一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法

本发明涉及车辆安全技术领域，尤其涉及一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法。

背景技术：

汽车行驶安全是当今世界研究的一大主题，而夜间行车照明问题是导致交通高事故率的重要原因。根据统计显示，夜间行车发生重大事故次数的比例约为白天的1.5倍。

在夜间行车时，司机通常会选择开启远光灯以拥有更好的视野及更安全的心理感受。虽然打远光灯的确可以增加照明亮度和视线距离，但会车时却刚好可以平直地照射到对方车辆驾驶员的眼中，直接影响驾驶员的视线，造成炫目、短视觉盲区；同向行驶时，若远光灯灯光打到前方车辆后视镜，间接地影响前方车辆驾驶员通过后视镜观察后方交通情况，都极可能酿成车祸。故我国道路交通安全法实施条例要求，机动车夜间会车须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯。但人工频繁地变光操作不仅会加重司机驾驶负担，而且在切换灯光时亦可能引起方向不稳、视野不清造成安全隐患。因此，能够智能调节遮挡直射驾驶员眼睛的远光灯光线的系统可以解决此类问题。

现有技术中，已经研发出智能切换汽车led灯的系统，的确解决了目前会车时远光灯炫目及人工变光可能造成的安全问题，智能调节、智能化高，但仍存在着由于远光灯切换为近光灯视野不佳，来回开关导致灯寿命变短等问题。

还有由多个led灯组成通过检测路上车辆速度、位置，智能的关闭照射到对应车辆所在区域的远光灯系统。此系统解决了远光灯炫目、变光时的视野不佳问题，但同样存在着由于对灯的频繁开关导致灯的寿命的减短的问题并且通过车辆位置、速度来调整开关远光灯较为难实现，并不经济。

技术实现要素：

本发明为了解决上述提到的问题，提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，包括：

信息采集装置、信息分析装置和调节执行装置；

其中，所述信息采集装置包括微型摄像头、雷达测距传感器、3d扫描仪和人脸3d扫描仪，用于控制微型摄像头采集驾驶员眼睛的位置坐标、雷达测距传感器采集的会车时相向车辆的坐标信息和gps定位器定位车辆信息，通过3d扫描仪扫描出相向车辆完整图像的3d信息，通过人脸3d扫描仪对驾驶员人脸进行3d扫描，得到立体图形以锁定驾驶员眼睛的位置；

信息分析装置(b)包括图像识别单元、3d单元、信息处理单元，用于通过图像识别单元对微型摄像头采集的车外路面状况信息进行识别分析；通过3d单元对3d扫描仪实时扫描到的相向车辆完整图像3d信息进行处理，将图像识别单元和3d系统的处理信息结果通过信息处理单元进一步整合分析，确定对调节执行系统的电致变色挡风玻璃的变色调整方案。

其中，微型摄像头为高清摄像头，安装在汽车驾驶员座位的正前方，用于准确获取驾驶员眼睛的位置；雷达测距传感器安装在电致变色挡风玻璃上；3d扫描仪选择地面三维激光扫描仪，实时对周围空间和车辆位置进行扫描，并将3d立体影像传输至信息分析装置，并以雷达测距传感器的位置作为3d扫描仪的坐标系原点；人脸3d扫描仪与微型摄像头安装在同一位置。

其中，信息分析装置根据眼睛的空间坐标位置（x1，y1）、（x2,y2）和相对车辆车灯的空间坐标位置（x3,y3）进行分析处理，根据分析出的光束路线，进行阻隔，发出阻隔直射眼睛的光线的指令，并将指令传输至调节执行系统的电致变色挡风玻璃。

其中，3d单元用于将3d扫描仪和人脸3d扫描仪实时扫描到的3d信息进行处理，将其处理成以3d扫描仪为坐标零点的空间坐标系，并将人脸3d扫描仪扫描到的眼睛的空间位置（x1,y1）、（x2,y2）、3d扫描仪扫描到的对车车灯的空间位置（x3,y3）、将本车的汽车挡风玻璃也处理成以3d扫描仪为坐标零点的空间坐标系。

其中，信息处理单元通过对3d单元处理好的信息进行进一步处理，在电致变色挡风玻璃上确定直射眼睛的光束的途径位置(x0,y0)，并对电致变色挡风玻璃发出对该位置的变色指令。

其中，信息分析装置还包括网格导体单元，用于将所有扫描到的所有网格的空间坐标（x,y,z）转换为各网格内导体接触点的序号，设定所有的网格坐标（x,y,z）对应的导体接触点的序号，根据网格坐标（x,y,z）确定网格导体接触点的序号。

其中，调节执行系统的电致变色挡风玻璃接收信息分析装置发出的指令做出调节，进行电致变色挡风玻璃的变色，实现阻隔直射相对车辆的光束，规避光束直射司机的眼睛。

其中，电致变色挡风玻璃通过网格导体单元实现网格化，在每个网格的周围用绝缘体围成导电介质不流通的单独网格，沿网格的绝缘线路径给每个网格设置一根导体，通过外加电场或电流来改变中间介质的颜色和透明度，从而改变玻璃的颜色状态；电致变色挡风玻璃根据电流的强弱共有5种明暗不同的变色程度，根据会车时两车之间的距离不断缩小，电流从弱到强，玻璃的颜色也从明到暗依次变化。

此外，本发明提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法，通过如前述技术方案所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统进行远光灯遮挡调控，包括步骤：

步骤1>、将自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的控制开关与汽车远光灯的开关串联，当驾驶员打开汽车远光灯时，信息采集装置、信息分析装置和电致变色挡风玻璃的开关开启；

步骤2>、信息采集装置利用微型摄像头和3d人脸扫描仪实时扫描和拍摄本车驾驶员的面部，将扫描和拍摄到的影像信息传输到信息分析装置，同时利用雷达测距传感器、3d扫描仪和3d扫描仪实时对本车周围进行扫描，并将扫描到的影像信息传输至信息分析装置；

步骤3>、信息分析装置将从信息采集装置接收到的信息先经图像识别装置进行处理，在扫描到的周围环境和汽车的影像中进行进一步处理，将周围的环境筛掉，只留有汽车影像，并将处理后的影像信息传输至3d单元中；

步骤4>、3d单元将3d影像进行建立三维空间坐标系，以3d扫描仪的位置作为空间坐标系的原点坐标，将影像信息投进空间坐标系内，并结合人脸3d扫描仪与3d扫描仪的空间位置，将人脸3d扫描仪扫描到的驾驶员的面部信息投进空间坐标系内，建立本车内外完整的实时的空间坐标模型；

步骤5>、信息处理单元根据完整的车内外空间坐标模型，根据扫描到的驾驶员的面部检测到驾驶员的两个眼睛坐标（x1,y1）、（x2,y2），根据两个眼睛的空间坐标计算出眼睛的中点坐标（x中,y中），同时根据扫描到的对车的车灯位置（x3,y3），根据眼睛中点（x中,y中）和车灯位置（x3,y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（）；光束必经过驾驶员眼睛前的电致变色挡风玻璃上的一点，并根据实时的空间坐标系不断的计算处理出该点的空间坐标位置（x0,y0）；

步骤6>、3d扫描仪扫描到的电致变色挡风玻璃各网格周围的绝缘线，确定每个网格的空间坐标（x,y,z）；将四条光束经电致变色挡风玻璃上的四个点的坐标（xe0,ye0,ze0）、（xf0,yf0,zf0）、（xm0,ym0,zm0）、（xn0,yn0,zn0）确定为变色坐标点；以四点的坐标在信息处理单元模拟作圆，将该圆所涉及到的所有网格坐标进行分选，根据分选后的网格坐标根据网格导体系统处理出对应的导体接触点的序号，并将处理后的导体序号传输至电致变色挡风玻璃，不断的根据实时的信息进行处理，并将处理后的导体序号不断的传输至调节执行装置的电致变色挡风玻璃；

步骤7>、调节执行装置的电致变色挡风玻璃根据不断的实时的接收到导体序号，实时的对对应的导体序号进行导电，对应的网格内的导电介质经导电后进行变色，最终在车罩上形成以汽车轮廓坐标为界限的外切圆，并根据对车的位置不断变化，该圆的位置也不断改变，阻隔本车远光灯对相对车辆进行光线直射，避免光线对对车驾驶员眼睛进行直射。

此外，本发明提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法，通过如前述技术方案所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统进行远光灯遮挡调控，包括步骤：

步骤1>、将自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的控制开关与汽车远光灯的开关串联，当驾驶员打开汽车远光灯时，信息采集装置、信息分析装置和电致变色挡风玻璃的开关开启；

步骤2>、信息采集装置利用微型摄像头和3d人脸扫描仪实时扫描和拍摄本车驾驶员的面部，将扫描和拍摄到的影像信息传输到信息分析装置，同时利用雷达测距传感器、3d扫描仪和3d扫描仪实时对本车周围进行扫描，并将扫描到的影像信息传输至信息分析装置；

步骤3>、信息分析装置将从信息采集装置接收到的信息先经图像识别装置进行处理，在扫描到的周围环境和汽车的影像中进行进一步处理，将周围的环境筛掉，只留有汽车影像，并将处理后的影像信息传输至3d单元中；

步骤4>、3d单元将3d影像进行建立三维空间坐标系，以3d扫描仪的位置作为空间坐标系的原点坐标，将影像信息投进空间坐标系内，并结合人脸3d扫描仪与3d扫描仪的空间位置，将人脸3d扫描仪扫描到的驾驶员的面部信息投进空间坐标系内，建立本车内外完整的实时的空间坐标模型；

步骤5>、信息处理单元根据完整的车内外空间坐标模型，分选出驾驶员的两个眼睛坐标（x1,y1）、（x2,y2）、对车的车灯位置（x3,y3）和对车车灯的宽度l，根据眼睛左坐标（x1,y1）和车灯位置（x3,y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（y_左=kx+b），根据眼睛右坐标（x2,y2）和车灯位置（x3,y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（y_右=kx+b），该两道光束必经过驾驶员眼睛前的电致变色挡风玻璃上的两点，并根据实时的空间坐标系不断的计算处理出两点的空间坐标位置（x左,y左）、（x右,y右）；

步骤6>、3d扫描仪扫描到的电致变色挡风玻璃各网格周围的绝缘线，确定每个网格的空间坐标（x,y）；将两个函数经电致变色挡风玻璃上两点的坐标（x左,y左）、（x右,y右）确定为变色坐标点。分别以两个变色坐标点为圆心，以对车的车灯宽度l为直径，做两个圆，将该圆所涉及到的所有网格坐标进行分选，根据分选后的网格坐标根据网格导体单元处理出对应的导体接触点的序号，并将处理后的导体序号传输至调节执行装置；不断的根据实时的信息进行处理，并将处理后的导体序号不断的传输至调节执行系统的电致变色挡风玻璃；

步骤7>、根据不断的实时的接收到信息分析装置传输来的导体序号，在电致变色挡风玻璃上实时的对对应的导体序号进行导电，对应的网格内的导电介质经导电后进行变色，最终在电致变色挡风玻璃上分别形成以左坐标（x左,y左）为圆心，以对车车灯宽度为直径的变色圆和以右坐标（x右,y右）为圆心，以对车车灯宽度为直径的变色圆，可以阻隔对车远光灯对本车驾驶员的眼睛进行光线直射。

区别于现有技术，本发明的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法，利用电致变色玻璃、图像识别、雷达测距传感器、3d扫描仪等技术，解决夜间会车安全行驶问题。该发明是通过挡风玻璃区域模块变暗，将远光灯直射眼睛的光束的光强减弱，解决会车安全问题。它由信息采集系统、信息分析系统和调节执行系统三部分组成。信息采集系统由微型摄像头、雷达测距传感器、人脸3d扫描仪和3d扫描仪构成，负责实时采集车内外位置信息；信息分析系统，负责接收信息、图像识别，并将指令下达至调节执行系统；调节执行系统由电致变色玻璃系统组件构成，主要接收信息分析系统下达的指令，将指定的网格利用电致变色玻璃系统将其变色，来减弱光束的强度，规避强烈光束直射眼睛，确保车辆安全行驶。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的结构示意图。

图2是本发明提供的一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的结构设置示意图。

图3是本发明提供的一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法的第一实施方式的原理示意图。

图4是本发明提供的一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法的第二实施方式的原理示意图。

图5是本发明提供的一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法的第一实施方式的逻辑示意图。

图6是本发明提供的一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法的第二实施方式的逻辑示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此外所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都将属于本发明保护的范围。

参照附图1，本发明提供一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其结构设置如图2所示，该系统包括：

信息采集装置a、信息分析装置b和调节执行装置c；

其中，所述信息采集装置a包括微型摄像头1、雷达测距传感器2、3d扫描仪3和人脸3d扫描仪4，用于控制微型摄像头1采集驾驶员眼睛的位置坐标、雷达测距传感器2采集的会车时相向车辆的坐标信息和gps定位器定位车辆信息，通过3d扫描仪3扫描出相向车辆完整图像的3d信息，通过人脸3d扫描仪4对驾驶员人脸进行3d扫描，得到立体图形以锁定驾驶员眼睛的位置；

信息分析装置b包括图像识别单元5、3d单元6、信息处理单元7，用于通过图像识别单元5对微型摄像头1采集的车外路面状况信息进行识别分析；通过3d单元6对3d扫描仪3实时扫描到的相向车辆完整图像3d信息进行处理，将图像识别单元5和3d系统6的处理信息结果通过信息处理单元7进一步整合分析，确定对调节执行系统(c)的电致变色挡风玻璃9的变色调整方案。

其中，微型摄像头1为高清摄像头，安装在汽车驾驶员座位的正前方，用于准确获取驾驶员眼睛的位置；雷达测距传感器2安装在电致变色挡风玻璃9上；3d扫描仪3选择地面三维激光扫描仪，实时对周围空间和车辆位置进行扫描，并将3d立体影像传输至信息分析装置b，并以雷达测距传感器2的位置作为3d扫描仪3的坐标系原点；人脸3d扫描仪4与微型摄像头1安装在同一位置。

其中，信息分析装置b根据眼睛的空间坐标位置（x1，y1）、（x2,y2）和相对车辆车灯的空间坐标位置（x3,y3）进行分析处理，根据分析出的光束路线，进行阻隔，发出阻隔直射眼睛的光线的指令，并将指令传输至调节执行系统c的电致变色挡风玻璃9。

其中，3d单元6用于将3d扫描仪1和人脸3d扫描仪4实时扫描到的3d信息进行处理，将其处理成以3d扫描仪3为坐标零点的空间坐标系，并将人脸3d扫描仪4扫描到的眼睛的空间位置（x1,y1）、（x2,y2）、3d扫描仪扫描到的对车车灯的空间位置（x3,y3）、将本车的汽车挡风玻璃也处理成以3d扫描仪3为坐标零点的空间坐标系。

其中，信息处理单元7通过对3d单元6处理好的信息进行进一步处理，在电致变色挡风玻璃9上确定直射眼睛的光束的途径位置(x0,y0)，并对电致变色挡风玻璃9发出对该位置的变色指令。

其中，信息分析装置b还包括网格导体单元8，用于将所有扫描到的所有网格的空间坐标（x,y,z）转换为各网格内导体接触点的序号，设定所有的网格坐标（x,y,z）对应的导体接触点的序号，根据网格坐标（x,y,z）确定网格导体接触点的序号。

其中，调节执行系统c的电致变色挡风玻璃9接收信息分析装置b发出的指令做出调节，进行电致变色挡风玻璃9的变色，实现阻隔直射相对车辆的光束，规避光束直射司机的眼睛。

其中，电致变色挡风玻璃9通过网格导体单元8实现网格化，在每个网格的周围用绝缘体围成导电介质不流通的单独网格，沿网格的绝缘线路径给每个网格设置一根导体，通过外加电场或电流来改变中间介质的颜色和透明度，从而改变玻璃的颜色状态；电致变色挡风玻璃9根据电流的强弱共有5种明暗不同的变色程度，根据会车时两车之间的距离不断缩小，电流从弱到强，玻璃的颜色也从明到暗依次变化。

如图3和图5所述，本发明提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法，通过如前述技术方案所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统进行远光灯遮挡调控，包括步骤：

步骤1>、将自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的控制开关与汽车远光灯的开关串联，当驾驶员打开汽车远光灯时，信息采集装置a、信息分析装置b和电致变色挡风玻璃9的开关开启；

步骤2>、信息采集装置a利用微型摄像头和3d人脸扫描仪实时扫描和拍摄本车驾驶员的面部，将扫描和拍摄到的影像信息传输到信息分析装置b，同时利用雷达测距传感器2和3d扫描仪3和3d扫描仪4实时对本车周围进行扫描，并将扫描到的影像信息传输至信息分析装置b；

步骤3>、信息分析装置b将从信息采集装置a接收到的信息先经图像识别装置4进行处理，在扫描到的周围环境和汽车的影像中进行进一步处理，将周围的环境筛掉，只留有汽车影像，并将处理后的影像信息传输至3d单元6中；

步骤4>、3d单元6将3d影像进行建立三维空间坐标系，以3d扫描仪3的位置作为空间坐标系的原点坐标，将影像信息投进空间坐标系内，并结合人脸3d扫描仪4与3d扫描仪3的空间位置，将人脸3d扫描仪扫描到的驾驶员的面部信息投进空间坐标系内，建立本车内外完整的实时的空间坐标模型；

步骤5>、信息处理单元6根据完整的车内外空间坐标模型，根据扫描到的驾驶员的面部检测到驾驶员的两个眼睛坐标（x1,y1）、（x2,y2），根据两个眼睛的空间坐标计算出眼睛的中点坐标（x中,y中），同时根据扫描到的对车的车灯位置（x3,y3），根据眼睛中点（x中,y中）和车灯位置（x3,y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（）；光束必经过驾驶员眼睛前的电致变色挡风玻璃上的一点，并根据实时的空间坐标系不断的计算处理出该点的空间坐标位置（x0,y0）；

步骤6>、3d扫描仪3扫描到的电致变色挡风玻璃8各网格周围的绝缘线，确定每个网格的空间坐标（x,y,z）；将四条光束经电致变色挡风玻璃8上的四个点的坐标（xe0,ye0,ze0）、（xf0,yf0,zf0）、（xm0,ym0,zm0）、（xn0,yn0,zn0）确定为变色坐标点；以四点的坐标在信息处理单元6模拟作圆，将该圆所涉及到的所有网格坐标进行分选，根据分选后的网格坐标根据网格导体系统处理出对应的导体接触点的序号，并将处理后的导体序号传输至电致变色挡风玻璃9，不断的根据实时的信息进行处理，并将处理后的导体序号不断的传输至调节执行装置c的电致变色挡风玻璃9；

步骤7>、调节执行装置c的电致变色挡风玻璃9根据不断的实时的接收到导体序号，实时的对对应的导体序号进行导电，对应的网格内的导电介质经导电后进行变色，最终在车罩上形成以汽车轮廓坐标为界限的外切圆，并根据对车的位置不断变化，该圆的位置也不断改变，阻隔本车远光灯对相对车辆进行光线直射，避免光线对对车驾驶员眼睛进行直射。

如图4和图6所述，本发明提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法，通过如前述技术方案所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统进行远光灯遮挡调控，包括步骤：

步骤1>、将自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的控制开关与汽车远光灯的开关串联，当驾驶员打开汽车远光灯时，信息采集装置a、信息分析装置b和电致变色挡风玻璃9的开关开启；

步骤2>、信息采集装置a利用微型摄像头和3d人脸扫描仪实时扫描和拍摄本车驾驶员的面部，将扫描和拍摄到的影像信息传输到信息分析装置b，同时利用雷达测距传感器2和3d扫描仪3和3d扫描仪4实时对本车周围进行扫描，并将扫描到的影像信息传输至信息分析装置b；

步骤3>、信息分析装置b将从信息采集装置a接收到的信息先经图像识别装置4进行处理，在扫描到的周围环境和汽车的影像中进行进一步处理，将周围的环境筛掉，只留有汽车影像，并将处理后的影像信息传输至3d单元6中；

步骤4>、3d单元6将3d影像进行建立三维空间坐标系，以3d扫描仪3的位置作为空间坐标系的原点坐标，将影像信息投进空间坐标系内，并结合人脸3d扫描仪4与3d扫描仪3的空间位置，将人脸3d扫描仪扫描到的驾驶员的面部信息投进空间坐标系内，建立本车内外完整的实时的空间坐标模型；

步骤5>、信息处理单元7根据完整的车内外空间坐标模型，分选出驾驶员的两个眼睛坐标（x1,y1）、（x2,y2）、对车的车灯位置（x3,y3）和对车车灯的宽度l，根据眼睛左坐标（x1,y1）和车灯位置（x3,y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（y_左=kx+b），根据眼睛右坐标（x2,y2）和车灯位置（x3,y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（y_右=kx+b），该两道光束必经过驾驶员眼睛前的电致变色挡风玻璃上的两点，并根据实时的空间坐标系不断的计算处理出两点的空间坐标位置（x左,y左）、（x右,y右）；

步骤6>、3d扫描仪3扫描到的电致变色挡风玻璃9各网格周围的绝缘线，确定每个网格的空间坐标（x,y）；将两个函数经电致变色挡风玻璃上两点的坐标（x左,y左）、（x右,y右）确定为变色坐标点。分别以两个变色坐标点为圆心，以对车的车灯宽度l为直径，做两个圆，将该圆所涉及到的所有网格坐标进行分选，根据分选后的网格坐标根据网格导体单元8处理出对应的导体接触点的序号，并将处理后的导体序号传输至调节执行装置c；不断的根据实时的信息进行处理，并将处理后的导体序号不断的传输至调节执行系统c的电致变色挡风玻璃9；

步骤7>、根据不断的实时的接收到信息分析装置b传输来的导体序号，在电致变色挡风玻璃9上实时的对对应的导体序号进行导电，对应的网格内的导电介质经导电后进行变色，最终在电致变色挡风玻璃9上分别形成以左坐标（x左,y左）为圆心，以对车车灯宽度为直径的变色圆和以右坐标（x右,y右）为圆心，以对车车灯宽度为直径的变色圆，可以阻隔对车远光灯对本车驾驶员的眼睛进行光线直射。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。