一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于交通安全技术领域，具体涉及一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置；本实用新型专利技术提出了一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，该装置由行车环境感知单元、眼动跟踪单元、主控单元、显示单元组成；驾驶员在驾驶过程中注视车辆行进方向的道路交通状况，通过眼动跟踪单元判断驾驶员的眼动状态，根据眼动状态主控单元从行车环境感知单元调取车辆左侧、右侧、后侧全景道路交通环境信息，通过显示单元中的高透明显示屏的不同位置实时显示眼动调取的行车环境信息，实现360°全方位无盲点感知车辆周边的道路环境，避免通过转动头部获取行车环境信息的视觉时空片断性，以提高驾驶员行车安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置
本技术属于交通安全
，具体涉及一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置。
技术介绍
车辆在行驶过程中，驾驶员通过视觉、听觉、触觉等感知器官获取道路交通环境信息，经神经中枢加工处理后对车辆的行驶状态进行操纵调整。研究表明，驾驶员感知的信息有80％来自视觉，良好的视野是行车安全的重要保证。然而，由于汽车构造自身的原因，在车辆行驶过程中，驾驶员的视觉受汽车前后挡风玻璃两侧金属支撑柱体、两侧车窗中间金属支撑柱体的遮挡，使得驾驶员在驾驶过程中在车辆的前后、左右存在不同程度的视觉盲区，为了保障驾驶员的行车安全、防止交通事故的发生，一般通过在车辆上加装倒车影像、两侧广角后视镜、车内广角后视镜等来增加驾驶员的视野范围，在一定程度上减少了车辆行驶过程中驾驶员视觉盲区的范围。然而，在复杂的道路交通环境下，特别是城市道路交通环境中，驾驶员通过车内后视镜、倒车影像、两侧后视镜等观察车辆周边的道路交通环境，由于需要上、下、左、右转动头部，在复杂的交通环境中，可能存在规避了左侧的交通危险，却遇到了前方的交通险情；规避了前方的交通险情，却忽视了左侧或右侧的潜在交通风险，容易出现“顾此失彼”的情况，即驾驶员对行车环境的感知需要通过频繁转动头部来扩大视野范围，所获得的行车环境信息具有人眼视觉扫描的时空片断性，并非实时的360°视角，在复杂环境下不利于行车安全。
技术实现思路
本技术提出了一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，该装置由行车环境感知单元、眼动跟踪单元、主控单元、显示单元组成，如图1所示。驾驶员在驾驶过程中注视车辆行进方向的道路交通状况，通过眼动跟踪单元判断驾驶员的眼动状态，根据眼动状态主控单元从行车环境感知单元调取车辆左侧、右侧、后侧全景道路交通环境信息，通过显示单元中的高透明显示屏的不同位置实时显示眼动调取的行车环境信息，实现360°全方位无盲点感知车辆周边的道路环境，避免通过转动头部获取行车环境信息的视觉时空片断性，以提高驾驶员行车安全性。本技术的技术解决方案是在车辆的不同部位安装本技术提出的一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置的不同功能部件，该装置的行车环境感知单元安装在车辆左右后视镜和车辆尾部，对车辆的左侧、右侧、后侧的道路交通环境进行实时的视频图像感知；眼动跟踪单元安装在车内驾驶员驾驶座位的前方，对驾驶员的眼动状态进行视频图像采集；主控单元嵌入在驾驶舱的仪表盘内，主要对环境感知单元、眼动跟踪单元采集到的视频信息进行分析和处理，并将处理结果发送到显示单元；显示单元是一种高透明显示屏，作为汽车前挡风玻璃安装在汽车前挡风玻璃位置，并在前挡风玻璃的不同位置实时、高透明显示车辆不同区域的道路交通环境信息。本技术提出的一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，其特征主要包括：1)行车环境感知单元行车环境感知单元由三组视频采集模块和视频传输接口模块组成，视频采集模块和视频传输接口模块通过微缩集成电路板进行连接，视频采集模块由鱼眼镜头、CCD/CMOS传感器、前端SoC(System-on-Chip)微处理器组成，CCD/CMOS传感器对鱼眼镜头投射过来的道路交通环境进行视频图像感知和采集，前端SoC(System-on-Chip)微处理器对CCD/CMOS传感器采集的视频图像进行预处理，对视频图像进行降噪、还原、修正和增强，提高视频图像的质量和可视性；视频传输接口模块由无线通信接口和网络接口组成，行车环境感知单元可通过网线，也可通过无线通信的方式与主控单元进行数据通信和传输。2)眼动跟踪单元眼动跟踪单元由眼动采集模块和视频传输接口模块组成，眼动采集模块和视频传输接口模块通过微缩集成电路板进行连接，眼动采集模块由红外光学摄像头、CCD/CMOS传感器、前端SoC(System-on-Chip)微处理器组成，红外摄像头用于投射驾驶员的人眼区域，CCD/CMOS传感器对红外光学摄像头投射过来的人眼区域图像进行感知和采集，前端SoC(System-on-Chip)微处理器对CCD/CMOS传感器采集的视频图像进行预处理，对视频图像进行降噪和增强，提高视频图像的质量和特征提取的敏感性；视频传输接口模块由无线通信接口和网络接口组成，眼动跟踪单元可通过网线，也可通过无线通信的方式与主控单元进行数据通信和传输。3)主控单元主控单元由母板总线、多核微处理模块、接口模块组成，母板总线实现多核微处理模块与接口模块之间的信息传输；多核微处理模块实现对行车环境感知单元、眼动跟踪单元传输过来的视频图像进行处理和分析，并根据分析结果，将行车环境感知单元获取和处理的视频图像信息，通过接口模块传输到显示单元；接口模块包括电源视频器、电源输入接口、网络接口、无线传输收起器。4)显示单元显示单元由高透明OLED显示屏、屏幕排线组成，屏幕排线与主控单元的接口模块进行连接，负责主控单元与高透明OLED显示屏信息的传输；高透明OLED显示屏根据驾驶员的眼动情况，在不同区域显示车辆周边不同区域的道路交通环境信息。附图说明图1：一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置功能单元组成图图2：一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置功能单元安装分布图图3：一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置显示单元显示分布图具体实施方式本技术提出了一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，该装置由行车环境感知单元、眼动跟踪单元、主控单元、显示单元组成，如图1所示，分别安装在车辆的不同位置，如图2所示，其中，行车环境感知单元安装在车辆左右后视镜和车辆尾部；眼动跟踪单元安装在车内驾驶座位前方；主控单元嵌入在驾驶舱的仪表盘内；显示单元作为汽车的前挡风玻璃，安装在前挡风玻璃位置；驾驶员只需注视车辆行进方向的道路交通状况，通过眼动调取车辆左侧、右侧、后侧全景道路交通环境信息，并在前挡风玻璃的高透明显示屏中显示眼动调取的实时道路交通环境信息，从而避免通过转动头部获取行车环境信息的视觉时空片断性，以提高驾驶员行车安全性。本技术提出的一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，其工作的具体流程为：1)行车环境感知单元行车环境感知单元由三组视频采集模块和视频传输接口模块组成，视频采集模块由鱼眼镜头、CCD/CMOS传感器、前端SoC(System-on-Chip)微处理器组成，分别安装在左侧后视镜、右侧后视镜、汽车尾部，用于采集车辆左侧区域、右侧区域、后侧区域的道路交通信息；视频传输接口模块由无线通信接口和网络接口组成，行车环境感知单元可通过网线，也可通过无线通信的方式与主控单元进行数据通信和传输。具体工作步骤如下：Step1：车辆外部的道路交通信息通过鱼眼镜头投射到CCD/CMOS传感器；Step2：通过鱼眼镜头投射过来的图像是非线性径向畸变，不符合驾驶员观察外部环境的视觉习惯，前端SoC(System-on-Chip)微处理器需要对CCD/CMOS传感器传送过来的图像进行实时的校正；Step2.1：前端SoC(System-on-Chip)微处理器根据鱼眼镜头的特征参数，构建形成一个与鱼眼镜头相似的抛物曲面fC(XC,YC,ZC)；Step2.2：前端SoC(System-on-Chip)微处理器将外界环境通过鱼眼镜头投射到CCD/CMOS传感器的图像信息fW(XW,YW,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，其特征在于：由行车环境感知单元、眼动跟踪单元、主控单元、显示单元组成，行车环境感知单元采集车辆左侧、右侧、后侧全景道路交通环境信息，眼动跟踪单元采集驾驶员的眼动状态，主控单元根据眼动状态将行车环境感知单元的全景道路交通环境信息发送给显示单元，由显示单元进行高透明显示，其中(1)行车环境感知单元由三组视频采集模块和视频传输接口模块组成，视频采集模块和视频传输接口模块通过微缩集成电路板进行连接，视频采集模块由鱼眼镜头、CCD/CMOS传感器、前端SoC微处理器组成，视频传输接口模块由无线通信接口和网络接口组成，行车环境感知单元可通过网线，也可通过无线通信的方式与主控单元进行数据通信和传输；(2)眼动跟踪单元由眼动采集模块和视频传输接口模块组成，眼动采集模块和视频传输接口模块通过微缩集成电路板进行连接，眼动采集模块由红外光学摄像头、CCD/CMOS传感器、前端SoC微处理器组成，视频传输接口模块由无线通信接口和网络接口组成，眼动跟踪单元可通过网线，也可通过无线通信的方式与主控单元进行数据通信和传输；(3)主控单元由母板总线、多核微处理模块、接口模块组成，母板总线实现多核微处理模块与接口模块之间的信息传输；接口模块包括电源视频器、电源输入接口、网络接口、无线传输收起器；(4)显示单元由高透明OLED显示屏、屏幕排线组成，屏幕排线与主控单元的接口模块进行连接，负责主控单元与高透明OLED显示屏信息的传输；高透明OLED负责道路交通环境视频信息高透明显示。...

【技术特征摘要】
1.一种基于眼动跟踪的行车环境感知装置，其特征在于：由行车环境感知单元、眼动跟踪单元、主控单元、显示单元组成，行车环境感知单元采集车辆左侧、右侧、后侧全景道路交通环境信息，眼动跟踪单元采集驾驶员的眼动状态，主控单元根据眼动状态将行车环境感知单元的全景道路交通环境信息发送给显示单元，由显示单元进行高透明显示，其中(1)行车环境感知单元由三组视频采集模块和视频传输接口模块组成，视频采集模块和视频传输接口模块通过微缩集成电路板进行连接，视频采集模块由鱼眼镜头、CCD/CMOS传感器、前端SoC微处理器组成，视频传输接口模块由无线通信接口和网络接口组成，行车环境感知单元可通过网线，也可通过无线通信的方式与主控单元进行数据通信和传输；(2)眼动跟踪单元由...

【专利技术属性】
技术研发人员：林赐云，赵玉，龚勃文，周翔宇，喻永力，王康，
申请(专利权)人：吉林大学，林赐云，
类型：新型
国别省市：吉林,22