CN101470287A - 一种汽车防眩目装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车防眩目装置，该装置包括图像采集装置、处理单元、液晶屏和液晶屏驱动模块，其中，图像采集装置分别拍摄汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像，并将拍摄到的图像转换成数字图像传送到所述处理单元；处理单元根据从图像采集装置传送过来的数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与液晶屏的交点位置，并输出包含关于该交点位置的信息的控制信号到液晶屏驱动模块；液晶屏贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中，液晶屏驱动模块用于接收所述处理单元输出的控制信号，并根据该控制信号中所包含的关于交点位置的信息调低液晶屏上所述交点位置的透光度。该装置能遮挡直射入司机眼睛的使司机眩目的光线，为司机夜间行车带来很大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车防眩目装置及方法。
背景技术
现有的汽车防眩目装置主要是利用液晶材料的特性来实现防眩目的目的，主要分为两种。一种是将防眩目装置中的液晶屏挂在汽车前挡风玻璃上，当前挡风玻璃遇到强光时，液晶屏整体自动变暗。这种装置虽然在一定程度上可以阻挡汽车对面的强光，但同时也干扰了司机对道路及障碍物的识别。另一种是液晶屏可以局部变暗的装置，如专利CN 2698630Y公开的汽车防眩目装置，该装置包括摄像头、图像处理装置和液晶显示屏，该装置通过摄像头拍摄对面车辆图像并在液晶显示屏上以黑白负像的方式显示，手动调节其显示的负像与司机眼睛看到的图像重合，对面车辆的车灯被所述黑白负像中的黑色负像遮挡，从而实现防眩目的目的。
但是，这种装置仅仅适用于静态防眩目，即对面来车和司机眼睛的位置不变的情况。当在对面来车移动状态下或司机眼睛的位置有所变化的情况下，都必须进行手动调节液晶显示屏上负像的位置，操作很不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车防眩目装置及方法，该装置能根据车内司机眼睛和对面车灯的位置自动改变液晶屏局部位置的透光度以遮挡直射入司机眼睛的使司机眩目的光线。
为实现上述目的，本发明提供一种汽车防眩目装置，该装置包括图像采集装置、处理单元、液晶屏和液晶屏驱动模块，其中，所述图像采集装置用于分别拍摄汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像，并将汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像分别转换成数字图像传送到所述处理单元；所述处理单元用于根据所述数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与所述液晶屏的交点位置，并输出包含关于该交点位置的信息的控制信号到液晶屏驱动模块；所述液晶屏贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中，所述液晶屏驱动模块用于接收所述处理单元输出的控制信号，并根据该控制信号中所包含的关于交点位置的信息调低液晶屏上所述交点位置的透光度。
一种汽车防眩目方法，其中，该方法包括下列步骤：分别拍摄汽车前方和汽车内司机头部图像，并将汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像分别转换成数字图像；根据所述数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中的液晶屏的交点位置；调低液晶屏上所述交点位置的透光度。
由于采用图像采集装置对汽车前方和汽车内司机头部图像进行实时拍摄，因此，本发明提供的汽车防眩目装置及方法能动态地跟踪车内司机眼睛和对面车灯的位置，根据车内司机眼睛和对面车灯的位置自动改变液晶屏局部位置的透光度以遮挡直射入司机眼睛的使司机眩目的光线，免除了手动调节的繁琐步骤，同时，所述处理单元处理速度快、响应迅速。本发明提供的防眩目装置为司机夜间行车带来很大的便利。
附图说明
图1为本发明的汽车防眩目装置的结构框图；
图2为本发明的汽车防眩目装置的液晶屏结构图；
图3为本发明的汽车防眩目方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提供一种汽车防眩目装置，该装置包括图像采集装置3、处理单元2、液晶屏1和液晶屏驱动模块4，其中，所述图像采集装置3用于分别拍摄汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像，并将汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像分别转换成数字图像传送到所述处理单元2；所述处理单元2用于根据所述数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与所述液晶屏1的交点位置，并输出包含关于该交点位置的信息的控制信号到液晶屏驱动模块4；所述液晶屏1贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中，所述液晶屏驱动模块4用于接收所述处理单元2输出的控制信号，并根据该控制信号中所包含的关于交点位置的信息调低液晶屏1上所述交点位置的透光度。
所述图像采集装置3包括第一摄像头和第二摄像头，分别用于拍摄汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像。
所述第一和第二摄像头为本领域技术人员公知的用于拍摄图像并能将图像转换成数字图像的摄像头，优选为CCD数字摄像头。
所述处理单元2还用于在计算所述交点位置之前，对第一摄像头传送过来的汽车前方的数字图像作出如下判断：
汽车前方的数字图像上是否有灰度值大于预先设定的灰度阈值的像素点，如果没有，则所述处理单元2不输出控制信号，所述液晶屏驱动模块4控制液晶屏1为全透明状态；如果汽车前方的数字图像上有灰度值大于预先设定的灰度阈值的像素点，则根据所述数字图像计算汽车前方能让司机眩目的光线与所述液晶屏1的交点位置，并输出包含关于该交点位置的信息的控制信号到液晶屏驱动模块4。
所述处理单元2为本领域技术人员公知的可编程的处理器及***电路，处理器可以选择如DSP芯片、ARM处理器等，优选为DSP芯片，DSP芯片型号可选为TMS320C6413。在本发明中，对所述处理单元2预先设定灰度阈值，如果所述第一摄像头传送过来的数字图像上有灰度值大于预先设定的灰度阈值的像素点，说明汽车前方有能让司机眩目的光线，与图像上灰度值大于预先设定灰度阈值的像素点对应的物体即为产生让司机眩目的光线的物体(如对面来车的车大灯)。所述处理单元2建立空间坐标系，处理单元2根据第一摄像头传送过来的数字图像确定所述产生让司机眩目的光线的物体的空间坐标，根据第二摄像头传送过来的数字图像确定司机头部眼睛的空间坐标，然后计算所述物体和眼睛确定的直线与所述液晶屏1所在的平面的交点坐标。处理单元2根据第一摄像头传送过来的数字图像上大于预先设定的灰度阈值的灰度值与设定的灰度阈值的差值和所述交点坐标输出相应的控制信号给液晶屏1。
所述预先设定的灰度阈值为所述图像采集装置3拍摄到发出能让司机眼睛眩目的最低强度的光的物体的图像时，转换后的数字图像上与该物体对应部分的灰度值。
其中，计算交点位置的方法包括下列步骤：
建立空间坐标系；确定表示液晶屏1所在平面在所述建立的空间坐标系下位置的平面方程；根据所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像确定发出所述能让司机眩目的光线的物体在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；根据所拍摄的汽车司机头部图像转换后的数字图像确定司机眼睛在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；以及计算所述物体与司机眼睛确定的直线与所述液晶屏1所在平面的交点位置的坐标。
所述处理单元2确定所述物体以及司机眼睛的方法采用本领域技术人员公知的单目视觉测量方法。在上述确定所述物体的空间坐标时，如果所述物体距离第一摄像头较远，可以将所述物体看成质点，其空间坐标为一个值；如果所述物体与第一摄像头的距离不足以将物体看成质点来处理，则在物体轮廓周围均匀地取一系列的点，计算所取的各个点的坐标。在上述确定所述司机头部眼睛的空间坐标时，一般将眼睛看成质点，如果有特殊需要，可以参照上述确定所述物体的空间坐标的方法，在此不多做描述。
上述图像灰度值与设定灰度阈值的比较、确定空间坐标、计算交点坐标等算法以及输出控制信号可以通过对所述处理单元2进行编程来实现，这一实现方式为本领域技术人员公知，不多做描述。
所述液晶屏1贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中，所述液晶屏驱动模块4用于接收所述处理单元2输出的控制信号，并根据该控制信号中所包含的关于交点位置的信息调低液晶屏1上所述交点位置的透光度。
所述液晶屏1为本领域技术人员公知，如图2所示，在两块偏振片(图中未示出)之间设置一组行电极和一组列电极(图中未示出)，在行电极和列电极交叉构成的网格中填充液晶材料即形成液晶单元格5，这样，液晶屏1为多个液晶单元格5的阵列，液晶单元格5两端无电压时，液晶单元格5为透明状态；通过改变液晶单元格5两端的电压能改变液晶单元格5的透光度。将所述电极引出形成液晶屏1的信号输入端。所述液晶屏1为大小与所述前挡风玻璃相近的薄膜，液晶屏1在没接收到控制信号时为全透明状态。所述的液晶单元格5在上述空间坐标系中都有与之对应的空间坐标，液晶屏1接收所述处理单元2输出的控制信号，根据控制信号改变相应的液晶单元格5两端电压，使液晶单元格5的透光度发生改变，从而降低透过该液晶单元格5的光线的强度，使透过该液晶单元格5的光线不会让司机眩目。所述相应的液晶单元格5是通过所述处理单元2根据上述计算得出的交点坐标而输出控制信号来确定的；所述液晶单元格5透光度的改变量是通过处理单元2根据上述第一摄像头传送过来的数字图像上大于预先设定的灰度阈值的灰度值与设定的灰度阈值的差值而输出控制信号来确定。
如图1所示，所述液晶屏1和处理单元2之间连有液晶屏驱动模块4，所述液晶屏驱动模块4接收处理单元2输出的控制信号并将控制信号转换成与液晶屏1兼容的控制信号。当没有接收到来自处理单元2的控制信号时，所述液晶屏驱动模块4控制液晶屏1为全透明状态。
所述液晶屏驱动模块4为本领域技术人员公知，例如，液晶屏驱动模块4可以为主动式驱动矩阵模块
本发明还提供一种汽车防眩目方法，参照图3所示，该方法包括下列步骤：
分别拍摄汽车前方和汽车内司机头部图像，并将汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像分别转换成数字图像；根据所述数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中的液晶屏1交点位置；调低液晶屏1上所述交点位置的透光度。
其中，在执行计算交点位置的步骤之前，该方法还包括：
判断所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像上是否有灰度值大于设定灰度阈值的像素点，如果没有，控制液晶屏1为全透明状态，如果有，转到计算交点位置的步骤。
其中，计算交点位置的方法包括下列步骤：
建立空间坐标系；
确定表示液晶屏1所在平面在所述建立的空间坐标系下位置的平面方程；
根据所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像确定发出所述能让司机眩目的光线的物体在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；
根据所拍摄的汽车司机头部图像转换后的数字图像确定司机眼睛在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；以及
计算所述物体与司机眼睛确定的直线与所述液晶屏1所在平面的交点位置的坐标。
其中，所述调低液晶屏1上所述交点位置的透光度包括下列步骤：
计算所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像上灰度值大于设定灰度阈值的像素点的灰度值与设定灰度阈值的差值；
根据所述差值和计算出的交点位置的坐标调低液晶屏1上的所述交点位置的透光度。
其中，所述建立空间坐标系的步骤可以在所述设定灰度阈值的步骤之前被执行。
通过以上描述，本领域技术人员可以清楚地了解，本发明提供的防眩目方法可以由本发明提供汽车防眩目装置进行实施，从而能动态地跟踪车内司机眼睛和对面车灯的位置，根据车内司机眼睛和对面车灯的位置自动改变液晶屏1局部位置的透光度以遮挡直射入司机眼睛的使司机眩目的光线，免除了手动调节的繁琐步骤，为司机夜间行车带来很大的便利。
Claims (13)
1、一种汽车防眩目装置，该装置包括图像采集装置(3)、处理单元(2)、液晶屏(1)和液晶屏驱动模块(4)，其中，
所述图像采集装置(3)用于分别拍摄汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像，并将汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像分别转换成数字图像传送到所述处理单元(2)；
所述处理单元(2)用于根据所述数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与所述液晶屏(1)的交点位置，并输出包含关于该交点位置的信息的控制信号到液晶屏驱动模块(4)；
所述液晶屏(1)贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中，所述液晶屏驱动模块(4)用于接收所述处理单元(2)输出的控制信号，并根据该控制信号中所包含的关于交点位置的信息调低液晶屏(1)上所述交点位置的透光度。
2、根据权利要求1所述的汽车防眩目装置，其中，所述图像采集装置(3)包括第一摄像头和第二摄像头，分别用于拍摄汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像。
3、根据权利要求2所述的汽车防眩目装置，其中，所述第一和第二摄像头为CCD数字摄像头。
4、根据权利要求1所述的汽车防眩目装置，其中，所述处理单元(2)还用于在计算所述交点位置之前，对汽车前方的数字图像作出如下判断：
汽车前方的数字图像上是否有灰度值大于预先设定的灰度阈值的像素点，如果没有，则所述处理单元(2)不输出控制信号，所述液晶屏驱动模块(4)控制液晶屏(1)为全透明状态；如果汽车前方的数字图像上有灰度值大于预先设定的灰度阈值的像素点，则根据所述数字图像计算汽车前方能让司机眩目的光线与所述液晶屏(1)的交点位置，并输出包含关于该交点位置的信息的控制信号到液晶屏驱动模块(4)。
5、根据权利要求4所述的汽车防眩目装置，其中，预先设定的灰度阈值为所述图像采集装置(3)拍摄到发出能让司机眼睛眩目的最低强度的光的物体的图像时，转换后的数字图像上与该物体对应部分的灰度值。
6、根据权利要求1或4所述的的汽车防眩目装置，其中，计算交点位置的方法包括下列步骤：
建立空间坐标系；
确定表示液晶屏(1)所在平面在所述建立的空间坐标系下位置的平面方程；
根据所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像确定发出所述能让司机眩目的光线的物体在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；
根据所拍摄的汽车司机头部图像转换后的数字图像确定司机眼睛在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；以及
计算所述物体与司机眼睛确定的直线与所述液晶屏(1)所在平面的交点位置的坐标。
7、根据权利要求1所述的汽车防眩目装置，其中，所述处理单元(2)包括DSP芯片及其***电路。
8、根据权利要求1所述的汽车防眩目装置，其中，当没有接收到来自处理单元(2)的控制信号时，所述液晶屏驱动模块(4)控制液晶屏(1)为全透明状态。
9、根据权利要求1所述的汽车防眩目装置，其中，所述液晶屏驱动模块(4)为主动式矩阵驱动模块。
10、一种汽车防眩目方法，其中，该方法包括下列步骤：
分别拍摄汽车前方和汽车内司机头部图像，并将汽车前方的图像和汽车内司机的头部图像分别转换成数字图像；根据所述数字图像，计算汽车前方能让司机眩目的光线与贴在汽车的前挡风玻璃上或嵌在前挡风玻璃中的液晶屏(1)的交点位置；调低液晶屏(1)上所述交点位置的透光度。
11、根据权利要求10所述的汽车防眩目方法，其中，在执行计算交点位置的步骤之前，该方法还包括：
判断所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像上是否有灰度值大于设定灰度阈值的像素点；如果没有，控制液晶屏(1)为全透明状态；如果有，转到计算交点位置的步骤。
12、根据权利要求10或11所述的汽车防眩目方法，其中，计算交点位置的方法包括下列步骤：
建立空间坐标系；
确定表示液晶屏(1)所在平面在所述建立的空间坐标系下位置的平面方程；
根据所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像确定发出所述能让司机眩目的光线的物体在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；
根据所拍摄的汽车司机头部图像转换后的数字图像确定司机眼睛在所述建立的空间坐标系下的空间坐标；以及
计算所述物体与司机眼睛确定的直线与所述液晶屏(1)所在平面的交点位置的坐标。
13、根据权利要求11所述的汽车防眩目方法，其中，所述调低液晶屏(1)上所述交点位置的透光度包括下列步骤：
计算所拍摄的汽车前方图像转换后的数字图像上灰度值大于设定灰度阈值的像素点的灰度值与设定灰度阈值的差值；
根据所述差值和计算出的交点位置的坐标调低液晶屏(1)上的所述交点位置的透光度。
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