如图1所示），L的范围为0至100米，通过增加侦测距离，与限定图像处理范围，以能减运算速度，使控制单元20根据图像信号能侦测距离100米内的前方与左、右车道的前车；此外，图像采集单元30还形成另一具形体如摄影镜头，并通过导线插接于主机10的具形体上所设置的一图像采集单元连接口101以与主机10连接使用。又，所述的图像信号还能经由控制单元20而显示于一图像输出单元70，此图像输出单元70可为一显示器并设置在主机10的外表面，或者连接于主机10外部的影音输出信号线。又，图像采集单元30采集高解析度图像(大于640x480)并通过无失真方式传送图像信号至控制单元20。

车体信号采集单元40系外接于主机10，用来采集该车的运转数据，以产生一车体信号（如车速、左右方向灯、刹车灯等，能够协助判断的信号），并将车体信号输入主机10内的控制单元20的数据融合/同步单元25与预警决策单元26，使数据融合/同步单元25能将来自于影音压缩单元21与车体信号采集单元40的数据进行整合处理，如整合成一文字档，或结合文字档与影音压缩数据；此外，车体信号采集单元30还形成另一具形体，并通过导线插接于主机10的具形体上所对应设置的一车体信号采集单元连接口102以与主机10连接使用。通过结合图像的处理辨识，与车体信号来判断是否为危险驾驶行为，不仅能够提高辨识率、够增加前车侦测范围，还能由车体信号能够了解行车状态，减少假警报的发生，增加系统稳定性，进而做出更准确的预警，举例来说，在驾驶人要切换车道时，如果在没有运用车体信号(左/右方向灯)，系统会发出警告(因为切换车道会造成偏移)造成驾驶人的困扰。

储存单元50系用来储存来自于主机10内的控制单元20（数据融合/同步单元25）所处理的数据、图像及声音；储存单元50如硬盘可直接内建于主机10且连接于控制单元20，或者是由CF卡（Compact Flash Card）或SD卡（Secured DigitalCard）构成，但不限制，为配合所述的储存单元50（CF卡或SD卡）而在主机10的表面上设置一开孔103，以供所述的CF卡与SD卡通过开孔103置入与取出。其中，上述的图像信号系经由控制单元20的影音压缩单元21进行压缩后，再储存至储存单元50。

预警单元60系可选择内建或外接于主机10，并且电性连接于主机10内的控制单元20，控制单元20根据主机10的运转情况能产生一控制信号，也就是由预警决策单元26产生控制信号，预警单元60则根据此控制信号，输出一预警信号以执行一预警功能，例如发出视觉及/或听觉（如灯光、声音、震动）的预警功能。在本实施方式中，上述的图像采集单元30所产生的图像信号首先经过控制单元20的图像处理单元22以区分为供车道偏离侦测与前车侦测用的图像信号，再分别进入车道偏离侦测单元23及前车侦测单元24，使控制单元20根据图像信号以侦测该车与前车间的距离，及计算车道偏离量，并且配合车体信号采集单元40的车体信号判断是否为危险驾驶行为，并产生一控制信号，若是则预警单元60根据控制信号输出一预警信号，以执行一预警功能。

请参考图3所示，系本实用新型的另一实施例的结构方块示意图。本实用新型为了再进一步运用，其系依据前述的实施例变化而得，其相同处不再重复说明，主要不同处在于：进一步包含一声音采集单元80、一全球定位系统90及一三轴重力传感器100。

声音采集单元80系利用导线插接于主机10上所设的声音采集单元连接口104，并与主机10内的控制单元20连接，用来采集车四周的声音以产生一声音信号，并将声音信号输入控制单元20；声音采集单元80可为麦克风。

全球定位系统90形成另一具形体，并通过导线插接于主机10的具形体上所设的全球定位系统连接口105上，用来记录坐标位置及行车轨迹还可自动更新全球时间与日期，以产生一行车信号，并将行车信号输入主机10内的控制单元20的数据融合/同步单元25，使数据融合/同步单元25能将来自于影音压缩单元21、车体信号采集单元40与该行车信号的数据进行整合处理，如整合成一文字档，或结合文字档与影音压缩数据。

三轴重力传感器100系内建于主机10，并且连接于控制单元20，用来辨识X/Y/Z三轴位移变化数据，以产生一传感信号，并将传感信号输入控制单元20。举例来说，当发生意外或撞击时，可清楚辨识X/Y/Z三轴位移变化而得知当时加速、减速、转弯等行车状态。

又，控制单元20进一步包含一屏幕显示单元27及一参数设定单元28。其中，屏幕显示（On Screen Display，OSD显示）单元27能以原始摄影机图像（也就是图像采集单元30提供的图像）为背景，再加入时间与机器状态（也就是车体信号提供的运转数据、全球定位系统90提供的行车数据）指示，再将合并后的图像、运转及行车数据通过该图像输出单元70显示。而参数设定单元28能利用设置于主机10外缘且电性连接于控制单元20的至少一个按键281以按键方式操作，以对上述影音压缩单元21、图像处理单元22及前车侦测单元24所需的参数进行设定，并能将所有设定写在一存储器单元200中使用，以增加使用的便利性。

本实用新型中的控制单元20的影音压缩单元21、车道偏离侦测单元23及前车侦测单元24，分别需要不同的图像，通过图像处理单元22，将原始图像采集所需范围后，分别给车道偏离侦测单元23与前车侦测单元24，进行后续处理。

通常具车道偏离预警的广角图像需限定上线边界，前方车距预警功能的窄角图像需限定于车道内，而行车记录器的广角(高解析度图像的原始图像)，现有一般解析度图像无法侦测比较远(50米以上)的车辆，本实用新型则采用高解析度图像，可增加侦测距离，限定图像处理范围，可以减少运算速度。

请参考图3所示，本实用新型进一步说明在执行录像、车道侦测、前车侦测、图像输出、预警的流程，如下：

执行录像流程时，系将图像采集单元30的图像信号与声音采集单元80的声音信号输入影音压缩单元21进行压缩，再将压缩后的数据与车体信号采集单元40的车体信号、全球定位系统90的行车信号、三轴重力传感器100的传感信号经过整合后输入储存单元50储存。

执行车道侦测流程，系将图像采集单元30的图像信号经过图像处理单元22后，将所需的图像范围解取后输入车道偏离侦测单元23，然后将侦测结果传送给前车侦测单元24与预警单元60。

执行前车侦测流程，系将图像采集单元30的图像信号经过图像处理单元22后，再输入前车侦测单元24，并结合上述车道侦测结果，侦测是否有前车存在，然后将计算结果传送给预警单元60。

执行图像输出流程，系由图像采集单元30的图像信号，并且根据系统状态以及上述各侦测结果显示在显示器（图像输出单元70），或由影音输出信号线（图像输出单元70）输出。

执行预警流程，系根据车道偏离侦测单元23、前车侦测单元24、车体信号采集单元40的车体信号及三轴重力传感器100的传感信号，判断目前是否发出预警信号，以提醒驾驶人注意安全。

一般在长时间行驶后容易产生疲劳驾驶而造成意外事故，未与前车保持安全距离也容易造成车祸意外，因此，在结合车道偏离侦测与前车侦测与测距系统后，即能够辅助驾驶更安全地行车，如此的组合结构是现有技术中所无法提供的，且目前也尚未有相同或近似的设计结构。

现有的图像采集结构由于受限于图像的解析度与视角范围，所以侦测前车的距离都不远（约50米以内），即使后来提出的「双视觉前车安全预警装置及其方法」技术，虽能增加侦测前车的距离，但，也因使用至少两图像采集装置而使成本增高，同时也增加占用空间，因而不利于市场竞争。

本实用新型的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，主要利用车道偏离预警功能及前方车距预警功能的行车记录器功能结合成一体使用。而车道偏离预警系统与前方车距预警系统，则是通过CCD或CMOS的图像传感元件输出高解析度图像到控制单元20的图像处理单元22处理辨识，更重要的是还通过裁切与缩放图像让侦测的范围与距离扩大，此外，结合车体信号采集单元40的车体信号以判断是否为危险驾驶行为，若是则会通过预警单元60发出如视觉及/或听觉预警信号，以增加其可靠度与稳定性；而行车记录器则是通过图像及声音的采集，以采集车前图像及四周声音后传至控制单元20，再经压缩后储存至储存单元50(如SD卡、CF卡)，提供发生意外事故时的呈堂证据。

在本实用新型中将车道偏离预警、前方车距预警及行车记录器三者的功能结合一体使用时，能使其个别功能发挥出相乘效果，及同时记录车体信号、前方车距过近次数、车道偏离预警次数与事故发生时当下的周边状况，由此，使本实用新型除了达到预防效果提升行车安全之外，还有利于厘清意外事故的责任归属(如车子因素或是人为因素)，进而提升行车记录器的使用功能。由于将车道偏离预警、前方车距预警及行车记录器功能结合成一机使用，因此，可解决驾驶者对于分别安装的不便性与减少占用车上的空间，还能降低制造成本，大大受惠于消费者本身，使产品在市场上拥有更佳的竞争力。

由上述的组成元件与实施说明可知，本实用新型与现有结构相较之下，本实用新型具有至少以下的优点：1.图像采集单元提供高解析度的图像给控制单元，不仅能够提高辨识率还能够增加前车侦测范围。2.通过车体信号能够了解行车状态，减少假警报的发生，增加系统稳定性。3.本实用新型具有较大的前车侦测距离，能够侦测距离100米内的前方与左右车道的前车，且能够在未保持安全距离的情况下发出预警信号，以避免发生事故。4.本实用新型无设置图像减码单元，也无需图像编码与解码单元，因此，减少图像的转换失真，并提高图像解析度及整体辨识率。5.本实用新型的结构精简，占用空间缩小且成本因结构精简而降低。

以上所述仅为本新型的优选实施例，对本新型而言仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员理解，在本新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，用来安装于车内使用，包含：

主机，其系一具形体结构；

控制单元，其系内建于该主机，该控制单元包含：用来压缩影音数据的影音压缩单元、用来处理图像数据的图像处理单元、用来侦侧是否车道偏离的车道偏离侦测单元、用来侦测是否有前车存在的前车侦测单元、用来将影音数据与车运转数据进行融合与同步处理的数据融合/同步单元以及用来判断发出预警信号的预警决策单元；

图像采集单元，其系形成另一具形体，并通过导线插接于该主机的具形体上所设的图像采集单元连接口，用来采集车前侧的道路图像，以产生图像信号，并将该图像信号输入该控制单元；

车体信号采集单元，其系形成另一具形体，并通过导线插接于该主机的具形体上所设的车体信号采集单元连接口，用来采集该车的运转数据，以产生车体信号，并将该车体信号输入该控制单元；

储存单元，其系连接于该控制单元的数据融合/同步单元，用来储存来自于该控制单元所处理后的数据；以及

预警单元，其系连接于该控制单元的预警决策单元；

其中，该图像采集单元的图像信号经由该控制单元的影音压缩单元压缩后，再经数据融合/同步单元储存至该储存单元；

其中，该图像采集单元的图像信号经由该控制单元的图像处理单元处理，并以通过裁切与缩放让侦测的范围与距离能够扩大，使其能侦测该车与前车间的最大距离为100米；

其中，该图像采集单元的图像信号经过该图像处理单元以区分为供车道偏离侦测与前车侦测用的图像信号，再分别输入该车道偏离侦测单元及该前车侦测单元，再输入该预警决策单元，使该控制单元能够侦测该车与前车间的距离以及计算车道偏离量，并且配合该车体信号，判断是否为危险驾驶行为，若是则传输信号至预警单元使该预警单元发出预警信号以警告驾驶。

2.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其中该控制单元进一步包含参数设定单元，该参数设定单元利用设置于该主机外缘且电性连接于该控制单元的至少一个按键，并以操作按键方式对该影音压缩单元、该图像处理单元及该前车侦测单元进行参数设定。

3.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其中该控制单元进一步包含屏幕显示单元，该屏幕显示单元能合并该图像采集单元的图像与该车体信号的运转数据，再显示于图像输出单元，该图像输出单元设置于该主机的外表面并且连接于该控制单元，该图像输出单元可为显示器。

4.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其进一步包含声音采集单元，该声音采集单元利用导线插接于该主机上所设的声音采集单元连接口，且连接于该控制单元，用来采集该车四周的声音，以产生声音信号，并将该声音信号输入该控制单元且经由该影音压缩单元压缩后储存至该储存单元，该声音采集单元可为麦克风。

5.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其进一步包含全球定位系统，该全球定位系统形成另一具形体，并通过导线插接于该主机的具形体上所设的全球定位系统连接口上，用来记录坐标位置及行车轨迹，以产生行车信号，并将该行车信号输入该控制单元。

6.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其进一步包含三轴重力传感器，该三轴重力传感器系内建于该主机，并且连接于控制单元，用来辨识X/Y/Z三轴位移变化数据，以产生传感信号，并将该传感信号输入该控制单元。

7.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其中该图像采集单元具有大于640x480的解析度，并且以无失真方式将该图像信号输至该控制单元，用来提高图像辨识率与增加前车侦测范围。

8.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其中该图像采集单元包含有图像传感元件，该图像传感元件由电荷耦合元件或互补金属氧化物半导体构成。

9.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其中该储存单元为SD卡、CF卡或硬盘。

10.如权利要求1所述的具车道偏离预警及前方车距预警功能的行车记录器，其中该预警单元的预警信号可为视觉、听觉、或结合视觉及听觉的预警信号。

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