基于場景的360°全景系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

王敏　楊漢飛　彭楊

摘 要：360°全景環(huán)視系統(tǒng)主要利用安裝在整車前、后、左、右的4個魚眼攝像頭進(jìn)行圖像拼接，通過鳥瞰圖的模式給駕駛員展示真實車輛周圍景象的系統(tǒng)，具有視角寬、圖像真實等特點(diǎn)。該功能近幾年被廣泛應(yīng)用于車載主動輔助駕駛安全領(lǐng)域。論文對360°全景技術(shù)進(jìn)行概述，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合用戶的實際應(yīng)用場景進(jìn)行軟件邏輯的優(yōu)化設(shè)計，是一種可借鑒的產(chǎn)品設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：魚眼鏡頭;場景;360°全景

1 引言

隨著汽車保有量的逐漸提升，國產(chǎn)消費(fèi)及體驗升級，泊車和行車安全問題越來越受到用戶關(guān)注。但現(xiàn)有汽車通過車內(nèi)后視鏡和左右外后視鏡進(jìn)行泊車和行車過程中存在很多盲區(qū)，經(jīng)常導(dǎo)致事故發(fā)生[1]。360°全景環(huán)視系統(tǒng)實現(xiàn)360°無死角，使泊車和行車過程更加安全。

汽車周圍盲區(qū)見圖1所示。

2 360全景的系統(tǒng)概述

360°全景環(huán)視系統(tǒng)主要由前、左、右、后攝像頭以及360環(huán)視控制器這5個零件組成。前攝像頭安裝在前格柵區(qū)域，左、右攝像頭分別安裝在左、右后視鏡上，后攝像頭安裝在后蒙皮或者尾門拉手上。全景系統(tǒng)采用魚眼攝像頭采集到的圖像經(jīng)過算法進(jìn)行圖像合成和圖像修正，通過鳥瞰圖可以真實實現(xiàn)360°無死角，直觀呈現(xiàn)出車輛所處周圍的情況[2]。360全景環(huán)視系統(tǒng)應(yīng)用，大大拓展了駕駛員對周圍環(huán)境的感知能力，使駕駛員在車輛起步，行車轉(zhuǎn)彎，泊車入位，等規(guī)避障礙的時候從容不迫，輕松自如，可有效減少刮蹭、碰撞等事故的發(fā)生，如圖2所示。

3 360全景的系統(tǒng)硬件架構(gòu)

根據(jù)360全景的系統(tǒng)搭建的硬件結(jié)構(gòu)，CAN信號通過CAN收發(fā)器傳給處理器，4個攝像頭的圖像通過LVDS傳輸通過解碼芯片輸入SOC，SOC將圖像進(jìn)行去畸變、拼接、白平衡、色差均衡等處理后將圖像輸出到車機(jī)顯示屏進(jìn)行輸出顯示，具體見圖3。

4 基于場景的邏輯設(shè)計

基于用戶使用場景的邏輯設(shè)計，讓360全景更加智能，體驗更加便捷舒適，同時不失趣味性。

360全景邏輯設(shè)計需要的整車CAN信號和作用統(tǒng)計如表1：

4.1 啟動場景

車輛啟動，用戶出庫或者出車位的場景時，駕駛員掛D檔后，彈出360全景影像，無需用戶手動激活，方便用戶出庫，如圖4。

4.2 轉(zhuǎn)彎場景

（1）在車輛轉(zhuǎn)彎行駛時，駕駛員放向盤角度大于60°，彈出360全景影像，結(jié)合轉(zhuǎn)彎場景，方便用戶使用，減少因為盲區(qū)造成的隱患。

（2）利用魚眼攝像頭的優(yōu)勢，在方向盤轉(zhuǎn)動的時候，設(shè)置圖像跟隨方向盤轉(zhuǎn)角而變動，實現(xiàn)圖像隨動，保證駕駛員駕駛無盲區(qū)。

（3）增加車輪輔助線，用戶可以知道車輛行駛過程中輪胎可能會壓到的東西，用戶可以及時進(jìn)行避讓。

4.3 趣味場景

增加車模顏色設(shè)置，全景的畫面更具趣味性。增加觸摸切換，用戶點(diǎn)擊車輛四周即可實現(xiàn)圖像切換（圖5）。

4.4 智能場景

在行車或者泊車情況下，雷達(dá)探測到障礙物報警時，用戶希望觀察周圍的障礙物，針對這種情況通過車身雷達(dá)與攝像頭的融合實現(xiàn)，如果雷達(dá)探測到障礙物，自動彈出360，讓駕駛更安全可靠。雷達(dá)報警消失后，360全景3s后退出。

4.5 尋車場景

用戶停車后經(jīng)常會忘記車輛所在位置，通過360全景拍攝照片的方式，上傳到TBOX，用戶開啟遠(yuǎn)程尋車時候，手機(jī)端APP顯示360的拍照照片，方便用戶尋車，具體見圖6。

5 360全景的軟件系統(tǒng)架構(gòu)

如圖7所示，微處理器根據(jù)CAN信號進(jìn)行處理和邏輯判斷，控制車機(jī)的顯示情況。

6 總結(jié)

基于應(yīng)用場景的產(chǎn)品開發(fā)是產(chǎn)品開發(fā)作用的體現(xiàn)，本文對360全景的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行簡單闡述，對基于場景的邏輯設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)說明，體現(xiàn)智能化，人性化，場景化的設(shè)計思路，在汽車上可以推廣這類設(shè)計思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]李玉玉.360 全景技術(shù)讓行車更安全[J].新技術(shù)應(yīng)用與實踐 ，1673-1069（2018）-06-0187-02.

[2]鄭忠慧.車載全景視覺系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2017.