TWI717843B

TWI717843B - 後視鏡控制方法與車用控制系統

Info

Publication number: TWI717843B
Application number: TW108133767A
Authority: TW
Inventors: 潘建谷
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2021-02-01
Also published as: TW202112585A

Abstract

一種後視鏡控制方法與車用控制系統。後視鏡控制方法適用於車輛上的車用控制系統，其包括下列步驟。藉由眼球追蹤裝置偵測駕駛員的視線方向。決定視線方向投射於後視鏡上的注視位置。依據注視位置與參考軸線之間的相對位置決定調整角度與調整方向。依據調整角度與調整方向以參考軸線為旋轉軸調整後視鏡。

Description

後視鏡控制方法與車用控制系統

本發明是有關於一種駕駛輔助技術，且特別是有關於一種後視鏡控制方法與車用控制系統。

對於現今的各種車輛結構來說，後視鏡系統是一種不可或缺的安全性裝置。一般來說，後視鏡是一面平光鏡或者凸面鏡，用於給駕駛員在倒車及轉向時容易看到車尾及車側的周圍環境，以減少交通意外。為了讓駕駛員能夠清楚的觀察到車輛周遭的狀況，對於各式各樣不同的車輛來說，其各自的後視鏡系統也分別具有不同數量的後視鏡，而其中各個後視鏡也將以不同的角度/位置設置在車輛四周或內部。

一般而言，駕駛員會透過手動或自動調整按鈕將後視鏡調整到適合自己的角度，因而更清楚的掌握行車時的周遭狀況。然而，在某駕駛員針對自身特定的姿勢與位置調整好後視鏡之後，後視鏡調整完畢的角度可能因為某些狀況發生而不再適用。像是該駕駛員在行使車輛途中的姿勢改變，駕駛座椅曾經被調整過，或行經特殊路段（例如：上下坡或曲線路段），該駕駛員都可能需要再次調整後視鏡來獲取最佳的行車視野。如此一來，將造成駕駛員的不便與行車上的危險。

有鑑於此，本發明提出一種後視鏡控制方法與車用控制系統，其可依據駕駛員的視線自動調整後視鏡的角度，以提高駕駛員行駛車輛的方便性與安全性。

本發明實施例提供一種後視鏡控制方法，適用於一車輛上的車用控制系統，其包括下列步驟：藉由眼球追蹤裝置偵測駕駛員的視線方向；決定視線方向投射於後視鏡上的注視位置；依據注視位置與參考軸線之間的相對位置決定調整角度與調整方向；以及依據調整角度與調整方向以參考軸線為旋轉軸調整後視鏡。

本發明實施例提供一種車用控制系統，適用於一車輛上，其包括眼球追蹤裝置、儲存裝置，以及處理器。處理器耦接眼球追蹤裝置與儲存裝置，經配置執行儲存裝置中的指令以：藉由眼球追蹤裝置偵測駕駛員的視線方向；決定視線方向投射於後視鏡上的注視位置；依據注視位置與參考軸線之間的相對位置決定調整角度與調整方向；以及依據調整角度與調整方向以參考軸線為旋轉軸調整後視鏡。

基於上述，於本發明的實施例中，可以利用眼球追蹤技術所估測的駕駛視線來自動的調整後視鏡的角度。據此，針對不同的駕駛在不同的行車情況下，車輛的後視鏡將適應性的調整到讓駕駛可以取得最佳視野的角度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的方法與系統的範例。

圖1是依照本發明一實施例的車用控制系統的示意圖。請參照圖1，車用控制系統10包括眼球追蹤裝置110、儲存裝置120，以及處理器130。在一實施例中，車用控制系統10可配置於各式車輛，例如小客車、公車、卡車或貨車等。本發明並不限制配備車用控制系統10的車輛的類型。

眼球追蹤裝置110是一種能夠跟蹤與測量眼球位置及眼球運動信息的一種設備，適於用以偵測駕駛員的眼球特徵。於一實施例中，眼球追蹤裝置110可包括臉部取像模組，用以透過擷取駕駛員的臉部影像以及眼部影像，而依據臉部轉向與瞳孔位置來判斷駕駛員的視線方向。於一實施例中，眼球追蹤裝置110可以包括發光模組與眼部取像模組。眼球追蹤裝置110的發光模組朝駕駛員的眼球發射光束，眼球追蹤裝置110的眼部取像模組拍攝眼部影像。眼球追蹤裝置110偵測眼部影像中的駕駛員的瞳孔位置以及亮點位置，並且依據瞳孔位置與亮點位置兩者的位置對應關係，判斷目前眼球的視線方向。上述亮點位置是透過發光模組發射光束照射駕駛員的眼睛所形成的反光點。

儲存裝置120例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read-Only Memory，ROM）、快閃記憶體（Flash memory）、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合，其係用以儲存行車用控制系統10運作中可能使用的資料、程式碼、影像等。亦即，儲存裝置120更用以記錄可由處理器130執行的多個指令。

處理器130耦接於眼球追蹤裝置110及儲存裝置120，以控制車用控制系統10的整體運作。在本實施例中，處理器130例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD）或其他具備運算能力的硬體裝置，但本揭露並不以此為限。

圖2是依照本發明一實施例的車用控制系統與車輛的示意圖。請參照圖2，若將車用控制系統10應用至車輛22的汽車駕駛環境中，眼球追蹤裝置110可設置於車內後視鏡M1上，以朝駕駛員21的方向擷取駕駛員21的眼部影像資料，從而偵測駕駛員21的視線方向。然而，圖2僅為示範性說明，本發明對於眼球追蹤裝置110的數量與實際位置並不限制，其可依據實際應用情況而設計之。於一實施例中，眼球追蹤裝置110也可設置於駕駛員2前方的擋風玻璃（front glass）上。於一實施例中，當駕駛員21看向左側後視鏡M2時，眼球追蹤裝置110可偵測到駕駛員的視線方向E1。之後，處理器130可依據視線方向E1與投射於左側後視鏡M2上的注視位置來調整左側後視鏡M2的鏡面角度，例如向左、向右、向上或向下旋轉左側後視鏡M2。相似的，當駕駛員21看向右側後視鏡M3時，車用控制系統10可依據駕駛員21的視線方向來調整右側後視鏡M3的鏡面角度。藉此，左側後視鏡M2與右側後視鏡M3可反應駕駛員21的視線而動態調整。

圖3是依照本發明一實施例的後視鏡控制方法的流程圖。請參照圖3，本實施例的方式適用於上述實施例中的車用控制系統10，以下即搭配車用控制系統10中的各項元件說明本實施例依據駕駛員的視線方向調整後視鏡的詳細步驟。

於步驟S310，處理器130藉由眼球追蹤裝置110偵測駕駛員的視線方向。於一實施例中，眼球追蹤裝置110可主動投射紅外線等光束至駕駛員的虹膜上，再依據眼部影像中反射光點與虹膜之間的相對位置資訊來偵測駕駛員的視線方向。於一實施例中，眼球追蹤裝置110可依據眼部影像中眼球和眼球周邊的特徵變化來偵測駕駛員的視線方向。於一實施例中，眼球追蹤裝置110可依據眼部影像中虹膜角度變化來偵測駕駛員的視線方向。於一實施例中，駕駛員的視線方向為具有方向性的角度資訊。

於步驟S320，處理器130決定視線方向投射於後視鏡（例如圖2所示的後視鏡M2、M3）上的注視位置。於一實施例中，處理器130可依據後視鏡的位置與目前鏡面角度決定視線方向投射於後視鏡之鏡面平面上的注視位置。後視鏡的目前鏡面角度的相關資訊可由控制後視鏡旋轉的鏡面旋轉機構（例如電動馬達等等）獲取。舉例而言，在以後視鏡的鏡面中心點（或其他參考點）為座標系統的原點的情況下，處理器130可獲取注視位置於鏡面平面上的座標資訊。

接著，於步驟S330，處理器130依據注視位置與參考軸線之間的相對位置決定調整角度與調整方向。於一實施例中，參考軸線可為後視鏡的鏡面中心線，例如是將後視鏡劃分為左右兩側的垂直中心線（即直向參考軸線）以及將後視鏡劃分為上下兩側的水平中心線（即橫向參考軸線）。處理器130可依據注視位置與參考軸線之間的相對距離與相對方向來決定調整角度與調整方向。調整角度例如是5度、10度或其他度數等等。然而，基於安全考量，後視鏡的調整角度不會大於允許調整角度。調整方向例如是向右、向左、向下或向上。

舉例而言，圖4是依照本發明一實施例的透視鏡調整方法的情境示意圖。請參照圖4，處理器130可藉由眼球追蹤裝置110偵測駕駛員的視線方向E1，並據以獲取駕駛員觀看後視鏡M2的注視位置P1。接著，於一實施例中，處理器130可直接計算注視位置P1與參考軸線A1之間的實際距離d1，而透過依據實際距離d1進行查表或函式運算來獲取用以調整後視鏡M2的調整角度。接著，處理器130再依據注視位置P1與參考軸線A1之間的相對方向來決定調整方向。或者，於一實施例中，處理器130可先判斷注視位置P1落在後視鏡M2的多個鏡面區域Z1~Z9的其中之一，並依據注視位置P1所在的鏡面區域Z1進行查表來獲取對應的調整角度與調整方向。需說明的是，圖4係以後視鏡M2劃分為9個鏡面區域Z1~Z9為例，但本發明對此不限制。查找表中鏡面區域Z1~Z9各自對應的調整角度是依據鏡面區域Z1~Z9與參考軸線A1之間的距離而制定。

在決定用以調整後視鏡的調整角度與調整方向之後，於步驟S340，處理器130依據調整角度與調整方向以參考軸線為旋轉軸調整後視鏡。處理器130依據調整角度與調整方向控制鏡面旋轉機構（例如電動馬達等等）來驅動後視鏡向上、向下、向左或向右旋轉，以調整透視鏡的鏡面角度。藉此，無論是左側後視鏡或右側後視鏡，都可以透過圖3所示之流程而隨駕駛員的視線方向動態調整。

此外，於一實施例中，車用控制系統10可依據駕駛員注視後視鏡上的注視位置來決定調整後視鏡的旋轉速度。於一實施例中，車用控制系統10可先判斷駕駛員是否看向後視鏡，再決定是否調整後視鏡，從而避免駕駛員預期外的誤動作。以下將列舉實施例以說明之。

圖5是依照本發明一實施例的後視鏡控制方法的流程圖。請參照圖5，本實施例的方式適用於上述實施例中的車用控制系統10，以下即搭配車用控制系統10中的各項元件說明本實施例依據駕駛員的視線方向調整後視鏡的詳細步驟。

於步驟S501，處理器130藉由眼球追蹤裝置110偵測駕駛員的視線方向。於步驟S502，處理器130判斷視線方向是否落在基於後視鏡而決定的角度範圍內。當駕駛員看向後視鏡時，駕駛員的視線方向應當會落在特定的角度範圍內，而此角度範圍是依據後視鏡的空間位置而決定。舉例而言，圖6A與圖6B是依據本發明一實施例的判斷視線方向是否落在角度範圍內的示意圖。請先參照圖6A與圖6B，若駕駛員21的視線方向E1的水平視角分量落在角度範圍ER1之內且視線方向E1的垂直視角分量落在角度範圍ER3之內，處理器130可判定駕駛員21正看向左側後視鏡M2。相似的，假設駕駛員21的視線方向E2的水平視角分量落在角度範圍ER2之內且視線方向E2的垂直視角分量落在角度範圍ER3之內，處理器130可判定駕駛員21正看向右側後視鏡M3。角度範圍ER1～ER3是依據左側後視鏡與右側後視鏡的位置而設定。

回到圖5，若視線方向未落在基於後視鏡而決定的角度範圍內（步驟S502判斷為否），代表駕駛員沒有看向後視鏡。因此，於步驟S512，處理器130不調整後視鏡。相反的，若視線方向落在基於後視鏡而決定的角度範圍內（步驟S502判斷為是），代表駕駛員正看向後視鏡。因此，於步驟S503，處理器130決定視線方向投射於後視鏡上的注視位置。

於步驟S504，處理器130判斷注視位置與參考軸線之間的相對距離是否大於預設臨界值。若注視位置與參考軸線之間的相對距離不大於預設臨界值（步驟S504判斷為否），代表注視位置落在後視鏡的中間區域，亦即目前後視鏡的鏡面角度符合駕駛員需求。因此，於步驟S512，處理器130不調整後視鏡。

相反的，若注視位置與參考軸線之間的相對距離大於預設臨界值（步驟S504判斷為否），代表注視位置落在後視鏡的邊緣區域，亦即目前後視鏡的鏡面角度不符合駕駛員需求。因此，於步驟S505，處理器130依據相對距離決定調整角度。需說明的是，調整角度隨相對距離增加而增加。於步驟S506，處理器130依據相對距離決定鏡面轉向速度。需說明的是，鏡面轉向速度隨相對距離增加而增加。具體而言，處理器130可依據鏡面轉向速度控制後視鏡的旋轉馬達，以驅動後視鏡依據鏡面轉向速度以參考軸線為旋轉軸進行旋轉。也就是說，注視位置相距於參考軸線越遠，鏡面轉向速度越快且調整角度越大。調整角度與鏡面轉向速度的決定方式可包括查表或依據預設函式關係進行運算等等。

於步驟S507，處理器13判斷注視位置位於參考軸線的第一側或第二側。若注視位置位於參考軸線的第一側，於步驟S508，處理器130決定調整方向為第一轉向。於步驟S509，處理器130依據第一轉向、調整角度與鏡面轉向速度調整後視鏡。若注視位置位於參考軸線的第二側，於步驟S510，處理器130決定調整方向為第二轉向。於步驟S511，處理器130依據第二轉向、調整角度與鏡面轉向速度調整後視鏡。換言之，以參考軸線為直向參考軸線為例，若注視位置位於直向參考軸線的右側，則處理器130將決定調整方向為向右轉。若注視位置位於直向參考軸線的左側，則處理器130決定調整方向為向左轉。具體而言，處理器130可依據調整方向（即第一轉向或第二轉向）、調整角度與鏡面轉向速度控制後視鏡的旋轉驅動馬達，以調整後視鏡的鏡面角度，讓後視鏡可以自動調整至適合駕駛員當下姿勢的角度。

於一實施例中，參考軸線包括直向參考軸線與橫向參考軸線。調整角度包括關聯於直向參考軸線的左右調整角度與關聯於橫向參考軸線的上下調整角度。調整方向包括關聯於直向參考軸線的左右調整方向與關聯於橫向參考軸線的上下調整方向。藉由兩軸向的調整，後視鏡的鏡面方向可往左上、左下、右上或右下進行調整。

圖7A與圖7B是依據本發明一實施例的後視鏡調整方法的示意圖。請同時參照圖7A與圖7B。處理器130判定注視位置P2與直向參考軸線A1之間的相對距離d21大於預設臨界值dTH1且注視位置P2與橫向參考軸線A2之間的相對距離d22大於預設臨界值dTH2，因此處理器130可依據相對距離d21決定關聯於直向參考軸線A1的調整角度為‘θ2’度並依據相對距離d22決定關聯於橫向參考軸線A2的調整角度為‘θ3’度。此外，由於注視位置P2落在直向參考軸線A1的左側S1，因此處理器130決定左右調整方向R1為向左轉。由於注視位置P2落在橫向參考軸線A1的上側S3，因此處理器130決定上下調整方向R2為向上轉。基此，處理器130可依據左右調整方向R1控制後視鏡M2向左旋轉‘θ2’度，並依據上下調整方向R2控制後視鏡M2向上旋轉‘θ3’度。

請同時參照圖7A與圖7B，處理器130判定注視位置P3與直向參考軸線A1之間的相對距離d31大於預設臨界值dTH1但注視位置P3與橫向參考軸線A2之間的相對距離d32小於預設臨界值dTH2，處理器130可決定關聯於直向參考軸線A1的調整角度為‘θ1’度且關聯於橫向參考軸線A2的調整角度為0度。此外，由於注視位置P2落在直向參考軸線A1的左側S1，因此處理器130決定左右調整方向R1為向左轉。基此，處理器130可依據左右調整方向R1控制後視鏡M2向左旋轉θ1度。需說明的是，比較注視位置P2與P3，由於相對距離d21大於相對距離d31，因此關聯於注視位置P2的調整角度‘θ2’大於關聯於注視位置P3的調整角度‘θ1’。

此外，請同時參照圖7A與圖7B，處理器130判定駕駛員的注視位置P4落在後視鏡M2的中間區域ZC，即注視位置P4與直向參考軸線A1以及橫向參考軸線A2之間的相對距離d41與d42分別小於預設臨界值dTH1與dTH2，則處理器130不調整後視鏡M2。

綜上所述，於本發明實施例中，後視鏡的鏡面角度可隨著駕駛員的視線方向而動態改變。此外，調整後視鏡的調整角度、調整方向與鏡面轉向速度更可依據後視鏡上注視位置與中心區域之間的相對距離與相對方位而決定。藉此，車輛的後視鏡可適應性的針對各駕駛員進行自動調整，讓駕駛員可以取得最佳的視野，提高駕駛員行駛車輛的方便性與安全性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:車用控制系統

110:眼球追蹤裝置

120:儲存裝置

130:處理器

22:車輛

M1:車內後視鏡

M2:左側後視鏡

M3:右側後視鏡

E1、E2、E3:視線方向

21:駕駛員

S310～S340、S501～S512:步驟

ER1、ER2、ER3:角度範圍

R2:上下調整方向

R1:左右調整方向

ZC:中間區域

Z1~Z9:鏡面區域

A1、A2:參考軸線

P1、P2、P3:注視位置

圖1是依照本發明一實施例的車用控制系統的示意圖。圖2是依照本發明一實施例的車用控制系統與車輛的示意圖。圖3是依照本發明一實施例的後視鏡控制方法的流程圖。圖4是依照本發明一實施例的透視鏡調整方法的情境示意圖。圖5是依照本發明一實施例的後視鏡控制方法的流程圖。圖6A與圖6B是依據本發明一實施例的判斷視線方向是否落在角度範圍內的示意圖。圖7A與圖7B是依據本發明一實施例的後視鏡調整方法的示意圖。

S310~S340:步驟

Claims

一種後視鏡控制方法，適用於一車輛上的車用控制系統，所述方法包括：藉由一眼球追蹤裝置偵測一駕駛員的視線方向；決定該視線方向投射於一後視鏡上的注視位置；依據該注視位置與一參考軸線之間的相對位置決定調整角度與調整方向；以及依據該調整角度與該調整方向以該參考軸線為旋轉軸調整該後視鏡。
如申請專利範圍第1項所述的後視鏡控制方法，更包括：判斷該視線方向是否落在基於該後視鏡而決定的角度範圍內；以及若該視線方向未落在該角度範圍內，不調整該後視鏡。
如申請專利範圍第1項所述的後視鏡控制方法，其中依據該注視位置與該參考軸線之間的該相對位置決定該調整角度與該調整方向的步驟包括：若該注視位置與該參考軸線之間的相對距離未大於一預設臨界值，不調整該後視鏡；以及若該注視位置與該參考軸線之間的該相對距離大於該預設臨界值，依據該相對距離決定該調整角度，其中該調整角度隨該相對距離增加而增加。
如申請專利範圍第3項所述的後視鏡控制方法，其中依據該注視位置與該參考軸線之間的該相對位置決定該調整角度與該調整方向的步驟更包括：若該注視位置與該參考軸線之間的該相對距離大於該預設臨界值，依據該相對距離決定一鏡面轉向速度，其中該鏡面轉向速度隨該相對距離增加而增加，其中依據該調整角度與該調整方向以該參考軸線為旋轉軸調整該後視鏡的步驟更包括：驅動該後視鏡依據該鏡面轉向速度以該參考軸線為旋轉軸進行旋轉。
如申請專利範圍第1項所述的後視鏡控制方法，其中依據該注視位置與該參考軸線之間的該相對位置決定該調整角度與該調整方向的步驟包括：若該注視位置位於該參考軸線的第一側，決定該調整方向為第一轉向；以及若該注視位置位於該參考軸線的第二側，決定該調整方向為第二轉向。
如申請專利範圍第1項所述的後視鏡控制方法，其中該參考軸線包括一直向參考軸線與一橫向參考軸線，該調整角度包括關聯於該直向參考軸線的左右調整角度與關聯於該橫向參考軸線的上下調整角度，以及該調整方向包括關聯於該直向參考軸線的左右調整方向與關聯於該橫向參考軸線的上下調整方向。
一種車用控制系統，用於一車輛，包括：一眼球追蹤裝置；一儲存裝置，儲存有多個指令；以及一處理器，耦接該眼球追蹤裝置以及該儲存裝置，經配置執行該些指令以：藉由該眼球追蹤裝置偵測一駕駛員的視線方向；決定該視線方向投射於一後視鏡上的注視位置；依據該注視位置與一參考軸線之間的相對位置決定調整角度與調整方向；以及依據該調整角度與該調整方向以該參考軸線為旋轉軸調整該後視鏡。
如申請專利範圍第7項所述的車用控制系統，其中該處理器更經配置以：判斷該視線方向是否落在基於該後視鏡而決定的角度範圍內；以及若該視線方向未落在該角度範圍內，不調整該後視鏡。
如申請專利範圍第7項所述的車用控制系統，其中該處理器更經配置以：若該注視位置與該參考軸線之間的相對距離未大於一預設臨界值，不調整該後視鏡；以及若該注視位置與該參考軸線之間的該相對距離大於該預設臨界值，依據該相對距離決定該調整角度，其中該調整角度隨該相對距離增加而增加。
如申請專利範圍第9項所述的車用控制系統，其中該處理器更經配置以：若該注視位置與該參考軸線之間的該相對距離大於該預設臨界值，依據該相對距離決定一鏡面轉向速度，其中該鏡面轉向速度隨該相對距離增加而增加；以及驅動該後視鏡依據該鏡面轉向速度以該參考軸線為旋轉軸進行旋轉。
如申請專利範圍第7項所述的車用控制系統，其中該處理器更經配置以：若該注視位置位於該參考軸線的第一側，決定該調整方向為第一轉向；以及若該注視位置位於該參考軸線的第二側，決定該調整方向為第二轉向。
如申請專利範圍第7項所述的車用控制系統，其中該參考軸線包括一直向參考軸線與一橫向參考軸線，該調整角度包括關聯於該直向參考軸線的左右調整角度與關聯於該橫向參考軸線的上下調整角度，以及該調整方向包括關聯於該直向參考軸線的左右調整方向與關聯於該橫向參考軸線的上下調整方向。