一种汽车后视镜自动调整系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种汽车后视镜自动调整系统，尤其是涉及一种汽车后视镜自动调整系统，对汽车驾驶过程中的驾驶者视线特征进行捕捉并提供最佳视野信息。
【背景技术】
[0002]后视镜是汽车行车安全中必要的安全件，后视镜的角度直接决定了驾驶员的视野区域及大小。在行车过程中，由于不能随时调整后视镜角度，在变道、倒车等各种场景中存在着大量驾驶员的视野盲区，因此，研制一种高效、准确的汽车后视镜调整系统显得尤为必要.
[0003]传统的汽车后视镜自动调整方法只测出前轮转向的角度，线性机械地调整后视镜角度，由于不同的人体型、面部特征和行为特征不同，传统的方法并不能适应不同个人的需求，导致留下大量视野死角或者视野不准确，而且传统的机械方法需要事先针对个人进行调校，较为繁琐。
[0004]取消后视镜采用光学图像传感器的技术也可以在一定程度上达到扩展驾驶员视野的目的。但光学图像传感器的影像是平面的，没有纵深感，不易判断障碍物的距离，而且由于光学图像传感器分辨率和对光线有苛刻的要求，在强光下和夜间显示不清晰，装在车外的光学图像传感器需要经常擦拭干净。此外，光学图像传感器需要车载显示器，面临着价格昂贵，显示面积有限的局限。
【发明内容】
[0005]为了解决【背景技术】中存在的问题，本发明提出了一种汽车后视镜自动调整系统，基于双图像传感器捕捉并结合前轮角度判断形成多输入汽车后视镜的自动控制，使驾驶员在行车过程中可以看到最需要的视野，极大地提高了行车安全性。
[0006]本发明采用的技术方案是:
[0007]包括车内的内后视镜上安装的两个摄像头，摄像头朝向驾驶者头部，检测提取驾驶者头部和身体的朝向和位置；
[0008]包括方向盘上安装的转角传感器，检测方向盘旋转角度获得车前轮的方向；
[0009]包括各个后视镜上的云台；
[0010]包括与所述的摄像头、转角传感器和云台连接的车载计算机，车载计算机通过两个独立光学图像传感器拍摄的画面提取出驾驶者头部的朝向及身体的三维空间运动及人眼的注视方向，结合转角传感器获得的前轮前进方向计算出汽车接下来的动作，将人眼位置朝向和头部姿态以及车辆的转向角度共同作为输入，计算获得三个后视镜所应具有的最佳可视角度，再通过云台调整三个后视镜方向，使驾驶员的视线始终保持在最佳可视角度。[0011 ]所述的两个摄像头分别安装在内后视镜底部的两侧，内后视镜、左后视镜和右后视镜均通过云台铰接安装，三个后视镜通过云台调整其水平和俯仰角。
[0012]所述的驾驶者头部和身体的朝向和位置包括驾驶者头部的朝向和位置、身体的三维空间运动和人眼的注视方向。
[0013]所述的云台采用二自由度云台伺服器。
[0014]所述的摄像头采用独立光学图像传感器，两个独立的光学图像传感器可以得到驾驶员的空间位置与人眼的位置和朝向，准确判断人的头部姿态。
[0015]本发明具有的有益效果是:
[0016]本发明适应性好，可针对驾驶员的情况进行个性化的自动适应调校。
[0017]本发明实时性好，针对车辆位置的变化和驾驶员的移动可即时调整后视镜使得驾驶员实时保持最佳视野。
[0018]本发明最大程度地减小了驾驶员行车过程中的视野盲区，特别针对于变道、倒车等不同情况下所需观察的不同区域。
[0019]本发明结合车轮方向和人的观察姿态，调整后视镜给出驾驶员最需要区域的视野，克服了传统后视镜系统无法动态调整、存在视野盲区、目标视野与实际视野不一致的情况，对道路上的变道并线、弯道及倒车时等场合有极大的帮助。
【附图说明】
[0020]图1是汽车内后视镜的组成示意图。
[0021 ]图2是汽车左后视镜的组成示意图。
[0022]图3是汽车右后视镜的组成示意图。
[0023]图4是汽车方向盘及转角传感器的组成示意图。
[0024]图5是汽车剖面图及后视镜系统示意图。
[0025]图6是汽车正视图及后视镜系统示意图。
[0026]图7是本发明系统的工作流程图。
[0027]图中:101、内后视镜，102、左后视镜，103、右后视镜，104、云台，105、摄像头，106、
转角传感器。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0029]本发明包括车内的内后视镜I上安装的两个摄像头105，如图1所示，两个摄像头105安装于内后视镜底部两侧，均朝向驾驶者头部，检测提取驾驶者头部和身体的朝向和位置。摄像头105(小型光学图像传感器)选用的光学镜头的光通量F = 6mm/F1.4，焦距3mm，CMOS传感器分辨率1280X720并安装有红外补光灯，可以保在在弱光条件下相对清楚地拍摄到驾驶员头部和眼部信息。
[0030]本发明包括方向盘上安装的转角传感器106，如图4所示，用于测量汽车转向时方向盘的旋转角度进而获得车前轮的转向方位。该转角传感器106安装于方向盘下方，固定在方向盘外轴上。它采用磁铁套在方向盘轴上，同时具有不随方向盘转动的霍尔效应探测器。霍尔效应探测器可以探测出方向盘轴上磁铁经过的情况，从而测出方向盘旋转的度数，进而计算出多圈绝对角度，并通过CAN信号线输出给车载计算机中的后视镜姿态控制系统。
[0031]本发明包括各个后视镜上的云台104，如图1?图3所示。云台104采用二自由度云台伺服器。汽车的各个后视镜均安装于二自由度云台104之上，两个自由度的转动由两个步进电机分别驱动并由车载计算机控制，选用步进电机参数为步距角0.9度、输出力矩
0.55N.m，可以满足后视镜转动的需求。云台电机的伺服系统驱动器选用TB6600型号，3200细分数，最大输出电流4A，适用于汽车9?42V蓄电池供电的环境，该云台具有纵方向±120°、横方向±120°的大范围自由度。
[0032]本发明包括与所述的摄像头105、转角传感器106和云台104连接的车载计算机，车载计算机接收传感器的信号调整三个后视镜的角度，使驾驶员的视线始终保持在最佳可视角度。
[0033]两个摄像头105分别安装在内后视镜101底部的两侧，内后视镜101、左后视镜102和右后视镜103均通过云台104铰接安装，三个后视镜通过云台调整其水平和俯仰角。
[0034]驾驶者头部和身体的朝向和位置包括驾驶者头部的朝向和位置、身体的三维空间运动和人眼的注视方向。
[0035]摄像头105采用独立光学图像传感器，两个独立的光学图像传感器可得到驾驶员的空间位置与人眼的位置和朝向，准确判断人的头部姿态。
[0036]图5和图6是驾驶员正常开车情况下系统工作时的侧视图和前视图，驾驶员视线注视内后视镜时，后视镜调整姿态，驾驶员可观察到车辆后方;驾驶员注视左后视镜或者右后视镜时，相应后视镜调整姿态使得驾驶员可观察到车辆侧后方。
[0037]本发明系统的工作流程如图7所示:
[0038]I)转角传感器检测出汽车方向盘的转向角度，根据车辆的结构和驾驶员位置的关系，对三个后视镜的方向作初步调整。
[0039]2)两个固定于内后视镜下方的摄头分别实时监视着驾驶员的头部，获取驾驶员头部图像，进行头部特征参数提取。
[0040]3)参考两个图像传感器的空间位置差异的参数，可计算得到头部在空间的姿态和两眼的相对位置，然后进一步对后视镜姿态进行调整，使得驾驶员通过后视镜观察到的信息为车辆后方和侧后方的有效图像。
[0041]本发明的系统同时可连续跟踪车辆转向姿态，并连续跟踪驾驶员的头部运动轨迹，通过驾驶员和车辆转向运动趋势的分析，进行数据曲线的拟合，可预先判断出驾驶员接下来的车辆操作和头部动作。据此计算驾驶员最需要的视野的方位角并计算出三个云台的修正调整角度输出到三个后视镜的云台。
[0042]由此可见本发明克服了传统后视镜系统无法动态调整、存在视野盲区、目标视野与实际视野不一致的问题，能自动调整后视镜最佳视野，效果显著突出。
【主权项】
1.一种多输入的后视镜视野调整系统，其特征在于: 包括车内的内后视镜(101)上安装的两个摄像头(105)，摄像头(105)朝向驾驶者头部，检测提取驾驶者头部和身体的朝向和位置； 包括方向盘上安装的转角传感器(106)，检测方向盘旋转角度获得车前轮的方向； 包括各个后视镜上的云台(104)。2.根据权利要求1所述的一种多输入的后视镜视野调整系统，其特征在于:还包括与所述的摄像头(105)、转角传感器(106)和云台(104)连接的车载计算机。3.根据权利要求1所述的一种多输入的后视镜视野调整系统，其特征在于:所述的两个摄像头(105)分别安装在内后视镜(101)底部的两侧，内后视镜(101)、左后视镜(102)和右后视镜(103)均通过云台(104)铰接安装，三个后视镜通过云台调整其水平和俯仰角。4.根据权利要求1所述的一种多输入的后视镜视野调整系统，其特征在于:所述的驾驶者头部和身体的朝向和位置包括驾驶者头部的朝向和位置、身体的三维空间运动和人眼的注视方向。5.根据权利要求1所述的一种多输入的后视镜视野调整系统，其特征在于:所述的云台(104)采用二自由度云台伺服器。6.根据权利要求1所述的一种多输入的后视镜视野调整系统，其特征在于:所述的摄像头(105)采用独立光学图像传感器，两个独立的光学图像传感器可以得到驾驶员的空间位置与人眼的位置和朝向，准确判断人的头部姿态。
【专利摘要】本发明公开了一种汽车后视镜自动调整系统。内后视镜上安装两个摄像头，摄像头朝向驾驶者头部，检测提取驾驶者头部和身体的朝向和位置；方向盘上安装转角传感器，检测方向盘旋转角度获得车前轮的方向，车载计算机通过两个独立光学图像传感器拍摄的画面提取出驾驶者头部的朝向及身体的三维空间运动及人眼的注视方向，通过云台调整三个后视镜方向以获得驾驶员最好视野。本发明能自动调整后视镜给出驾驶员最需要区域的视野，克服了传统后视镜系统无法动态调整、存在视野盲区、目标视野与实际视野不一致的情况，对道路上的驾驶员的行驶具有极大的帮助。
【IPC分类】B60R1/04, B60R1/07
【公开号】CN105522968
【申请号】CN201510974901
【发明人】范腾龙, 皇甫江涛
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月21日