一種汽車后視鏡自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種汽車后視鏡自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，尤其是涉及一種汽車后視鏡自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，對(duì)汽車駕駛過(guò)程中的駕駛者視線特征進(jìn)行捕捉并提供最佳視野信息。
【背景技術(shù)】
[0002]后視鏡是汽車行車安全中必要的安全件，后視鏡的角度直接決定了駕駛員的視野區(qū)域及大小。在行車過(guò)程中，由于不能隨時(shí)調(diào)整后視鏡角度，在變道、倒車等各種場(chǎng)景中存在著大量駕駛員的視野盲區(qū)，因此，研制一種高效、準(zhǔn)確的汽車后視鏡調(diào)整系統(tǒng)顯得尤為必要.
[0003]傳統(tǒng)的汽車后視鏡自動(dòng)調(diào)整方法只測(cè)出前輪轉(zhuǎn)向的角度，線性機(jī)械地調(diào)整后視鏡角度，由于不同的人體型、面部特征和行為特征不同，傳統(tǒng)的方法并不能適應(yīng)不同個(gè)人的需求，導(dǎo)致留下大量視野死角或者視野不準(zhǔn)確，而且傳統(tǒng)的機(jī)械方法需要事先針對(duì)個(gè)人進(jìn)行調(diào)校，較為繁瑣。
[0004]取消后視鏡采用光學(xué)圖像傳感器的技術(shù)也可以在一定程度上達(dá)到擴(kuò)展駕駛員視野的目的。但光學(xué)圖像傳感器的影像是平面的，沒有縱深感，不易判斷障礙物的距離，而且由于光學(xué)圖像傳感器分辨率和對(duì)光線有苛刻的要求，在強(qiáng)光下和夜間顯示不清晰，裝在車外的光學(xué)圖像傳感器需要經(jīng)常擦拭干凈。此外，光學(xué)圖像傳感器需要車載顯示器，面臨著價(jià)格昂貴，顯示面積有限的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種汽車后視鏡自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，基于雙圖像傳感器捕捉并結(jié)合前輪角度判斷形成多輸入汽車后視鏡的自動(dòng)控制，使駕駛員在行車過(guò)程中可以看到最需要的視野，極大地提高了行車安全性。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]包括車內(nèi)的內(nèi)后視鏡上安裝的兩個(gè)攝像頭，攝像頭朝向駕駛者頭部，檢測(cè)提取駕駛者頭部和身體的朝向和位置；
[0008]包括方向盤上安裝的轉(zhuǎn)角傳感器，檢測(cè)方向盤旋轉(zhuǎn)角度獲得車前輪的方向；
[0009]包括各個(gè)后視鏡上的云臺(tái)；
[0010]包括與所述的攝像頭、轉(zhuǎn)角傳感器和云臺(tái)連接的車載計(jì)算機(jī)，車載計(jì)算機(jī)通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立光學(xué)圖像傳感器拍攝的畫面提取出駕駛者頭部的朝向及身體的三維空間運(yùn)動(dòng)及人眼的注視方向，結(jié)合轉(zhuǎn)角傳感器獲得的前輪前進(jìn)方向計(jì)算出汽車接下來(lái)的動(dòng)作，將人眼位置朝向和頭部姿態(tài)以及車輛的轉(zhuǎn)向角度共同作為輸入，計(jì)算獲得三個(gè)后視鏡所應(yīng)具有的最佳可視角度，再通過(guò)云臺(tái)調(diào)整三個(gè)后視鏡方向，使駕駛員的視線始終保持在最佳可視角度。[0011 ]所述的兩個(gè)攝像頭分別安裝在內(nèi)后視鏡底部的兩側(cè)，內(nèi)后視鏡、左后視鏡和右后視鏡均通過(guò)云臺(tái)鉸接安裝，三個(gè)后視鏡通過(guò)云臺(tái)調(diào)整其水平和俯仰角。
[0012]所述的駕駛者頭部和身體的朝向和位置包括駕駛者頭部的朝向和位置、身體的三維空間運(yùn)動(dòng)和人眼的注視方向。
[0013]所述的云臺(tái)采用二自由度云臺(tái)伺服器。
[0014]所述的攝像頭采用獨(dú)立光學(xué)圖像傳感器，兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)圖像傳感器可以得到駕駛員的空間位置與人眼的位置和朝向，準(zhǔn)確判斷人的頭部姿態(tài)。
[0015]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0016]本發(fā)明適應(yīng)性好，可針對(duì)駕駛員的情況進(jìn)行個(gè)性化的自動(dòng)適應(yīng)調(diào)校。
[0017]本發(fā)明實(shí)時(shí)性好，針對(duì)車輛位置的變化和駕駛員的移動(dòng)可即時(shí)調(diào)整后視鏡使得駕駛員實(shí)時(shí)保持最佳視野。
[0018]本發(fā)明最大程度地減小了駕駛員行車過(guò)程中的視野盲區(qū)，特別針對(duì)于變道、倒車等不同情況下所需觀察的不同區(qū)域。
[0019]本發(fā)明結(jié)合車輪方向和人的觀察姿態(tài)，調(diào)整后視鏡給出駕駛員最需要區(qū)域的視野，克服了傳統(tǒng)后視鏡系統(tǒng)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整、存在視野盲區(qū)、目標(biāo)視野與實(shí)際視野不一致的情況，對(duì)道路上的變道并線、彎道及倒車時(shí)等場(chǎng)合有極大的幫助。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是汽車內(nèi)后視鏡的組成示意圖。
[0021 ]圖2是汽車左后視鏡的組成示意圖。
[0022]圖3是汽車右后視鏡的組成示意圖。
[0023]圖4是汽車方向盤及轉(zhuǎn)角傳感器的組成示意圖。
[0024]圖5是汽車剖面圖及后視鏡系統(tǒng)示意圖。
[0025]圖6是汽車正視圖及后視鏡系統(tǒng)示意圖。
[0026]圖7是本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程圖。
[0027]圖中:101、內(nèi)后視鏡，102、左后視鏡，103、右后視鏡，104、云臺(tái)，105、攝像頭，106、
轉(zhuǎn)角傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明包括車內(nèi)的內(nèi)后視鏡I上安裝的兩個(gè)攝像頭105，如圖1所示，兩個(gè)攝像頭105安裝于內(nèi)后視鏡底部?jī)蓚?cè)，均朝向駕駛者頭部，檢測(cè)提取駕駛者頭部和身體的朝向和位置。攝像頭105(小型光學(xué)圖像傳感器)選用的光學(xué)鏡頭的光通量F = 6mm/F1.4，焦距3mm，CMOS傳感器分辨率1280X720并安裝有紅外補(bǔ)光燈，可以保在在弱光條件下相對(duì)清楚地拍攝到駕駛員頭部和眼部信息。
[0030]本發(fā)明包括方向盤上安裝的轉(zhuǎn)角傳感器106，如圖4所示，用于測(cè)量汽車轉(zhuǎn)向時(shí)方向盤的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)而獲得車前輪的轉(zhuǎn)向方位。該轉(zhuǎn)角傳感器106安裝于方向盤下方，固定在方向盤外軸上。它采用磁鐵套在方向盤軸上，同時(shí)具有不隨方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的霍爾效應(yīng)探測(cè)器?；魻栃?yīng)探測(cè)器可以探測(cè)出方向盤軸上磁鐵經(jīng)過(guò)的情況，從而測(cè)出方向盤旋轉(zhuǎn)的度數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出多圈絕對(duì)角度，并通過(guò)CAN信號(hào)線輸出給車載計(jì)算機(jī)中的后視鏡姿態(tài)控制系統(tǒng)。
[0031]本發(fā)明包括各個(gè)后視鏡上的云臺(tái)104，如圖1?圖3所示。云臺(tái)104采用二自由度云臺(tái)伺服器。汽車的各個(gè)后視鏡均安裝于二自由度云臺(tái)104之上，兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)并由車載計(jì)算機(jī)控制，選用步進(jìn)電機(jī)參數(shù)為步距角0.9度、輸出力矩
0.55N.m，可以滿足后視鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的需求。云臺(tái)電機(jī)的伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器選用TB6600型號(hào)，3200細(xì)分?jǐn)?shù)，最大輸出電流4A，適用于汽車9?42V蓄電池供電的環(huán)境，該云臺(tái)具有縱方向±120°、橫方向±120°的大范圍自由度。
[0032]本發(fā)明包括與所述的攝像頭105、轉(zhuǎn)角傳感器106和云臺(tái)104連接的車載計(jì)算機(jī)，車載計(jì)算機(jī)接收傳感器的信號(hào)調(diào)整三個(gè)后視鏡的角度，使駕駛員的視線始終保持在最佳可視角度。
[0033]兩個(gè)攝像頭105分別安裝在內(nèi)后視鏡101底部的兩側(cè)，內(nèi)后視鏡101、左后視鏡102和右后視鏡103均通過(guò)云臺(tái)104鉸接安裝，三個(gè)后視鏡通過(guò)云臺(tái)調(diào)整其水平和俯仰角。
[0034]駕駛者頭部和身體的朝向和位置包括駕駛者頭部的朝向和位置、身體的三維空間運(yùn)動(dòng)和人眼的注視方向。
[0035]攝像頭105采用獨(dú)立光學(xué)圖像傳感器，兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)圖像傳感器可得到駕駛員的空間位置與人眼的位置和朝向，準(zhǔn)確判斷人的頭部姿態(tài)。
[0036]圖5和圖6是駕駛員正常開車情況下系統(tǒng)工作時(shí)的側(cè)視圖和前視圖，駕駛員視線注視內(nèi)后視鏡時(shí)，后視鏡調(diào)整姿態(tài)，駕駛員可觀察到車輛后方;駕駛員注視左后視鏡或者右后視鏡時(shí)，相應(yīng)后視鏡調(diào)整姿態(tài)使得駕駛員可觀察到車輛側(cè)后方。
[0037]本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程如圖7所示:
[0038]I)轉(zhuǎn)角傳感器檢測(cè)出汽車方向盤的轉(zhuǎn)向角度，根據(jù)車輛的結(jié)構(gòu)和駕駛員位置的關(guān)系，對(duì)三個(gè)后視鏡的方向作初步調(diào)整。
[0039]2)兩個(gè)固定于內(nèi)后視鏡下方的攝頭分別實(shí)時(shí)監(jiān)視著駕駛員的頭部，獲取駕駛員頭部圖像，進(jìn)行頭部特征參數(shù)提取。
[0040]3)參考兩個(gè)圖像傳感器的空間位置差異的參數(shù)，可計(jì)算得到頭部在空間的姿態(tài)和兩眼的相對(duì)位置，然后進(jìn)一步對(duì)后視鏡姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使得駕駛員通過(guò)后視鏡觀察到的信息為車輛后方和側(cè)后方的有效圖像。
[0041]本發(fā)明的系統(tǒng)同時(shí)可連續(xù)跟蹤車輛轉(zhuǎn)向姿態(tài)，并連續(xù)跟蹤駕駛員的頭部運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)駕駛員和車輛轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的分析，進(jìn)行數(shù)據(jù)曲線的擬合，可預(yù)先判斷出駕駛員接下來(lái)的車輛操作和頭部動(dòng)作。據(jù)此計(jì)算駕駛員最需要的視野的方位角并計(jì)算出三個(gè)云臺(tái)的修正調(diào)整角度輸出到三個(gè)后視鏡的云臺(tái)。
[0042]由此可見本發(fā)明克服了傳統(tǒng)后視鏡系統(tǒng)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整、存在視野盲區(qū)、目標(biāo)視野與實(shí)際視野不一致的問(wèn)題，能自動(dòng)調(diào)整后視鏡最佳視野，效果顯著突出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多輸入的后視鏡視野調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于: 包括車內(nèi)的內(nèi)后視鏡(101)上安裝的兩個(gè)攝像頭(105)，攝像頭(105)朝向駕駛者頭部，檢測(cè)提取駕駛者頭部和身體的朝向和位置； 包括方向盤上安裝的轉(zhuǎn)角傳感器(106)，檢測(cè)方向盤旋轉(zhuǎn)角度獲得車前輪的方向； 包括各個(gè)后視鏡上的云臺(tái)(104)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸入的后視鏡視野調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述的攝像頭(105)、轉(zhuǎn)角傳感器(106)和云臺(tái)(104)連接的車載計(jì)算機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸入的后視鏡視野調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于:所述的兩個(gè)攝像頭(105)分別安裝在內(nèi)后視鏡(101)底部的兩側(cè)，內(nèi)后視鏡(101)、左后視鏡(102)和右后視鏡(103)均通過(guò)云臺(tái)(104)鉸接安裝，三個(gè)后視鏡通過(guò)云臺(tái)調(diào)整其水平和俯仰角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸入的后視鏡視野調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于:所述的駕駛者頭部和身體的朝向和位置包括駕駛者頭部的朝向和位置、身體的三維空間運(yùn)動(dòng)和人眼的注視方向。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸入的后視鏡視野調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于:所述的云臺(tái)(104)采用二自由度云臺(tái)伺服器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多輸入的后視鏡視野調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于:所述的攝像頭(105)采用獨(dú)立光學(xué)圖像傳感器，兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)圖像傳感器可以得到駕駛員的空間位置與人眼的位置和朝向，準(zhǔn)確判斷人的頭部姿態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車后視鏡自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。內(nèi)后視鏡上安裝兩個(gè)攝像頭，攝像頭朝向駕駛者頭部，檢測(cè)提取駕駛者頭部和身體的朝向和位置；方向盤上安裝轉(zhuǎn)角傳感器，檢測(cè)方向盤旋轉(zhuǎn)角度獲得車前輪的方向，車載計(jì)算機(jī)通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立光學(xué)圖像傳感器拍攝的畫面提取出駕駛者頭部的朝向及身體的三維空間運(yùn)動(dòng)及人眼的注視方向，通過(guò)云臺(tái)調(diào)整三個(gè)后視鏡方向以獲得駕駛員最好視野。本發(fā)明能自動(dòng)調(diào)整后視鏡給出駕駛員最需要區(qū)域的視野，克服了傳統(tǒng)后視鏡系統(tǒng)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整、存在視野盲區(qū)、目標(biāo)視野與實(shí)際視野不一致的情況，對(duì)道路上的駕駛員的行駛具有極大的幫助。
【IPC分類】B60R1/04, B60R1/07
【公開號(hào)】CN105522968
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510974901
【發(fā)明人】范騰龍, 皇甫江濤
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日