连接全球定位系统使用的车道偏离警示器

摘要

本发明是一种连接全球定位系统使用的车道偏离警示器，其是通过摄影镜头读取道路影像后传输至一电子控制单元以处理影像辨识工作，且直接连接并结合利用全球定位系统所提供的车速信号，以判断是否为危险驾驶行为，若是则会传输信号至警示单元如视觉警示单元及/或听觉警示单元及/或振动警示单元以发出听觉及/或视觉及/或振动警示而达成车道偏离警示效果；其中，通过连接利用全球定位系统所提供的车速信号，用以取代现有技术的连接利用车体信号的方式，由以大幅简化在车上欲设置车道偏离警示器使用的安装作业程序，故可增进安装车道偏离警示器的方便性及使用效率，可提升消费者的接受度而有利于车道偏离警示器的普及化。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车道偏离警示器，尤指一种与全球定位系统(GPS)连接配合而可直接利用全球定位系统所提供的车速信号以达成车道偏离警示功效的车道偏离警示器。

背景技术

汽车为普及的交通工具，近几年来随着使用者(驾驶者)需要而常加装各种电子配备，如全球定位系统(global positioning system，GPS)、车道偏离警示系统(Lane Departure Warning System，LDWS)、行车记录器(Event DataRecorder，EDR)等，其中，全球定位系统(GPS)是利用一GPS接收器如具有C/A码WGS-84椭球坐标系的全球定位系统以接收GPS的卫星信号中的车子定位数据，并可配合预设的电子地图(e-map)及显示幕以提供行车目前所在的地区、位置、方位及车速等，以利于驾驶者随时掌握行车动向；由于全球定位系统(GPS)已是一成熟产品，故于此不另详述其细部结构及使用功能。

现有的车道偏离警示系统(LDWS)主要是利用一摄影镜头(camera/imagesensor)安装在车内并面对车前方用以读取车前方的道路影像，使用时如行驶在高速公路上，一般是读取车道两侧边的白色车道线影像，并可在安装时先自行设定车道起始点、车道消失点及车子左右偏移灵敏度以作为辨识参数；再将所读取的影像输入所述车道偏离警示系统(LDWS)所设的电子控制单元(ECU，electronic control unit)内，所述电子控制单元(ECU)主要包含一数字信号处理器(digital signal processor，DSP)并配合一存储器单元(memory unit)如随机存取存储器(random access memory，RAM)以处理影像辨识工作；所述电子控制单元(ECU)再连接车子的左右方向灯或车速码表等以取得并利用车子的车体信号，以判断是否为危险驾驶行为，例如：车速每小时60公里以上行驶在高速公路上，且由车体信号得知驾者并未操纵左、右转灯(未变换车道)，但如果车道偏离警示系统(LDWS)却辨识出车行方向相对于车道线呈压线或蛇行状态，即未稳定地在两车道线之间行驶；若辨识结果为是，则会传输信号至警示单元(warning unit)如视觉警示单元(visual warning unit)及/或听觉警示单元(audible warning unit)以启动的而用以警示驾驶者，达成车道偏离警示系统(LDWS)的作用功能。

然而，至目前为止，现有车道偏离警示系统(LDWS)其电子控制单元(ECU)皆是由导线向外连接至方向盘或左右方向灯或车速码表以取得车体信号如左右方向灯或车速等，用以与车道线影像结合供作为辨识及判断，以致在安装车道偏离警示系统(LDWS)时都会动用到车子的既有电路及配备，相对容易造成车内装备及外观的变动；而由于各厂车种很多，各车种装备也或有不同，因此相对增加在作车体信号连接时的困难度；尤其消费者一般都不喜欢为了加装电子设备而改变或影响原来车子的车内装备及外观，故相对降低安装车道偏离警示器的意愿，不利于使用车道偏离警示器的普及化及使用效率；又，车内部空间本就有限，而全球定位系统(GPS)已被大部分车子所采用，但与车道偏离警示系统(LDWS)为分别个体且须分别安装，不但易造成安装的不便，且二者之间无法结合使用，相对也增加制造成本及安装成本，成为车内加装该等电子配备的遗憾，也相对影响该等电子配备的使用效率。

由上可知，如何设计一车道偏离警示器供消费者可简便安装在车上使用，尤其可取代现有技术须连接车体信号如左右方向灯或车速等安装方式，由以增进安装车道偏离警示器的方便性及使用效率并提升消费者的接受度，乃有迫切的需要，本发明即是针对此需要而设计。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种连接全球定位系统使用的车道偏离警示器，其可取代现有技术须连接车体信号如左右方向灯或车速等安装方式，安装车道偏离警示器的方便性及使用效率。

为了达到上述目的，本发明提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，包含一摄影镜头(camera)、一电子控制单元(electronic controlunit，ECU)以处理辨识及一警示单元，其中所述电子控制单元(ECU)并与一全球定位系统(GPS)连接；当使用时，通过摄影镜头(camera)读取道路影像如车道线影像并传输至电子控制单元(ECU)，而所述电子控制单元(ECU)进一步通过全球定位系统(GPS)取得车速信号，用以与道路影像结合利用供处理辨识及判断是否为危险驾驶行为，若是则发出警示如听觉及/或视觉及/或振动警示而达成车道偏离警示功效；其中，通过连接全球定位系统(GPS)以取得车速信号，用以取代连接利用车体信号的现有技术，可大幅简化在车上欲设置车道偏离警示器使用的安装作业程序，而避免现有技术须连接车体信号如左右方向灯或车速等的繁复程序及缺点，由以增进安装车道偏离警示器的方便性及使用效率，并提升消费者的接受度而有利于车道偏离警示器的普及化。

本发明再一目的是提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，其中所述车道偏离警示器可包装成一具体形体如包装在一外壳体内而形成一个体供安装于车内适当位置处，如由吸盘及支架以固定在前窗玻璃或仪表板上；又其中所述摄影镜头(camera)可选择直接设置在所述车道偏离警示器的外壳体上以与车道偏离警示器结合成一体使用，或选择另形成一单一个体并再由导接线以与车道偏离警示器连接，如在车道偏离警示器的外壳体上设置一摄影镜头(camera)连接端口供摄影镜头(camera)的导接线插接，由以符合或增进本发明车道偏离警示器在制造、组装及安装方面的需求或方便性。

本发明另一目的是提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，其中所述全球定位系统可选择直接设置在所述车道偏离警示器的外壳体上以与车道偏离警示器结合成一体使用，或选择另形成一单一个体并再由导接线以与车道偏离警示器连接，如在车道偏离警示器的外壳体上设置一全球定位系统连接端口供全球定位系统的导接线插接，由以符合或增进本发明车道偏离警示器在制造、组装及安装方面的方便性或需求。

本发明另一目的是提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，其进一步可在车道偏离警示器的外壳体上设置一显示幕如液晶面板(LCDpanel)用以显示摄影镜头(camera)所读取的道路影像如车道线影像，供安装时可由所述显示幕调整摄影镜头(camera)的摄影方位以读取最佳道路影像供辨识使用，由以增进安装使用本发明车道偏离警示器的方便性。

本发明另一目的是提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，其进一步可在车道偏离警示器的外壳体上设置一复合电视广播信号连接端口(CVBS output，Composite Video Broadcast Signal)，供外界其他显示幕如具较大尺寸的液晶面板(LCD panel)或投影显示装置如抬头显示器(Head-Up-Display，HUD)的导接线插接，供使用者可通过所述外接的显示幕或抬头显示器(HUD)以观看显示摄影镜头(camera)所读取的道路影像如车道线影像的放大影像。

本发明另一目的是提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，其中所述电子控制单元(ECU)主要包含一数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)并配合一存储器单元(memory unit)以处理影像辨识工作，其中所述数字信号处理器(DSP)可选择利用一整合的集成电路(IC)构成以达成影像辨识功能，或选择利用一影像输入(video input)、一数字信号处理核心(DSPcore)、一控制单元(control unit)及一存储器(Read-Only Memory，ROM)等分开的集成电路(IC)构成以达成影像辨识功能，由以增进本发明车道偏离警示器在制造及组装上的方便性。

本发明另一目的是提供一种连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器，其中所述存储器单元(memory unit)是利用一随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)构成，而所述随机存取存储器(RAM)进一步可选择利用一第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double-Data-Rate SynchronousDynamic Random Access Memory，DDR2SDRAM)，由以增进处理影像辨识工作的速度；又进一步可再选择增加一可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)以增进处理影像辨识工作的速度，及/或一快闪存储器(Flash)以取代数字信号处理器(DSP)中所利用的存储器(Read-Only Memory，ROM)，由以符合或增进本发明车道偏离警示器在制造、组装及安装方面的方便性或需求。

本发明的有益效果在于：通过连接全球定位系统(GPS)以取得车速信号，用以取代连接利用车体信号的现有技术，可大幅简化在车上欲设置车道偏离警示器使用的安装作业程序，而避免现有技术须连接车体信号如左右方向灯或车速等的繁复程序及缺点，由以增进安装车道偏离警示器的方便性及使用效率，并提升消费者的接受度而有利于车道偏离警示器的普及化。

附图说明

图1是本发明一实施例(数字信号处理器DSP选择利用一整合的集成电路)的作用功能的结构方块示意图。

图2是本发明另一实施例(数字信号处理器DSP选择利用一未整合的集成电路)的作用功能的结构方块示意图。

图3是本发明又另一实施例(具外接式摄影镜头及全球定位系统(GPS))的作用功能的结构方块示意图。

图4是本发明一实施例(具外接式摄影镜头及全球定位系统(GPS))与支架组合的外观立体(上视角)示意图。

图5是图4实施例的外观立体(底视角)示意图。

图6是图4实施例支架分离的外观立体示意图。

图7是图4实施例的立体分解示意图。

图8是本发明一使用状态的流程示意图。

附图标记说明：1-车道偏离警示器；10-摄影镜头(camera)；11-导接线；20-电子控制单元(ECU)；21-影像解码器(video decoder)；22-数字信号处理器(DSP)；221-影像输入(video input)；222-数字信号处理核心(DSP core)；223-控制单元(control unit)；224-存储器(ROM)；23-存储器单元(memoryunit)；231-双倍数据率同步动态随机存取存储器(DDR2SDRAM)；232-可编程只读存储器(EEPROM)；233-快闪存储器(Flash)；30-警示单元(warning unit)；31-听觉警示单元(audible warning unit)；32-视觉警示单元(visual warningunit)；33-振动警示单元(vibrating warning unit)；40-全球定位系统(GPS)；41-导接线；50-具体形体；501-摄影镜头连接端口；502-全球定位系统(GPS)连接端口；503-复合电视广播信号(CVBS output)连接端口；504-电源连接端口；505-喇叭孔；506-LED警示灯；507-功能键；508-液晶面板开关键(LCDON/OFF)；509-喇叭音量选择键；51-外盖；52-液晶面板(LCD panel)；53-液晶面板电路板(LCD-PCB)；54-主电路板(main PCB)；60-支架；70-显示幕；80-(CVBS)显示幕。

具体实施方式

为使本发明更加明确详实，现列举本发明的优选实施例并配合下列图示，将本发明的结构及其技术特征详述如后：

本发明以下所揭示的实施例，主要是针对一与全球定位系统(GPS)连接配合的车道偏离警示器(LDWS)的主要构件及结合使用的主要功能加以说明，并非用来限制其中的车道偏离警示系统(LDWS)或全球定位系统(GPS)的内部的其他构件或结构功能，也就是车道偏离警示系统(LDWS)或全球定位系统(GPS)的各相关构件或结构功能是可以进行许多改变、修改、甚至等效变更的，如：车道偏离警示系统(LDWS)所使用的摄影镜头(camera/image sensor)及/或声音读取装置(如麦克风Mic)的结构型态及安装数目不限制；或摄影镜头(camera)的影像感测器可为CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补式金氧半导体)摄影机或高画质的CCD(Charge Coupled Device，光电耦合影音感测元件)摄影机；或用以处理影像辨识工作的电子控制单元(ECU)的结构型态或作用功能不限制，如其可设计另连接其他各种相关的监控设备如小型的影像感测器或语音感测器(如小型麦克风)、后视镜显示器、车用显示器、扬声器、遥控器等；因此一般熟悉此项技艺的人士了解，本发明所揭示具有车道偏离警示系统功能的行车记录器的构件并不限制于以下所揭示的实施例结构。

请参考图1所示，其是本发明一实施例的系统作用功能方块图。本发明连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1是安装于车上使用，其主要包含一摄影镜头(camera)10、一电子控制单元(electronic control unit，ECU)20及至少一警示单元(warning unit)30如听觉警示单元(visual warning unit)31及/或视觉警示单元(audible warning unit)32及/或振动警示单元(viratingwarming)33，其中所述电子控制单元(ECU)20并进一步与一全球定位系统(GPS)40连接，以可通过所述全球定位系统(GPS)40取得车子的车速信号；当使用时，通过摄影镜头10以读取道路影像如高速公路的车道线影像，并传输至电子控制单元(ECU)20以处理影像辨识工作，而所述电子控制单元(ECU)20进一步通过连接一全球定位系统(GPS)40以取得当时的车速信号，供与道路影像结合利用以由电子控制单元(ECU)20处理辨识并判断是否为危险驾驶行为，例如：当车子正以车速每小时60公里以上行驶在高速公路上时，此时可通过全球定位系统(GPS)40取得当时车速为每小时60公里以上的车速信号并输入电子控制单元(ECU)20以作为车道偏离警示系统(LDWS)1启动系统作用的基准，也就是车道偏离警示系统(LDWS)1可预先设定在车速达某一时速时如每小时60公里才启动系统作用，而由于此设定功能乃由电子控制单元(ECU)20可完成，故于此不另详述；而在行驶中，当车道偏离警示系统(LDWS)1由摄影镜头10所读取的道路影像如高速公路的车道线影像而辨识出车行方向相对于车道线呈压线或蛇行状态时，即车子未稳定地在两车道线之间行驶而判断为危险驾驶，则会由电子控制单元(ECU)20传输信号至警示单元(warning unit)30如听觉警示单元(audible warning unit)31及/或视觉警示单元(visual warningunit)32及/或振动警示单元(vibrating warning unit)33以发出警示讯号来警示驾驶者，达成车道偏离警示系统(LDWS)的作用功能。

本发明的主要特征在于：本发明的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1是通过连接全球定位系统(GPS)40以取得车速信号，用以取代现有技术须直接连接车子硬件结构才能取得车体信号的麻烦，如现有技术须由导线连接至方向盘或左右方向灯或车速码表始能取得车体信号如左右方向灯或车速等，故本发明可大幅简化在车上设置及使用车道偏离警示系统(LDWS)的安装程序，可增进安装车道偏离警示器的方便性及使用效率，并提升消费者的接受度及车道偏离警示器的普及化，有利于车子行驶尤其是行驶在高速公路上的安全性。

本发明的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1可包装成一具体形体50如图4-图6所示，供安装于车内适当位置处，如配合利用一可调整角度(如上下角度)及方向(如左右方向)的支架60如图4-图6所示，用以将车道偏离警示器1简易粘贴固定在前窗玻璃(挡风玻璃)或仪表板上使用。

本发明连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1所使用摄影镜头(camera)10的影像感测方式不限制，可为CMOS(Complementary Meta1-Oxide-Semiconductor，互补式金氧半导体)摄影机或高画质的CCD(Charge CoupledDevice，光电耦合感测元件)摄影机；又所述摄影镜头(camera)10与车道偏离警示器1的具体形体50之间的设置方式不限制，可随制造、组装或安装的需要或方便性而改变设计，如所述摄影镜头(camera)10可选择直接设置在所述车道偏离警示器1的具体形体50上以与车道偏离警示器1结合成一体使用如图1所示，或选择另形成一单一具体形体如图3、图4所示，并由导接线11以与车道偏离警示器1的具体形体50连接，如在车道偏离警示器的具体形体50外壳上设置一摄影镜头(camera)连接端口501供摄影镜头(camera)10的导接线11插接，而摄影镜头(camera)10则可另粘贴固定在前窗玻璃(挡风玻璃)上使用，由以符合及增进本发明车道偏离警示器在制造、组装及安装方面的需求或方便性。

本发明的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1所使用的全球定位系统(GPS)40与车道偏离警示器1的具体形体50之间的设置方式不限制，可随制造、组装或安装的需要或方便性而改变设计，如所述全球定位系统(GPS)40可选择直接设置在所述车道偏离警示器1的具体形体50上以与车道偏离警示器1结合成一体使用如图1所示，或选择另形成一单一具体形体如图3、4所示，并由导接线41以与车道偏离警示器1的具体形体50连接，如在车道偏离警示器的具体形体50外壳上设置一全球定位系统(GPS)连接端口502供全球定位系统(GPS)40的导接线41插接；而全球定位系统(GPS)40的具体形体则可另粘贴固定在前窗玻璃(挡风玻璃)上以面向天空使用，由以符合或增进本发明车道偏离警示器在制造、组装及安装方面的需求或方便性。

本发明的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1，其进一步可配合设置一显示幕70如图1-图3所示，如在车道偏离警示器1的具体形体50的背面(面向车内)上设置一显示幕70如液晶面板(LCD panel)如图1、图4、图5所示，用以显示摄影镜头(camera)10所读取的道路影像如车道线影像，使安装时，可由所述显示幕70调整摄影镜头(camera)10的摄影方位以可读取最佳道路影像供辨识使用，并增进安装使用本发明车道偏离警示器1的方便性。

本发明的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1，其进一步可配合设置一可接受复合电视广播信号(CVBS，Composite Video Broadcast Signal)的外接式显示幕(CVBS output)80如图1-图3所示，如在车道偏离警示器的具体形体50上设置一复合电视广播信号(Composite Video Broadcast Signal，CVBS)连接端口503如图4、图5所示，供可由导接线与一外接显示幕80连接，如具较大尺寸的液晶面板(LCD panel)或投影显示装置如抬头显示器(Head-Up-Display，HUD)，供使用者可通过所述外接的显示幕或抬头显示器(HUD)(图未示)以观看显示摄影镜头(camera)10所读取的道路影像如车道线影像的放大影像或相关数据。

再参考图1-图3所示，本发明的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1，其中所述电子控制单元(ECU)20主要包含一影像解码器(videodecoder)21如型号ADV7180影像解码器、一数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)22及一存储器单元(memory unit)23以配合处理影像辨识工作；所述数字信号处理器(DSP)22可选择利用一整合的集成电路(IC)构成如图1所示以达成影像辨识功能，或选择利用由一影像输入(video input)221、一数字信号处理核心(DSP core)222如型号TMS 320DM6437、一控制单元(controlunit)223如型号PIC18F2520及一存储器(ROM，Read-Only Memory)224等分开的集成电路(IC)构成如图2所示，以达成影像辨识功能，由以增进本发明车道偏离警示器在制造及组装上的方便性。而一般熟悉此项技艺的人士了解，以上所揭示的实施例结构并非用来限制本发明所使用的数字信号处理器(DSP)22的构成。

本发明所使用的电子控制单元(ECU)20中的存储器单元(memory unit)23是利用一随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)构成，而所述随机存取存储器(RAM)23进一步可选择利用一第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，DDR2SDRAM)231如图1-3所示，由以增进处理影像辨识工作的速度；又所述存储器单元(memory unit)23进一步可再选择增加一可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)232及/或一快闪存储器(Flash)233以增进处理影像辨识工作的速度如图2所示，其中当设置快闪存储器(Flash)233时可取代数字信号处理器(DSP)22中所利用的存储器(Read-Only Memory，ROM)224；由此，使本发明车道偏离警示器可在制造、组装及安装方面符合及增进需求及方便性。而一般熟悉此项技艺的人士了解，以上所揭示的实施例结构并非用来限制本发明所使用的存储器单元(memoryunit)23的构成。

参考图4-7所示，其分别是本发明设有外接式摄影镜头10及全球定位系统(GPS)40的实施例并与支架60组合的外观立体上视角、底视角示意图、与支架分离及立体分解示意图；本实施例的连接全球定位系统(GPS)使用的车道偏离警示器1是包装成一具体形体50，并可配合利用一可调整角度(如上下角度)及方向(如左在方向)的支架60以简易粘贴固定在前窗玻璃(挡风玻璃)或仪表板上使用，所述车道偏离警示器1的具体形体50如图7所示主要包含外盖51、一液晶面板(LCD panel)52(即显示幕70)、液晶面板电路板(LCD-PCB)53及主电路板(main PCB)54等，其中所述主电路板(main PCB)44用以包含本发明的电子控制单元(ECU)20的所有构件的布局；又在具体形体50的外盖51上可设置摄影镜头(camera)连接端口501、全球定位系统(GPS)连接端口502、复合电视广播信号(Composite Video Broadcast Signal，CVBS output)连接端口503、电源连接端口504、听觉警示单元(audible warning unit)31的喇叭孔505、视觉警示单元(visual warning unit)32的LED警示灯506、功能键507、液晶面板开关键(LCD ON/OFF)508及喇叭音量选择键509等如图4-6所示；由上述结构，使本发明的车道偏离警示器1可有利于制造、组装及安装，并增进使用的方便性。

本发明的车道偏离警示器1在使用时，辨识参数可由使用者端自行设定，包含摄影镜头10所读取道路影像如高速公路的车道线影像的车道起始点、车道消失点及车子左在偏移灵敏度，也可预先设定在车速达每小时60公里(Km/hr)时才启动系统，也就是才启动车道偏离警示器1的警示功能；另外，为增加消费者安装车道偏离警示器的选择性，本发明的车道偏离警示器1的具体形体50可增加一车体信号连接端口，供消费者需要时可外接。

参考图8所示，其是本发明的车道偏离警示器1在使用状态时的作用功能流程示意图。本发明的车道偏离警示器1的作用功能流程包含如下步骤：车道偏离警示系统先启动；再由摄影镜头10读取道路影像；再经过影像解码器21进行解码，再由数字信号处理器(DSP)22执行亮度信号分离；再辨识或判断是否侦测到车道线，若否(NO)，则继续侦测；若是(YES)，则分析车子是否偏离；若否(没偏离)，则由摄影镜头10继续读取道路影像；若是(有偏离)，则此时由全球定位系统(GPS)40取得所述车当时车速并分析车速是否高于设定值如先设定为车速达每小时60公里(Km/hr)时才启动警示系统；若否，则不发出警示，若是，则传输信号至警示单元(warning unit)30如听觉警示单元(audiblewarning unit)31及/或视觉警示单元(visual warning unit)32及/或振动警示单元(vibrating warning unit)33发出警示，达成本发明的车道偏离警示器1的使用功能。

以上所示仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的。在本专业技术领域具通常知识人员理解，在本发明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，但都将落入本发明的保护范围内。