CN206171129U - 汽车遮阳帘的控制装置及汽车 - Google Patents

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程磊华
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孙阿英
唐小玲
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Abstract

本实用新型提供了一种汽车遮阳帘的控制装置及汽车，属于汽车技术领域。汽车遮阳帘的控制装置包括：图像采集单元，用于对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像；DSP处理单元，用于对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元。本实用新型能够自动对遮阳帘的角度进行调节，保证驾驶人或乘客人脸处的光线强度一直处于人眼可接受范围内。

Description

汽车遮阳帘的控制装置及汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别是指一种汽车遮阳帘的控制装置及汽车。
背景技术
车辆中的遮阳帘是为了避免驾驶人和乘客被阳光直射。现有的遮阳帘都为手动式遮阳帘，需要驾驶人手动进行调节。且当光线照射角度发生变化或驾驶人坐姿发生变化时，驾驶人需要不断调整遮阳帘的角度，操作复杂，且会导致驾驶人分心驾驶，从而引发交通事故，影响驾驶安全。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车遮阳帘的控制装置及汽车，能够自动对遮阳帘的角度进行调节，保证驾驶人或乘客人脸处的光线强度一直处于人眼可接受范围内。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种汽车遮阳帘的控制装置，包括：
图像采集单元，用于对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像；
DSP处理单元，用于对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元；
电机控制单元，用于在接收到下降信号后，控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在接收到上升信号后，控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升；在接收到停止信号时，控制遮阳帘电机停止转动；
与汽车遮阳帘连接的、能够控制遮光帘上升或下降的遮阳帘电机。
进一步地，所述DSP处理单元包括：
人脸检测模块，用于检测出监控图像中的人脸区域；
肤色分割模块，用于对监控图像中的人脸区域进行肤色分割；
计算模块，用于在肤色分割后计算人脸区域的亮度平均值；
处理模块，用于将所述亮度平均值与预设亮度阈值进行比较，判断乘车人的人脸状态。
进一步地，所述DSP处理单元还包括：
脖颈检测模块，用于检测出监控图像中的脖颈区域；
肤色分割模块还用于对监控图像中的脖颈区域进行肤色分割；
计算模块还用于在肤色分割后计算脖颈区域的亮度平均值；
处理模块还用于将所述亮度平均值与预设亮度阈值进行比较，判断乘车人的脖颈状态。
进一步地，所述人脸检测模块包括：
第一ROI区域设置子模块，用于将驾驶头部活动区域设为第一ROI区域；
人脸分类器，用于从第一ROI区域中检测出人脸区域；
所述人脸检测模块包括：
第二ROI区域设置子模块，用于将驾驶脖颈活动区域设为第二ROI区域；
脖颈分类器，用于从第二ROI区域中检测出脖颈区域。
进一步地，所述肤色分割模块包括：
颜色空间转换子模块，用于将监控图像由RGB颜色空间转换为YCbCR颜色空间；
滤波子模块，用于用高斯滤波算法对监控图像进行滤波；
肤色分割子模块，用于建立单高斯肤色模型，设置肤色似然度阈值，完成肤色分割。
进一步地，所述计算模块包括：
第一计算子模块，用于对分割后的肤色区域进行数学形态学闭运算，先膨胀后腐蚀；
第二计算子模块，用于在YCbCR颜色空间中计算肤色区域的亮度平均值。
进一步地，所述处理模块具体用于获取n帧监控图像的比较结果，其中，n大于1，并根据得到的n个比较结果判断乘车人的人脸状态和/或脖颈状态。
本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括汽车遮阳帘，还包括如上所述的汽车遮阳帘的控制装置。
进一步地，所述汽车还包括用于开启或关闭所述汽车遮阳帘的控制装置的开关。
本实用新型的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像，对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机停止转动。通过本实用新型的技术方案，能够自动对遮阳帘的角度进行调节，保证驾驶人或乘客人脸处的光线强度一直处于人眼可接受范围内。
附图说明
图1为本实用新型实施例汽车遮阳帘的控制装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例汽车遮阳帘的控制方法的流程示意图；
图3为本实用新型实施例汽车遮阳帘的控制方法的另一流程示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型的实施例提供一种汽车遮阳帘的控制装置及汽车，能够自动对遮阳帘的角度进行调节，保证驾驶人或乘客人脸处的光线强度一直处于人眼可接受范围内。
实施例一
本实施例提供一种汽车遮阳帘的控制装置，如图1所示，本实施例包括：
图像采集单元11，用于对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像；
DSP处理单元12，用于对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元；
电机控制单元13，用于在接收到下降信号后，控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在接收到上升信号后，控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升；在接收到停止信号时，控制遮阳帘电机停止转动；
与汽车遮阳帘连接的、能够控制遮光帘上升或下降的遮阳帘电机14。
本实施例中，对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像，对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机停止转动。通过本实用新型的技术方案，能够自动对遮阳帘的角度进行调节，保证驾驶人或乘客人脸处的光线强度一直处于人眼可接受范围内。
进一步地，所述DSP处理单元包括：
人脸检测模块，用于检测出监控图像中的人脸区域；
肤色分割模块，用于对监控图像中的人脸区域进行肤色分割；
计算模块，用于在肤色分割后计算人脸区域的亮度平均值；
处理模块，用于将所述亮度平均值与预设亮度阈值进行比较，判断乘车人的人脸状态。
进一步地，所述DSP处理单元还包括：
脖颈检测模块，用于检测出监控图像中的脖颈区域；
肤色分割模块还用于对监控图像中的脖颈区域进行肤色分割；
计算模块还用于在肤色分割后计算脖颈区域的亮度平均值；
处理模块还用于将所述亮度平均值与预设亮度阈值进行比较，判断乘车人的脖颈状态。
进一步地，所述人脸检测模块包括：
第一ROI区域设置子模块，用于将驾驶头部活动区域设为第一ROI区域；
人脸分类器，用于从第一ROI区域中检测出人脸区域；
所述人脸检测模块包括：
第二ROI区域设置子模块，用于将驾驶脖颈活动区域设为第二ROI区域；
脖颈分类器，用于从第二ROI区域中检测出脖颈区域。
进一步地，所述肤色分割模块包括：
颜色空间转换子模块，用于将监控图像由RGB颜色空间转换为YCbCR颜色空间；
滤波子模块，用于用高斯滤波算法对监控图像进行滤波；
肤色分割子模块，用于建立单高斯肤色模型，设置肤色似然度阈值，完成肤色分割。
进一步地，所述计算模块包括：
第一计算子模块，用于对分割后的肤色区域进行数学形态学闭运算，先膨胀后腐蚀；
第二计算子模块，用于在YCbCR颜色空间中计算肤色区域的亮度平均值。
进一步地，所述处理模块具体用于获取n帧监控图像的比较结果，其中，n大于1，并根据得到的n个比较结果判断乘车人的人脸状态和/或脖颈状态。
实施例二
本实施例还提供了一种汽车，包括汽车遮阳帘，还包括如上所述的汽车遮阳帘的控制装置。
进一步地，所述汽车还包括用于开启或关闭所述汽车遮阳帘的控制装置的开关。
实施例三
本实施例还提供了一种汽车遮阳帘的控制方法，应用于如上所述的汽车，所述方法包括：
对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像；
对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机停止转动。
本实施例中，对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像，对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元，电机控制单元控制遮阳帘电机停止转动。通过本实用新型的技术方案，能够自动对遮阳帘的角度进行调节，保证驾驶人或乘客人脸处的光线强度一直处于人眼可接受范围内。
实施例四
本实施例提供了一种汽车，包括汽车遮阳帘的控制装置、开启或关闭所述汽车遮阳帘的控制装置的开关，通过开关可设置为手动调节遮阳帘或者自动调节遮阳帘。
如图3所示，本实施例的汽车遮阳帘的控制方法包括以下步骤：
步骤301：首先通过安装于汽车仪表板位置的CCD摄像头获取乘车人(包括驾驶人和前排乘客)的监控图像；
步骤302：将乘车人的头部活动区域设置为ROI(region of interest，感兴趣区域)区域，这样可减小监控图像的计算量；
步骤303：采用事先训练好的基于Haar特征的人脸分类器Adaboost(对人脸分类器进行训练时，人脸样本采用MIT人脸数据库中的人脸样本，非人脸样本采用手工剪裁的驾驶室场景图像)在ROI区域内进行人脸检测，并用矩形框将人脸区域标记出来；
步骤304：判断是否成功进行人脸检测，如果是，转向步骤305，如果否，撰写步骤301；
步骤305：完成人脸检测后，将检测到的人脸区域设置为ROI区域；
步骤306：由于Adaboost算法检测到的人脸区域还有头发、眉毛、眼睛等其它颜色等和肤色具有较大差异的区域，不同色彩的反射亮度不同，为减小不同色彩对亮度的影响，还需要对人脸区域进行肤色分割，去除了色彩具有差异色区域，肤色分割的步骤包括：1)将图像由RGB颜色空间转换为YCbCR颜色空间；2)用高斯滤波算法对图像进行滤波；3)建立单高斯肤色模型，设置肤色似然度阈值，完成肤色分割；
步骤307：对分割后的肤色区域进行数学形态学闭运算，先膨胀后腐蚀；
步骤308：在YCbCR颜色空间中计算肤色区域的Y(亮度分量)的平均值，平均值的计算过程见式1。
其中，监控图像分为n个肤色区域，Yi为第i个肤色区域的亮度。
步骤309：选取处于暴晒与正常状态下的人脸图像，并计算其亮度平均值，根据经验设置亮度阈值，将计算出的监控图像的亮度平均值与亮度阈值进行比较，即可完成人脸亮度状态判别，判断人脸区域是处于暴晒状态或正常状态。
为了提高监控图像识别的准确率，本实施例采用累积n帧监控图像的结果作为人脸亮度状态的判断依据。设定人脸暴晒状态表示每一帧都存在的情况，0代表“人脸处于正常状态”，1代表“人脸处于暴晒状态”。Aface为累积n帧监控图像识别结果的平均值，计算过程见式2通过设定阈值，就可以完成结果的判别。
通过上述步骤即可得到对人脸区域的判断结果，之后在检测出来的人脸区域的状态的基础上，根据人脸与脖颈的几何关系，将脖颈区域设置为ROI区域，然后重复上述步骤即可判别出脖颈处的状态。
在判断出乘车人的人脸状态和脖颈状态后，即可根据判断结果控制汽车遮阳帘上升或下降。
通过本实施例的技术方案可以自动调节遮阳帘的角度，不受乘车人坐姿、光线角度的影响，并且可以实时调节遮阳帘的高度，保证驾驶人人脸区域处于最大遮阳程度和最小视线遮挡程度的最适区域。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，包括：
图像采集单元，用于对乘车人进行面部图像采集，得到监控图像；
DSP处理单元，用于对所述监控图像进行处理，确定乘车人的人脸状态和脖颈状态，在乘车人的人脸状态处于暴晒状态时，发送下降信号至电机控制单元；在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于正常状态时，发送上升信号至电机控制单元，并在乘车人的人脸状态处于正常状态且乘车人的脖颈状态处于暴晒状态时，发送停止信号至电机控制单元；
电机控制单元，用于在接收到下降信号后，控制遮阳帘电机正转，带动汽车遮阳帘下降；在接收到上升信号后，控制遮阳帘电机反转，带动汽车遮阳帘上升；在接收到停止信号时，控制遮阳帘电机停止转动；
与汽车遮阳帘连接的、能够控制遮光帘上升或下降的遮阳帘电机。
2.根据权利要求1所述的汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，所述DSP处理单元包括：
人脸检测模块，用于检测出监控图像中的人脸区域；
肤色分割模块，用于对监控图像中的人脸区域进行肤色分割；
计算模块，用于在肤色分割后计算人脸区域的亮度平均值；
处理模块，用于将所述亮度平均值与预设亮度阈值进行比较，判断乘车人的人脸状态。
3.根据权利要求2所述的汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，所述DSP处理单元还包括：
脖颈检测模块，用于检测出监控图像中的脖颈区域；
肤色分割模块还用于对监控图像中的脖颈区域进行肤色分割；
计算模块还用于在肤色分割后计算脖颈区域的亮度平均值；
处理模块还用于将所述亮度平均值与预设亮度阈值进行比较，判断乘车人的脖颈状态。
4.根据权利要求3所述的汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，所述人脸检测模块包括：
第一ROI区域设置子模块，用于将驾驶头部活动区域设为第一ROI区域；
人脸分类器，用于从第一ROI区域中检测出人脸区域；
所述人脸检测模块包括：
第二ROI区域设置子模块，用于将驾驶脖颈活动区域设为第二ROI区域；
脖颈分类器，用于从第二ROI区域中检测出脖颈区域。
5.根据权利要求3所述的汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，所述肤色分割模块包括：
颜色空间转换子模块，用于将监控图像由RGB颜色空间转换为YCbCR颜色空间；
滤波子模块，用于用高斯滤波算法对监控图像进行滤波；
肤色分割子模块，用于建立单高斯肤色模型，设置肤色似然度阈值，完成肤色分割。
6.根据权利要求3所述的汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，所述计算模块包括：
第一计算子模块，用于对分割后的肤色区域进行数学形态学闭运算，先膨胀后腐蚀；
第二计算子模块，用于在YCbCR颜色空间中计算肤色区域的亮度平均值。
7.根据权利要求3所述的汽车遮阳帘的控制装置，其特征在于，所述处理模块具体用于获取n帧监控图像的比较结果，其中，n大于1，并根据得到的n个比较结果判断乘车人的人脸状态和/或脖颈状态。
8.一种汽车，包括汽车遮阳帘，其特征在于，还包括如权利要求1-7中任一项所述的汽车遮阳帘的控制装置。
9.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述汽车还包括用于开启或关闭所述汽车遮阳帘的控制装置的开关。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106274393A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 北京汽车研究总院有限公司 汽车遮阳帘的控制方法、装置及汽车

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