CN104309451B - 基于视频识别的遮光板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视频识别的遮光板，包括：红外摄像头、光强感应器、处理单元和驱动与遮光板活动连接的轴的电机。工作时，红外摄像头实时获取驾驶人面部图像；处理单元对面部图像中的人眼进行分析，判断人眼开闭的程度，当检测到人眼闭合程度及光强感应器均达到阈值时，控制电机驱动遮光板轴转动，打开遮光板；实现遮光板转角与眼睛位置的实时随动控制。该装置省却了驾驶人手动调节遮光板的动作，让驾驶人的双手始终不离开方向盘，对于安全驾驶具有积极意义；同时该装置可以精确地调节遮光板降下的幅度，以保证在遮挡强光的前提下，尽可能减少对驾驶员视野的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种遮光板，尤其涉及一种基于人眼和阴影视频识别，可自动调节的遮光板。涉及专利分类号B60一般车辆B60J车辆的窗、挡风玻璃、非固定车顶、门或类似装置；专门适用于车辆的可移动的外部护套B60J3/00与窗或挡风玻璃结合的防眩装备B60J3/02位置可调的。
背景技术
随着汽车行业的智能化，现在汽车各项功能也趋向于智能控制，汽车遮光板也不例外，也出现了一些自动或半自动的控制方式，但是不同身高的人对遮光板的挡光面积要求不同，这样对于身高一点的驾驶员可能会出现视野狭窄，存在安全隐患。目前已有专利发明了可变面积遮光板，但是要驾驶员手动完成。如果在白天行驶，光线变化不明显，驾驶员可以在空闲时手动完成操作。但是，夜间行驶的时候，如果突然遇到对方车辆刺眼的远光，造成驾驶员短暂失明而无法看清周边环境，会造成极大的安全隐患。
人在突遇光线增强时，会下意识的调节双眼闭合程度，相对于正常视力情况下，闭合的双眼轮廓变化较大，为基于视频的人眼状态识别提供了基础。现有技术中针对人眼识别的技术方案已经日趋成熟，已经开始进入实际使用阶段。现有技术中如：《农业装备与车辆工程》2010年第8期公开的文献《基于红外差频的人眼识别及跟踪的研究》就是成熟应用的例子，通过以红外摄像头和DSP为核心的硬件，可以完成相当精度的人眼闭合状态识别，全天的人眼闭合识别成功率均在80％以上。
经过大量的实验观察，当驾驶员使用汽车遮阳板时，由于遮阳板的遮挡，会在人脸上形成较为明显的阴影，现有的视频识别算法可精确的识别此类面积较大、分界线规整的阴影。如：《基于灰度图像的边缘检测研究》西北工业大学论文中对灰度图像边缘检测方法做了详细的叙述，本领域的技术人员根据此论文以及视频识别领域的基础知识完全可完成阴影识别。
发明内容
本发明针对以上问题，研制一种基于视频识别的遮光板，包括：红外摄像头、光强感应器、处理单元、驱动与遮光板活动连接的轴的电机。
智能***通过转向盘上的按键开启或关闭。***工作时，红外摄像头实时获取驾驶人面部视频图像；所述的处理单元对获取的面部图像进行人眼分析，判断人眼开闭的程度，当检测到人眼闭合程度及所述的光强感应器均达到阈值时，控制所述的电机驱动遮光板轴转动，打开遮光板；进而，所述处理单元实时监测遮光板在面部形成的明暗分割线位置，当监测到该分割线位于眼睛下方的临界位置，且眼睛闭合程度恢复至正常状态时，则停止遮光板的转动，实现遮光板转角与眼睛位置的实时随动控制。
更进一步的，当强光源消失时，本发明的遮光板还可自动收起。当强光源消失时，光强感应器获得的光强信息下降到一定阈值，处理单元控制所述的步进电机驱动遮光板轴转动，关闭遮光板。
该装置省却了驾驶人手动调节遮光板的动作，让驾驶人的双手始终不离开方向盘，对于安全驾驶具有积极的意义；同时该装置可以精确地调节遮光板降下的幅度，以保证在遮挡强光的前提下，尽可能减少对驾驶员视野的影响。其中，采用红外图像可以保证遮光板在夜间遇到对向车的强光灯时，也可以稳定获取驾驶人的眼睛图像。
更进一步的，考虑到电控设备，包括视频分析在某些极端情况下可能会产生故障或者运算误差，导致遮光板失效或者错误的降下，故作为优选的实施方式，所述的遮光板通过自锁机构与所述的轴活动连接。
所述的自锁机构包括：至少2组设置在轴上的多个排列成环形的凹槽、固定于遮光板上的环，该环与轴配合，以及固定在遮光板上的孔。所述的孔内部设有自锁球，该球与孔底面之间设有弹簧；自锁球在弹簧的作用下与所述的凹槽配合，完成自锁，使遮光板与轴保持特定角度，可以保证在手动转动遮光板后实现位置自锁。
考虑到，电机转速相对于遮阳板的旋转角速度过高，通过减速齿轮使遮光板转速调整至合适速度。优选的，所述的电机具有输出齿轮；所述的轴通过减速齿轮与电机的输出齿轮配合。
优选的，所述的电机为刹车步进电机，便于精确控制遮光板旋转角度，同时断电时可以双向锁死。锁死之后，遮光板就会相对固定在合适位置，防止不平路面状况或者加速度等原因造成遮光板旋转，降低遮光效果。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的基于视频识别的遮光板，有以下优点：利用红外面部捕捉技术和光强感应***，经过处理单元的处理实现与不同身高驾驶员以及光线方向相适应的遮光板旋转角度。在电路出现问题时或者驾驶员不想智能控制时还可以手动转动遮光板，安全性和可靠性高。整个运行机构智能性高，同时结构简单，经济性好。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明共有6幅附图其中：
附图1遮光板在汽车中布置示意图
附图2为智能遮光板的整体结构示意图
附图3为轴与遮光板之间自锁结构示意图
附图4为轴端与支撑架连接示意图
附图5为遮光板与轴连接结构示意图
附图6为本发明信息控制示意图
图中1.红外摄像头、2.光强感应器、3.遮光板、4.处理单元、5.刹车步进电机、6.减速齿轮组、7.手动自锁球、8.锁紧弹簧、9.轴、10.自锁槽、11.深孔、12.支撑架、13.减速壳体、14.启动按键。
具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：
实施例1，如图1-6所示：遮光板***在方向盘上设置启动按键14，启动智能控制***，***启动后，红外线摄像头1对瞳孔在红外光照下的亮、暗瞳特征的特征进行捕捉并传输至所述的处理单元4中存储，作为后续评判眼睛开闭程度的依据。
过程中，红外摄像头1连续采集人眼的红外图像，处理单元4对红外图像进行分析，通过对比眼睛在正常光照和强光照射下的视频信息，评判出眼睛的开闭程度。在出现强光下特征时，当检测到人眼闭合程度及所述的光强感应器2均达到阈值时驱动步进电机5动作，通过机械运动执行***带动遮光板3运动；此外，遮光板3在转动时外部光线通过遮阳板底部会在人面部形成一条明暗分割线，此信息可作为电机启停的控制信息。当此分割线达到监测到的眼睛位置下方临界位置时，且眼睛闭合程度恢复至正常状态，则停止步进电机5动作，以此实现遮光板转角与眼睛位置的实时随动控制。步进电机5通过设置在减速壳体13内的减速齿轮组6驱动轴9。
当驾驶人使用手动转动遮光板时，只需用适当力度扳动遮光板3，在旋转力矩的作用下位于深孔11中的自锁球7克服弹簧预紧力滑入另一个自锁槽10，直到适合驾驶人眼部的位置时，再次锁紧遮阳板，实现了手动操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于视频识别的遮光板，包括：
红外摄像头、光强感应器、处理单元、驱动与遮光板活动连接的轴的电机；
工作时，红外摄像头实时获取驾驶员面部视频图像；所述的处理单元对面部视频图像中的人眼进行分析，判断人眼开闭的程度，当检测到人眼闭合程度及所述的光强感应器均达到阈值时，控制所述的电机驱动遮光板轴转动，打开遮光板；
遮光板打开过程中，所述处理单元继续分析面部视频图像，检测所述遮光板在面部形成的阴影边缘，当监测到所述阴影边缘位于眼睛下方的临界位置，且此时，通过分析面部视频图像得出眼睛闭合程度恢复至正常状态时，处理单元通过控制电机停止遮光板的转动，实现遮光板转角实时随动控制；
所述的遮光板通过自锁机构与所述的轴活动连接；
所述的自锁机构包括：至少2组设置在轴上的多个排列成环形的凹槽、固定于遮光板上的环，该环与轴配合，以及固定在遮光板上的孔；
所述的孔内部设有自锁球，该球与孔底面之间设有弹簧；自锁球在弹簧的作用下与所述的凹槽配合，完成自锁，使遮光板与轴保持特定角度。
2.根据权利要求1所述的基于视频识别的遮光板，其特征还在于：所述的电机具有输出齿轮；所述的轴通过减速齿轮与电机的输出齿轮配合。
3.根据权利要求2所述的基于视频识别的遮光板，其特征还在于：所述的电机为刹车步进电机。
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