一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法，利用电致变色玻璃、图像识别、雷达测距传感器、3D扫描仪，通过挡风玻璃区域模块变暗，将远光灯直射眼睛的光束的光强减弱，解决会车安全问题。它由信息采集系统、信息分析系统和调节执行系统三部分组成。信息采集系统由微型摄像头、雷达测距传感器、人脸3D扫描仪和3D扫描仪构成，负责实时采集车内外位置信息；信息分析系统，负责接收信息、图像识别，并将指令下达至调节执行系统；调节执行系统由电致变色玻璃系统组件构成，主要接收信息分析系统下达的指令，将指定的网格利用电致变色玻璃系统将其变色，来减弱光束的强度，规避强烈光束直射眼睛，确保车辆安全行驶。

【技术实现步骤摘要】
一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法
本专利技术涉及车辆安全
，尤其涉及一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法。
技术介绍
汽车行驶安全是当今世界研究的一大主题，而夜间行车照明问题是导致交通高事故率的重要原因。根据统计显示，夜间行车发生重大事故次数的比例约为白天的1.5倍。在夜间行车时，司机通常会选择开启远光灯以拥有更好的视野及更安全的心理感受。虽然打远光灯的确可以增加照明亮度和视线距离，但会车时却刚好可以平直地照射到对方车辆驾驶员的眼中，直接影响驾驶员的视线，造成炫目、短视觉盲区；同向行驶时，若远光灯灯光打到前方车辆后视镜，间接地影响前方车辆驾驶员通过后视镜观察后方交通情况，都极可能酿成车祸。故我国道路交通安全法实施条例要求，机动车夜间会车须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯。但人工频繁地变光操作不仅会加重司机驾驶负担，而且在切换灯光时亦可能引起方向不稳、视野不清造成安全隐患。因此，能够智能调节遮挡直射驾驶员眼睛的远光灯光线的系统可以解决此类问题。现有技术中，已经研发出智能切换汽车LED灯的系统，的确解决了目前会车时远光灯炫目及人工变光可能造成的安全问题，智能调节、智能化高，但仍存在着由于远光灯切换为近光灯视野不佳，来回开关导致灯寿命变短等问题。还有由多个LED灯组成通过检测路上车辆速度、位置，智能的关闭照射到对应车辆所在区域的远光灯系统。此系统解决了远光灯炫目、变光时的视野不佳问题，但同样存在着由于对灯的频繁开关导致灯的寿命的减短的问题并且通过车辆位置、速度来调整开关远光灯较为难实现，并不经济。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述提到的问题，提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，包括：信息采集装置、信息分析装置和调节执行装置；其中，所述信息采集装置包括微型摄像头、雷达测距传感器、3D扫描仪和人脸3D扫描仪，用于控制微型摄像头采集驾驶员眼睛的位置坐标、雷达测距传感器采集的会车时相向车辆的坐标信息和GPS定位器定位车辆信息，通过3D扫描仪扫描出相向车辆完整图像的3D信息，通过人脸3D扫描仪对驾驶员人脸进行3D扫描，得到立体图形以锁定驾驶员眼睛的位置；信息分析装置(b)包括图像识别单元、3D单元、信息处理单元，用于通过图像识别单元对微型摄像头采集的车外路面状况信息进行识别分析；通过3D单元对3D扫描仪实时扫描到的相向车辆完整图像3D信息进行处理，将图像识别单元和3D系统的处理信息结果通过信息处理单元进一步整合分析，确定对调节执行系统的电致变色挡风玻璃的变色调整方案。其中，微型摄像头为高清摄像头，安装在汽车驾驶员座位的正前方，用于准确获取驾驶员眼睛的位置；雷达测距传感器安装在电致变色挡风玻璃上；3D扫描仪选择地面三维激光扫描仪，实时对周围空间和车辆位置进行扫描，并将3D立体影像传输至信息分析装置，并以雷达测距传感器的位置作为3D扫描仪的坐标系原点；人脸3D扫描仪与微型摄像头安装在同一位置。其中，信息分析装置根据眼睛的空间坐标位置（X1，Y1）、（X2,Y2）和相对车辆车灯的空间坐标位置（X3,Y3）进行分析处理，根据分析出的光束路线，进行阻隔，发出阻隔直射眼睛的光线的指令，并将指令传输至调节执行系统的电致变色挡风玻璃。其中，3D单元用于将3D扫描仪和人脸3D扫描仪实时扫描到的3D信息进行处理，将其处理成以3D扫描仪为坐标零点的空间坐标系，并将人脸3D扫描仪扫描到的眼睛的空间位置（X1,Y1）、（X2,Y2）、3D扫描仪扫描到的对车车灯的空间位置（X3,Y3）、将本车的汽车挡风玻璃也处理成以3D扫描仪为坐标零点的空间坐标系。其中，信息处理单元通过对3D单元处理好的信息进行进一步处理，在电致变色挡风玻璃上确定直射眼睛的光束的途径位置(X0,Y0)，并对电致变色挡风玻璃发出对该位置的变色指令。其中，信息分析装置还包括网格导体单元，用于将所有扫描到的所有网格的空间坐标（X,Y,Z）转换为各网格内导体接触点的序号，设定所有的网格坐标（X,Y,Z）对应的导体接触点的序号，根据网格坐标（X,Y,Z）确定网格导体接触点的序号。其中，调节执行系统的电致变色挡风玻璃接收信息分析装置发出的指令做出调节，进行电致变色挡风玻璃的变色，实现阻隔直射相对车辆的光束，规避光束直射司机的眼睛。其中，电致变色挡风玻璃通过网格导体单元实现网格化，在每个网格的周围用绝缘体围成导电介质不流通的单独网格，沿网格的绝缘线路径给每个网格设置一根导体，通过外加电场或电流来改变中间介质的颜色和透明度，从而改变玻璃的颜色状态；电致变色挡风玻璃根据电流的强弱共有5种明暗不同的变色程度，根据会车时两车之间的距离不断缩小，电流从弱到强，玻璃的颜色也从明到暗依次变化。此外，本专利技术提供了一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法，通过如前述技术方案所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统进行远光灯遮挡调控，包括步骤：步骤1>、将自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的控制开关与汽车远光灯的开关串联，当驾驶员打开汽车远光灯时，信息采集装置、信息分析装置和电致变色挡风玻璃的开关开启；步骤2>、信息采集装置利用微型摄像头和3D人脸扫描仪实时扫描和拍摄本车驾驶员的面部，将扫描和拍摄到的影像信息传输到信息分析装置，同时利用雷达测距传感器、3D扫描仪和3D扫描仪实时对本车周围进行扫描，并将扫描到的影像信息传输至信息分析装置；步骤3>、信息分析装置将从信息采集装置接收到的信息先经图像识别装置进行处理，在扫描到的周围环境和汽车的影像中进行进一步处理，将周围的环境筛掉，只留有汽车影像，并将处理后的影像信息传输至3D单元中；步骤4>、3D单元将3D影像进行建立三维空间坐标系，以3D扫描仪的位置作为空间坐标系的原点坐标，将影像信息投进空间坐标系内，并结合人脸3D扫描仪与3D扫描仪的空间位置，将人脸3D扫描仪扫描到的驾驶员的面部信息投进空间坐标系内，建立本车内外完整的实时的空间坐标模型；步骤5>、信息处理单元根据完整的车内外空间坐标模型，根据扫描到的驾驶员的面部检测到驾驶员的两个眼睛坐标（X1,Y1）、（X2,Y2），根据两个眼睛的空间坐标计算出眼睛的中点坐标（X中,Y中），同时根据扫描到的对车的车灯位置（X3,Y3），根据眼睛中点（X中,Y中）和车灯位置（X3,Y3）进行一次函数的处理，计算出该光束的路径函数（）；光束必经过驾驶员眼睛前的电致变色挡风玻璃上的一点，并根据实时的空间坐标系不断的计算处理出该点的空间坐标位置（X0,Y0）；步骤6>、3D扫描仪扫描到的电致变色挡风玻璃各网格周围的绝缘线，确定每个网格的空间坐标（X,Y,Z）；将四条光束经电致变色挡风玻璃上的四个点的坐标（Xe0,Ye0,Ze0）、（Xf0,Yf0,Zf0）、（Xm0,Ym0,Zm0）、（Xn0,Yn0,Zn0）确定为变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于，包括信息采集装置（a）、信息分析装置(b)和调节执行装置(c)；/n其中，所述信息采集装置（a）包括微型摄像头（1）、雷达测距传感器（2）、3D扫描仪（3）和人脸3D扫描仪（4），用于控制微型摄像头（1）采集驾驶员眼睛的位置坐标、雷达测距传感器（2）采集的会车时相向车辆的坐标信息和GPS定位器定位车辆信息，通过3D扫描仪（3）扫描出相向车辆完整图像的3D信息，通过人脸3D扫描仪（4）对驾驶员人脸进行3D扫描，得到立体图形以锁定驾驶员眼睛的位置；/n信息分析装置(b)包括图像识别单元（5）、3D单元（6）、信息处理单元（7），用于通过图像识别单元（5）对微型摄像头（1）采集的车外路面状况信息进行识别分析；通过3D单元（6）对3D扫描仪（3）实时扫描到的相向车辆完整图像3D信息进行处理，将图像识别单元（5）和3D系统（6）的处理信息结果通过信息处理单元（7）进一步整合分析，确定对调节执行系统(c)的电致变色挡风玻璃（9）的变色调整方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于，包括信息采集装置（a）、信息分析装置(b)和调节执行装置(c)；
其中，所述信息采集装置（a）包括微型摄像头（1）、雷达测距传感器（2）、3D扫描仪（3）和人脸3D扫描仪（4），用于控制微型摄像头（1）采集驾驶员眼睛的位置坐标、雷达测距传感器（2）采集的会车时相向车辆的坐标信息和GPS定位器定位车辆信息，通过3D扫描仪（3）扫描出相向车辆完整图像的3D信息，通过人脸3D扫描仪（4）对驾驶员人脸进行3D扫描，得到立体图形以锁定驾驶员眼睛的位置；
信息分析装置(b)包括图像识别单元（5）、3D单元（6）、信息处理单元（7），用于通过图像识别单元（5）对微型摄像头（1）采集的车外路面状况信息进行识别分析；通过3D单元（6）对3D扫描仪（3）实时扫描到的相向车辆完整图像3D信息进行处理，将图像识别单元（5）和3D系统（6）的处理信息结果通过信息处理单元（7）进一步整合分析，确定对调节执行系统(c)的电致变色挡风玻璃（9）的变色调整方案。


2.根据权利要求1所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：微型摄像头（1）为高清摄像头，安装在汽车驾驶员座位的正前方，用于准确获取驾驶员眼睛的位置；雷达测距传感器（2）安装在电致变色挡风玻璃（9）上；3D扫描仪（3）选择地面三维激光扫描仪，实时对周围空间和车辆位置进行扫描，并将3D立体影像传输至信息分析装置（b），并以雷达测距传感器（2）的位置作为3D扫描仪（3）的坐标系原点；人脸3D扫描仪（4）与微型摄像头（1）安装在同一位置。


3.根据权利要求1所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：信息分析装置（b）根据眼睛的空间坐标位置（X1，Y1）、（X2,Y2）和相对车辆车灯的空间坐标位置（X3,Y3）进行分析处理，根据分析出的光束路线，进行阻隔，发出阻隔直射眼睛的光线的指令，并将指令传输至调节执行系统（c）的电致变色挡风玻璃（9）。


4.根据权利要求1所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：3D单元（6）用于将3D扫描仪（1）和人脸3D扫描仪（4）实时扫描到的3D信息进行处理，将其处理成以3D扫描仪（3）为坐标零点的空间坐标系，并将人脸3D扫描仪（4）扫描到的眼睛的空间位置（X1,Y1）、（X2,Y2）、3D扫描仪扫描到的对车车灯的空间位置（X3,Y3）、将本车的汽车挡风玻璃也处理成以3D扫描仪（3）为坐标零点的空间坐标系。


5.根据权利要求4所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：信息处理单元（7）通过对3D单元（6）处理好的信息进行进一步处理，在电致变色挡风玻璃（9）上确定直射眼睛的光束的途径位置(X0,Y0)，并对电致变色挡风玻璃（9）发出对该位置的变色指令。


6.根据权利要求1所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：信息分析装置(b)还包括网格导体单元（8），用于将所有扫描到的所有网格的空间坐标（X,Y,Z）转换为各网格内导体接触点的序号，设定所有的网格坐标（X,Y,Z）对应的导体接触点的序号，根据网格坐标（X,Y,Z）确定网格导体接触点的序号。


7.根据权利要求1所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：调节执行系统（c）的电致变色挡风玻璃（9）接收信息分析装置（b）发出的指令做出调节，进行电致变色挡风玻璃（9）的变色，实现阻隔直射相对车辆的光束，规避光束直射司机的眼睛。


8.根据权利要求6所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统，其特征在于：电致变色挡风玻璃（9）通过网格导体单元（8）实现网格化，在每个网格的周围用绝缘体围成导电介质不流通的单独网格，沿网格的绝缘线路径给每个网格设置一根导体，通过外加电场或电流来改变中间介质的颜色和透明度，从而改变玻璃的颜色状态；电致变色挡风玻璃（9）根据电流的强弱共有5种明暗不同的变色程度，根据会车时两车之间的距离不断缩小，电流从弱到强，玻璃的颜色也从明到暗依次变化。


9.一种自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制方法，通过如权利要求1-8任一所述的自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统进行远光灯遮挡调控，其特征在于：包括步骤：
步骤1>、将自动调节挡风玻璃遮挡远光灯的控制系统的控制开关与汽车远光灯的开关串联，当驾驶员打开汽车远光灯时，信息采集装置（a）、信息分析装置（b）和电致变色挡风玻璃（9）的开关开启；
步骤2>、信息采集装置（a）利用微型摄像头和3D人脸扫描仪实时扫描和拍摄本车驾驶员的面部，将扫描和拍摄到的影像信息传输到信息分析装置（b），同时利用雷达测距传感器（2）和3D扫描仪（3）和3D扫描仪（4）实时对本车周围进行扫描，并将扫描到的影像信息传输至信息分析装置（b）；
步骤3>、信息分析装置（b）将从信息采集装置（a）接收到的信息先经图像识别装置（4）进行处理，在扫描到的周围环境和汽车的影像中进行进一步处理，将周围的环境筛掉，只留有汽车影像，并将处理后的影像信息传输至3D单元（6）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔传波，贾贝贝，邓存宝，陈艳坤，宋志强，韩青，高涛，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14