车载摄像头、图像处理装置及智能行驶设备的制作方法

1.本实用新型涉及摄像头技术领域，具体而言，涉及一种车载摄像头、图像处理装置及智能行驶设备。


背景技术：

2.自动驾驶是指汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。
3.摄像头是自动驾驶系统或者安全辅助驾驶系统里最常用的传感器之一。通常情况下，自动驾驶系统通过对摄像头拍摄的图像进行分析，从而达到感知周边环境以及辅助驾驶安全的目的。
4.然而，目前的摄像头中只有图像传感器，只可以采集外界的图像信息，图像之外的信息并不能采集到，数据获取较为单一。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种车载摄像头、图像处理装置及智能行驶设备。
6.第一方面，本实用新型提供了一种车载摄像头，包括：图像采集模块和与所述图像采集模块连接的状态测量模块；
7.所述图像采集模块，包括至少一个图像传感器，用于采集图像数据；
8.所述状态测量模块，包括至少一个状态测量传感器，用于采集所述车载摄像头的状态数据，所述状态数据包括所述车载摄像头的运动状态数据和/或所述车载摄像头所处的环境数据；
9.所述状态测量模块采集的状态数据用于对所述图像采集模块采集的图像数据进行修正处理。
10.本实用新型中，由于该车载摄像头不仅包括了图像采集模块，还包括了与图像采集模块连接的状态测量模块，使得该车载摄像头不仅能够采集图像数据，还可以采集车载摄像头的运动状态数据和/或所述车载摄像头所处的环境数据，使得该车载摄像头的功能多样化，提高了该车载摄像头的适用性。尤其在自动驾驶场景中，可以避免对额外状态传感器的使用，避免了布线，降低了数据传输的复杂性。
11.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述状态测量模块包括加速度传感器、角速度传感器、气压传感器、磁传感器及温度传感器中的至少一种。
12.本实施例中，由于状态测量模块包括加速度传感器、角速度传感器、气压传感器、磁传感器及温度传感器中的至少一种，使得该车载摄像头可以根据实际使用情况选择适合的状态传感器。
13.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述车载摄像头还包括串行器，所述图像采集模块与所述状态测量模块之间通过所述串行器连接；所述串行器用于将所述图像数
据以及所述状态数据转换为串行数据后输出。
14.本实施方式中，通过串行器实现了图像数据和状态数据的传输及转换，解决了在车载摄像头中集成状态测量模块后的数据传输问题。
15.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述车载摄像头还包括：
16.控制器，与所述串行器相连；
17.所述串行器还用于将转换后的串行数据发送至所述控制器；
18.所述控制器用于基于所述串行数据中的所述状态数据，对所述串行输出数据中的所述图像数据进行修正处理。
19.本公开实施例，由于车载摄像头还包括控制器，进而可以直接基于状态数据对图像数据进行修正处理，也即该车载摄像头还具备数据处理功能，提高了车载摄像头的性能。
20.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述串行器与所述图像传感器之间采用移动产业处理器接口mipi总线及串行i2c总线进行通信连接；或者，所述串行器与所述图像传感器之间采用移动产业处理器接口mipi总线及串行外设接口spi总线进行通信连接。
21.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述控制器与所述串行器之间采用高速串行接口gmsl总线或者高速数字接口fpd总线进行通信连接。
22.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述车载摄像头还包括：
23.存储器，与所述图像传感器连接，用于存储所述图像传感器的参数配置信息。
24.本实施方式中，由于车载摄像头还包括存储器，且该存储器用于存储所述图像传感器的参数配置信息，进而可以作为图像传感器的启动加载信息，实现图像传感器的顺利启动。
25.根据第一方面，在一种可能的实施方式中，所述车载摄像头还包括：
26.电源转换模块，所述电源转换模块的一端与外部电源连接，另一端分别与所述图像采集模块以及所述状态测量模块连接，用于将所述外部电源输出的电压进行转换后为所述图像采集模块以及所述状态测量模块供电。
27.本实施方式中，由于车载摄像头还包括电源转换模块，可以将所述外部电源输出的电压转换成适合的电压后为图像采集模块以及所述状态测量模块供电，保证了车载摄像头的持续在线使用。
28.第二方面，本实用新型实施例还提供一种图像处理装置，包括第一方面或第一方面中一些可能的实施方式中所述的车载摄像头和控制器。
29.第三方面，本公开实施例还提供一种智能行驶设备，包括第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中所述的车载摄像头。
30.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1示出了本实用新型实施例所提供的一种自动驾驶车辆的示意图；
33.图2示出了本实用新型实施例所提供的一种车载摄像头的原理框图；
34.图3示出了本实用新型实施例所提供的另一种车载摄像头的原理框图；
35.图4示出了本实用新型实施例所提供的再一种车载摄像头的原理框图；
36.图5示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理装置的原理框图；
37.图6示出了本实用新型实施例所提供的一种智能行驶设备的原理框图。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.自动驾驶是指汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。
40.示例性地，参见图1所示，为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶车辆的示意图。如图1所示，自动驾驶车辆900上大多设置多个分立传感器，如车载摄像头100及激光雷达(图未示)、加速度传感器(图未示)或者角速度传感器(图未示)。其中，车载摄像头100是自动驾驶系统或者安全辅助驾驶系统里最常用的传感器之一。通常情况下，自动驾驶系统通过对摄像头拍摄的图像进行分析，从而达到感知周边环境以及辅助驾驶安全的目的。
41.然而，目前的摄像头中只有图像传感器，只可以采集外界的图像信息，图像之外的信息并不能采集到，数据获取较为单一，导致在自动驾驶系统中，还需要设置其他额外的传感器，然后分别收集与处理各个分立传感器的数据，并对采集的数据进行处理分析后，实现自动驾驶功能。
42.基于上述研究，本实用新型提供了一种车载摄像头，不仅能够采集图像数据，还能够采集车载摄像头的状态数据，使得车载摄像头的功能多样化，提高了车载摄像头的适用性。
43.针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本实用新型针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本实用新型过程中对本实用新型做出的贡献。
44.示例性地，参见图1所示，本实用新型提供的车载摄像头100包括图像采集模块10和与所述图像采集模块20连接的状态测量模块。所述图像采集模块10包括至少一个图像传感器11，图像采集模块10用于采集图像数据。所述状态测量模块20包括至少一个状态测量传感器，用于采集所述车载摄像头100的状态数据。所述状态数据包括所述车载摄像头100的运动状态数据和/或所述车载摄像头100所处的环境数据。所述状态测量模块采集的状态数据，用于对所述图像采集模块采集的图像数据进行修正处理。
45.图像传感器11也称感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备。图像传
感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管，光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比，图像传感器是将其受光面上的光像，分成许多小单元，将其转换成可用的电信号的一种功能器件。
46.图像传感器11分为光导摄像管和固态图像传感器。与光导摄像管相比，固态图像传感器具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点。常见的图像传感器包括cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)和ccd(charge-coupled device，电荷耦合元件)两种。
47.本实用新型实施例中，由于该车载摄像头不仅包括了图像采集模块10，还包括了与图像采集模块10连接的状态测量模块20，使得该车载摄像头100不仅能够采集图像数据，还可以采集车载摄像头100的运动状态数据和/或所述车载摄像头100所处的环境数据，使得该车载摄像头100的功能多样化，提高了该车载摄像头100的适用性，尤其在自动驾驶场景中，可以避免对额外状态传感器的使用，避免了布线，降低了数据传输的复杂性。
48.示例性地，参见图3所示，为本实用新型实施例提供的另一种车载摄像头的原理框图。如图3所示，所述车载摄像头100还包括串行器30。所述图像采集模块10与所述状态测量模块20之间通过所述串行器30连接。所述串行器30用于将所述图像数据以及所述状态数据转换为串行数据后输出。如此，通过串行器30实现了图像数据和状态数据的传输及转换，解决了在车载摄像头100中集成状态测量模块20后的数据传输问题。
49.示例性地，所述串行器30与所述图像传感器11之间采用移动产业处理器接口mipi总线及串行i2c总线进行通信连接；或者，所述串行器与所述图像传感器之间采用移动产业处理器接口mipi总线及串行外设接口spi总线进行通信连接。具体地，图像传感器11通过mipi总线将图像数据传递至串行器30，串行器30通过i2c或spi总线对图像传感器11进行寄存器的读写操作。
50.示例性地，所述状态测量模块20包括加速度传感器21、角速度传感器22、气压传感器23、磁传感器24及温度传感器25中的至少一种。
51.其中，加速度传感器21用于采集所述车载摄像头的加速度数据。加速度传感器21通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。本实施方式中，串行器30通过i2c总线或spi总线与加速度传感器21相连。
52.角速度传感器22用于采集所述车载摄像头的角加速度数据，比如陀螺仪。本实施方式中，串行器30通过i2c总线或spi总线与角速度传感器22相连，如此，角速度传感器22会通过数据总线传递车载摄像头100的角加速度数据。
53.地磁传感器23用于采集所述车载摄像头100所处环境的当前磁场信息。本实施方式中，串行器30通过i2c总线或spi总线与地磁传感器23相连，进而实现数据的传输。
54.气压传感器24用于采集所述车载摄像头100所处位置的气压信息，进而通过气压信息可以确定海拔信息。本实施方式中，串行器30通过i2c总线或spi总线与气压传感器24相连。
55.温度传感器25用于采集所述车载摄像头100所处环境的温度信息。本实施方式中，串行器30通过i2c总线或spi总线与温度传感器25相连。
56.需要说明的是，本是实用新型中，所述状态测量模块20所包括的各个传感器的数量和种类不做限定，也即，所述状态测量模块20所包括的传感器可以比图3中所示的传感器
的种类更多或者更少。
57.参见涂4所示，在一些实施方式中，所述车载摄像头100还包括控制器40。控制器40与所述串行器30相连，所述串行器30还用于将转换后的串行数据发送至所述控制器40；所述控制器40用于基于所述串行数据中的所述状态数据，对所述串行输出数据中的所述图像数据进行修正处理。
58.示例性地，所述控制器40与所述串行器30之间采用高速串行接口gmsl总线或者高速数字接口fpd总线进行通信连接。具体地，可以使用gmsl或gmsl2或gmsl3或fpd-link iii通信总线。
59.可以理解的是，在控制器40可为单片机或微控制器(micro control unit，mcu)等。控制器40可包括多个输入输出端口(图未示)，控制器40可通过所述多个输入输出端口与其他结构部件(如串行器30)，以获取其他结构部件的信息或者对其他结构部件进行控制等其中。
60.本公开实施例，由于车载摄像头40还包括控制器40，进而可以直接基于状态数据对图像数据进行修正处理，也即该车载摄像头100还具备数据处理功能，提高了车载摄像头100的性能。
61.此外，所述车载摄像头100还包括存储器50以及电源转换模块60。其中，存储器50与所述图像传感器11连接，用于存储所述图像传感器11的参数配置信息。所述控制器40还通过所述串行器30对所述存储器50进行读写操作。示例性地，串行器30与存储器50之间可以采用i2c或者spi通信总线进行数据通信。
62.电源转换模块60的一端与外部电源(图未示)连接，另一端分别与所述图像采集模块10以及所述状态测量模块20连接，用于将所述外部电源输出的电压进行转换后为所述图像采集模块10以及所述状态测量模块20供电。
63.本实施方式中，由于车载摄像头100还包括存储器50，且该存储器50用于存储所述图像传感器11的参数配置信息，进而可以作为图像传感器11的启动加载信息，实现图像传感器11的顺利启动。
64.可以理解，在一些实施方式中，控制器40还可以外置与车载摄像头100之外，也即该车载摄像头100可以将采集到的数据发送至包括控制器40的设备，例如，车载电脑、上位机、服务器等，进行数据处理和分析。因此，在一些实施方式中，参见图5所示，本实用新型实施例还提供一种图像处理装置200，该图像处理装置200包括前述的车载摄像头100和控制器40。此时，控制器40独立于车载摄像头100之外。
65.参见图6所示，本实用新型实施例还提供一种智能行驶设备300，包括前述各个实施例中所述的车载摄像头100。该智能行驶设备包括图1中的自动驾驶车辆900，还可以以包括机器人等，此处不做限定。
66.另外，本实施方式中，对上述各个模块的具体电路不做限定，只要各个模块能够实现相应的功能即可。
67.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
68.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，
或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
69.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。