CN114953941A - 减少虚拟遮阳板中的电力使用 - Google Patents

Abstract

减少虚拟遮阳板中的电力使用。车辆中的虚拟遮阳板包括具有各种区域的屏幕，所述区域可以在透明和不透明之间交替。相机捕获驾驶员的面部的图像。处理器基于捕获的图像来执行面部识别或诸如此类，并确定屏幕的哪个区域从透明转换成不透明，以阻挡阳光直接照射到驾驶员的眼睛中，同时维持通过屏幕的其余部分的可见性。低功率监视器可以与控制屏幕的哪个区域不透明的算法和图像处理异步地在车辆上独立运行。监视器比连续操作虚拟遮阳板消耗更少电力。基于如由监视器检测到的触发条件，停止图像处理，并且因此停止不透明和透明之间的交替，以节省电力，直到触发条件不再存在。

Description

减少虚拟遮阳板中的电力使用

技术领域

本公开涉及减少虚拟遮阳板中的电力使用（power usage）。

背景技术

机动车辆通常配备有遮阳板，该遮阳板可以向下折叠并阻挡阳光直接照射到驾驶员的眼睛中。然而，遮阳板不是透明的，并且因此阻挡驾驶员的视野，这可能是危险的。已经开发了虚拟遮阳板，其使用电子地控制的透明显示器，以仅使直接位于驾驶员的眼睛和进入的直射阳光之间的区域变暗。这阻挡了来自驾驶员的眼睛的直射阳光，同时使虚拟遮阳板的其他区域透明，以维持通过虚拟遮阳板的可见性。

发明内容

根据实施例，一种用于降低车辆内虚拟遮阳板的功耗的系统，所述系统包括：相机，其被配置成捕获驾驶员的面部的图像；具有多个液晶显示器（LCD）像素的遮阳板屏幕，每个LCD像素被配置成（i）在不透明状态下，阻挡光穿过遮阳板屏幕的相应区域，以及（ii）在透明状态下，允许光穿过遮阳板屏幕的相应区域；一个或多个监视器，其被配置成监视车辆的内部或外部的环境，并基于所监视的环境来输出触发信号，所述触发信号指示对要处于不透明状态下的LCD像素的减少的需求；以及处理器，其被配置成：处理捕获的图像，并基于处理的捕获的图像选择一组LCD像素以在透明状态和不透明状态之间转换，以及响应于由一个或多个传感器输出的触发信号，停止对捕获图像的处理，并将LCD像素维持在透明状态下。

根据实施例，一种控制车辆的虚拟遮阳板的方法，所述方法包括：从相机捕获驾驶员的面部的图像；对捕获的图像执行面部识别以确定驾驶员的眼睛的位置；基于所确定的眼睛的位置，将虚拟遮阳板的一组LCD像素从透明状态转换到不透明状态，以阻挡至少一些阳光传播进入到眼睛中；经由一个或多个传感器监视车辆的内部或外部的环境；基于监视的环境接收触发信号，所述触发信号指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求；以及响应于接收到触发信号，禁用执行面部识别的步骤。

根据实施例，一种非暂时性计算机可读介质，其被配置成存储指令，当由至少一个处理器执行时，所述指令使得所述至少一个处理器执行包括以下步骤的操作：操作相机以捕获车辆的驾驶员的面部的图像；处理捕获的图像以确定驾驶员的眼睛的位置；基于确定的眼睛的位置，控制（command）虚拟遮阳板屏幕的一组LCD像素在（i）透明状态和（ii）不透明状态之间切换，所述透明状态允许光透过虚拟遮阳板屏幕的相应区域，所述不透明状态阻挡光透过虚拟遮阳板屏幕的相应区域；操作一个或多个传感器以监视车辆的内部或外部的环境；以及响应于监视的环境指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求，停止对捕获的图像的处理。

附图说明

图1是机动车辆的内部车厢的透视图，其中某些部分被移除或切除，示出了虚拟遮阳板系统的示例性实施例。

图2是根据实施例的虚拟遮阳板系统的示意图。

图3A是虚拟遮阳板系统的屏幕的一部分的简化框图，其中整个部分处于透明状态中，并且图3B示出了其中该部分的子集或区域不透明以阻挡至少一些光穿过该区域的框图。

图4A和图4B示出了由虚拟遮阳板系统的相机拍摄的驾驶员的正视图的示例。

图5是根据实施例的各种传感器或监视器以及对虚拟遮阳板系统的控制的流程图。

图6是根据实施例的用于禁用虚拟遮阳板系统的算法的流程图。

具体实施方式

本文中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形式和替代形式。附图不一定按比例；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不要被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员不同地使用实施例的表示性基础。如本领域中的普通技术人员将理解的，参考附图中的任何附图图示和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中图示的特征相结合，以产生没有明确图示或描述的实施例。所图示的特征的组合提供了针对典型应用的表示性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定的应用或实现可能是期望的。

图1图示了根据本公开的一个实施例的虚拟遮阳板系统10。虚拟遮阳板系统10被示出为配置用于在机动车辆（诸如汽车、厢式货车、运动型多功能车（SUV）、卡车以及诸如此类中使用，具体地，在车辆的车厢12内使用。虚拟遮阳板系统10包括屏幕14，在本文中也被称为遮阳板、遮阳板屏幕或显示器。屏幕14可以被安装、附接或以其他方式与车辆集成，以便选择性地覆盖或遮挡挡风玻璃16的一部分或车辆的其他窗户。在使用中，驾驶员18可以翻转、旋转、折叠、回转（swivel）、滑动或以其他方式将屏幕14从向上位置（即，不覆盖挡风玻璃16）移动到向下位置（即，覆盖挡风玻璃16的一部分），其在图1中示出。在向下的位置中，屏幕14可以直接位于驾驶员16的眼睛和明亮光源（诸如太阳20）之间。

在至少一些实施例中，屏幕14被安装或以其他方式附接到驾驶员18或其他乘客的视野中的车厢12内的表面。特别地，在一些实施例中，屏幕14被安装到车辆，以便处于坐在驾驶员的座位中并透过挡风玻璃16看的驾驶员18的视线内。例如，在左舵驾驶车辆的情况下，屏幕14可以被安装到与挡风玻璃16相邻的内部车顶或车顶内衬（headliner），以便覆盖和/或遮挡挡风玻璃16的左上（如在车厢12内看到的）区域的至少一部分。相反，在右舵驾驶车辆的情况下，屏幕14可以被安装到与挡风玻璃16相邻的内部车顶或车顶内衬，以便覆盖和/或遮挡挡风玻璃16的右上（如在车厢12内看到的）区域的至少一部分。屏幕14也可以被安装到车辆的任何支柱，以覆盖车辆的任何窗户。在一些实施例中，屏幕被集成在挡风玻璃16或车辆的其他窗户的玻璃内。

屏幕14也可以被自动控制，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，屏幕14可以是液晶显示器（LCD）屏幕。屏幕14中在阳光和驾驶员的眼睛之间对准的单独的像素或区域可以被控制为不透明的，以阻挡驾驶员的眼睛的阳光，而屏幕14的没有在阳光和驾驶员的眼睛之间对准的其他区域可以是透明的，使得维持视野。简而言之，仅屏幕14的一部分可以被控制为不透明的，而屏幕14的其余部分被控制为半透明的。

为此，虚拟遮阳板系统10包括照明传感器，诸如相机22，如图1-2中所示。相机22或其他照明传感器24被配置成检测车辆的车厢12内的至少一个感兴趣的位置的照明水平。特别地，在至少一个实施例中，相机22被安装在车辆中具有驾驶员18的面部的清晰视图的位置处，以便检测驾驶员18的面部上的照明水平。在一个实施例中，相机22被安装到车辆的左或右“A”柱或以其他方式与车辆的左或右“A”柱集成。在另一个实施例中，相机22被安装到仪表板或方向盘或以其他方式与仪表板或方向盘集成。在另外的实施例中，相机22被安装到与挡风玻璃16的顶部相邻的车辆的车顶的内侧。相机22被配置成连续地或周期性地捕获驾驶员18的面部的图像，并输出捕获的图像帧。捕获的图像帧可以作为图像数据28被保存在存储器26上。

在实施例中，照明传感器24是入射光传感器。入射光传感器可以被安装或以其他方式附接在车厢内部或外部的某个位置处，在该位置处入射光传感器可以检测环境光或入射光。入射光传感器可以检测和测量环境光的强度和方向两者。在实施例中，入射光传感器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，入射光传感器具有用于基于参考光源的相对位置来校准的外部定向组件。准直器与位置敏感光检测器相结合，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的量的信息。来自电极的信息被用于导出光的入射的方向。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，以基于由入射光激活哪些光检测器来确定入射光的方向。在实施例中，入射光传感器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的类型来检测入射光的方向。替代地，入射光传感器包括介电层（或介电层的堆叠）、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的堆叠，其中介电层对于入射光基本上是透明的，光电检测器检测穿过介电层的入射光，并且不透明板条的堆叠近似平行于介电层和光电检测器之间的界面。不透明板条的堆叠限定了相邻不透明板条的堆叠之间的光孔，并且不透明板条的堆叠中的至少一些相对于其他不透明板条的堆叠以非零角度布置。简而言之，光传感器被配置成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。

虚拟遮阳板系统10进一步包括处理器30。处理器被通信地耦合到相机22或其他光传感器24，以及存储器26和屏幕14。处理器30可以包括多于一个处理器。处理器30被编程为执行存储在存储器26上的指令，用于变更屏幕14的半透明性或不透明性。特别地，屏幕14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快门。每个像素被配置为由处理器30在至少两种光学状态中的一种中选择性地操作：（1）不透明状态，其中相应像素阻挡光穿过屏幕14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14的相应区域。然而，将理解，任何数量的中间光学状态也可以是可能的。当处理器30以该方式行动以控制屏幕14时，处理器30也可以被称为“控制器”，或者可以被连接到物理地执行控制屏幕14的像素的动作的分离的控制器。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。代之以，不透明状态只是比透明状态阻挡更多的光穿过相应的区域的状态。将理解，屏幕14可以代之以利用除LCD像素之外的技术，并且快门屏幕可以利用具有电、磁和/或机械可控的快门像素的任何类型的面板来调节其光学透明度。例如，屏幕14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）和打开（例如，诸如黑色的暗色）。

根据各种实施例，如果屏幕14是可由处理器30操作的LCD屏幕，则屏幕14可以如下操作。屏幕本身可以包括具有液晶的薄层玻璃，其中白色照明系统被置于玻璃的正后方。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，子像素起到“快门”的作用。根据电流的强度，像素将或多或少变得“闭合”。该阻挡——或部分阻挡——以与光的通过垂直的方式发生。那三层的混合产生屏幕14上可见的实际最终颜色。同样，如果所有三个子像素都是“打开的”（或“未着色的”），那么背光将在没有变更的情况下传播穿过子像素。然后结果是像素的区域中的透明点。因此，为了使区域透明，该区域中的LCD像素被通电（energized）。

屏幕14也可以是可由处理器30操作的有机发光二极管（OLED）屏幕。在这样的实施例中，屏幕可以包括在一组可寻址LED的两侧上的两层玻璃，该组可寻址LED具有发射层和导电层。电脉冲传播穿过导电层并在发射层处产生光。因此，为了使区域透明，OLED屏幕根本没有通电。然而，OLED难以产生可能对于有效阻挡直射阳光是有益的深色（例如黑色）。

应当理解，上面提供的关于LCD和OLED屏幕的示例仅仅是可以被用作屏幕14的透明显示器的示例。其他可用的技术也可以被用作屏幕14。如由处理器30和存储在存储器中的指令所控制的，利用本文中描述的示例性屏幕技术中的任何技术，屏幕被配置成在（1）不透明状态和（2）透明状态之间变更，在不透明状态下，屏幕的区域是不透明的以阻挡阳光中的至少一部分，在透明状态下，区域允许光穿过屏幕14的相应区域。

处理器30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）的功能的一个或多个集成电路。在一些示例中，处理器30是集成了CPU和GPU的功能的片上系统（SoC）。SoC可以可选地包括其他组件，诸如例如在单个集成设备中的存储装置26。在其他示例中，CPU和GPU经由外围连接设备（诸如PCI express或其他合适的外围数据连接）彼此连接。在一个示例中，CPU是商业上可获得的中央处理设备，其实现指令集，诸如x86、ARM、Power或MIPS指令集系列之一。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、可编程逻辑器件、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）的任何其他设备选择的一个或多个设备。

本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，该处理器执行一个或多个计算机程序，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”）。即使这样的专用电路不是通用处理器，它也可以被称为计算机处理器。

不管具体细节如何，在操作期间，处理器30执行从存储装置26检索的存储的程序指令。当被处理器30访问时，存储装置26可以被配置成使得能够执行指令，以变更屏幕14的一个或多个像素32或像素的区域32的半透明性和/或不透明性。存储装置26可以包括单个存储设备或多个存储设备，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”）、闪存、高速缓存存储器或能够存储信息的任何其他设备。非易失性存储器包括固态存储器，诸如NAND闪存、磁和光存储介质，或者当虚拟遮阳板系统10被停用（deactivate）或失去电力时保留数据的任何其他合适的数据存储设备。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部分，并且可以从使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，所述编程语言和/或技术包括但不限于并且单独或组合的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），其在虚拟遮阳板系统10的操作期间存储程序指令和数据。

如图1-2中所示，处理器还被耦合到一个或多个环境传感器34。这些环境传感器34可以包括被配置成检测车辆周围的当前环境的多种传感器，所述当前环境诸如日光、雨的量以及诸如此类。环境传感器34还可以从车辆获得（pull）时间数据，以确定一天中的当前时间。该数据中的所有数据都可以被用于允许处理器30做出关于状况是否适合对整个虚拟遮阳板系统10断电（de-power）以节省运行这样的系统所需的相对大量能量的知情决定（informed decision）。例如，如果确定外面是夜晚，系统10可能不需要主动捕获驾驶员的面部和周围光线的图像，因为此时遮阳板将不是必要的；因此，系统10可以变成低功率模式。环境传感器因此可以包括用于确定环境光的水平（例如，以基于环境光低于或高于阈值来确定其是白天还是夜晚）的环境光传感器或入射光传感器、确定车辆挡风玻璃上的降水的雨传感器（例如，作为挡风玻璃激活系统的部分）以及诸如此类。在本公开中稍后描述关于这样的环境传感器34在屏幕14的控制中的应用和使用的进一步细节。

图3A是处于透明状态下的屏幕14的简化框图，并且图3B是屏幕14的简化框图，其中屏幕14的区域处于不透明状态下。这些图中所示的屏幕14可以仅表示整个屏幕14的一部分，并且可以不按比例。例如，这些图中所示的屏幕14具有三十二（32）个像素的阵列32。然而，实际上，整个屏幕14可以包括更多（例如，数百或数千）的像素。像素的阵列32以网格形式布置。在该实施例中，像素的网格包括以四列和八行（即，4×8网格形式）布置的标记了S1-S32的像素。然而，将理解，屏幕14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32。此外，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。

在至少一个实施例中，屏幕14包括边界或边框40，边界或边框40被配置成包围和/或包含像素的阵列32（S1-S32）并且将像素的阵列32（S1-S32）固定和/或保持在一起。虽然屏幕14可以是具有这些像素的LCD屏幕，当然在其他实施例中，像素和/或光源的类型可以变化。像素32可以被连接到控制单独像素和/或像素32的行或列的驱动电路。

屏幕14还可以包括电子连接器42，电子连接器42被配置成将控制器或处理器30连接到单独像素32和/或驱动电路，将驱动电路连接到单独像素，和/或将屏幕14连接到电源。控制器或处理器30以及驱动电路可以被配置为经由连接器42向屏幕14提供适当的电压、电流、数据和/或其他信号，以操作像素32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下）。在一些实施例中，某些数据（例如，哪些像素是不透明的以及哪些是透明的标识）或其他信号经由连接器42从像素32传输回到处理器或控制器30。

图3A示出了其中整个像素的阵列处于透明状态下的屏幕14。图3B示出了其中像素32（S12-S15、S18-S21和S28-S31）中的至少一些处于不透明状态下的屏幕14。屏幕14的该不透明区域可以对应于图1中的不透明区域，使得在驾驶员的眼睛的位置中在驾驶员的面部上投射阴影。如上面所解释的那样，这可以通过控制像素使得它们不透明或“关闭”并且因此至少部分地阻挡来自环境光源（例如，太阳）的光从其透过来实现。

控制器或处理器30选择屏幕14的区域以从透明模式转换到不透明模式，以在驾驶员的面部上投射阴影，该阴影阻挡阳光到达驾驶员的眼睛，同时维持屏幕14的其余部分为透明的。处理器30可以基于几个输入来选择屏幕14的哪些区域是不透明的。在一个实施例中，来自由相机22捕获的图像的图像数据28被分析用于面部识别，其可以包括面部检测、面部对准、3D重建以及诸如此类。例如，存储装置26可以包括面部识别模型44或其他类似的模型。面部识别模型可以是例如OpenFace或类似的可获得的机器学习模型。该模型可以是来自例如DLIB或OpenCV的预先训练模型。图像可以首先被分析以用于检测面部，其在图4A中示出，其中边界框50被置于面部周围。检测到的面部可以针对神经网络进行变换。例如，在OpenFace中，DLIB的实时姿态（pose）估计与OpenCV的仿射变换（affine transformation）一起使用，以尝试使眼睛和下唇出现在每个图像上的相同位置中以进行裁剪。深度神经网络可以被用于在超球面上表示（或嵌入）面部，在超球面中面部被一般地表示。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的眼睛的存在和位置，其在边界框52内示出。处理器可以被校准或预先训练，以将图像数据中的某个眼睛位置与屏幕中的相应像素（或像素的组）相关联，当变得不透明时，将阻挡来自驾驶员的眼睛的阳光直射。该校准也可以考虑太阳的位置。例如，虚拟遮阳板系统10的校准可以接收光源的位置（例如，如从面向外部的相机或其他环境传感器34（诸如入射光传感器）检测到的）和检测到的驾驶员的眼睛的位置作为输入，并且可以控制屏幕14的相应区域转换到不透明状态，使得阻挡阳光直接传播到驾驶员的眼睛。

一旦选择的像素变得不透明以在驾驶员的面部上投射阴影，相机或其他传感器就可以检测驾驶员的面部上的阴影的存在，以确保阴影与检测到的驾驶员的眼睛的位置对准。

以上对用于检测驾驶员的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以执行如下的类似的功能，即检测驾驶员的眼睛的位置、阳光的位置和强度，并且使屏幕14的相应区域变暗，使得阳光可以在除了将直接传播到驾驶员的眼睛的那些位置之外的位置处穿过屏幕14。

一旦某些像素32被控制为不透明的，则相机22和相关联的图像数据28可以被用来检查系统的准确性。例如，存储装置26可以配备有阴影检测指令，当由处理器30执行时，该指令使得处理器分析图像数据以寻找阴影。例如，如图4B中所示，阴影可能出现在边界框52内。如果相机和相关联的指令检测到阴影不与检测到的驾驶员的眼睛的位置重叠，则可以调节屏幕14，使得可以控制不同的像素的组不透明，使得阴影与检测到的驾驶员的眼睛的位置重叠。该功能可以作为闭环系统，以确保由不透明像素投射的阴影位于驾驶员的眼睛上。

代替相机22或者除了相机22之外，可以使用热传感器。在这样的实施例中，热相机可以检测来自驾驶员的头部的热量，并且相应的控制算法或机器学习系统可以基于来自热相机的热图像（signature）检测用户的头部的存在和位置，以及用户的眼睛的存在和位置。

虚拟遮阳板系统10的连续操作可能在不必要的时间消耗电力。面部识别模型44可以是为了在驾驶员的面部的眼睛区域上投射阴影而使用的几个控件之一。除了面部识别模型之外，或者作为面部识别模型的部分，可以利用面部对准、3D面部重建、阳光方向的估计、面部阴影估计、从面部阴影到遮阳板位置的映射以及其他控制。经由前述相机或传感器对驾驶员的面部和眼睛的检测，以及相应的控制算法和对由相机获得的图像的处理，可以以高频率（例如，10-30 Hz）运行，由此需要相对大量的电力来操作。确定虚拟遮阳板系统10将要在其中部署的条件对于降低系统的功耗可能是非常有益的。例如，如果条件保证虚拟遮阳板系统10休眠或者否则不主动工作，则可以节省电力。

根据本公开的各种实施例，虚拟遮阳板系统10的部分被配置为在不需要时被禁用，如由被一个或多个监视器（例如，传感器）检测到的某些触发所指示的那样。独立于外部连接的一个或多个间歇车载监视器可以提供触发来控制屏幕14的操作并执行校准检查。监视器可以以较低的频率（例如，低于上面解释的高频率）操作，由此比较早前描述的用于控制屏幕14的像素32的整体控制算法消耗更少的电力。监视器可以由用户配置，而遮阳板控制算法的参数可能不被暴露给用户。例如，如果用户在佩戴太阳镜时仍然想要使用虚拟遮阳板，则用户可以简单地关闭太阳镜监视器。可以提供触发来指示其中在虚拟遮阳板上使用不透明区域将是不必要的某些情况。例如，如果确定外面是暗的，或者下雨，或者驾驶员佩戴着太阳镜，则面部识别模型和处理来自相机的图像数据的其他步骤可能停止以节省能量需求。此外，像素从不透明到透明的转换同样可以停止。像素32可以被置于并维持在透明模式下，直到来自监视器的触发被消除或不存在。

图5图示了各种监视器的示例性流程图，所述监视器被配置成输出触发以中断虚拟遮阳板控制并将虚拟遮阳板系统置于低功率或睡眠模式下。这些监视器中的一个或多个可能存在于系统中。在一个实施例中，提供了天气监视器60。在阴天，虚拟遮阳板屏幕14的操作可能不会给驾驶员体验带来改善。因此，在这些情况期间禁用虚拟遮阳板可以通过例如禁用所述控制来节省电力。

天气监视器60可以包括一个或多个环境传感器，诸如环境传感器34。在实施例中，使用多个环境传感器。作为示例，天气监视器60可以由处理器30（或另一个处理器）执行，并且可以接收来自多种传感器中的一个或多个的数据作为输入，所述传感器诸如环境光传感器、雨传感器、环境温度传感器以及诸如此类。传感器融合算法可以被用于组合来自不同传感器的测量值，以估计当前的天气状况。例如，在某些情况下，单独一个传感器可能是不可靠的。因此，可能期望组合不同的传感器来获得鲁棒的测量。一种可能的方式是决策级融合，其中每个传感器输出相应的决策，并且然后算法基于多数投票策略来组合决策。另一种可能的方式是分数级融合，其中每个传感器输出分数（例如，体积（volume）、电压、概率），并且使用基于学习的方法（例如，回归）来融合这些分数。天气监视器60还可以从车辆的全球定位系统（GPS）接收位置信息，并且从与车辆无线通信的车外（off-board）传感器接收当前位置的当前天气参数。

在这些实施例中的任何实施例中，检测或估计的天气被用来确定虚拟遮阳板系统10应该在什么控制状态下操作。例如，如果天气监视器指示当前存在恶劣天气（例如，云层覆盖、雨等），则虚拟遮阳板系统10可以被停用或处于低功率模式下。在一些实施例中，屏幕14可以被置于透明模式中并保持在这样的模式中，直到天气监视器60指示天气已经改善，消除了用于中断虚拟遮阳板系统10的控制的触发条件。

在实施例中，可以提供太阳镜监视器62。当驾驶员佩戴着太阳镜时，虚拟遮阳板系统10的使用可能不会给驾驶员提供任何有用的益处。为了确定驾驶员是否佩戴着太阳镜，太阳镜监视器可以访问上面描述的面部识别模型。特别地，一旦检测到面部，可以采用类似的方法（例如，机器学习、以预先训练方式的深度神经网络）来确定检测到的面部上是否存在太阳镜。如果确定驾驶员佩戴着太阳镜，则屏幕14可以被置于透明模式中并保持在这样的模式中，直到太阳镜监视器62清除用于中断对虚拟遮阳板的控制的触发条件（例如，不再检测到驾驶员佩戴着太阳镜）。在太阳镜监视器的校准期间，可以要求驾驶员在初始化系统之前移除太阳镜。

在实施例中，可以提供白天/夜晚监视器64。在夜晚期间，遮阳板的操作可能是无用的，并且因此流向虚拟遮阳板系统的电力可以被中断（或者被系统使用的电力可以减少）以节省电力，如本文中所描述的那样。白天/夜晚监视器64可以包括以环境光传感器的形式的环境传感器34，其被配置成检测车辆外部的光的量。白天/夜晚监视器64还可以获得对当前日期和时间的访问，并且可选地获得当前位置，并且访问查找表，该查找表将一天中的时间和位置与太阳的当前位置、或者其中遮阳板将不提供益处的日落或黑暗的时间相匹配。这些点可以被校准到系统中。

如先前解释的那样，入射光传感器可以被用于控制屏幕14。在实施例中，入射光传感器检测光源（例如，太阳、其他车辆的前灯等）的位置和大小（magnitude）。处理器然后可以基于入射光来控制屏幕14的区域的不透明性。例如，整体环境光可能低于阈值，这可能指示外面是夜晚，并且可以停用遮阳板以节省电力使用。然而，如果入射光传感器确定入射光高于阈值，则即使总环境光低于相应的阈值，仍然可以提供屏幕14的主动控制。例如，外面可能接近黎明或黄昏，其中整体环境光不是相对大的，但是入射光传感器可能检测到超过阈值的直射阳光，这可能干扰驾驶员的视觉。因此，即使环境光低于阈值，屏幕14也可以被控制以使相应的像素变得不透明以阻挡直射阳光。在另一个实施例中，其可能是黑暗或夜晚时间，其中环境光远低于相应的阈值，否则根据本文中的教导，这可能停止对屏幕的主动控制以节省电力。然而，来自迎面而来的车辆的明亮前灯（例如远光灯）可能干扰驾驶员的视觉。因此，如果入射光传感器确定远光灯位于可能干扰驾驶员的视觉的位置中，并且使屏幕14的相应像素变得不透明，则可以主动控制屏幕14。

监视器60-64仅仅是确定虚拟遮阳板系统10的使用是否将不会给驾驶员提供益处的示例性方式。应当理解，也可以提供其他监视器66来与监视器60-64一起工作或者作为独立的监视器。在一个实施例中，其他监视器66包括确定屏幕14或周围遮阳板是向下折叠还是向上折叠的开关。如果屏幕14在存放位置中向上折叠在车辆的内车顶，则可以禁用虚拟遮阳板控制。如果屏幕14在使用位置中（例如，在驾驶员的眼睛和挡风玻璃的一部分之间）远离车辆的内车顶向下折叠，则可以使能虚拟遮阳板控制（例如，控制器可以控制像素32）。用于确定屏幕14的位置的开关可以是物理接近度开关或诸如此类。

如果上述监视器60-66中的任何监视器输出指示所述监视器的触发的信号，则在68处可以禁用虚拟遮阳板的控制。换句话说，如果天气监视器60指示恶劣天气，或者太阳镜监视器62指示驾驶员佩戴着太阳镜，或者如果白天/夜晚监视器64指示其是夜晚时间，或者如果其他监视器66输出类似的信号，则在68处虚拟遮阳板系统10可以被置于“关闭”。如果置于“关闭”模式中，则系统可以处于低功率模式中，其中诸如相机22和像素32的某些装置（structure）不被激活。这可以降低系统10的总功耗。替代地，这可以简单地实现切断开关（kill switch）（基于硬件或基于软件）来关闭系统10，直到监视器60-66指示不存在触发（例如，天气已经好转，驾驶员已经摘下他/她的太阳镜等）。用于控制屏幕14的能力，如由虚拟遮阳板控制70所表示的，可以由本文中描述的处理器或控制器30来执行。例如，处理器或控制器30可以禁用本文中描述的控制和分析的操作（例如，面部检测、面部对准、面部重建、阴影估计、光方向估计等），并将所有的像素置于恒定状态（诸如透明模式）中。由于这些控制和分析消耗相对大量的电力，因此通过不运行这些控制和分析来节省电力。

图6图示了用于通过使用本文中解释的监视器来降低虚拟遮阳板系统的电力需求的系统或方法80的示例。例如，该系统或方法可以由处理器30执行。该方法开始于82处。在84处，处理器确定一个或多个传感器是否指示其是夜晚时间。换句话说，访问白天/夜晚监视器64的输出。如果传感器确实指示其是夜晚时间，则在86处，控制器30禁用虚拟遮阳板控制以减少电力需求，并将屏幕14维持在透明模式中。在一些实施例中，诸如某些LCD屏幕，切断（elimination）对屏幕14的供电可能导致像素不透明，并且因此在86处屏幕14将维持在不透明模式中。

如果传感器没有指示其是夜晚时间（例如，外面是白天），则在88处，处理器确定驾驶员是否佩戴着太阳镜。换句话说，访问太阳镜监视器62的输出。如果传感器确定驾驶员佩戴着太阳镜，则在86处禁用虚拟遮阳板控制。

如果驾驶员没有佩戴太阳镜，则该方法前进到90，在90中，处理器访问天气监视器60的输出，以确定是否存在指示车辆外部恶劣天气的状况，诸如雨、云层覆盖等。如果存在恶劣天气，则在86处禁用虚拟遮阳板控制以减少电力需求。

如果各种监视器60-66全部都不输出指示屏幕14将对驾驶员无益的信号，则该方法进行到92，在92中允许虚拟遮阳板系统10正常操作，例如能够控制像素处于透明模式或不透明模式中。

应该理解，图6中所示的步骤仅仅是一个说明性实施例。在其他实施例中，步骤84-90的次序被重新布置或修改。针对优先级，某些步骤可以被置于其他步骤之前。

虽然本文中描述的实施例示出了在机动车辆中实现的虚拟遮阳板系统，但是本公开的教导也可以被应用于其他遮阳板环境（settings）中。例如，本文中描述的系统可以被应用于航空器，以帮助减少飞行员的眼睛上的太阳眩光或直射阳光。此外，本文中描述的系统可以被应用于头盔，诸如摩托车头盔。这些头盔通常具有一个或多个向下折叠的遮阳板或护罩，并且本公开的技术可以在那些遮阳板之一中实现。

虽然图示了一个处理器30，但是应当理解，对“处理器”的引用可以包括一个或多个处理器。在某些实施例中，包括多个处理器可能是有利的或适当的，所述处理器与指定的硬件和传感装备通信，但是仍然能够单独地或共同地执行本文中描述的动作。

本文中公开的过程、方法或算法可以可交付给处理设备、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变更地存储在诸如软盘、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来整体或部分地实现过程、方法或算法，所述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。

虽然上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述由权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述而不是限制的词语，并且要理解，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。如先前描述的那样，各种实施例的特征可以被组合以形成可能没有被明确描述或图示的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为关于一个或多个期望特性提供了相对于其他实施例或现有技术实现的优势或优选，但是本领域中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整体系统属性，这取决于具体的应用和实现。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（marketability）、外观、包装、大小、可维修性（serviceability）、重量、可制造性、组装的容易性等。因此，在任何实施例关于一个或多个特性被描述为不如其他实施例或现有技术实现期望这方面来说，这些实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用而言可能是期望的。

Claims (20)

1.一种用于降低车辆内虚拟遮阳板的功耗的系统，所述系统包括：

相机，其被配置成捕获驾驶员的面部的图像；

具有多个液晶显示器（LCD）像素的遮阳板屏幕，每个LCD像素被配置成（i）在不透明状态下，阻挡光穿过遮阳板屏幕的相应区域，以及（ii）在透明状态下，允许光穿过遮阳板屏幕的相应区域；

一个或多个监视器，其被配置成监视车辆的内部或外部的环境，并基于所监视的环境来输出触发信号，所述触发信号指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求；以及

处理器，其被配置成：

处理捕获的图像，并基于处理的捕获的图像选择一组LCD像素以在透明状态和不透明状态之间转换，以及

响应于由一个或多个传感器输出的触发信号，停止对捕获图像的处理，并将LCD像素维持在透明状态下。

2.根据权利要求1所述的系统，其中相机被配置成检测驾驶员的眼睛的位置或取向，其中所述处理器被配置成基于检测到的眼睛的位置或取向选择哪组LCD像素以转换到不透明状态。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个监视器以第一频率来对数据进行采样，并且所述处理器被配置成以大于第一频率的第二频率来处理捕获的图像。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个监视器以第一频率来对数据进行采样，并且所述一个或多个控制器被配置成选择哪组LCD像素以便以大于第一频率的第二频率转换到不透明状态。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被进一步配置成将所有的LCD像素维持在透明状态下，直到所述一个或多个监视器不再输出信号。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个监视器包括环境传感器，所述环境传感器被配置成响应于挡风玻璃上的雨或环境光的量低于环境光阈值来输出信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述环境传感器包括入射光传感器，所述入射光传感器被配置成确定入射光的位置和大小，并且所述处理器被配置成响应于入射光超过入射光阈值，同时环境光低于环境光阈值，继续处理捕获的图像，并且基于处理的捕获的图像来选择LCD像素的组以在透明状态和不透明状态之间转换。

8.一种控制车辆的虚拟遮阳板的方法，所述方法包括：

从相机捕获驾驶员的面部的图像；

对捕获的图像执行面部识别以确定驾驶员的眼睛的位置；

基于所确定的眼睛的位置，将虚拟遮阳板的一组LCD像素从透明状态转换到不透明状态，以阻挡至少一些阳光传播进入到眼睛中；

经由一个或多个传感器监视车辆的内部或外部的环境；

基于监视的环境接收触发信号，所述触发信号指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求；以及

响应于接收到触发信号，禁用执行面部识别的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

将虚拟遮阳板的所有的LCD像素维持在透明状态中，直到不再接收到触发信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其中监视环境的步骤包括感测环境光的量。

11.根据权利要求8所述的方法，其中监视环境的步骤包括处理捕获的图像以确定驾驶员佩戴着太阳镜。

12.根据权利要求8所述的方法，其中监视环境的步骤包括经由GPS确定车辆的位置，并确定车辆的位置的当前天气状况。

13.根据权利要求8所述的方法，其中执行面部识别的步骤由处理器以第一频率执行，并且其中监视的步骤由一个或多个传感器以小于第一频率的第二频率来执行。

14.一种非暂时性计算机可读介质，其被配置成存储指令，当由至少一个处理器执行时，所述指令使得所述至少一个处理器执行包括以下步骤的操作：

操作相机以捕获车辆的驾驶员的面部的图像；

处理捕获的图像以确定驾驶员的眼睛的位置；

基于确定的眼睛的位置，控制虚拟遮阳板屏幕的一组LCD像素在（i）透明状态和（ii）不透明状态之间切换，所述透明状态允许光透过虚拟遮阳板屏幕的相应区域，所述不透明状态阻挡光透过虚拟遮阳板屏幕的相应区域；

操作一个或多个传感器以监视车辆的内部或外部的环境；以及

响应于监视的环境指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求，停止对捕获的图像的处理。

15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质被配置成存储进一步的指令，当由所述至少一个处理器执行时，所述进一步的指令使得所述至少一个处理器：

响应于监视的环境指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求，将虚拟遮阳板屏幕的所有的LCD像素维持在透明状态中。

16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质被配置成存储进一步的指令，当由所述至少一个处理器执行时，所述进一步的指令使得所述至少一个处理器：

响应于监视的环境不再指示对要处于不透明状态中的LCD像素的减少的需求，恢复对捕获的图像的处理。

17.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述一个或多个传感器包括环境光传感器，并且其中，响应于所述环境光传感器指示环境光的大小低于阈值，执行对捕获的图像的处理的停止。

18.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，响应于相机和所述至少一个处理器中的一个检测到驾驶员佩戴着太阳镜，执行对捕获的图像的处理的停止。

19.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，响应于所述至少一个处理器确定车辆的外部的恶劣天气，执行对捕获的图像的处理的停止。

20.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述非暂时性计算机可读介质被配置成存储进一步的指令，当由所述至少一个处理器执行时，所述进一步的指令使得所述至少一个处理器：

响应于车辆的内部或外部的环境中的变化，从所述一个或多个传感器输出触发信号，其中响应于触发信号而停止对捕获的图像的处理。

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