具有数字遮阳板的头盔的制作方法

1.本公开涉及一种具有数字遮阳板的头盔。


背景技术：

2.摩托车头盔通常具有面罩，用于盖住和保护骑行者的眼睛。许多常见的摩托车头盔提供了一种给面罩着色的选项，以减少直接传播到骑行者眼睛的阳光量。一些头盔具有着色的遮阳板，其可以下翻盖住面罩。在一些头盔模型中，遮阳板作为可以展开的辅助罩置于头盔中。在一些情况下，它可以通过使用头盔上的按钮来展开。作为另一种选项，一些头盔具有制造在面罩本身中的着色特征。


技术实现要素：

3.根据一个实施例，一种头盔包括具有多个液晶显示器（lcd）像素的遮阳板屏幕，每个lcd像素被配置为在透明度方面更改。该头盔还包括被配置为检测入射光的光传感器。该头盔还包括耦合到遮阳板屏幕和光传感器的控制器，该控制器被配置为基于入射光更改多个lcd像素的透明度。
4.根据另一个实施例，一种用于控制头盔的数字遮阳板的方法包括经由与头盔相关联的光传感器检测入射光的方向。该方法还包括基于入射光的方向，通过降低数字遮阳板的至少一组多个液晶显示器（lcd）像素的透明度来使头盔的数字遮阳板变暗。
5.根据另一个实施例，一种用于控制头盔的电子遮阳板屏幕的系统包括遮阳板屏幕，该遮阳板屏幕被配置为防护头盔佩戴者的眼睛，该遮阳板屏幕具有多个液晶显示器（lcd）像素，每个lcd像素被配置为（i）在不透明状态下，阻挡光穿过遮阳板屏幕的对应区域，以及（ii）在透明状态下，允许光穿过遮阳板屏幕的对应区域。该系统还包括被配置为安装到头盔上并检测入射光方向的光传感器。该系统还包括控制器，该控制器被配置为将lcd像素组从透明状态转变到不透明状态，其中由控制器基于入射光的方向选择用于转变的组。
附图说明
6.图1是根据一个实施例的具有数字遮阳板的头盔的透视图。
7.图2a是根据一个实施例的允许控制数字遮阳板的头盔系统设计的示例；图2b是根据另一个实施例的允许控制数字遮阳板的头盔系统设计的示例。
8.图3a是整个部分处于透明状态的数字遮阳板的至少一部分的简化框图；图3b示出了具有不透明部分的区域的框图，以阻挡至少一些光穿过该区域。
9.图4a是根据一个实施例的具有数字遮阳板——其中遮阳板一区域被控制在不透明状态下——的头盔的透视图，其中数字遮阳板在佩戴者的眼睛前面向下折叠，并且图4b是图4a的头盔的透视图，其中数字遮阳板向上折叠并远离盖住佩戴者的眼睛。
10.图5a是根据一个实施例的具有数字遮阳板的头盔的前视图，该数字遮阳板被控制
为基于入射光的检测位置在其透明度上呈现梯度图案；图5b是根据另一个实施例的具有数字遮阳板的头盔的前视图，该数字遮阳板被控制为基于入射光的检测位置在其透明度上呈现梯度图案。
11.图6是图示根据一个实施例的数字遮阳板的控制的流程图。
12.图7是图示根据另一个实施例的数字遮阳板的控制的流程图。
具体实施方式
13.本文描述了本公开的实施例。然而，要理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。各图不一定是按比例的；一些特征可以被放大或缩小以示出特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为教导本领域技术人员以各种方式采用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一图图示和描述的各种特征可以与一个或多个其他图中图示的特征相组合，以产生没有明确图示或描述的实施例。所图示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实现，可能期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
14.摩托车头盔通常具有面罩，用于盖住和保护骑行者的眼睛。许多常见的摩托车头盔提供了一种给面罩着色的选项，以减少直接传播到骑行者眼睛的阳光量。一些头盔具有着色的遮阳板，其可以下翻盖住面罩。在一些头盔模型中，遮阳板作为可以展开的辅助罩置于头盔中。在一些情况下，它可以通过使用头盔上的按钮来展开。作为另一种选项，一些头盔具有制造在面罩本身中的着色特征。
15.在操作期间，使用这些遮阳板可能是麻烦的，并且可能需要骑行者将他的手从摩托车的车把移开，以展开或下翻遮阳板。这可能是危险的。此外，即使当遮阳板被下翻或展开以保护骑行者的眼睛时，它也可能使视野比所必要的变得更暗。当直射阳光可能仅穿过面罩的某个区域时，这可能使通过面罩所查看到的整个环境不合期望地着色或变暗。
16.因此，根据本文描述的各种实施例，摩托车头盔设置有数字遮阳板。数字遮阳板包括可以通过电子方式控制来改变其透明度水平的像素。头盔或摩托车上的传感器（诸如相机、环境光传感器、眼睛跟踪器等）可以用来控制遮阳板着色。例如，一个或多个传感器可以定位太阳或明亮阳光相对于头盔的方向，增加数字遮阳板对应区域中像素的不透明度，这将阻挡检测到的光直接传播到骑行者的眼睛。下面参考各图提供附加描述。
17.图1图示了根据一个实施例的头盔10。头盔可以是摩托车头盔或自行车头盔，尽管本公开的教导不限于这样的头盔。头盔也可以是航空（飞行员）头盔，或者用于全地形车辆（atv）驾驶员、越野车驾驶员、双人运动驾驶员、赛车驾驶员（例如，nascar、indycar等）等等的头盔。
18.头盔10包括刚性外壳12，该刚性外壳12可以包含填充物、冲击吸收衬垫或结构以及电子器件。头盔还包括面罩14，该面罩14被配置为防护佩戴者的脸部和眼睛。面罩14可以相对于外壳12固定或以其他方式刚性附接，使得它不可相对于头盔的其余部分移动。换句话说，面罩14是永久性的罩，其意在当被佩戴时一直盖住佩戴者的眼睛。当然，在其他实施例中，面罩14可以是可移开的。面罩14例如可以可移开地附接，或者能够在外壳12的内部里向上或向下滑动。
19.头盔10还包括保护性遮阳板16。该实施例的遮阳板16是下翻式遮阳板，其能够向下翻转或折叠以盖住面罩14。图1中所示的遮阳板16处于非使用位置，向上折叠并且在佩戴头盔10的佩戴者视线外。遮阳板16可以被遮蔽或着色，使得当向下折叠以盖住面罩14或佩戴者的眼睛时，它为佩戴者眼睛减少阳光或眩光。
20.面罩14和/或遮阳板16中的一个或两个可以配备有数字屏幕。图1中所示的实施例图示了面罩14和遮阳板16均具有数字屏幕，所述数字屏幕由所示的像素17的网格表示。当然，像素17的网格可以不按比例，并且为了说明的目的可以放大。每个正方形像素17可以是个体像素17的组。此外，在图1中，面罩14和遮阳板16均示为具有像素17的数字屏幕。这仅仅是说明性的，并且当然，面罩14和/或遮阳板16中的一个或两个可以包括本文描述的数字能力。因此，为了本公开的目的，对“数字遮阳板”或“遮阳板屏幕”的引用可以指代面罩14或遮阳板16配备有本文描述的数字能力。换句话说，术语“数字遮阳板”可以像图1的面罩14那样相对于头盔10固定，或者可以像图1的下翻式遮阳板16那样可相对于头盔10移动。
21.许多已知的下翻式遮阳板具有的主要目的是为头盔佩戴者提供遮蔽。因此，在一些实施例中，本文描述的数字遮阳板可以完全代替下翻式遮阳板并且取而代之在面罩14本身上并入数字遮蔽技术。
22.数字遮阳板——无论是并入面罩14还是遮阳板16中——都可以被自动控制，使得遮阳板的第一部分是透明的并且遮阳板的第二部分是不透明的或非透明的。在实施例中，数字遮阳板或遮阳板屏幕可以是液晶显示器（lcd）屏幕，并且像素17可以是lcd像素。遮阳板屏幕内的个体像素17或区域可以被命令为不透明的，来为驾驶员眼睛阻挡阳光，而遮阳板屏幕的其他区域可以是透明的，从而保持视野。简而言之，只有遮阳板屏幕14、16的一部分可以被命令为不透明的，而遮阳板屏幕14、16的其余部分被命令为半透明的。
23.为此，头盔10配备有配置为检测入射光的光传感器18。光传感器18可以安装或以其他方式附接在头盔10内的一位置处（诸如头盔10的冠部或顶部处），在该位置它可以检测环境光或入射光。光传感器18可以检测和测量环境光的强度和方向两者。在实施例中，光传感器18利用准直器或偏振器来确定入射光源相对于光传感器的方向。在实施例中，光传感器18具有用于基于参考光源的相对位置进行校准的外部定向组件。与位置敏感的光检测器连接的准直器用于收集关于由准直光束在一个或多个电极中感应的电荷量的信息。来自电极的信息用于导出光的入射方向。在实施例中，光传感器18实现分布在球形（例如，半球形）表面上的光检测器，以基于哪些光检测器被入射光激活来确定入射光的方向。在实施例中，光传感器18使用偏振滤光器来唯一地偏振来自不同方向的光，以基于检测到的偏振类型来检测入射光的方向。替代地，光传感器18包括介电层（或介电层的叠层）、相对于介电层耦合的多个光电检测器、以及嵌入介电层内的多个不透明板条叠层，其中介电层对入射光基本透明，光电检测器检测通过介电层的入射光，并且不透明板条叠层近似平行于介电层和光电检测器之间的界面。不透明板条叠层在相邻的不透明板条叠层之间限定了透光孔，并且至少一些不透明板条叠层相对于其他不透明板条叠层以非零角度布置。简而言之，光传感器被配置为检测和测量入射光的强度和方向两者，并且光传感器可以采取多种结构形式中的一种来这样做。
24.图2a-2b示出了控制头盔遮阳板屏幕的实施例的流程图或系统图。连同图1参考图2a的实施例，头盔10包括光传感器18。光传感器18输出的信号被递送到处理器20。处理器通
信耦合到光传感器18、以及存储器（或存储装置）22和数字遮阳板屏幕24（其可以并入到面罩14和/或遮阳板16中）。处理器20被编程为执行存储在存储器22中的指令，用于更改数字遮阳板屏幕24的半透明性或不透明度。特别地，屏幕24可以是液晶显示器（lcd）屏幕，其具有以网格形式布置的多个可独立操作的lcd像素和/或lcd光阀（shutter）。每个像素被配置为由处理器20选择性地在至少两种光学状态之一下操作：（1）不透明状态，其中相应像素阻挡光穿过屏幕24的相应区域，以及（2）透明状态，其中相应像素允许光穿过屏幕24的相应区域。然而，将领会，任何数量的中间光学状态也可以是可能的。当处理器20以该方式起作用来控制屏幕24时，处理器20也可以被称为“控制器”，或者可以连接到单独的控制器，该控制器物理地执行控制屏幕24的像素的动作。此外，不透明状态和透明状态不一定分别指示100%不透明特性和100%透明特性。取而代之，不透明状态只是比透明状态阻挡更多的光穿过相应区域的一个状态。将领会，屏幕24可以取而代之地利用除lcd像素之外的技术，并且光阀屏幕可以利用具有光阀像素的任何类型的面板，这些光阀像素是电、磁和/或机械可控的，以调整其光学透明度。例如，屏幕24可以包括发光二极管（led）的网格，其可以被控制为关闭（例如，透明的）和打开（例如，诸如黑色的变暗颜色）。
25.根据实施例，如果屏幕24是可由处理器20操作的lcd屏幕，则屏幕24可以如下操作。屏幕本身可以包括具有液晶的薄玻璃层，其中白色照明系统放置在玻璃的正后方。每个单个像素可以由多个（例如三个）“子像素”组成，每个子像素能够产生不同的颜色，诸如红色、蓝色和绿色。当被电流激活时，子像素作为“光阀”工作。取决于电流的强度，像素或多或少会变得“关闭”。该阻挡——或部分阻挡——是以垂直于光穿过的方式发生的。那三层的混合创建在屏幕24上可见的实际最终颜色。同样，如果所有三个子像素是“打开的”（或“未上色的”），那么背光将无更改地传播通过子像素。然后结果是像素区域中的透明点。因此，为了使一区域透明，该区域中的lcd像素被激励。
26.屏幕24也可以是可由处理器20操作的有机发光二极管（oled）屏幕。在这样的实施例中，屏幕可以在可寻址led集合的两侧包括两层玻璃，具有发射层和导电层。电脉冲传播通过导电层并在发射层处产生光。所以，为了使一区域透明，oled屏幕简单地不被激励。然而，oled难以创建可能有益于有效阻挡掉直射阳光的深色（例如黑色）。
27.应该理解，上面提供的关于lcd和oled屏幕的示例仅仅是可以用作数字遮阳板屏幕24的透明显示器的示例。其他可用的技术也可以用作屏幕24。在利用本文描述的任何示例性屏幕技术由处理器20和存储在存储器中的指令控制时，屏幕被配置为在如下各项之间更改：（1）不透明状态，其中屏幕的区域是不透明的以阻挡掉至少一部分阳光，和（2）透明状态，其中区域允许光穿过屏幕24的相应区域。
28.处理器20可以包括实现中央处理单元（cpu）、显示控制器和/或图形处理单元（gpu）的功能性的一个或多个集成电路。在一些示例中，处理器20是集成了cpu和gpu功能性的片上系统（soc）。soc可以可选地包括其他组件（诸如例如存储装置22）到单个集成设备中。在其他示例中，cpu和gpu经由诸如pci express或其他合适的外围数据连接之类的外围连接设备彼此连接。在一个示例中，cpu是商业上可用的中央处理设备，其实现诸如x86、arm、power或mips指令集族之一的指令集。处理器可以包括从微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路或基于驻留在存储器中的计算机可执行指令操纵信号（模拟或数
字）的任何其他设备中选择的一个或多个设备。
29.本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器来执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行动作。过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路来执行，并且装置也可以被实现为专用逻辑电路，例如现场可编程门阵列（“fpga”）或专用集成电路（“asic”）。这样的专用电路可以被称为计算机处理器，即使它不是通用处理器。
30.不管具体情况如何，在操作期间，处理器20执行从存储器或存储装置22中检索的所存储程序指令。当由处理器20访问时，存储装置22可以被配置为使得能够执行指令来更改屏幕24的一个或多个像素17或像素17的区域的半透明性和/或不透明度。存储装置22可以包括单个存储器设备或多个存储器设备，包括但不限于随机存取存储器（“ram”）、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器（“sram”）、动态随机存取存储器（“dram”）、闪速存储器、高速缓冲存储器或任何其他能够存储信息的设备。非易失性存储器包括固态存储器，诸如nand闪速存储器、磁性和光学存储介质，或者任何其他合适的数据存储设备，其在数字遮阳板屏幕24被停用或失去电力时保留数据。驻留在非易失性存储装置中的程序可以包括操作系统或应用或者是操作系统或应用的一部分，并且可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序中编译或解释，所述编程语言和/或技术包括但不限于单独或组合的java、c、c 、c#、objective c、fortran、pascal、java script、python、perl和pl/sql。易失性存储器包括静态和动态随机存取存储器（ram），其在数字遮阳板屏幕操作期间存储程序指令和数据。当被处理器20访问时，存储器22被配置为使得处理器20通过选择一个或多个像素17来调整透明度，从而更改数字遮阳板屏幕24。一个或多个像素17、连同针对该一个或多个像素17所命令的不透明度或透明度水平的选择是基于从光传感器18接收的信号，诸如入射光的方向和量值。
31.图3a是处于透明状态的数字遮阳板屏幕24的简化框图，并且图3b是屏幕24的简化框图，其中屏幕24的一区域处于不透明状态。这些图中所示的遮阳板屏幕24可以仅表示整个遮阳板屏幕24的一部分，并且可能不是按比例的。例如，这些图中所示的屏幕24具有三十二（32）个像素17的阵列。然而，实际上，整个遮阳板屏幕24可以包括更多（例如，数百或数千个）像素。像素17的阵列以网格形式布置。在该实施例中，像素网格包括标记为s1-s32的像素，其布置成四列和八行（即，4
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8网格形式）。然而，将领会，屏幕24可以包括以任何合适数量的行和列布置的任何数量的像素17。附加地，像素可以以具有各种形状和大小的像素的非矩形和/或不规则形式布置。
32.在至少一个实施例中，遮阳板屏幕16包括边框或外圈30，其被配置为围绕和/或包含像素17 的阵列（s1-s32），并且将像素17的阵列固定和/或保持在一起。虽然遮阳板屏幕24可以是具有这些像素的lcd屏幕，但是在其他实施例中，像素和/或光源类型当然可以变化。像素17可以连接到控制个体像素和/或像素17的行或列的驱动器电路。
33.遮阳板屏幕24还可以包括电子连接器32，其被配置为将控制器或处理器20连接到个体像素17和/或驱动器电路，将驱动器电路连接到个体像素，和/或将遮阳板屏幕24连接到电源。控制器或处理器20以及驱动器电路可以被配置为经由连接器32向遮阳板屏幕24提供适当的电压、电流、数据和/或其他信号，以操作像素17并控制其光学状态（即，控制每个像素是处于不透明状态还是透明状态）。在一些实施例中，某些数据（例如，哪些像素不透明
和哪些像素透明的标识）或其他信号经由连接器32从像素17传输回处理器或控制器20。
34.图3a示出了整个像素17的阵列处于透明状态的遮阳板屏幕24。图3b示出了至少一些像素32（s12-s15、s18-s21和s28-s31）处于不透明状态的屏幕24。遮阳板屏幕24的该不透明区域可以对应于图4-5中的不透明区域（其在下面描述）。如上面所解释的，这可以通过控制像素17来实现，使得它们是不透明的或“关闭的”，并且从而至少部分地阻挡来自环境光源（例如，太阳）的光从其中透过。
35.控制器或处理器20选择遮阳板屏幕16的区域从透明模式转变到不透明模式，同时保持遮阳板屏幕16的其余部分处于透明模式。这使遮阳板屏幕16的一区域变暗，这将有助于遮蔽头盔佩戴者的眼睛，同时不会使与入射光（例如阳光）不对准的区域变暗从而不会不必要地干扰视野。这允许遮阳板屏幕16被控制使特别是局部区域变暗于是将有助于遮蔽佩戴者的眼睛，而不会不必要地使视野变暗。
36.由控制器或处理器20选择用于变暗的特定像素17和/或由控制器或处理器20命令的变暗量可以基于一个输入（例如，来自光传感器18的信号）或几个输入来做出。图2a示出了简化的实施例，其中光传感器18充当该选择的主要输入，并且图2b示出了更复杂的实施例，其中图示了附加的输入能力。例如，在图示的实施例中，系统或头盔10可以包括内向相机40、外向相机42和眼睛跟踪器中的一个或多个。
37.内向相机40可以安装在头盔10内的一个位置中，使得它在头盔被佩戴时面向佩戴者的脸部。内向相机40可以被配置为检测佩戴者脸部的至少一个位置（诸如佩戴者的眼睛）的照明水平。例如，当像素17从透明模式转变为不透明模式时，内向相机可以监视应用于佩戴者脸部的遮蔽的改变。如果基于入射光的方向，控制器20命令特定组的像素17变暗，则内向相机40可以检测佩戴者脸部的颜色改变。为了确保放置合适的遮蔽，相机40和相关联的处理器可以确保遮蔽已经应用于检测到的佩戴者眼睛位置。换句话说，内向相机40可以充当针对系统的检查，使得在佩戴者的眼睛上保持遮蔽。如果用于转变到不透明模式的所选像素17没有在期望的位置上（诸如由内向相机40所检测到的佩戴者的眼睛上）放置阴影，则控制器可以选择其他像素。
38.内向相机40也可以用于控制在激活数字遮阳板屏幕系统时哪些像素17转变到不透明模式。在一些实施例中，控制器20被配置为确定至少一个感兴趣位置的基线照明水平。特别地，控制器20可以被配置为确定佩戴者脸部上、或者更特别地佩戴者眼睛上的基线照明水平。控制器20可以被配置为通过将每个图像帧中的照明水平与所确定的基线照明水平进行比较来确定照明水平的改变，以便确定遮阳板屏幕24的每个像素是在不透明状态下还是在透明状态下操作。将领会，基线照明水平和检测到的改变将取决于佩戴者的特性（诸如肤色、眼睛颜色、面部毛发、面部特征等）以及佩戴者正在佩戴的物品（诸如太阳镜、眼镜或其他挡光物品）而变化。附加地，将领会，检测到的照明水平改变可能是光照环境改变或遮阳板屏幕24的一个或多个像素的光学状态改变的结果。
39.控制器20可以被配置为响应于由内向相机40检测到的至少一个感兴趣位置的照明水平和/或照明水平改变超过预定阈值，在不透明状态下操作遮阳板屏幕24的至少一个像素17。在至少一个实施例中，控制器20被配置为响应于头盔佩戴者脸部上的照明水平和/或照明水平改变超过预定阈值，或者更特别地，响应于佩戴者眼睛上的照明水平和/或照明水平改变超过预定阈值，在不透明状态下操作遮阳板屏幕24的至少一个像素17。
40.控制器20可以被配置为选择遮阳板屏幕24的至少一个像素在不透明状态下操作，以便阻挡照耀在至少一个感兴趣位置上的光。特别地，在至少一个实施例中，控制器20被配置为选择遮阳板屏幕24的至少一个像素17在不透明状态下操作，以便阻挡照耀在佩戴者脸部上、或者更特别地在佩戴者眼睛上的光。以此方式，控制器20被配置为操作遮阳板屏幕24的像素17，以降低至少一个感兴趣位置（诸如由相机40检测到的佩戴者的脸部和/或眼睛）处的照明水平。
41.外向相机42可以与光传感器18一起或者代替光传感器18进行利用。外向相机42可以被配置为检测入射光的位置，例如太阳或阳光反射的位置。设想到各种实施例来检测来自外向相机42的入射阳光。例如，可以实现将来自捕获图像的强度分布映射到阳光方向的回归函数。基于太阳或入射光相对于头盔10的检测到的位置，控制器20可以选择一个或多个像素17用于转变到不透明模式（或变得更加不透明）。所选像素17可以对应于入射光的位置。例如，如果入射光被检测为定位在佩戴者的前方和右侧，则被选择用于变暗的像素17可以定位在遮阳板屏幕24的右上角（从佩戴者的角度来看）。这种过程也可以用在图2a中所图示的实施例中，其中光传感器18用于确定入射光的位置和/或强度。
42.头盔10或控制系统还可以包括眼睛跟踪器44。眼睛跟踪器44可以是被配置为检测和跟踪佩戴者眼睛位置的子系统。眼睛跟踪器子系统44可以包括相机，诸如向内相机40。眼睛跟踪器44还可以包括被配置为在佩戴者的眼睛上创建近红外光图案的投影仪。眼睛跟踪器的相机可以拍摄佩戴者眼睛的高分辨率图像以及投影在眼睛上的图案。然后，可以使用机器学习、图像处理和/或数学算法来确定眼睛的位置和注视点。因此，眼睛跟踪器不仅可以确定眼睛的位置，还可以确定眼睛正在看哪里。基于该信息，处理器20可以选择一个或多个像素17用于变暗，所述像素17将与佩戴者眼睛正在看的方向对准。当驾驶员看或注视不同的位置时，遮阳板屏幕24可以对应地使与佩戴者正在看的区域对准的像素17变暗，同时保持其余的像素处于透明状态。
43.在利用内向相机40的实施例中，面部识别或眼睛检测可以指示哪些像素变暗。在一个实施例中，来自相机40捕获的图像的图像数据被分析用于面部识别，这可以包括脸部检测、脸部对准、3d重建等。例如，存储装置22可以包括面部识别模型或其他类似模型。面部识别模型可以是例如openface或类似的可用机器学习模型。该模型可以是来自例如dlib或opencv的预先训练模型。可以首先分析图像以用于检测脸部并在脸部周围放置边界框。检测到的脸部可以被变换用于神经网络。例如，在openface中，dlib的实时姿态估计与opencv的仿射变换一起使用，以试图使眼睛和下唇出现在每个图像上的相同位置中以用于裁剪。深度神经网络可以用于在超球面上表示（或嵌入）脸部，其中脸部被一般性地表示。可以实现聚类、相似性检测和分类任务来完成面部识别任务。面部识别模型可以允许相关联的处理器知道实时捕获图像中驾驶员眼睛的存在和位置。处理器可以被校准或预先训练，以将图像数据内的某个眼睛位置与遮阳板屏幕24中的对应像素（或像素组）相关联，所述对应像素（或像素组）在变得不透明时将从头盔佩戴者的眼睛阻挡掉入射光或直射阳光。该校准也可以将太阳的位置考虑在内。例如，系统的校准可以接收入射光的位置（例如，从光传感器18检测到的）和头盔佩戴者的检测到的眼睛的位置作为输入，并且可以命令遮阳板屏幕24的对应区域转变到不透明状态，使得阻挡入射光直接传播到佩戴者的眼睛。
44.一旦所选像素变得不透明以在佩戴者的脸部上投射阴影，相机40或其他传感器就
可以检测驾驶员脸部上阴影的存在，以确保阴影与检测到的佩戴者眼睛位置对准。
45.上面对检测头盔佩戴者眼睛的存在和位置的面部识别模型的描述只是一个示例。其他面部识别模型存在并且可以被实现来执行类似的功能，即检测佩戴者眼睛的位置、入射光的位置和强度，以及使遮阳板屏幕24的对应区域变暗，使得入射光可以在除了直接传播到佩戴者眼睛的位置之外的位置处穿过屏幕24。
46.代替于相机40或者除了相机40之外，可以利用热传感器。在这样的实施例中，热感相机可以检测来自佩戴者头部的热量，并且对应的控制算法或机器学习系统可以基于来自热感相机的热量特征检测佩戴者头部的存在和位置以及佩戴者眼睛的存在和位置。
47.如本文所述，数字遮阳板屏幕24的控制——包括用于变暗的像素和变暗量的选择——可以由控制器20基于几个输入来命令。在一个实施例中，光传感器18是唯一向控制器20提供输入的传感器。在其他实施例中，可以提供一个或多个其他传感器，包括内向相机40、外向相机42、眼睛跟踪器44等。
48.图4a-4b示出了头盔10的实施例，其中一些像素17被选择用于变暗。在该实施例中，头盔10包括如上所述的光传感器18（例如，被配置为检测入射光的方向和强度），并且没有其他传感器向控制器20提供输入以用于控制遮阳板24。然而，在其他实施例中，如上所述提供这样的传感器。
49.参考图4a-4b，图4a示出了头盔10，其中遮阳板（例如，具有数字遮阳板屏幕24）被向下折叠以盖住佩戴者的眼睛，并且图4b示出了数字遮阳板屏幕24被向上折叠以暴露下层的面罩14或暴露佩戴者眼睛的开口。再次，遮阳板屏幕24被示出具有lcd像素17的网格，为了说明的目的，该网格被放大。控制器20（未示出）可以定位在头盔10内。控制器20已经选择了像素的子集或组50来变暗，或者转变到不透明模式。组50之外的其余像素17不变暗，或者处于透明模式。
50.基于来自光传感器18的输出信号，控制器20可以命令像素组50变暗。例如，光传感器18可以检测源自太阳的入射光。根据上述实施例，光传感器18可以检测入射光的角度或方向。光传感器18也可以检测入射光的量值或亮度。如果光传感器18检测到入射光在头盔的正前方，则控制器20可以选择某一像素组变暗，这将遮蔽佩戴者的眼睛免受阳光直射——在该情况下，像素组50定位在佩戴者眼睛所在的正前方。其余像素17可以保持透明，以便不干扰视野。这仅在必要的位置上投射阴影和阻挡光。
51.在其他实施例中，被选择用于变暗的像素组定位在遮阳板屏幕24的一侧。例如，如果入射光被检测为与头盔正在面向的方向向右成近似45度，则被选择用于变暗的像素组可以全部定位在遮阳板屏幕24的右手侧（从头盔佩戴者的角度来看），并且遮阳板屏幕24左手侧的像素17都不变暗。
52.光传感器18可以检测入射光的水平和垂直角度（即，经度和纬度方向）两者，并且使与检测到的角度或位置相关的对应像素组变暗。因此，随着入射光相对角度的改变，变暗的像素也改变。例如，如果头盔佩戴者要转动摩托车，或者转动他或她的头，光传感器18将检测到太阳的不同位置，并且将对应地改变变暗的像素17的组。作为说明性的示例，如果太阳被检测为稍微在头盔的左侧，则定位在中心稍微左侧（从头盔佩戴者的角度来看）的像素组可以被控制器20选择并被命令处于不透明模式。如果头盔佩戴者将他或她的头向左转动90度，那么太阳将被检测为在头盔的右侧。因此，控制器20将更改遮阳板屏幕24，使得遮阳
板左侧（从头盔佩戴者的角度来看）的像素是透明的，并且取而代之遮阳板屏幕24右侧的像素组将转变为不透明模式。
53.头盔10可以被校准，使得给定角度的入射光引起像素17的对应预定组变暗。这可以存储在存储器22中。例如，可以将查找表存储在存储器中，该查找表使得控制器或处理器20基于检测到的环境光入射角将像素17的某一组转变到不透明模式。
54.遮阳板屏幕24也可以被控制为呈现梯度图案，其中更多的像素在最靠近入射光方向的区域中变暗，并且更少的像素在远离入射光方向的方向上变暗。换句话说，遮阳板屏幕24的变暗性质在期望位置中最强烈，并且在远离该期望位置的方向上逐渐消失。期望位置可以基于由光传感器18检测到的入射光方向。
55.参考图5a，光传感器18检测来自头盔右侧（从头盔佩戴者的角度来看）的入射光。基于该检测到的入射光方向，控制器20命令遮阳板屏幕24右侧（从头盔佩戴者的角度来看）的各个像素呈现不透明状态，而相对于远离头盔右侧的方向越来越多的像素处于透明状态。再次，当头盔相对于入射光转动——这改变检测到的入射光方向——时，梯度图案可以对应地改变，使得处于不透明状态的像素的最集中区域与相对于头盔的检测到的入射光方向对准。
56.参考图5b，光传感器18检测来自头盔上方的入射光。基于检测到的入射光方向，控制器20命令遮阳板屏幕24上侧（从头盔佩戴者的角度来看）的各个像素呈现不透明状态，而朝向遮阳板屏幕24的底部越来越多的像素处于透明状态。
57.控制器20还可以被编程为响应于入射光的强度，增加处于不透明状态的像素的数量，或者增加像素的暗度。如上面所解释的，光传感器18具有确定入射光的强度或量值（例如，亮度）的能力。基于检测到的入射光强度，控制器可以相应地使数字遮阳板屏幕24变暗。例如，在一个实施例中，控制器可以被编程为响应于入射光的量值超过第一阈值（例如，50流明）而增加第一像素子集的暗度，并且响应于入射光的量值超过比第一阈值大的第二阈值（例如，80流明）而增加第二像素子集的暗度。换句话说，入射光越亮，越多的像素可以被控制为不透明。在另一个实施例中，像素可以被控制在0%和100%的不透明度之间，并且因此任何给定像素的不透明度的量可以基于入射光的亮度而波动。换句话说，入射光越亮，已经不透明的像素可以被控制得越不透明。
58.可以进行入射光强度和变暗水平（例如，第一和第二阈值）之间的映射。例如，映射可以基于在现实生活场景中收集的数据来构建。当不同的用户在不同的户外环境中佩戴头盔时，可以手动改变变暗水平，并且可以记录用户反馈。可以通过基于统计学习的方法来估计映射函数。映射函数可以提供默认的变暗阈值。例如，应该触发变暗特征的亮度的中值或平均量可以作为第一阈值存储在存储器中。头盔佩戴者可以进一步手动调整阈值以获得个性化配置。
59.基于入射光亮度使遮阳板屏幕24变暗的教导可以与选择要变暗的像素17的（一个或多个）组相组合。由于光传感器18可以检测入射光的量值和方向两者，控制器20可以对应地（i）基于入射光的方向选择一个或多个像素从透明转变为不透明，以及（ii）基于入射光的亮度选择不透明的所选像素的目标不透明度。
60.图6示出了图示根据一个实施例的数字遮阳板屏幕的控制的流程图。该流程图可以是用于控制遮阳板屏幕的方法，该方法由处理器20在接收到来自环境光传感器18的输入
并按照存储在存储器22中的指令起作用时被实行。
61.在60，光传感器18检测入射光（例如阳光）的方向。在62，光传感器18检测入射光的量值。基于光传感器18的结构特性，这可以与步骤60同时执行。当然，在一些实施例中，头盔具有被配置为检测入射光方向的专用传感器，以及被配置为检测入射光量值的另一个专用传感器；这两个功能可以分离地执行或者由单个传感器执行。
62.在64，控制器20在对应于入射光方向的遮阳板屏幕24的区域中并且以与入射光量值（例如，亮度）对应的暗度来控制遮阳板屏幕24的不透明度。这里，控制器20可以基于检测到的入射光方向来选择组，并将该组的像素从透明状态转变为不透明状态。该组可以被预定并存储在存储器（例如，查找表等）中，使得给定的检测到的入射光方向产生用于转变为不透明的对应像素组。例如，如果太阳在头盔佩戴者的左侧时，可以选择遮阳板屏幕24左手侧的像素组用于转变为不透明以阻挡太阳。此外，取决于从光传感器18检测到的入射光的亮度，控制器可以调整像素组的不透明度水平，或者可以增加转变为不透明的像素的数量（例如，密度）。
63.图7示出了图示根据另一个实施例的数字遮阳板屏幕的控制的流程图。再次，如上所述，在60和62确定入射光的方向和入射光的量值（例如，亮度）。在66，检测头盔佩戴者的至少一只眼睛的位置。如上所述，这可以由内向相机40来执行。例如，内向相机40可以检测佩戴者（一只或两只）眼睛的位置、方位、深度和其他物理特性。
64.在68，检测眼睛注视和/或（一只或两只）眼睛的瞳孔位置。这可以由上述内向相机40或眼睛跟踪器44特征来执行。作为一个示例，利用上述眼睛跟踪器44的教导，被配置为确定眼睛注视的相关联传感器可以检测头盔佩戴者正在看的方向。然后，在70，控制器20控制遮阳板屏幕24的所选区域中的某些像素的不透明度。换句话说，控制器基于入射光的方向、入射光的量值、眼睛的位置、眼睛注视（例如，佩戴者正在看的方向）来选择像素以调整不透明度（并控制不透明度的量）。用于变暗的所选像素可以与佩戴者正在看的方向相对应。例如，如果佩戴者正在朝左注视或看，则遮阳板屏幕24左手侧的对应像素组可以变暗；当佩戴者朝右注视或看时，变暗的像素组可以向右转移，使得遮阳板屏幕左侧的像素从不透明转变为透明。
65.应该注意，在一些实施例中，只有当检测到的入射光高于某个亮度阈值时，才可以主动控制数字遮阳板屏幕24。这可能是出于安全原因。如果环境不是很亮，并且没有检测到的超过给定亮度阈值的入射光，则整个数字遮阳板屏幕24可以呈现透明状态。遮阳板屏幕24可以保持这种完全透明的状态，直到入射光被检测为超过阈值。
66.本文描述的传感器（例如，光传感器18、外向相机42）已经被描述为头盔的一部分，但是这些传感器可以替代地被安装或者是摩托车（或者正在操作的车辆）的一部分。如果放置在摩托车上，则传感器可以被配置为与头盔的控制器20通信。这些传感器输出的信号可以经由例如无线收发器无线传送到控制器20。
67.在一些实施例中，遮阳板屏幕24可以被配置为使得整个屏幕被控制为一致地变暗和变亮。例如，控制器20可以被配置为将遮阳板屏幕24的所有像素从透明状态转变为不透明状态。这可以减少必要的计算资源，并且可以增加头盔的响应时间。这也可以消除对检测入射光方向的需要，取而代之的是仅依赖入射光的量值作为控制输入；控制器可以被配置为使遮阳板屏幕24的所有像素变暗与入射光的亮度成比例的量。
68.本文公开的过程、方法或算法可以被可递送到处理设备、控制器或计算机/由处理设备、控制器或计算机实现，处理设备、控制器或计算机可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，过程、方法或算法可以以多种形式存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，包括但不限于永久存储在诸如rom设备的不可写存储介质上的信息和可更改地存储在诸如软盘、磁带、cd、ram设备以及其他磁性和光学介质之类的可写存储介质上的信息。过程、方法或算法也可以在软件可执行对象中实现。替代地，可以使用合适的硬件组件（诸如，专用集成电路（asic）、现场可编程门阵列（fpga）、状态机、控制器）或其他硬件组件或设备，或者硬件、软件和固件组件的组合，来整体或部分地体现过程、方法或算法。
69.虽然上面描述了示例性实施例，但是不意图这些实施例描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性而不是限制性的词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以被组合以形成可能没有被显式描述或图示的本发明的另外实施例。虽然各种实施例可能已经被描述为在一个或多个期望的特性方面提供了优于其他实施例或现有技术实现方式的优点或比其他实施例或现有技术实现方式优选，但是本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装容易性等。照此，在任何实施例被描述为在一个或多个特性方面部如其他实施例或现有技术实现方式合期望的程度上，这些实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可以是合期望的。