车辆摄像头的补光方法及系统与流程

1.本技术涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及车辆摄像头的补光方法及系统。


背景技术：

2.自动驾驶车辆依靠摄像头来实现路面识别，摄像头相当于自动驾驶车辆的眼睛，摄像头在夜间需要使用车灯进行照明和补光，但常规车灯系统照明过程中容易造成摄像头曝光不足或曝光过度，从而影响路面识别效果并进一步影响到自动驾驶车辆的正常行驶。
3.为了改进自动驾驶过程中摄像头的补光问题，现有技术通常采用车灯为摄像头进行补光，但现有的车灯系统亮度无法跟随环境亮度情况进行动态调节也无法跟随车速情况进行动态调节。


技术实现要素：

4.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本技术提供一种车辆摄像头的补光方法及系统，能够实现对车辆摄像头动态补光。
5.本技术第一方面提供一种车辆摄像头的补光方法，包括：
6.采集车辆摄像头补光所需的外部信息，根据外部信息生成第一控制信号，外部信息包括车辆行驶的环境亮度信息及车辆行驶速度；
7.接收根据第一控制信号补光拍摄的图像，将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号；
8.根据第二控制信号，控制车灯增加摄像头的补光量。
9.可选地，采集摄像头补光所需的外部信息，根据外部信息生成第一控制信号，包括：
10.根据光照强度和预设光照强度范围，生成补光等级；
11.根据车辆行驶速度和预设车辆速度，调整补光等级并生成第一控制信号；
12.其中，在车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，提高补光等级以生成第一控制信号；
13.在车辆行驶速度小于预设车辆速度的情况下，减少补光等级以生成第一控制信号。
14.可选地，根据环境亮度信息和预设光照强度范围，生成补光等级之前，包括：
15.根据预设光照强度范围设定n组预设环境照度值；
16.获取与n组预设环境照度范围一一对应关联的灯光功率，灯光功率用于给车灯提供预设光照强度范围内的灯光，n为正整数。
17.可选地，接收根据第一控制信号控制拍摄的图像，将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号，包括：
18.接收图像，提取图像的色温值；
19.获取预设图像的预设色温值，对比图像的色温值和预设图像的预设色温值，获取
对比结果；
20.在对比结果不符合色温值差的情况下，调整第一控制信号对应的补光等级，根据调整后的补光等级生成第二控制信号。
21.本技术第二方面提供一种车辆摄像头的补光系统，包括：
22.光敏传感器，用于获取车辆行驶的环境亮度信息生成环境光信号；
23.速度传感器，用于测量车辆行驶速度生成车速脉冲信号；
24.控制单元mcu，用于接收环境光信号、车速脉冲信号、拍摄图像，生成车灯控制信号；
25.驱动电路，用于根据车灯控制信号，对车灯进行控制以实现对车灯摄像头的补光。
26.可选地，车灯控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，控制单元mcu包括第一信号模块和第二信号模块，第一模块用于根据环境光信号和车速脉冲信号生成第一控制信号；第二控制模块用于接收根据第一控制信号补光拍摄的图像，并将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号。
27.可选地，第一模块用于根据环境光信号和车速脉冲信号生成第一控制信号，包括；
28.第一模块根据环境光信号获取光照强度，第一模块根据光强度和预设光照强度范围，生成补光等级；
29.第一模块根据车速脉冲信号获取车辆行驶速度，第一模块根据车辆行驶速度和预设车辆速度，调整补光等级并生成第一控制信号；
30.其中，第一模块在车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，增强补光等级以生成第一控制信号；
31.第一模块在车辆行驶速度小于预设车辆速度的情况下，减少补光等级以生成第一控制信号。
32.可选地，控制单元mcu存储有预设光照强度范围，控制单元mcu根据环境亮度信息和预设光照强度范围，生成补光等级之前，包括：
33.根据预设光照强度范围设定n组预设环境照度值；
34.获取与n组预设环境照度范围一一对应关联的灯光功率，灯光功率用于给车灯提供预设光照强度范围内的灯光，n为正整数。
35.本技术第三方面提供一种电子设备，包括：
36.处理器；以及
37.存储器，其上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器执行时，使处理器执行如上的方法。
38.本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当可执行代码被电子设备的处理器执行时，使处理器执行如上的方法。
39.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：一方面本技术提供一种车辆摄像头的补光方法，可以实现根据车辆行驶环境的环境亮度信息、车辆行驶速度及摄像头拍摄图像的画质对摄像头补光进行动态调节。另一方面，本技术还提供了一种车辆摄像头的补光系统，该系统能够和车机域控制器通信，综合域控制器输出进行工作，补光系统包括光敏传感器，可以根据环境亮度信息自适应调节车灯亮度，从而为摄像头提供最佳补光效果；补光系统设计有速度传感器，可以根据车辆速度自适应调节车灯亮度，从而为摄像头提供最
佳补光效果，补光系统还可以根据接收图像的画质信息，进一步调根据图像的画质色彩调整车灯控制信号，从而实现车辆摄像头的补光。
40.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
41.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细地描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
42.图1是本技术实施例示出的现有技术中的汽车车灯的控制装置的示意图；
43.图2是本技术实施例示出的车辆摄像头的补光方法的流程示意图；
44.图3是本技术实施例示出的车辆摄像头的补光方法的另一流程示意图；
45.图4是本技术实施例示出的车辆摄像头的补光系统的结构示意图；
46.图5是本技术实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
47.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施方式。虽然附图中显示了本技术的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
48.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
49.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
50.摄像头传感器是自动驾驶车辆感知系统的重要组成部分，一辆自动驾驶车辆上会具备多颗摄像头传感器。摄像头传感器相当于自动驾驶车辆的眼睛，为自动驾驶车辆感知路面信息，可以帮助汽车实现类似于人类驾驶员一样效果的视觉观察能力。摄像头传感器属于光学器件，成像效果的好坏依赖环境亮度情况，如果环境偏亮或者偏暗都会影响摄像头成像效果，进而影响到自动驾驶的路面识别。自动驾驶车辆在夜间行驶时需要使用车灯为摄像头进行补光，但现有的车灯系统亮度无法跟随环境亮度情况进行动态调节也无法跟随车速情况进行动态调节。
51.如图1为现有汽车车灯的控制装置示意图，只有一个单一的通断控制开关进行车灯控制，开关闭合时车灯亮可以给摄像头进行补光，开关断开时车灯灭。在车辆车速调整过
程中，摄像头对同一路面的曝光时间随车速变化而变化。车速快时摄像头拍摄到同一路面的画面时间短(相当于曝光时间变短)，此时如果路面偏暗摄像头拍出来的画面就会出现曝光不足，因此需要对路面进行补光。车速慢时摄像头拍摄到同一路面的画面时间长(相当于曝光时间变长)，此时如果夜间路面偏亮摄像头拍出来的画面就会出现曝光过度，因此需要减少对路面的补光操作。因此说现有的车辆的车灯系统还不能很好支持夜间自动驾驶功能，自动驾驶车辆的摄像头补光系统需要具备自适应动态调节亮度的能力。
52.针对上述问题，本技术实施例提供一种车辆摄像头的补光方法，更够实现车辆摄像头的动态补光。
53.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
54.图2是本技术实施例示出的一种车辆摄像头的补光方法的流程示意图，该方法应用于补光系统的控制单元mcu。控制单元mcu(micro control unit)，用于接收不同传感器的测量信息和/或不同控制信号进行相应的数据处理。
55.参见图2，车辆摄像头的补光方法包括步骤s201至步骤s203。
56.s201，采集车辆摄像头补光所需的外部信息，根据外部信息生成第一控制信号，外部信息包括车辆行驶的环境亮度信息及车辆行驶速度。
57.环境亮度信息一般由光敏传感器测得，车辆行驶速度一般由速度传感器测得，速度传感器一般为imu速度传感器。
58.如图3所示，步骤s201，采集车辆摄像头补光所需的外部信息，根据外部信息生成第一控制信号，包括步骤s301和步骤s302，具体地：
59.步骤s301，根据环境亮度信息和预设光照强度范围，生成补光等级。
60.在步骤s301，根据环境亮度信息和预设光照强度范围，生成补光等级之前，包括：根据预设光照强度范围设定n组预设环境照度值；获取与n组预设环境照度范围一一对应关联的灯光功率，灯光功率用于给车灯提供预设光照强度范围内的灯光，n为正整数。
61.步骤301是通过环境亮度信息与预设环境照度值进行比较，当环境亮度信息小于预设环境照度值时，则调用不同的补光等级，提升车灯在弱光或暗光环境发光亮度，从而保证车辆摄像头在弱光或暗光环境下的拍照质量。
62.其中，预设环境照度值由经过多次摄像环境模拟实验后推算获得。预设环境照度值的设定便于判断当前环境亮度是否满足车辆摄像头所需的进光量。n组预设环境照度范围对应关联n个光照强度参数。n组预设环境照度范围的数值首尾连续衔接。比如，第一组预设环境照度范围的区间是(x1，x2)，第二组预设环境照度范围的区间是(x2，x3)，第三组预设环境照度范围的区间是(x3，x4)。每组预设光照强度范围对应一个亮度，即不同的光照强度参数对应的亮度不同。
63.在本步骤s301中，可选的，n≥3，但并不限于此。举例说明，当n为3时，则本实施例设定的3组预设环境照度范围分别为范围a(a，b)、范围b(b，c)和范围c(c，d)。其中a＜b＜c＜d。当环境亮度信息的光照强度在预设环境照度范围a内，则选择预设环境照度范围a，并根据预设环境照度范围a选择预设环境照度范围a对应的补光等级，第一控制信号可以控制集成电路向车灯发出补光等级的功率。当环境亮度信息的光照强度大于范围c时，此时车灯不需要补光，可以关闭车灯补光系统。
64.需要说明的是，本实施例后续步骤均以上述举例说明的数值参数为例进行说明，
但不限于此。
65.在步骤s301根据环境亮度信息选取补光等级后，还需要根据车辆行驶速度进一步调整补光等级，因此，转入步骤s302。
66.步骤s302，根据车辆行驶速度和预设车辆速度，调整补光等级并生成第一控制信号；其中，在车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，提高补光等级以生成第一控制信号；在车辆行驶速度小于预设车辆速度的情况下，减少补光等级以生成第一控制信号。
67.由于当车辆时速提高到预设车辆速度时，此时车辆拍摄画面相比在预设车辆速度以内的速度拍摄画面，出现了不同程度的模糊与拖影。不同车辆行驶速度影响摄像头拍摄的清晰度，因此，对于车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，需要提高光照等级增加摄像头的补光量。
68.在一种实施例中，步骤s302中的预设车辆速度包括第一预设车辆速度和第二预设车辆速度。当车辆行驶速度小于第一预设车辆速度，可以将步骤s301生成的补光等级下调，当车辆行驶速度大于第二预设车辆速度时，可以将步骤s302生成的补光等级上调。
69.s202，接收根据第一控制信号补光拍摄的图像，将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号。
70.步骤s202通过检验根据第一控制信号补光拍摄的图像的图像质量，根据检验结果进一步判断是否需要对摄像头进行补光。
71.在一种实施例中，步骤s202检验图片质量的方法采用对比图像之间的色温。
72.具体地，步骤s202接收根据第一控制信号补光拍摄的图像，将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号，包括：接收图像，提取图像的色温值；获取预设图像的预设色温值，对比图像的色温值和预设图像的预设色温值，并获取对比结果；在对比结果不符合色温值差的情况下，调整第一控制信号对应的补光等级，根据调整后的补光等级生成第二控制信号。
73.在本实施例中，提取图像的色温值包括：选取预设数量的像素，求取预设数量的像素的色温平均值。预设图像为在接收第一控制信号的情况下，根据车灯的预设光照强度，达到预设质量的图像。
74.s203，根据第二控制信号，控制车灯增加摄像头的补光量。
75.在步骤s203中，控制信号由控制单元mcu生成，并经由控制单元mcu发送给驱动电路。驱动电路在接收控制信号后生成不同的电平信号和车灯开关信号以控制车灯对摄像头进行补光。
76.本技术提供的车辆摄像头的补光方法，可以实现根据车辆行驶环境的环境亮度信息和车辆行驶速度及摄像头拍摄画质对摄像头补光进行动态调节。
77.与前述应用功能实现方法实施例相对应，本技术还提供了一种车辆摄像头的补光系统、电子设备及相应的实施例。
78.图4是本技术实施例示出的车辆摄像头的补光系统的结构示意图。
79.参见图4，车辆摄像头的补光系统包括：光敏传感器410、速度传感器420、控制单元430及驱动电路440。光敏传感器410，用于获取车辆行驶的环境亮度信息生成环境光信号；速度传感器420，用于测量车辆行驶速度生成车速脉冲信号；控制单元mcu430，用于接收环境光信号、车速脉冲信号、拍摄图像，生成车灯控制信号；驱动电路440，用于根据车灯控制
信号，对车灯进行控制以实现对车辆摄像头的补光。
80.在一种实施例中，本技术的补光系统还与自动驾驶域控制器及车灯相连，域控制器用于向补光系统发出指令，车灯接收补光系统的车灯控制信号进行补光，车灯一般为led车灯。车灯包括单个或多个led车灯，车灯亮度可以通过驱动电路进行条件，驱动电路输出功率越大，车灯越亮。自动驾驶域控制器为自动驾驶车辆的中央控制单元，可以和自动驾驶车辆的各个组成进行数据传输和命令发送。
81.光敏传感器410是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，本发明中光敏传感器410可以把环境光照的强度转换为环境光信号，控制单元mcu430通过ad通道采集环境光信号从而得到环境光照的强度信息。
82.速度传感器420一般为imu模块，即惯性测量单元，可以测量车辆速度信息并将速度信息转为车速脉冲信号给控制单元mcu430。
83.驱动电路440可以驱动车灯，根据控制单元mcu430输出的控制信号的波形控制输出车灯的功率大小，从而调节车灯亮度。在本技术中，车灯一般为led车灯。
84.在一种实施例中，车灯控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，控制单元mcu包括第一信号模块和第二信号模块，第一模块用于根据环境光信号和车速脉冲信号生成第一控制信号；第二控制模块用于接收根据第一控制信号补光拍摄的图像，并将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号。
85.在一种实施例中，第一模块用于根据环境光信号和车速脉冲信号生成第一控制信号，包括；第一模块根据环境光信号获取车辆行驶的环境亮度信息，第一模块根据环境亮度信息和预设光照强度范围，生成补光等级；第一模块根据车速脉冲信号获取车辆行驶速度，第一模块根据车辆行驶速度和预设车辆速度，调整补光等级并生成第一控制信号；其中，第一模块在车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，增强补光等级以生成第一控制信号；第一模块在车辆行驶速度小于预设车辆速度的情况下，减少补光等级以生成第一控制信号。
86.在本实施例中，根据车辆行驶速度和预设车辆速度，调整补光等级并生成第一控制信号；其中，在车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，提高补光等级以生成第一控制信号；在车辆行驶速度小于预设车辆速度的情况下，减少补光等级以生成第一控制信号。
87.由于当车辆时速提高到预设车辆速度时，此时车辆拍摄画面相比在预设车辆速度以内的速度拍摄画面，出现了不同程度的模糊与拖影。不同车辆行驶速度影响摄像头拍摄的清晰度，因此，对于车辆行驶速度大于预设车辆速度的情况下，需要提高光照等级增加摄像头的补光量。
88.在一种实施例中，预设车辆速度包括第一预设车辆速度和第二预设车辆速度。当车辆行驶速度小于第一预设车辆速度，可以将补光等级下调，当车辆行驶速度大于第二预设车辆速度时，可以将补光等级上调。
89.s202，接收根据第一控制信号补光拍摄的图像，将图像和预设图像进行对比，根据对比结果生成第二控制信号。
90.步骤s202通过检验根据第一控制信号补光拍摄的图像的图像质量，根据检验结果进一步判断是否需要对摄像头进行补光。
91.在一种实施例中，控制单元mcu430存储有预设光照强度范围，控制单元mcu430根
据环境亮度信息和预设光照强度范围，生成补光等级之前，包括：根据预设光照强度范围设定n组预设环境照度值；获取与n组预设环境照度范围一一对应关联的灯光功率，灯光功率用于给车灯提供预设光照强度范围内的灯光，n为正整数。
92.环境亮度信息与预设环境照度值进行比较，当环境亮度信息小于预设环境照度值时，则调用不同的补光等级，提升车灯在弱光或暗光环境发光亮度，从而保证车辆摄像头在弱光或暗光环境下的拍照质量。
93.其中，预设环境照度值由经过多次摄像环境模拟实验后推算获得。预设环境照度值的设定便于判断当前环境亮度是否满足车辆摄像头所需的进光量。n组预设环境照度范围对应关联n个光照强度参数。n组预设环境照度范围的数值首尾连续衔接。比如，第一组预设环境照度范围的区间是(x1，x2)，第二组预设环境照度范围的区间是(x2，x3)，第三组预设环境照度范围的区间是(x3，x4)。每组预设光照强度范围对应一个亮度，即不同的光照强度参数对应的亮度不同。
94.可选的，n≥3，但并不限于此。举例说明，当n为3时，则本实施例设定的3组预设环境照度范围分别为范围a(a，b)、范围b(b，c)和范围c(c，d)。其中a＜b＜c＜d。当环境亮度信息的光照强度在预设环境照度范围a内，则选择预设环境照度范围a，并根据预设环境照度范围a选择预设环境照度范围a对应的补光等级，第一控制信号可以控制集成电路向车灯发出补光等级的功率。当环境亮度信息的光照强度大于范围c时，此时车灯不需要补光，可以关闭车灯补光系统。
95.在一种实施例中，车灯包括单个或多个led车灯，车灯亮度可以通过驱动电路进行条件，驱动电路输出功率越大，车灯越亮。自动驾驶域控制器：自动驾驶车辆的中央控制单元，可以和自动驾驶车辆的各个组成进行数据传输和命令发送。
96.本技术提供的车辆摄像头的补光方法，可以实现根据车辆行驶环境的环境亮度信息、车辆行驶速度及摄像头拍摄画质对摄像头补光进行动态调节。本技术还提供了一种车辆摄像头的补光系统，该系统能够和车机域控制器通信，综合域控制器输出进行工作，补光系统包括光敏传感器，可以根据环境亮度信息自适应调节车灯亮度，从而为摄像头提供最佳补光效果；补光系统设计有imu速度传感器，可以根据车辆速度自适应调节车灯亮度，从而为摄像头提供最佳补光效果，控制系统还可以根据接收的画质信息，调整补光效果，进一步根据画质色彩调整车灯控制信号，从而实现车辆摄像头的补光。
97.本发明实施例提供的车辆摄像头的补光系统的基本构思在于，该车辆摄像头补光系统通过采集环境亮度信息、车辆行驶速度及拍摄图像等相关信息，来判断各种条件下的车辆摄像头在拍摄过程的需要的补光量。
98.参见图5，电子设备500包括存储器510和处理器520。
99.处理器520可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
100.存储器510可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器(rom)和永
久存储装置。其中，rom可以存储处理器520或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置(例如磁或光盘、闪存)作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备(例如软盘、光驱)。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器510可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片(例如dram，sram，sdram，闪存，可编程只读存储器)，磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器510可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片(cd)、只读数字多功能光盘(例如dvd-rom，双层dvd-rom)、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡(例如sd卡、min sd卡、micro-sd卡等)、磁性软盘等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。
101.存储器510上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器520处理时，可以使处理器520执行上文述及的方法中的部分或全部。
102.此外，根据本技术的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本技术的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。
103.或者，本技术还可以实施为一种计算机可读存储介质(或非暂时性机器可读存储介质或机器可读存储介质)，其上存储有可执行代码(或计算机程序或计算机指令代码)，当可执行代码(或计算机程序或计算机指令代码)被电子设备(或服务器等)的处理器执行时，使处理器执行根据本技术的上述方法的各个步骤的部分或全部。
104.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。