CN115291428A - 一种光处理装置、汽车及光处理装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车领域，公开一种光处理装置、汽车及光处理装置的控制方法，该光处理装置包括：壳体，壳体可拆卸的用于安装在前挡风玻璃上，壳体与前挡风玻璃之间形成有容纳空间；位于容纳空间的控制面板，控制面板设置在壳体朝向前挡风玻璃的一侧；摄像头，位于容纳空间，设置在控制面板朝向前挡风玻璃的一侧，以使摄像头的镜面形成的可视区域位于壳体在前挡风玻璃上的正投影面积内；吸光结构，位于容纳区域内，且至少覆盖摄像头的镜面形成的可视区域，吸光结构用于控制从前挡风玻璃进入摄像头镜面的光线透光率。用于能够降低高强度光线，避免在逆光行驶环境下智能摄像头的感光单元产生直接眩光情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种光处理装置、汽车及光处理装置的控制方法。
背景技术
智能驾驶作为战略性新兴产业的重要组成部分，是互联网时代向人工智能时代发展的过程中，世界新一轮经济与科技发展的战略制高点之一，是未来解决交通拥堵的重要枝术，能够大大提升生产效率和交通效率。发展智能驾驶，对于促进国家科技、经济、社会、生活、安全及综合国力有着重大的意义。
新能源汽车的高级驾驶辅助系统(ADAS，Advanced Driving AssistanceSystem)是利用安装在车上的各种传感器(如智能摄像头)，在车辆行驶过程中随时感应周围环境，收集数据，进行动静态物体的辨识、侦测与追踪，并结合高精度地图数据，进行系统性的运算和规划控制，有效避免可预见性的危险，同时增加汽车的舒适性，另外结合相关的传感器开发额外人性化功能，使新能源汽车更加智能化。
作为驾驶辅助系统ADAS中使用率较高的智能摄像头，目前市面上较成熟的单目或双目摄像头，其主要功能是通过高精度图像采集后经过图像信号处理(ISP，image signalprocessing)还原成能够被计算单元识别的图像，那么在整个采集环节中，由于外部环境的多样性，会造成摄像头不能准确采集到真实环境的图像，如平时我们最常见的逆光行车，驾驶员可以通过遮阳板减少太阳光对于人眼的刺激，那么智能摄像头同样也会遇到高强度的光照，此时，智能摄像头所采集到的画面如同局部点状的辐射光斑，对于正常行驶过程中的依赖于智能摄像头所得出的算法结果和控制指令在此刻都会出现严重的偏差。
发明内容
本发明公开了一种光处理装置、汽车及光处理装置的控制方法，用于能够降低高强度光线，避免在逆光行驶环境下智能摄像头的感光单元产生直接眩光情况的发生。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种光处理装置，用于安装在汽车前挡风玻璃，包括：
壳体，所述壳体可拆卸的用于安装在所述前挡风玻璃上，所述壳体与所述前挡风玻璃之间形成有容纳空间；
位于所述容纳空间的控制面板，所述控制面板设置在所述壳体朝向所述前挡风玻璃的一侧；
摄像头，位于所述容纳空间，设置在所述控制面板朝向所述前挡风玻璃的一侧，以使所述摄像头的镜面形成的可视区域位于所述壳体在所述前挡风玻璃上的正投影面积内；
吸光结构，位于所述容纳区域内，且至少覆盖所述摄像头的镜面形成的可视区域，所述吸光结构用于控制从所述前挡风玻璃进入所述摄像头镜面的光线透光率。
将壳体可拆卸的安装在前挡风玻璃上，壳体与前挡风玻璃之间形成有容纳空间，将控制面板放置在容纳空间，并设置在壳体朝向前挡风玻璃的一侧，在容纳空间内放置有摄像头，摄像头设置在控制面板朝向前挡风玻璃的一侧，摄像头用于采集前挡风玻璃外的图像信息，这里摄像头的镜面形成的可视区域位于壳体在前挡风玻璃上的正投影面积内，吸光结构同样位于容纳区域内，并且至少覆盖摄像头镜面所形成的可视区域内，吸光结构用于控制从前挡风玻璃进入摄像头镜面的光线透光率，从而减少强光对于摄像头的干扰，也就是说，控制面板控制吸光结构使其对应的区域内的颜色深浅变化，进而改变摄像头可视区域范围内的光线透光率，使得摄像头探测视线通过可视区域范围内的吸光结构后有效减少强光所带来的高照度眩光影像，因此保证了摄像头获取的图像质量，可以有效降低智能摄像头在逆光行驶下模块高温导致芯片处理速度下降问题。
可选地，所述吸光结构至少部分与所述控制面板接触。
可选地，所述吸光结构填充所述容纳空间，使得所述吸光结构覆盖除所述摄像头与所述控制面板的接触表面以外的所有表面。
可选地，所述吸光结构的材料为导电介质。
可选地，所述控制面板包括：层叠设置的电致层、离子层和存储层；
所述存储层与所述吸光结构接触；
所述离子层位于所述存储层背离所述吸光结构的一侧；
所述电致层位于所述离子层背离所述存储层的一侧。
可选地，所述摄像头与所述控制面板通过粘贴层连接；
所述壳体与所述前挡风玻璃通过粘贴层连接。
第二方面，本发明提供一种汽车，包括电子控制单元和与所述电子控制单元连接的第一方面任一项所述的光处理装置。
第三方面，本发明提供一种光处理装置的控制方法，包括：
当车辆行驶时，若确定需要改变进入摄像头的光线强度时，则根据传感器获取的当前光线强度与需要进入摄像头的目标光线强度进行比对，若当前光线强度大于目标光线强度，则启动光处理装置以降低进入所述摄像头的光线强度。
可选地，当所述光处理装置启动时，改变所述摄像头的可视区域进入摄像头的光线强度，并确定所述摄像头的当前工作状态是否正常，若摄像头的工作状态正常，则所述光处理装置停止；
若摄像头的工作状态不正常，则将所述光处理装置继续维持当前状态。
可选地，所述光线强度具体包括以下方式中的一种或多种：流明和辉度值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光处理装置的安装位置示意图；
图2本发明实施例提供的一种光处理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光处理装置的控制面板内的膜层结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种光处理装置的控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种光处理装置的控制方法的判断流程示意图。
图中：A-前挡风玻璃；A1-光处理装置覆盖区域；B-电子控制单元；C-面板引线；1-壳体；2-控制面板；21-电致层；22-离子层；23-存储层；3-摄像头；4-吸光结构；5-粘贴层；X-可视区域。
具体实施方式
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在行车过程中，驾驶员开启领航功能或以智能摄像头为主的高级驾驶辅助系统(ADAS，Advanced Driving Assistance System)，在高流明的强光直射不仅仅导致摄像头降级或失效，同时也会由于局部区域长时间的能量汇聚导致高温的产生，因此，伴随眩光产生的同时智能摄像头传感器整体部件温度同时升高影响内部采集芯片的工作效率，导致整个感知效率下降。
作为驾驶辅助系统ADAS中使用率较高的智能摄像头，目前市面上较成熟的单目或双目摄像头，其主要功能是通过高精度图像采集后经过图像信号处理(ISP，image signalprocessing)还原成能够被计算单元识别的图像，那么在整个采集环节中，由于外部环境的多样性，会造成摄像头不能准确采集到真实环境的图像，如平时我们最常见的逆光行车，驾驶员可以通过遮阳板减少太阳光对于人眼的刺激，那么智能摄像头同样也会遇到高强度的光照，此时，智能摄像头所采集到的画面如同局部点状的辐射光斑，对于正常行驶过程中的依赖于智能摄像头所得出的算法结果和控制指令在此刻都会出现严重的偏差。
目前最有效的解决方案是从软件层面对于算法的输出结果进行降级处理即依靠其他传感器作为第一优先的感知单元模块，如匹配激光雷达或毫米波雷达，但是并不能有效弥补图像感知所涵盖的所有信息，所以，如果想根本性的解决强光导致的智能摄像头失效状态，必须从物理层面进行优化。
在以智能摄像头的镜头的可视区域为120°为主的领航系统或相关高级驾驶辅助系统(ADAS，Advanced Driving Assistance System)功能前提下，对于感知系统输入的图像异常(包括摄像头不出图或成像质量降低)情况，视为对应传感器失效，对于正常运行中的领航及高级驾驶辅助系统(ADAS，AdvancedDriving Assistance System)功能进入降级功能，即领航系统或相关高级驾驶辅助系统(ADAS，Advanced Driving AssistanceSystem)部分功能受限，对于未开启的领航及高级驾驶辅助系统(ADAS，Advanced DrivingAssistance System)功能进入限制开启状态。
第一方面，如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种光处理装置，用于安装在汽车前挡风玻璃A，包括：
壳体1，壳体1可拆卸的用于安装在前挡风玻璃A上，壳体1与前挡风玻璃A之间形成有容纳空间；
位于容纳空间的控制面板2，控制面板2设置在壳体1朝向前挡风玻璃A的一侧；
摄像头3，位于容纳空间，设置在控制面板2朝向前挡风玻璃A的一侧，以使摄像头3的镜面形成的可视区域X位于壳体1在前挡风玻璃A上的正投影面积内；
吸光结构4，位于容纳区域内，且至少覆盖摄像头3的镜面形成的可视区域X，吸光结构4用于控制从前挡风玻璃A进入摄像头3镜面的光线透光率。
需要说明的是，将壳体1可拆卸的安装在前挡风玻璃A上，壳体1与前挡风玻璃A之间形成有容纳空间，将控制面板2放置在容纳空间，并设置在壳体1朝向前挡风玻璃A的一侧，在容纳空间内放置有摄像头3，摄像头3设置在控制面板2朝向前挡风玻璃A的一侧，摄像头3用于采集前挡风玻璃A外的图像信息，这里摄像头3的镜面形成的可视区域X位于壳体1在前挡风玻璃A上的正投影面积内，吸光结构4同样位于容纳区域内，并且至少覆盖摄像头3镜面所形成的可视区域X内，吸光结构4用于控制从前挡风玻璃A进入摄像头3镜面的光线透光率，从而减少强光对于摄像头3的干扰，也就是说，控制面板2控制吸光结构4使其对应的区域内的颜色深浅变化，进而改变摄像头3可视区域X范围内的光线透光率，使得摄像头3探测视线通过可视区域X范围内的吸光结构4后有效减少强光所带来的高照度眩光影像，因此保证了摄像头3获取的图像质量，可以有效降低智能摄像头3在逆光行驶下模块高温导致芯片处理速度下降问题。
高流明的强光直射不仅仅导致摄像头3降级或失效，同时也会由于局部区域长时间的能量汇聚导致高温的产生，因此，伴随眩光产生的同时摄像头3传感器整体部件温度同时升高影响内部采集芯片的工作效率，导致整个感知效率下降。如图1所示，一并参考图2，在安装摄像头3时，首先摄像头3通过粘贴层5固定于控制面板2上，例如粘贴层5可以为3M胶，在将控制面板2背离摄像头3一侧与壳体1通过粘贴层5连接，例如粘贴层5可以为3M胶，当然也可以将控制面板2作为壳体1的一部分，也就是说控制面板2作为壳体1的背板；在容纳空间中放置有控制面板2和摄像头3，吸光结构4填充容纳空间，使得吸光结构4覆盖除摄像头3与控制面板2的接触表面以外的所有表面，在容纳空间中除了控制面板2和摄像头3的其他区域填充有吸光结构4，然后将安装有控制面板2、摄像头3和吸光结构4的壳体1通过粘贴层5安装在前挡风玻璃A的光处理装置覆盖区域A1，并形成密闭空间。由于吸光结构4覆盖除摄像头3与控制面板2的接触表面以外的所有表面，使得吸光结构4减少了覆盖摄像头3除与控制面板2接触的所有表面的透光率，其紫外线的吸收率也大大降低，可以有效降低智能摄像头3在逆光行驶下模块高温导致芯片处理速度下降问题。
电子控制单元B(ECU，Electronic Control Unit)通过面板引线C对控制面板2施加弱电压，通常在12V以内，控制面板2控制吸光结构4的颜色发生深浅变化，例如吸光结构4为柔性或刚性的一层或多层材料聚合组成，通过离子或化学物质的反应起到片层的雾化或改变透光率，以使吸光结构4发生深浅变化，其中吸光结构4的材料选择可以是聚合物分散液晶(PDLC，PolymerDispersed Liquid Crystal)玻璃、悬浮粒子(SPD，SuspendedParticle Device)玻璃、电致变色(EC，Electrochromic)玻璃等。
例如，吸光结构4为导电介质，对导电介质例如三氧化钨(WO3)进行氧化或还氧反应，从而达到吸光结构4颜色深浅变化，使得前挡风玻璃A放置有摄像头3的局部区域内的颜色深浅变化，控制光线从前挡风玻璃A光处理装置覆盖区域A1的透光率。
为了保证吸光结构4的正常工作，吸光结构4至少部分与控制面板2接触。通过控制面板2控制吸光结构4颜色或是状态的变化，以改变透光率。具体的，控制面板2包括：层叠设置的电致层21、离子层22和存储层23；存储层23与吸光结构4接触；离子层22位于存储层23背离吸光结构4的一侧；电致层21位于离子层22背离存储层23的一侧。
在一些具体的实施方式中，电致层21通过面板引线C与电子控制单元B(ECU，Electronic Control Unit)连接，当吸光结构4需要吸光时，电子控制单元B对电致层21对施加正向电压，在电压作用下使得电致层21将离子层22中的离子输送到存储层23，存储层23中的离子进入吸光结构4进行氧化反应，使吸光结构4的颜色发生变化。当吸光结构4的不需要吸光时，电子控制单元B对电致层21对施加反向电压，在电压作用下使得吸光结构4中的离子输送到存储层23中，并在存储层23中储存离子，使得吸光结构4进行还原反应，从而吸光结构4恢复到原始透明状态。
继续参考图2，第二方面，本发明实施例提供的一种汽车，包括电子控制单元B和与电子控制单元B连接的第一方面任一项的光处理装置，具体电子控制单元B通过面板引线C与光处理装置中的控制面板2电连接。
如图4所示，第三方面，本发明实施例提供的一种光处理装置的控制方法，包括：
S401:当车辆行驶时，传感器获取当前的光线强度；首先通过传感器与控制面板2进行信号交互，当车辆逆光行驶时，摄像头3接受到降级或失效状态时，此时摄像头3的处于当前的光线强度被控制面板2接收。
S402：若确定需要改变进入摄像头3的光线强度时，则根据传感器获取的当前光线强度与需要进入摄像头3的目标光线强度进行比对；为了保证摄像头3的正常工作，则需要进入摄像头3的光线强度有一定的阈值范围，当摄像头3所处的外部环境过亮时，会导致摄像头3获取的图像质量变低，也就是摄像头3处于降级或是失效的状态；当摄像头3所处的外部环境过暗时，会导致摄像头3获取的图像质量变低，也就是摄像头3处于降级或是失效的状态，因此需要保证进入摄像头3的光线强度。
S403：若当前光线强度大于目标光线强度，则启动光处理装置以降低进入摄像头3的光线强度。若当前光线强度大于目标光线强度，也就是摄像头3所处的外部环境过亮时，会导致摄像头3获取的图像质量变低，也就是摄像头3处于降级或是失效的状态，为了保证摄像头3的正常工作，则启动光处理装置以降低进图摄像头3的光线强度。
在一些具体的实施方式中，当光处理装置启动时，改变摄像头3的可视区域X进入摄像头3的光线强度，并确定摄像头3的当前工作状态是否正常，若摄像头3的工作状态正常，则光处理装置停止；
若摄像头3的工作状态不正常，则将光处理装置继续维持当前状态。
如图5所示，本发明实施例提供的一种光处理装置的控制方法的判断流程示意图。
S501：当车辆行驶时，启动传感器；
S502：传感器获取当前光线强度；
S503：当前光线强度与需要进入摄像头3的目标光线强度进行比对；
S504：判断当前光线强度是否大于目标光线强度，若当前光线强度大于目标光线强度时，执行S505；否则，执行S502；
S505：光处理装置工作；
S506：改变摄像头3的可视区域X进入摄像头3的光线强度；
S507：判断摄像头3的当前工作状态是否正常，若摄像头3的当前工作状态正常，则执行S508；否则，则执行S505；
S508：光处理装置停止工作。
关于上述光处理装置的控制方法进行详细说明：
为了实现光处理装置与汽车的电子控制单元B的交互，当汽车逆光行驶或是对面行驶车辆打开远光时，因为进入摄像头3的光线强度过强，摄像头3将会失效或获取图像质量不佳，车辆行驶时传感器开始工作并实时获取当前的光线强度，例如光线强度可以为流明和辉度值中的一种或多种，辉度值是辉度是对(消色)发光强度的主观感受，或“一个视感觉的属性，对应区域发射光线的多少，辉度用以说明表面辐射光的强度。这里以流明作为光线强度的参考值进行详细说明，流明是描述光通量的物理单位，下面的表1为对应不同环境下的流明等级，因为流明÷面积＝照度，由于摄像头3都是相同的，也就是说面积是相同的，因此流明相当于照度。
表1
当车辆行驶过程中，处于的环境为太阳光直射状态下，也就是照度大于10万，因为进入摄像头3的光线强度过强，摄像头3将会失效或获取图像质量不佳，车辆行驶时传感器开始工作并实时获取当前的光线强度也就是当前的照度，例如传感器获取的照度为11万，摄像头3正常工作时有个对应的目标光线强度，也就是摄像头3正常工作的照度假使为8万，这时传感器获取的当前照度为11万大于摄像头3正常工作的照度8万，启动光处理装置进行工作，光处理装置中的控制面板2控制吸光结构4颜色变深，从而使得前挡风玻璃A放置有摄像头3的局部区域内的颜色变深，控制光线从前挡风玻璃A光处理装置覆盖区域A1的透光率减小；传感器继续实时获取在光处理装置工作后的照度值，如果传感器获取的照度值仍然大于8万，光处理装置将继续工作，直至传感器获取的照度值小于8万，光处理装置停止工作，光处理装置中的控制面板2控制吸光结构4颜色变浅，从而使得前挡风玻璃A放置有摄像头3的局部区域内的颜色变浅，控制光线从前挡风玻璃A光处理装置覆盖区域A1的透光率增加，通过上述的动态实时控制光处理装置的工作状态，保证了摄像头3获取图像的质量。
当车辆行驶过程中，处于的环境为阴天状态下，也就是照度在3万～7万，因为进入摄像头3的光线强度适中，摄像头3获取图像质量合格，车辆行驶时传感器开始工作并实时获取当前的光线强度也就是当前的照度，例如传感器获取的照度为6万，摄像头3正常工作时有个对应的目标光线强度，也就是摄像头3正常工作的照度假使为8万，这时传感器获取的当前照度为6万小于摄像头3正常工作的照度8万，无需启动光处理装置；传感器继续实时获取在光处理装置工作后的照度值，如果传感器获取的照度值仍然小于8万，光处理装置将继续不工作，直至天气变晴传感器获取的照度值大于8万，光处理装置开始工作，光处理装置中的控制面板2控制吸光结构4颜色变深，从而使得前挡风玻璃A放置有摄像头3的局部区域内的颜色变深，控制光线从前挡风玻璃A光处理装置覆盖区域A1的透光率减小，通过上述的动态实时控制光处理装置的工作状态，保证了摄像头3获取图像的质量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种光处理装置，用于安装在汽车前挡风玻璃，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体可拆卸的用于安装在所述前挡风玻璃上，所述壳体与所述前挡风玻璃之间形成有容纳空间；
位于所述容纳空间的控制面板，所述控制面板设置在所述壳体朝向所述前挡风玻璃的一侧；
摄像头，位于所述容纳空间，设置在所述控制面板朝向所述前挡风玻璃的一侧，以使所述摄像头的镜面形成的可视区域位于所述壳体在所述前挡风玻璃上的正投影面积内；
吸光结构，位于所述容纳区域内，且至少覆盖所述摄像头的镜面形成的可视区域，所述吸光结构用于控制从所述前挡风玻璃进入所述摄像头镜面的光线透光率。
2.根据权利要求1所述的光处理装置，其特征在于，所述吸光结构至少部分与所述控制面板接触。
3.根据权利要求2所述的光处理装置，其特征在于，所述吸光结构填充所述容纳空间，使得所述吸光结构覆盖除所述摄像头与所述控制面板的接触表面以外的所有表面。
4.根据权利要求3所述的光处理装置，其特征在于，所述吸光结构的材料为导电介质。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光处理装置，其特征在于，所述控制面板包括：层叠设置的电致层、离子层和存储层；
所述存储层与所述吸光结构接触；
所述离子层位于所述存储层背离所述吸光结构的一侧；
所述电致层位于所述离子层背离所述存储层的一侧。
6.根据权利要求5所述的光处理装置，其特征在于，所述摄像头与所述控制面板通过粘贴层连接；
所述壳体与所述前挡风玻璃通过粘贴层连接。
7.一种汽车，其特征在于，包括电子控制单元和与所述电子控制单元连接的权利要求1-6任一项所述的光处理装置。
8.一种光处理装置的控制方法，其特征在于，包括：
当车辆行驶时，若确定需要改变进入摄像头的光线强度时，则根据传感器获取的当前光线强度与需要进入摄像头的目标光线强度进行比对，若当前光线强度大于目标光线强度，则启动光处理装置以降低进入所述摄像头的光线强度。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，
当所述光处理装置启动时，改变所述摄像头的可视区域进入摄像头的光线强度，并确定所述摄像头的当前工作状态是否正常，若摄像头的工作状态正常，则所述光处理装置停止；
若摄像头的工作状态不正常，则将所述光处理装置继续维持当前状态。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述光线强度具体包括以下方式中的一种或多种：流明和辉度值。
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