一种新型智能遮阳板系统及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆辅助部件技术领域，特别是涉及一种新型智能遮阳板系统及控制方法。

背景技术

随着人们对美好生活不断追求，新能源汽车渗透率不断提高，汽车智能化水平将不断升级迭代。汽车驾驶安全将愈发重要，备受关注。汽车行驶过程中，光照对驾驶员的影响极大，尤其是太阳强光，眩光，隧道光线变化，雪原光线反射等，使驾驶员眼睛不适，造成驾驶员看不清前方路况导致事故。另外，长时间疲劳驾驶，驾驶员瞌睡走神等状态，如不能及时提醒，也会造成极大的驾驶安全隐患。

现有传统的遮光板一般为不透明遮挡物，仅具有固定方向遮光，需要人工方扳动比较麻烦，且行驶过程人手去操作遮阳板也具有很大安全隐患。功能单一且占居车内空间，影响驾驶员视野范围，不能提供很好的视觉驾驶体验。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型智能遮阳板系统及控制方法，用于解决现有技术中由于驾驶员眼睛突然受到很强的光线照射，导致眩晕，看不清前方路况而导致车辆失控等事故的问题，同时保证驾驶员长时间驾驶时拥有更好的视觉体验。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种新型智能遮阳板系统，包括：信号采集单元、控制单元和执行单元；

所述信号采集单元包括人脸摄像头和光敏传感器，用于采集光线强度和人脸图像信息；

所述控制单元包括域控制器和遮阳板控制器，用于识别所述信号采集单元所采集的信号，经分析和计算后产生控制信号；

所述执行单元包括遮阳板和驱动电机，用于接收所述控制单元的所述控制信号，执行遮挡人眼光照的指令。

于本发明的一实施例中，所述遮阳板采用液晶光阀板，通过控制电压来调节所述遮阳板的透光率。

于本发明的一实施例中，所述光敏传感器检测到外界光线强度达到预设的启动阈值，所述遮阳板控制器通过所述驱动电机驱动所述遮阳板旋转至初始设定的角度；所述人脸摄像机获取人脸图像，所述域控制器根据所述人脸图像，通过视觉图像算法，分析人眼坐标和人脸光影分界线，得到人脸遮阳位置；所述域控制器依据所述人脸遮阳位置，通过所述遮阳板控制器调整所述驱动电机，直至人眼被阴影遮挡；所述遮阳板控制器调节所述液晶光阀板电压，达到光照强度预设值。

于本发明的一实施例中，所述执行单元还包括报警器，所述域控制器对所述人脸图像进行分析，若有警示讯息则向所述向报警器发送报警提示信号。

于本发明的一实施例中，所述执行单元还包括信息交互单元，所述域控制器通过所述交互单元显示所述遮阳板参数信息及所述报警提示信息，并用于调整所述遮阳板和所述报警器的设置。

本发明还提供一种遮阳板的控制方法，用于上述任一项所述新型智能遮阳板系统，所述控制方法包括以下步骤：

S1，信号采集单元的光敏传感器持续检测外界光线强度；

S2，当所述光线强度达到预设的遮阳板启动阈值时，控制单元给执行单元的驱动电机发送信号，所述驱动电机驱动所述遮阳板旋转至初始设定的角度；

S3，信号采集单元的人脸摄像机获取人脸图像，所述控制单元根据所述人脸图像，通过视觉图像算法，分析人眼坐标和人脸光影分界线，得到人脸遮阳位置；

S4，所述控制单元依据所述人脸遮阳位置，驱动所述执行单元的所述驱动电机调整所述遮阳板角度，直至所述光影分界线位于人眼下方预定位置。

于本发明的一实施例中，所述步骤S3中所述人脸光影分界线的获取方法为：对所述人脸摄像机得到的所述人脸图像进行分析，在纵坐标Y方向，当人脸上方采集点的亮度对比下方采集点亮度有突变时，则这两点之间为阴影分界点，所述阴影分界点的连线为阴影分界线。

于本发明的一实施例中，所述步骤S4中所述预定位置为所述光影分界线与人眼中心连线的夹角达到预定角度。

于本发明的一实施例中，所述步骤S4中所述人眼被遮挡之后，检测人脸阴影部分的光照强度是否达到光照强度预设值；如果不相符，则调节所述遮阳板的透光率，直至所述光照强度与所述光照强度预设值相符。

于本发明的一实施例中，所述遮阳板启动阈值和人脸阴影部分的所述光照强度预设值可以由用户自行设置。

如上所述，本发明的一种新型智能遮阳板系统及控制方法，具有以下有益效果：在做到按需使用的同时，精准地控制遮阳板的角度，达到既遮阳又把对驾驶员的安全影响减小到最低。同时，还可以给遮阳板设置不同的遮光强度，满足驾驶员的个性需求，提高了驾驶体验。同时，保护驾驶员健康，达到安全驾驶的目的。

附图说明

图1显示为本发明的一种遮阳板控制方法的步骤示意图。

图2显示为本发明的一种新型智能遮阳板系统示意图。

图3显示为本发明的一种新型智能遮阳板系统各组成单元连接关系示意图。

图4显示为本发明的遮阳板角度控制示意图。

图5显示为本发明的一实施例的遮阳板系统控制流程示意图。

元件标号说明

车辆开关1；遮阳板系统开关2；人脸摄像头101；光敏传感器102；域控制器201；遮阳板控制器202；驱动电机301；遮阳板302；中控交互屏401；报警器402。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在一实施例中，本发明提供一种遮阳板302的控制方法，由两大控制逻辑组成：一个是判断是否需要启动遮阳板302旋转角度遮挡外界光线，需要时如何控制遮阳板302旋转到合适的位置，以及定义什么位置算是合适的位置；另一个是如何控制遮阳板302的透光率，以达到人眼部位暴露在适宜的光照强度之下。作为一个实施例，以遮阳板302投射到人脸上的阴影的分界线来确定遮阳板302的角度，以遮阳板302阴影投射于人脸的光影分界线位于人眼下方预定位置作为判断标准。请参考图1，具体的控制步骤如下：

1.遮阳板302上的光敏传感器102持续检测外界光线强度；

2.当域控制器检测到光线强度达到预设的启动阈值时，域控制器给驱动电机301发送信号，驱动电机301驱动遮阳板302旋转至初始设定的角度；

3.人脸摄像机获取人脸图像，域控制器根据人脸图像，通过视觉图像算法，分析人眼坐标和人脸光影分界线，得到人脸遮阳位置；

4.域控制器依据人脸遮阳位置，控制驱动电机301进一步调整遮阳板302的角度，直至光影分界线位于人眼下方预定位置。

其中，人脸光影分界线的获取方法为：对人脸摄像机得到的人脸图像进行分析，在纵坐标Y方向，当人脸上方采集点的亮度对比下方采集点亮度有突变时，则这两点之间为阴影分界点，所述阴影分界点的连线为阴影分界线。光影分界线到达预定位置是指光影分界线与人眼中心连线的夹角达到预定角度，本实施例中，此预定角度设为10°～20°。

进一步地，当遮光板旋转到合适角度位置之后，再检测人脸阴影部分的光照强度是否达到预设值；如果两者不相符，则调节遮阳板302的透光率，直至人脸阴影处的光照强度与预设值相符。

需要指出，启动遮阳板302的光线强度阈值和人脸阴影部分的光照强度预设值并不是固定不变的，可以由用户依据自己的喜好自行设置，即，提供一种个性化的调节途径。

优选的，基于以上实施例的遮阳板302控制方法，本发明提供一种新型智能遮阳板系统，包括信号采集单元、控制单元、执行单元和信息显示单元。信号采集单元，包括光敏传感器102和人脸摄像头101。信号采集单元用于采集外界光线强度和人脸图像等。控制单元，包括域控制器201、遮阳板控制器(EU)202。控制单元用于识别信号采集单元所采集的信号，经分析和计算后产生控制信号，例如根据人脸图像，通过视觉图像算法，分析人眼坐标和人脸光影分界线，得到人脸遮阳位置。执行单元，包括液晶光阀板302、驱动电机301、报警器402。执行单元用于接收控制单元的控制信号，并执行遮挡人眼光照的指令。其中，信息显示单元为车辆座舱信息娱乐系统中控交互屏401。

本系统的遮阳板302是由液晶光阀板组成。根据液晶光阀开关原理，通过电压控制液晶分子折射率来实现对光线的相位延迟，可进行自动连续线性灰度变化，使光线透过率在一定范围内自动变化，达到遮光线不遮视线的效果。液晶光阀板就是在两片平板玻璃中间填充液晶材料，玻璃片上镀上透明电极。玻璃板之间的空隙由玻璃纤维进行控制，相当于液晶相位延迟器。通过调节施加在液晶电极的驱动电压，就可以调节液晶光阀板的透光率。当液晶两侧电压为零，液晶分子排列方向与玻璃板方向平行时，光线通过即透明状态。随着液晶层两端电压的增加，液晶分子开始旋转，直到两者相当，光线被阻断即黑屏状态。

作为一实施例，本系统遮阳板设置遮阳板系统开关2，可以是物理手动按键开关，还可以是电子控制开关。遮阳板系统开关2未打开时，液晶光阀没有施加驱动电压，呈普通偏光透明玻璃状态，不遮挡驾驶员视线。当驾驶员需要使用遮阳板时，可通过触摸屏、声控或物理按键打开遮阳板302，遮阳板302会按上述遮阳板控制方法智能地调节遮阳板的角度和透光率。

本系统在遮阳板系统开关2打开时，光敏传感器102检测到光线强度达到设置阈值，域控制器201给驱动电机301信号，驱动遮阳板302绕固定轴轴向旋转至初始设定角度。车内人脸摄像头101获取人脸图像，输入域控制器201，域控制器201根据人脸图像，通过视觉图像算法，得到人眼区域光照强度、人眼坐标和人脸光影分界线等信息，计算人脸遮阳位置，同时，判断是否达到设定好的最佳遮阳位置阈值，未达到最佳遮阳距离时，控制驱动电机301继续旋转，直至达到最佳遮阳距离阈值，驱动电机301停止旋转。最佳遮阳位置阈值为人脸光影分界线位于人眼下方、与人眼中心的夹角达到预定角度。在一实施例中，此预定角度设为10°～20°。如此，通过自动调节旋转遮阳板302角度，使得驾驶员人眼得到合适的遮阳范围，避免受到强光刺激起到传统遮阳板遮光效果。

本系统还可通过中控交互屏401开启或关闭疲劳驾驶提醒报警功能。人脸摄像头101检测获取人脸图像，通过人脸特征检测技术对驾驶员脸部、眼部等细节特征进行计算分析，根据嘴部特征开合程度判断是否有打哈欠行为。根据眼部特征，定位人眼区域，判断是否有超出阈值开合度及时间的闭眼行为。同时，结合车速、连续驾驶时长、驾驶时间段等维度信息，域控制器201通过运算，准确识别是否存在疲劳驾驶。当系统监测判断为疲劳驾驶时，域控制器201给中控交互屏401信号，显示提示信息的报警界面；同时，域控制器201给报警器402信号，同步发出声音报警，以提醒驾驶员注意适时休息、确保行车安全，达到报警提示效果。

具体的，请参阅图2，遮阳板302有壳体，通过支架连接在车身顶棚上。驱动电机301固定在壳体上，遮阳板302固定安装在驱动电机301的电机轴上。遮阳板控制器202安装在遮阳板壳体内。光敏传感器102安装在前风挡玻璃处，通过汽车线束与遮阳板控制器202通讯。车内人脸摄像头101安装在遮阳板壳体上或者其他驾驶员面部前方的位置。

进一步地，请参阅图3，打开车辆开关1和遮阳板系统开关2后，光敏传感器102检测光线强度信号输入域控制器201；人脸摄像头101采集人脸图像传输给域控制器201。遮阳板控制器202连接域控制器201、遮阳板302及驱动电机301。域控制器201用于接收光敏传感器102和人脸摄像头101的人脸图像信息，分析人脸面部特征等信息，并向遮阳板控制器202发送灰度调节信号和驱动角度信号，向报警器402发送报警提示信号。遮阳板控制器202收到灰度调节信号控制后，通过调节电压控制液晶光阀板的透光率。驱动电机301收到驱动角度信号控制遮阳板302的旋转打开程度。报警器402收到信号发出声音提示。域控制器201向中控交互屏401发送信号，在中控交互屏401显示透光率及报警提示等信息。

图3中，光敏传感器102通过感应光输出电压信号给遮阳板控制器，遮阳板控制器202计算后通过输出电压信号控制液晶光阀板透光率，透光率有曲线图，通用阈值20-50％。正常情况为玻璃面板，有光信号给它电压后会调节不同灰度。遮阳板302安装在电机轴上固定于车身顶部，驱动电机301会带动遮阳板302旋转到设置的初始位置，最终位置是根据人眼位置调整角度。通过人脸摄像头101拍摄人的面部表情，通过整个车身的坐标系判断人眼位置进行定位，通过控制单元EU内部计算控制摄像头旋转一定角度。

如图4所示，人眼位置坐标获取方法，车内人脸摄像机拍摄人脸面部特征点进行检测，通过AI算法技术，计算定位出人眼位置坐标2(驾驶员身高，座椅坐姿等因素，人眼坐标不尽相同)。

人脸阴影分界线计算获取方法，在纵坐标Y向，通过人脸特征点检测,当上方采集点的亮度对比下方采集点亮度有突变时，则这两点之间为阴影分界点，这些点的连线则为阴影分界线。

遮阳板302自动旋转调节的控制逻辑为：遮阳板驱动电机301得到信号旋转时，旋转至初始位置A(阈值设定)，此时，人脸面部产生阴影区域，AI算法计算阴影分界点在1处，域控制器201通过计算判断，1点在人眼坐标2的上方，即人眼光线尚未遮挡，通知遮阳板控制器202控制驱动电机301继续旋转。当驱动电机301旋转至B位置，此时，阴影线在人眼坐标2处。驱动电机301继续旋转一定角度至C处(预定为10°～20°)，此时，阴影线在3处，即在人眼坐标2的下方位置，达到遮挡人眼光照的效果。

如图5所示，作为另一实施例，进一步展示了遮阳板302的控制流程。打开遮阳板系统开关2后，遮阳板302就进入工作模式，光敏传感器102检测光线强度，同时人脸摄像机启动工作抓取人脸图像。这些信号均传给车身域控制器201进行运算和判断。首先域控制器201分析判断外界光线强度达到启动域值，如果光线强度超过阈值了，则启动驱动电机301旋转调节遮阳板302的角度，同时判断遮阳板302的角度是否达到最佳预定位置，不断调整直至最佳位置。然后，域控制器201还通过分析人脸图像，判断人脸阴影部分的光照强度是否符合预设值。如果不相符，发送控制信号给遮阳板控制器202，通过调整液晶光阀板的电压调节遮阳板302的灰度，使人脸阴影部分的光照强度符合预设值。遮阳板302的智能调节控制与整车座舱、中控交互屏401相关联，可以在中控交互屏401显示调节角度和透明度数据。此外，域控制器201还可以充分利用人脸图像，通过人脸面部表情识别等运算，判断是否疲劳驾驶。一旦检测到存在疲劳驾驶的情况，就通过报警器402发出警示，或者在中控交互屏401上显示警告。

综上所述，本发明的技术方案提供了一种智能调节遮阳板的方法，在做到按需使用的同时，精准地控制遮阳板的角度，达到既遮阳又把对驾驶员的安全影响减小到最低。同时，还可以给遮阳板设置不同的遮光强度，满足驾驶员的个性需求，提高了驾驶体验。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。