CN110435400A

CN110435400A - 基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统

Info

Publication number: CN110435400A
Application number: CN201910883913.5A
Authority: CN
Inventors: 陈泓屺
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2019-11-12

Abstract

本发明涉及一种基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，包括：光照强度传感器，该光照强度传感器设置在车内既定位置并检测所在位置的实时光照强度Lx；摄像头，该摄像头能够同时捕捉到驾驶员眼睛位置和所述光照强度传感器所在位置的画面；遮阳板，该遮阳板包括附加的遮光元件；以及控制单元。该控制单元读取所述摄像头拍摄的画面上的所述光照强度传感器所在位置的像素点的亮度值V‑sensor，以及驾驶员眼睛附近区域的平均亮度值V‑eye，并且由比例关系计算出驾驶员眼睛处的实际光照强度L‑eye＝(Lx*V‑eye)/V‑sensor，并且基于所述实际光照强度相应地调节所述遮光元件的遮光程度。

Description

基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统

技术领域

本发明涉及一种基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统。

背景技术

目前的市场上的汽车遮阳板调节方式大多数为手动，驾驶员进入高亮度环境时会暂时失去视野，需要手动调节遮阳板，有一定几率引发交通事故。

中国发明专利申请CN105818650A公开了一种遮阳板自动控制方法、装置及系统，其中，该遮阳板自动控制方法包括：获取驾驶员的眼睛位置信息以及当前太阳照射角度；根据所述眼睛位置信息以及当前太阳照射角度确定遮阳板的目标位置；根据得到的遮阳板的目标位置控制遮阳板进行位置调节，以将所述遮阳板调节到所述目标位置。

上述专利申请通过分析太阳的照射角度，控制汽车遮阳板位置进行自动调整。该方案需要计算太阳的照射角度，计算复杂度较高。同时在计算太阳的照射角度时，需要根据驾驶员的光影图像进行计算，驾驶员的衣着等其他背景图像容易干扰计算结果。该方案在采集太阳光照强度时，并未提及光照强度校正装置，如果仅仅通过摄像头采集图像计算光照强度，误差相对于专业的光照强度传感器来说，误差较大。

中国发明专利申请CN107914554A公开了一种基于投影功能的汽车遮阳系统及汽车遮阳方法，所述系统包括：遮阳装置、投影装置、用户命令接收装置和整车控制装置，整车控制装置控制用户命令接收装置传递的遮阳控制命令，控制遮阳装置执行遮阳操作并通过投影装置向遮阳装置的投影实现安全遮阳。所述方法包括：用户命令接收装置接收用户传达的遮阳控制命令并传递至整车控制装置；整车控制装置判断执行遮阳操作还是结束遮阳操作，若是执行遮阳操作则控制相应的遮阳组件执行遮阳，并控制投影装置同时执行投影操作，若是结束遮阳操作则控制结束遮阳操作，并确保投影装置的关闭。显然，此方案中的遮阳操作不是自动进行的，而是需要用户发出遮阳控制命令，这可能会干扰驾驶员的驾驶操作，存在一定的危险性。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术中的部分或全部缺陷，这通过提供一种基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统实现，所述系统包括：

光照强度传感器，该光照强度传感器设置在车内既定位置并检测所在位置的实时光照强度Lx；

摄像头，该摄像头能够同时捕捉到驾驶员眼睛位置和所述光照强度传感器所在位置的画面；

遮阳板，该遮阳板包括附加的遮光元件；以及

控制单元，该控制单元读取所述摄像头拍摄的画面上的所述光照强度传感器所在位置的像素点的亮度值V-sensor，以及驾驶员眼睛附近区域的平均亮度值V-eye，并且由比例关系计算出驾驶员眼睛处的实际光照强度L-eye＝(Lx*V-eye)/V-sensor，并且基于所述实际光照强度相应地调节所述遮光元件的遮光程度。

根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统还可以包括以下特征中的一个或多个：

1)所述遮光元件包括能够调节转动角度或者透明度的遮光片，当测得驾驶员眼睛处的实际光照强度L-eye超过特定的阈值时，所述控制单元对所述遮光元件的转动角度或者透明度进行调节以降低驾驶员眼睛处的光照强度。

2)所述遮光元件包括能够调节转动角度的遮光片，所述遮光片是深色透明的，能够反射和吸收部分光照；所述遮光片采用PC或PMMA材质，并且表面附有抗紫外线膜。

3)所述遮阳板包括常规的遮阳板主体，所述遮光片的面积与所述遮阳板主体的面积相同。

4)所述系统还包括驱动所述遮光片转动以调节其角度的遮光片转动装置，所述遮光片转动装置包括带动所述遮光片一体旋转的转轴，所述转轴与齿轮连接，所述齿轮由外部传动机构驱动旋转。

5)所述遮光片的角度调节包括以下步骤：

S1：所述控制单元读取通过所述摄像头拍摄的包括所述光照强度传感器所在位置和驾驶员眼睛位置的实时图像，以获得所述光照强度传感器所在位置的像素点的亮度值V-sensor以及驾驶员眼睛附近区域的平均亮度值V-eye；

S2：所述控制单元读取通过所述光照强度传感器感测的所述光照强度传感器所在位置处的实时光照强度Lx；

S3:根据步骤S1和S2的结果，由所述控制单元计算驾驶员眼部位置的实际光照强度L-eye，即，L-eye＝(Lx*V-eye)/V-sensor；

S4：判断实际光照强度L-eye是否超出特定的阈值，如果答案为“是”，则转到步骤S5：使所述遮光片展开，然后循环回到步骤S1；

如果步骤S4中的答案为“否”，则转到步骤S6：判断遮光片是否展开，如果答案为“是”，则转到步骤S7：收起遮光片，然后循环回到步骤S1；如果答案为“否”，则直接循环回到步骤S1。

6)所述摄像头和所述光照强度传感器将捕捉到的视频信息及光照强度信息传递给微控制器，所述微控制器基于以上两个信息计算出遮阳板的调节角度信息，并将调节角度信息传递给所述微处理器或车身控制器，所述微处理器或车身控制器基于该调节角度信息发送控制信号给遮阳板电机，从而控制遮阳板转动。

本发明还涉及一种汽车遮阳自动调节系统，包括前挡风玻璃和控制元件，其中，所述控制元件根据所述前挡风玻璃接收到的光照强度来调整所述前挡风玻璃特定区域或整体的透明度，以便调整驾驶员眼睛处的光照强度。

相对于现有技术，本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的优点如下：

1)本发明能够检测驾驶员眼部周围的光照强度，并且根据该结果自动调节遮阳板上的遮光片，驾驶员在此过程中无需干涉。

2)本发明只需要计算驾驶员眼部光照强度，算法较简单。

3)本发明的系统中采用光照强度传感器对计算的光照强度结果进行校正，提高了计算结果的精度。

4)本发明采用了透明遮光片，能够在遮光的同时尽量减少对驾驶员的视野遮挡。

附图说明

图1是根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的组成部件的一个实施例的示意图。

图2是遮阳板的一个实施例的示意图。

图3是图2的遮阳板的局部细节图。

图4是遮光片的调节方法的一个示例的流程图。

图5是用于遮阳板调节的本发明的调节系统的硬件结构的一个示例的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图具体说明本发明的一些非限制性实施例。

图1示出了根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的组成部件的一个实施例的示意图。如图1所示，该系统1包括：光照强度传感器2，其类似自动大灯位于前挡风玻璃下的光照强度传感器，用于测量所在位置的光照强度；摄像头3，其采集驾驶员及周边环境图像，并且摄像头视野必须覆盖驾驶员眼部及光照强度传感器2所在区域；遮阳板4；以及控制单元(图中未标示)。

图2示出了遮阳板的一个实施例的示意图。如图2所示，遮阳板4包括：常规的遮阳板主体4.1；附接在遮阳板主体4.1前方的透明遮光片4.2；以及遮光片转动装置4.3，该遮光片转动装置4.3可以调节透明遮光片的转动角度。这里，根据相关法规的要求，遮阳板必须包括遮阳板主体。当然，在未来法规允许的情况下，也可以取消遮阳板主体，直接设置一个能够更改透明度和角度的遮光片。采用透明遮光片后，即使在非强光环境下的错误转动也不会遮挡驾驶员视野。该透明遮光片采用PC或PMMA材质，表面附有抗UV(紫外线)膜。遮光片为深色透明，可以反射及吸收部分光照。遮光片面积与遮阳板主体的面积保持一致为优选方案，可以根据实际环境调整。

或者，还可以设想完全取消上述遮阳板主体和透明遮光片，而是由前挡风玻璃实现遮阳功能。例如，将汽车的前挡风玻璃与控制元件连接，从而根据前挡风玻璃受到的光照强度，调节前挡风玻璃特定区域或者整体的透明度，以便调整驾驶员眼睛处的光照强度。

如图2所示并且特别是如图3详细示出的，遮阳板主体4.1与透明遮光片4.2可以通过机械方式连接，透明遮光片4.2可随着转轴一起旋转，转轴与齿轮连接，外部传动机构可以驱动齿轮旋转。

系统中的所述控制单元至少执行以下三个功能：

1)接收光照强度传感器2的测量结果Lx；

2)接收摄像头3所采集的图像，并根据图像中的明度值及上述测量结果Lx计算出眼睛周围的实际光照强度L-eye；以及

3)根据眼睛周围的实际光照强度L-eye控制遮阳板上的透明遮光片转动。

具体地说，根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的操作原理如下：

1)由光照强度传感器精确地测量出该传感器本身所在位置的光照强度Lx；

2)由摄像头捕捉驾驶舱内画面，画面内同时包含光照强度传感器和驾驶员眼睛及眼睛周边；

3)由于光照强度传感器相对于摄像头空间位置固定，所以摄像头可以读取所拍摄的画面上的特定位置(即，光照强度传感器所在位置)的像素点的亮度值V-sensor，以及驾驶员眼睛附近区域的平均亮度值V-eye，从而可以通过以下比例关系求出眼睛处的实际光照强度L-eye：

即，L-eye＝(Lx*V-eye)/V-sensor。

控制单元可以根据计算出的眼睛处的实际光照强度L-eye来判断驾驶员眼部附近的光照是否过强，如果是，则驱动遮阳板上的遮光片转动，直至眼睛处的实际光照强度L-eye显著降低为止。

图4中示出了遮光片的调节方法的一个示例。如图4所示，首先在步骤S1中，控制单元通过摄像头读取实时图像，即，读取光照强度传感器所在位置和驾驶员眼睛及眼睛周边位置的实时图像。在步骤S2中，控制单元通过光照强度传感器读取光照强度，即，该光照强度传感器本身所在位置处的光照强度。需要指出的是，这两个步骤S1和S2并没有严格的先后顺序，也可以是相反的甚至同时进行的。然后在步骤S3中，根据步骤S1和S2中的结果，由控制单元计算驾驶员眼部周围的实际光照强度，即，L-eye＝(Lx*V-eye)/V-sensor。在步骤S4中，判断实际光照强度是否超出特定的阈值。如果答案为“是”，则转到步骤S5，由控制单元控制遮阳板上的遮光片展开，以降低光照强度，达到相应的遮光效果，并且程序继续循环回到步骤S1。如果步骤S4中的答案为“否”，即实际光照强度没有超出特定的阈值，则转到步骤S6，判断遮光片当前是否展开，如果“是”，则转到步骤S7，收起遮光片以避免过度遮光，并且程序继续循环回到步骤S1；如果遮光片没有展开，则程序直接循环回到步骤S1。

图5示出了用于遮阳板调节的根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的硬件结构(例如摄像头、光照强度传感器等)一个示例的示意图。如图5所示，摄像头和光照强度传感器将捕捉到的视频信息及光照强度信息传递给微控制器(MCU，其可以集成在摄像头内部)，微控制器基于以上两个信息计算出遮阳板的调节角度信息，并将该调节角度信息传递给车身控制器或微处理器(MCU/ECU)，车身控制器或微处理器基于角度信息发送控制信号给遮阳板电机，从而控制遮阳板转动。例如，遮阳板电机控制外部传动机构，该外部传动机构驱动齿轮旋转，以便齿轮驱动遮光片与转轴一起旋转。

根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的创新之处在于：

1)调节遮阳板的方式为自动调节，无需驾驶员主动干预。

2)在传统的遮阳板上增加了辅助遮阳的透明遮光片，由于遮光片的透明特性，即使遮光片由于错误指令转动也不会完全遮挡驾驶员视野。

3)使用图像识别的方式检测驾驶员眼睛附近的光照强度，且系统的硬件(摄像头、光照强度传感器)可以与其他功能的系统复用。

以上对根据本发明的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统的描述仅是示例性的，本领域技术人员还可以设想其它的具体实现形式而不会脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims

1.一种基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，包括：

遮阳板，该遮阳板包括附加的遮光元件；以及

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，其中，所述遮光元件包括能够调节转动角度或者透明度的遮光片，当测得驾驶员眼睛处的实际光照强度L-eye超过特定的阈值时，所述控制单元对所述遮光元件的转动角度或者透明度进行调节以降低驾驶员眼睛处的光照强度。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，其中，所述遮光元件包括能够调节转动角度的遮光片，所述遮光片是深色透明的，能够反射和吸收部分光照；所述遮光片采用PC或PMMA材质，并且表面附有抗紫外线膜。

4.根据权利要求2或3所述的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，其中，所述遮阳板包括常规的遮阳板主体，所述遮光片的面积与所述遮阳板主体的面积相同。

5.根据权利要求2或3所述的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，其中，还包括驱动所述遮光片转动以调节其角度的遮光片转动装置，所述遮光片转动装置包括带动所述遮光片一体旋转的转轴，所述转轴与齿轮连接，所述齿轮由外部传动机构驱动旋转。

6.根据权利要求1所述的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，其中，所述遮光片的角度调节包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的基于图像识别的汽车遮阳板自动调节系统，其中，所述摄像头和所述光照强度传感器将捕捉到的视频信息及光照强度信息传递给微控制器，所述微控制器基于以上两个信息计算出遮阳板的调节角度信息，并将调节角度信息传递给所述微处理器或车身控制器，所述微处理器或车身控制器基于该调节角度信息发送控制信号给遮阳板电机，从而控制遮阳板转动。

8.一种汽车遮阳自动调节系统，包括前挡风玻璃和控制元件，其中，所述控制元件根据所述前挡风玻璃接收到的光照强度来调整所述前挡风玻璃特定区域或整体的透明度，以便调整驾驶员眼睛处的光照强度。