智能车载遮光装置及方法与流程

1.本发明涉及汽车领域的遮光技术和装置，特别是涉及汽车智能电子遮光装置及方法。


背景技术：

2.当汽车驾驶员在驾驶时，常常要受到来自其他汽车的远光灯光的干扰，容易造成交通事故；另外在驾驶员迎着阳光行车的时候，常常也会形成眩目，会严重影响驾驶员的视野，也是一个严重的隐患，因此而发生的事故也经常会发生，为了防止这种现象的发生，产生了很多的办法，如采用偏光玻璃，以及液晶遮光板等，使之在遇到强光时，可以使光线得到减弱，达到预防交通事故的目的，但是这类方案均存在不足：这类方案是通过降低一整块玻璃或遮光板的透光率来阻隔强光的，在降低强光的同时，也同时也会阻隔其它有效光线，特别使可视区域也同时大大降低，看不到其它的景物了，在将光线太强的问题降低的同时，却把可视区域变小了，或使可视区域相对太暗而看不清正常视野内的交通信息，原有的问题依然存在，原有的不安全的因素依然存在。
3.还有，也有使用电控遮光板的方案，但是需要驾驶员佩带眼镜式设备或将设备设置在距离眼睛很近的位置，这样会使驾驶员感到不适，操作使用也不方便，同时也同样会影响驾驶的安全与使用效果，因此，还是需要更好的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

4.本发明提出一种智能车载遮光方法及装置，就是为了解决车辆在迎光环境下，即可以保持较大的可视区域范围、又能够避免强光干扰的一种智能遮光设备，来保护行车的安全，避免事故的产生。
5.实现本发明技术方案如下：一种智能车载遮光装置，包括控制器、遮光板以及与遮光板连接为一体的图像单元,控制器分别图像单元与和遮光板连接；图像单元具有两个相背设置的图像传感器，分别为前图像传感器和后图像传感器，前图像传感器用于采集驾驶员人眼前方的场景图像信息；后图像传感器用于采集驾驶员脸部信息，以确定驾驶员脸部人眼的位置；遮光板是由多个矩形区域单元构成的光阀阵列，每个矩形区域单元在控制器不同指令控制下可以改变光阀阵列的工作状态，从而改变透光度；所述控制器用于实时获取图像单元采集的前后两侧的图像信息，由前图像传感器查找获得视野图像中强光位置，由后图像传感器查找人脸获得图像信息中驾驶员双眼的位置，当遮光板处于发光源与驾驶员眼睛之间时，可以通过计算获得强光穿过遮光板入射到人眼的入射位置的相对坐标值，根据获得的相对位置坐标值，以改变遮光板上对应位置光阀的透光度。
6.进一步，所述遮光板设置有图像单元，并且该图像单元的取景方向垂直于遮光板
光阀阵列平面。
7.进一步，所述遮光板上的图像单元，具有两个方向互为相反的图像传感器，当驾驶员放下遮光板时，分别用于采集车辆前方强光信息和遮光板后方的驾驶员脸部及眼部位置信息。
8.进一步，遮光板是由是由多个矩形区域单元构成的光阀阵列组成，在电压控制下可以改变工作状态，以至产生透光度的变化。
9.进一步，遮光板上的光阀阵列可以组成标识识别，用于显示路况及车辆行驶信息。
10.进一步，遮光板上设置的智能传感器，可以为角度传感器、速度传感器、亮度传感器等其中任一种或其组合。
11.进一步，根据遮光板上的角度传感器，可以实时获得遮光板的相对角度，以及基于角度信息为上述强光位置的相对坐标提供相对校正数值。
12.另外，本发明也涉及到了一种智能车载遮光方法，包括以下步骤：1）在驾驶人员前方设置双向图像传感器，一个为前向图像传感器，另一个为后向图像传感器；2）前向图像传感器实时采集驾驶员眼前方场景信息，根据该图像信息，获得场景图像信息中的相对强光位置信息；后向图像传感器实时采集驾驶员双眼图像信息，根据该图像信息，获得驾驶员眼部图像信息位置信息；3）经过空间计算获得强光穿过遮光板射到驾驶员眼部的入射位置在遮光板上的相对坐标值；4）根据获得的相对位置坐标值，实时改变相对位置对应光阀的工作状态和透光度。
13.进一步，上述第2）步的图像信息这样来的：所述的根据前向图像传感器31实时采集驾驶员眼前方场景信息，获得场景图像信息中的相对强光位置信息，是根据强光在该场景信息中的投影信息而得到的，即得到一个在参考坐标系中的x1y1坐标点；根据后向图像传感器32实时采集驾驶员双眼图像信息，获得驾驶员眼部图像位置信息，是根据眼部图像信息的平面投影信息而得到的，也得到一个在参考坐标系中的x2y2坐标点。
14.进一步，上述第3）步的相对位置计算是这样来的：即上述的强光在该场景信息中的强光位置相对坐标x1y1，与所述眼部图像位置的相对位置坐标x2y2，叠加在基于遮光板1的参考坐标系内，在这个坐标系内可以将x1y1、x2y2两点连接，并且在两点之间的连线上依据比例关系点产生x0y0坐标，并且也位于强光位置坐标与眼部位置坐标之间的连线上，这个点坐标即是可改变工作状态的光阀2的相对位置坐标点。
15.本发明的有益效果：本发明通过获取驾驶员眼部位置信息与眼前方的光线图像信息后，查找眼部位置以及图像中的强光位置，再计算获得强光通过遮光板入射到眼睛入射位置的相对坐标值，再改变遮光板上光阀的工作状态和透光度，实现了局部遮光的效果，在消除强光刺眼的同时，来保留大部分可视区域不受影响。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
17.图1是本发明的系统示意图。
18.图2是本发明的系统工作示意图。
19.图3是本发明的系统工作示意图。
20.图中说明：遮光板本体1、光阀2、图像单元3；光源4、智能传感器5，以及小光阀区21、大光阀区22、前图像传感器31、后图像传感器32以及强光投影201、眼部投影202、模拟光阀区203。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。
22.实施例，智能车载遮光装置，如图1所示，本发明所述的智能车载遮光装置主要由遮光板1作为基础，遮光板1主要由透明液晶类制成，即由多个呈矩形的光阀2构成；另外与遮光板1还有图像单元3，图像单元3用于获取多个场景的图像信息，又可分为前图像传感器31、后图像传感器32；而图中所示的光源4是指在行车时对面迎来车辆所开启的强光光源，或是在迎着太阳驾驶车辆时太阳的发光点；以及有另外设置的智能传感器5；在光阀2区由于工作状态的转变所形成的小光阀区21、大光阀区22、模拟光阀区203，以及强光投影201、眼部投影202，这些图示所对应的关系在下面来具体说明。
23.本装置包括控制器、遮光板1以及与遮光板1连接为一体的图像单元3,控制器分别图像单元3与和遮光板1连接，在这里，因为控制器单元为通用和公知技术，因而没有做详细的图示，可以采用通用的嵌入式系统，控制器通常为单片机或内含数据处理单元模块的运算与控制电路，通常也可以基于ram核心的处理器单元，根据需要设计配置对应的外围元件及电路即可。
24.为了获取不同方向上的图像信息，在上述的图像单元3设置有两个相背方向的图像传感器，分别为前图像传感器31和后图像传感器32，前图像传感器31用于采集驾驶员人眼前方的场景图像信息，特别是在前方场景中关于强光的信息；后图像传感器32用于采集驾驶员脸部信息，以确定驾驶员脸部眼睛的位置，以用于光阀2位置的计算。
25.遮光板1是由多个矩形区域单元构成的光阀2阵列构成，光阀2是由透明液晶或是类似的电致控制、可转变透光度的材料制成，每个矩形区域单元在控制器不同指令控制下可以改变光阀阵列的工作状态，由多个这样的阵列通过不同的组合和变化所形成的平面，从而改变遮光板1不同部位的透光度。
26.控制器用于实时获取图像单元3采集的前后两侧的图像信息，并通过计算，由前图像传感器31查找获得视野图像中强光位置，即找到所获取图像信息中最强光线点的位置，即可以是单点，也可以多点，可以设置一个光强阈值，高于设定值的即作为特征点而保留，低于则放弃。
27.如图1所示，在获取前方图像信息的同时，由后图像传感器32查找驾驶人员脸部信息而获得图像信息中驾驶员双眼的位置，当遮光板1处于发光源4与驾驶员眼睛之间时，可以通过计算获得强光穿过遮光板1入射到人眼的入射位置的相对位置，根据获得的相对位置坐标值，以改变遮光板1上对应位置光阀2的透光度。
28.光阀2的区域大小可以根据光源4的大小与强度来自动调节，如图2中所示，光源4
较弱较远时，光阀2实际为一个小光阀区21；光源4较强较近时，光阀2实际为大光阀区22，此区域的产生也是由于光阀2的工作状态转变而导致，由原来的透明状态转变为不透明状态，而大光阀区22也是由多个小光阀区21排列组成，即达到遮光的效果、又尽可能的不遮挡有效视线，如附图3中的模拟光阀203的效果。
29.从图1、图2及所述工作过程可以看出，在遮光板1设置有图像单元3，且该图像单元3的取景方向垂直于遮光板光阀阵列平面，这样，当遮光板放置在驾驶员的前方的时候，即遮光板1的工作平面，即光阀2所在的平面是垂直于驾驶员与光源4之间的连线的，如果遮光板1的工作平面不垂直于驾驶员与光源4之间的连线，那么工作平台与连线之间的夹角也是可以检测和获得的，同时，这个夹角可以用于图像位置信息的计算。
30.因此，遮光板1上的图像单元3，具有两个方向互为相反的图像传感器，当驾驶员放下遮光板1时，分别用于采集遮光板1车辆前方光亮信息和遮光板后方的驾驶员的脸部信息。
31.同时，由图2、3所示，遮光板1是由是由多个矩形区域单元构成的光阀2阵列组成，在电压控制下可以改变工作状态，以到产生透光度的变化。
32.一般情况下，遮光板1的光阀2阵列是由液晶材料组成，在不同电压作用下的工作状态不同，而呈现不同的透明度。
33.另外，遮光板1上的光阀2阵列可以组成标识识别，用于显示路况及车辆行驶信息，相当于汽车hud的效果，或者显示地图地理信息。
34.为了更好的实现智能化的功能，在遮光板1上设置的智能传感器5，可以为角度传感器、速度传感器、亮度传感器等其中任一种或其组合，如角度传感器可以实时获得遮光板1的工作角度，与行驶车辆的角度进行比较之后，可以对光阀2的相对位置进行校正和优化；而速度传感器可以得到车辆的行驶速度，为控制装置计算光源4在遮光板1在投影位置的预测算法而提供参考数据；而亮度传感器可以实时得到环境光线的亮度，为调节遮光板1上的光阀2的透明度而提供参考数据。
35.同时，根据遮光板1上的角度传感器，可以实时获得遮光板1的相对角度，以及基于角度信息为上述强光位置的相对坐标提供相对校正数值。
36.另外，在涉及到本发明的装置以外，也涉及到了一种智能车载遮光方法，该方法包括以下步骤：1）在驾驶人员前方设置双向图像传感器，一个为前向图像传感器31，另一个为后向图像传感器32；2）前向图像传感器31实时采集驾驶员眼前方场景信息，根据该图像信息，获得场景图像信息中的相对强光位置信息；后向图像传感器32实时采集驾驶员双眼图像信息，根据该图像信息，获得驾驶员眼部图像信息位置信息；3）经过空间计算获得强光穿过遮光板1射到驾驶员眼部的入射位置在遮光板1上的相对坐标值；4）根据获得的相对位置坐标值，实时改变相对位置对应光阀2或模拟光阀区203的工作状态和透光度。
37.上述第2）步的图像信息这样来的：所述的根据前向图像传感器31实时采集驾驶员眼前方场景信息，获得场景图像信息中的相对强光位置信息，是根据强光在该场景信息中
的投影信息而得到的，即得到一个在参考坐标系中的x1y1坐标点；根据后向图像传感器32实时采集驾驶员双眼图像信息，获得驾驶员眼部图像位置信息，是根据眼部图像信息的平面投影信息而得到的，也得到一个在参考坐标系中的x2y2坐标点。
38.所述两个参考坐标系为同一参考坐标系，即将上述的x1y1点与x2y2点重叠在同一坐标系中，另外，上述第3）步的相对位置计算是这样来的：即上述的强光在该场景信息中的强光位置相对坐标x1y1，与所述眼部图像位置的相对位置坐标x2y2，可以叠加在基于遮光板1的参考坐标系内，在这个坐标系内可以将x1y1、x2y2两点连接，并且在两点之间的连线上依据比例关系点产生x0y0坐标，并且也位于强光位置坐标与眼部位置坐标之间的连线上，这个点坐标即是可改变工作状态的光阀2的相对位置坐标点，也就是光阀2的坐标点，在附图3中是一个模拟光阀区203，模拟光阀区是将光阀2的范围进行了有效合理的扩充，以取得更好的遮挡效果。
39.而在两点之间的连线上的比例关系点是依据试验与统计产生的经验值，可以依据列表进行插入或匹配，也可以依据智能图像预测算法进行计算和优化。
40.由于上述的图像信息采集与分析与实时的，因此，光阀2的位置也是实时变化的，会根据强光位置的不断改变而改变，而在本说明中所述的智能传感器5也是为了校正数据而设置的，特别是角度与速度传感器，可以利用一些优化和预测算法，对光阀2的相对位置坐标进行计算和校正。
41.这样，在光阀2区域或是模拟光阀区203区域光线是不透明的，或是透明度很低的，而在其它区域还保持着较高的透明度或透光度，这样，对于驾驶员来说，就不但遮挡住了强光，又保证了有较大的视野。即就实现了对驾驶员在迎着强光行驶时的干扰问题，同时，保证了最大的可视区域。
42.另一实施例，除上述特征以外，图像单元3也可以设置在车体的其它位置，如中控台前以及座椅边上等，但都不设置在驾驶员的面前，以免带来不适和影响视线。
43.还有一实施例，除上述特征以外，遮光板1也可以依据本方法所述的方法与装置制作成相似的结构，安置的其它需要的位置，如车窗部、挡风玻璃的其它部位等，也可以起到相同或类似的效果和作用。
44.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元、模块分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元、模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产 可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
45.以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造
性劳动的情况下，即可以理解并实施。
46.本技术可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：智能汽车、无人驾驶装置、移动机器人、个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
47.本技术也可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本技术，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、
ꢀ“
示例”、
ꢀ“
具体示例”等的描述意指 结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合 适的方式结合。
49.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对 所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。