一种用于汽车的智能遮阳装置及其控制方法与流程

本发明涉及汽车工程技术领域，尤其涉及一种用于汽车的智能遮阳装置及其控制方法。

背景技术：

在汽车的驾驶过程中，太阳光和外界的灯光的光源经常会照射到车内，强烈的光线会直射眼睛导致驾驶员眼睛不适而影响到驾驶的安全性。因此很多汽车在驾驶和副驾驶位置的车顶处安装了可翻转的遮光板，或者将遮光板在前挡玻璃上使用吸盘进行固定。但是，由于驾驶员身高的不同，以及光源照射角度的不同等原因，遮光板往往难以对光线进行有效遮挡，使强烈的光线直射眼睛导致行车安全难以保障。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提供了一种用于汽车的智能遮阳装置，包括：

滤光镜，用于避免强光直接照射驾驶者眼睛；

滤光镜的偏移系统，用于带动滤光镜进行偏移；

摄像头，用于采集驾驶员所在区域图像，所述摄像头固定设置在滤光镜上；

微电脑控制器，所述微电脑控制器输入端连接光传感器、摄像头，所述微电脑控制器输出端与滤光镜的偏移系统进行电连接；

所述微电脑控制器基于对摄像头采集到的图像的分析，捕捉到驾驶员眼睛在图片中的实际相对位置，根据驾驶员眼睛在图片中的实际相对位置与预存的优选相对位置，微电脑控制器控制偏移系统实时调整滤光镜的位置。

进一步的，所述偏移系统具有高度调节装置，根据驾驶员眼睛在图片中的实际高度相对位置与预存的优选高度相对位置，微电脑控制器控制高度调节装置实时调整滤光镜的高度。

进一步的，所述偏移系统具有左右调节装置，所述微电脑控制器根据摄像头捕捉的驾驶员脸部图片中脸部不同位置的亮度，控制偏移系统实时调整滤光镜的位置。

进一步的，所述智能遮阳装置还包括用于检测汽车外部光源强度的光传感器，以及滤光镜的悬挂系统；所述光传感器与悬挂系统分别与微电脑控制器输入端连接；所述滤光镜具有工作状态和非工作状态，当光传感器检测的外界光强度大于或者等于设定阈值时，所述微电脑控制器控制悬挂系统使滤光镜从非工作状态转为工作状态。

进一步的，所述滤光镜具有预设定的高度工作位置，所述滤光镜从处于工作状态时，所述微电脑控制器控制偏移系统使滤光镜到达预设定的高度工作位置。

进一步的，所述滤光镜为液晶滤光屏，所述液晶滤光屏的亮度可调。

进一步的，所述智能遮阳装置还包括用于检测汽车外部光源强度的光传感器，所述液晶滤光屏的亮度随着光传感器检测到的外界光强度值而自动调整。

进一步的，所述偏移系统还具有前后调节装置；汽车上设置有用于感测驾驶员座位前后位置信息的位置感测装置，所述微电脑控制器根据位置感测装置的信息控制前后调节装置调整滤光镜的前后位置。

进一步的，所述摄像头设置在滤光镜上边缘的中间位置，摄像头的镜头面对驾驶员所在位置设置，且镜头朝向一个固定的方向。

本发明还提供了一种用于汽车的智能遮阳装置的控制方法，所述智能遮阳装置包括：滤光镜，用于避免强光直接照射驾驶者眼睛；滤光镜的偏移系统，用于带动滤光镜进行偏移；摄像头，用于采集驾驶员所在区域图像，所述摄像头固定设置在滤光镜上；微电脑控制器，所述微电脑控制器输入端连接光传感器、摄像头，所述微电脑控制器输出端与滤光镜的偏移系统进行电连接；

还包括用于检测汽车外部光源强度的光传感器，以及滤光镜的悬挂系统；所述偏移系统具有左右调节装置和高度调节装置；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：光传感器检测外界光强度，当外界光强度大于或者等于设定阈值时，所述微电脑控制器控制悬挂系统使滤光镜从非工作状态转为工作状态；

步骤二：启动摄像头采集驾驶员所在区域图像，所述微电脑控制器基于对摄像头采集到的图像的分析，捕捉到驾驶员眼睛在图片中的实际相对位置，根据驾驶员眼睛在图片中的实际高度相对位置与预存的优选高度相对位置，微电脑控制器控制高度调节装置实时调整滤光镜的高度；

步骤三：启动摄像头采集驾驶员所在区域图像，所述微电脑控制器基于对摄像头采集到的图像的分析，捕捉到驾驶员眼睛在图片中的实际相对位置，根据驾驶员眼睛在图片中的实际左右相对位置与预存的优选左右相对位置，微电脑控制器控制左右调节装置实时调整滤光镜的左右位置；

步骤四：微电脑控制器根据摄像头捕捉的驾驶员脸部图片中脸部不同位置的亮度，判断光源偏射的方向，进而控制左右调节装置实时调整滤光镜的位置。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过捕捉驾驶员眼睛在图片中的相对位置，微电脑控制器根据驾驶员眼睛在图片中的相对位置控制偏移系统实时调整滤光镜的位置，使智能遮阳装置基于摄像头可自动调整位置，避免在行驶过程中人为操作遮阳板影响汽车安全驾驶。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种智能遮阳装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述的一种智能遮阳装置的滤光镜、摄像头与车内驾驶员的位置示意图；

图3是当驾驶员眼睛相对于滤光镜的位置为设定的优选位置时摄像头拍摄到的图像；

图4为更换身高偏低驾驶员后摄像头拍摄到的图像；

图5为本发明实施例所述的一种智能遮阳装置的滤光镜调整后的第二位置示意图；

图6为光源偏射时摄像头拍摄到的图像；

图7为本发明实施例所述的一种智能遮阳装置的滤光镜调整后的第三位置示意图。

附图标记：

10-悬挂系统、20-滤光镜、30-摄像头、40-车顶、50-图片、60-驾驶员、51-优选相对位置、52-实际相对位置、53-高亮度区域、54-低亮度区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的结构和作用原理作进一步说明：

图1~图7为本发明实施例附图。如图1所示，为本发明实施例提供的一种用于汽车的智能遮阳装置，包括：滤光镜20、滤光镜20的偏移系统（图中未示出）、摄像头30、微电脑控制器（图中未示出）。滤光镜20用于避免强光直接照射驾驶员60眼睛。滤光镜20的偏移系统，用于带动滤光镜20进行偏移。微电脑控制器输入端连接光传感器、摄像头30，所述微电脑控制器输出端与滤光镜20的偏移系统进行电连接。摄像头30用于采集驾驶员60所在区域图像，摄像头30固定设置在滤光镜20上。优选的，摄像头30设置在滤光镜20上边缘的中间位置，摄像头30的镜头面对驾驶员60所在位置设置，且镜头朝向一个固定的方向。

滤光镜20相对于驾驶员60的眼睛位置具有设定的一优选位置范围，包括优选高度位置范围和优选左右位置范围。例如滤光镜20为矩形形状，眼睛的高度与滤光镜20的上下两边的距离为一特定的比例时为最佳，眼睛的中心与滤光镜20左右两边的距离相同时为最佳。

由于摄像头30固定于滤光镜20，因此如图2所示的当眼睛相对于滤光镜20位置为设定的优选位置时，摄像头30拍摄的图片50如图3所示，眼睛在该图片50中的相对位置为优选相对位置51。该优选相对位置51可以是为一个范围区间，该优选相对范围是假设光源位于驾驶员60正前方时，所设定的眼睛保护范围。该优选相对位置51预存在微电脑控制器中。

摄像头30实际采集到的图像被送往微电脑控制器后，可以得到多帧图片，微电脑控制器基于对摄像头30采集到的图像的分析，从而捕捉到驾驶员60眼睛位置，并可以得到眼睛位置在图片50中的实际相对位置52。眼睛位置可以根据已知的眼睛定位算法定位出眼睛的位置。

微电脑控制器根据驾驶员60眼睛在图片50中的实际相对位置52与优选相对位置51进行比较，可以得到两者的差距，进而控制偏移系统实时调整滤光镜20的位置，并使滤光镜20达到优选的位置。

本发明通过捕捉驾驶员60眼睛在图片50中的相对位置，微电脑控制器根据驾驶员60眼睛在图片50中的相对位置控制偏移系统实时调整滤光镜20的位置，使智能遮阳装置基于摄像头30可自动调整位置，避免在行驶过程中人为操作遮阳板影响汽车安全驾驶。

偏移系统具有高度调节装置，微电脑控制器具有预存的优选高度相对位置。偏移系统的高度调节装置为第一电机，第一电机可以是步进电机。根据驾驶员60眼睛在图片50中的实际高度相对位置与预存的优选高度相对位置，微电脑控制器控制高度调节装置实时调整滤光镜20的高度，使滤光镜20相对于眼睛达到优选的高度相对位置。如图4所示，当更换驾驶员60，且驾驶员60的身高偏低时，驾驶员60眼睛在图片50中的实际高度相对位置位于优选相对位置51的下方时，说明滤光镜20相对于眼睛的位置偏高。因此，如图5所示，微电脑控制器控制高度调节装置实时调整滤光镜20的高度，使滤光镜20向下方移动。作为高度调节装置的第一电机在使滤光镜20向下方移动的过程中，智能遮阳装置的反馈部分需要开始工作：摄像头在一定的时间间隔后拍摄图像，检查驾驶员60眼睛在图片50中的实际高度相对位置与预存的优选高度相对位置相比较，如果实际高度相对位置与预存的优选高度相对位置相吻合，则使第一电机停止移动滤光镜20。

偏移系统还可以具有左右调节装置，左右调节装置为第二电机。第二电机可以是步进电机。

微电脑控制器还可以根据驾驶员60眼睛在图片50中的实际左右相对位置与预存的优选左右相对位置，控制左右调节装置实时调整滤光镜20的左右位置，使滤光镜20相对于眼睛达到优选左右相对位置。

拍摄到的驾驶员60眼睛在图片50中的实际相对位置52位于优选相对位置51的左方时，说明在驾驶员的视觉方向上，滤光镜20相对于驾驶员眼睛的位置偏左，因此需要调整滤光镜20向驾驶员视觉方向的右方移动。

在汽车行驶过程中，由于光源的光线照射的角度发生变化，光源可能是偏射进来驾驶室，例如太阳光可能从左前方或者右前方照射过来，这使部分光线会避开滤光镜20而照射到驾驶员60的脸部，或者同时照射到驾驶员60的脸部和眼睛区域。这时，由于滤光镜20没有遮挡住部分太阳光而导致驾驶员60的脸部不同位置的亮度不同，被太阳光照射到的部位亮度较高，而被滤光镜20遮挡的部位亮度较低。通过对摄像头30拍摄到的图像进行分析，微电脑控制器根据摄像头30捕捉的驾驶员60脸部图片50中脸部不同位置的亮度，可以判断驾驶员60脸部左右哪个部位的阳光比较强烈，得到光源偏射的方向，进而控制偏移系统实时调整滤光镜20的位置。

如图6所示，摄像头30拍摄的图像中，驾驶员60右边脸部（因为是拍摄到的图片，所以图片方向左边是驾驶员60右边脸部）为高亮度区域53，左边脸部（因为是拍摄到的图片，所以图片方向右边是驾驶员60左边脸部）为低亮度区域54时，可以判断光从驾驶员视觉方向的右前方射入。因此，如图7所示，微电脑控制器可以控制控制左右调节装置实时调整滤光镜20的左右位置，使滤光镜20向驾驶员视觉方向的右方移动以适应光线方向的变化。

智能遮阳装置还具有反馈部分，作为左右调节装置的第二电机在使滤光镜20向右移动的过程中，智能遮阳装置的反馈部分需要开始工作：摄像头在一定的时间间隔后拍摄图像，微电脑控制器对驾驶员60的脸部进行分析。如果驾驶员60的脸部和眼睛区域均为低亮度区域时，第二电机停止移动滤光镜20。

为了保证可靠性、避免误判，优选的，通过分析一个时间段内，例如10秒~20秒的时间段内，如果左脸部的光线强度持续大于右脸部的光线强度时，可以判断光从左前方射入。

智能遮阳装置还包括用于检测汽车外部光源强度的光传感器（图中未示出），光传感器可以安装在汽车驾驶室的外部或者滤光镜20朝外的一面以便能够在驾驶室前方检测外观光源强度。滤光镜20通过悬挂系统10设置在车内。光传感器与悬挂系统10分别与微电脑控制器输入端连接。滤光镜20具有工作状态和非工作状态，当光传感器检测的外界光强度大于或者等于设定阈值时，所述微电脑控制器控制悬挂系统10使滤光镜20从非工作状态转为工作状态。

滤光镜20的悬挂系统10包括将滤光镜20悬挂于车顶40的支架。滤光镜20在非工作状态时被悬置在高处，使其不影响到驾驶员60的视线。当滤光镜20一旦进入工作状态，滤光镜20被第一电机驱动向下运动。

滤光镜20进入工作状态后，还具有预设定的高度位置。根据大多数人的身高均值，系统预先设计出了一个预设定的高度位置。微电脑控制器可以控制偏移系统的高度调节装置使滤光镜20向下运动并到达预设定的高度位置。当滤光镜20在预设定的高度位置时，可以使得大多数人在驾驶汽车时，滤光镜20不需要过多调整，即时调整，也因为缩小了调整的尺寸空间，从而达到节约的目的。

针对不同身高的驾驶员60，微电脑控制器在控制高度调节装置使滤光镜20到达预设定的高度位置后，还要根据实际情况进行高度上的调节。微电脑控制器根据驾驶员60眼睛在图片50中的相对位置控制偏移系统实时调整滤光镜20的位置，使滤光镜20能够随着驾驶员60身高的不同而自动进行调整。

当智能遮阳装置需要关闭时，偏移系统调整滤光镜20先回到原始的左右位置和原始的高度位置，并处于非工作状态。

在其它实施例中，滤光镜20的悬挂系统10还可以使固定于汽车车顶40的转轴，以及驱动滤光镜20旋转的第三电机，第三电机为旋转电机。第三电机驱动滤光镜20沿转轴旋转，使滤光镜20在非工作状态时叠放至车顶40并大致贴合车顶40，使滤光镜20在工作状态时旋转打开并与车顶40分离。可以理解的，滤光镜20在非工作状态时左右位置固定，相对于驾驶员60的座位，滤光镜20具有一个原始的左右位置，滤光镜20一旦进入工作状态，滤光镜20旋转打开，滤光镜20处于原始的高度位置。

作为优选的方案，滤光镜20为液晶滤光屏，液晶滤光屏的亮度可调。通过控制加在液晶板上的电压，控制电压的变化使液晶滤光屏的亮度随之变化。智能遮阳装置还包括用于检测汽车外部光源强度的光传感器。微电脑控制器控制液晶滤光屏的亮度随着光传感器检测到的外界光强度值而自动调整。

另外，偏移系统还具有前后调节装置。汽车上设置有用于感测驾驶员60座位前后位置信息的位置感测装置，微电脑控制器根据位置感测装置的信息控制前后调节装置调整滤光镜20的前后位置。使驾驶员60座位前后调整后，滤光镜20的前后位置能得到相应的适配调整。

作为优选的方案，滤光镜20为液晶滤光屏，液晶滤光屏的亮度可调。通过控制加在液晶板上的电压，控制电压的变化使液晶滤光屏的亮度随之变化。智能遮阳装置还包括用于检测汽车外部光源强度的光传感器。微电脑控制器控制液晶滤光屏的亮度随着光传感器检测到的外界光强度值而自动调整。

智能遮阳装置的控制方法包括以下步骤：

步骤一：光传感器检测外界光强度，当外界光强度大于或者等于设定阈值时，所述微电脑控制器控制悬挂系统使滤光镜从非工作状态转为工作状态；

步骤二：启动摄像头采集驾驶员所在区域图像，所述微电脑控制器基于对摄像头采集到的图像的分析，捕捉到驾驶员眼睛在图片中的实际相对位置，根据驾驶员眼睛在图片中的实际高度相对位置与预存的优选高度相对位置，微电脑控制器控制高度调节装置实时调整滤光镜的高度；

步骤三：启动摄像头采集驾驶员所在区域图像，所述微电脑控制器基于对摄像头采集到的图像的分析，捕捉到驾驶员眼睛在图片中的实际相对位置，根据驾驶员眼睛在图片中的实际左右相对位置与预存的优选左右相对位置，微电脑控制器控制左右调节装置实时调整滤光镜的左右位置；

步骤四：微电脑控制器根据摄像头捕捉的驾驶员脸部图片中脸部不同位置的亮度，判断光源偏射的方向，进而控制左右调节装置实时调整滤光镜的位置。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过捕捉驾驶员眼睛在图片中的相对位置，微电脑控制器根据驾驶员眼睛在图片中的相对位置控制偏移系统实时调整滤光镜的位置，使智能遮阳装置基于摄像头可自动调整位置，避免在行驶过程中人为操作遮阳板影响汽车安全驾驶。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。