專利名稱：一種基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于車輛防眩目技術領域，尤其是涉及一種基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統。
背景技術：
車輛行駛過程中，由于駕駛員的眼睛經常受到強烈的陽光以及迎面行駛的車輛的車頭燈的刺激，導致駕駛員產生眩目感覺，影響駕駛員視線，容易造成交通事故。針對此類情況，目前一些司機采取在車前窗玻璃上貼附太陽膜或駕駛時戴太陽鏡的做法減少對眼部的刺激。然而，此類方法整體削弱了入射光強，環境入射光強也同樣減弱。由于人眼的強自適應性，瞳孔會相應放大，車燈強光的刺激也相應反彈。除此之外，通過在車前玻璃上特定位置貼裝可變透光率液晶玻璃，通過檢測入射照度改變液晶玻璃透光率。在降低遠光燈相對駕駛者發光強度的同時，整體減弱了車窗玻璃的透光性能，對駕駛產生新的影響。現有的技術解決方案主要從車燈上尋找解決途徑，如反射式的泛光車燈。目前已有具有代表性的SmartBeam智能遠近光燈控制系統。然而，該套系統防眩目手段在于實時改變遠光燈的照明系統， 對于駕駛者而言，主動性能不強，且對照明系統的改變意味著道路照明的損失，考慮到遮光系統的特殊性，無法有效觀測到道路上的駕駛車輛，可能對駕駛造成新的隱患。
實用新型內容本實用新型為了克服現有技術中遮光的同時影響駕駛員的行車視野的缺陷，提出了一種基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統。本實用新型通過將汽車前車窗玻璃進行改造，使用點陣式的液晶玻璃，由微型控制單元控制。該微型控制單元同時通過光敏伺服系統或圖像傳感器獲悉強光源的相關信息。將強光與駕駛員眼部之間的液晶玻璃點陣改變電位使其遮光，則能減輕駕駛員眼部對強光的反應，進而減緩強光照射對駕駛員行車的影響，具有較強的遮光主動性，同時相對道路其余部分的照明不產生任何影響。本實用新型提出了一種基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統，包括:液晶玻璃單元、光源感知單元以及數據處理與控制單元；所述光源感知單元通過所述數據處理與控制單元與所述液晶玻璃單元連接；所述液晶玻璃單元包括點陣式液晶玻璃及驅動部件。其中，所述光源感知單元包括圖像傳感器。其中，所述光源感知單元采集方向與行車方向相同；所述光源感知單元設置在所述液晶玻璃單元的覆蓋范圍之外。本實用新型能夠用液晶玻璃進行精確的遮光，能起到良好的遮光效果。經驗證測試，遮光后，入射光強僅為之前的33%以下。本實用新型采用點陣式液晶玻璃進行區域遮光，既能減輕駕駛員眼部對強光的反應，進而減緩強光照射對駕駛員行車的影響，同時相對道路其余部分的照明不產生任何影響。[0010]本實用新型模塊制作成本低廉，且材料十分普及，例如CMOS圖像傳感器。本實用新型的三部分模塊均可加裝于車內空間且易于對現有車輛改裝。本實用新型無需對車輛內部結構進行大量改造，且系統可采用車輛現成電源供電。本實用新型需求的技術要求相對低，本實用新型的硬件部件均可采用現有材料實現。本實用新型的數據處理與控制模塊只需采用主流的處理器便可，且數據處理與控制單兀的編程開發也相對較易。本實用新型對夜間駕駛的負面影響更小。本實用新型采用點陣式液晶玻璃進行區域遮光，僅對強光源向人眼方向的強光進行有效的光線削弱，既能減輕駕駛員眼部對強光的反應，進而減緩強光照射對駕駛員行車的影響，同時相對道路其余部分的照明不產生任何影響。
圖1是本實用新型基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統的示意圖。圖2是的透光率隨電壓的變化以及對各波長光線的散射情況的關系圖。其中，圖2(A)是TOLC對各波長光線的散射情況的關系圖；圖2(B)是TOLC透光率隨電壓的變化關系圖。圖3是數據處理與控制單元的駕駛員視野的計算模型示意圖。其中，圖3(A)是水平方向參數的計算模型；圖3(B)是豎直方向參數的計算模型。圖4是數據處理與控制單元的圖像傳感器的視角計算模型的示意圖。其中，圖4(A)是水平方向參數的計算模型；圖4 )是豎直方向參數的計算模型。圖5是經本實用新型處理前后圖像采集器受到的光線強度對比圖。
具體實施方式
結合以下具體實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。實施本實用新型的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本實用新型沒有特別限制內容。1-液晶玻璃單元，2-光源感知單元，3-數據處理與控制單元。如圖1所示，本實用新型基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統，包括:液晶玻璃單元1、光源感知單元2、數據處理與控制單元3。液晶玻璃單元I包括點陣式液晶玻璃及驅動部件。具體應用中，驅動部件可以為驅動電路。驅動部件根據數據處理與控制單元3的控制信號輸入通過驅動電路改變點陣式液晶玻璃的各點的透光率。液晶玻璃采用F1DLC(PC)Iymer dispersed liquid crystal)聚合物分散液晶玻璃。PDLC液晶玻璃工作原理:H)LC在無外加電壓的情形下，膜間不能形成有規律的電場，液晶微粒的光軸取向隨機，呈現無序狀態，其有效折射率不與聚合物的折射率匹配。入射光線被強烈散射，薄膜呈不透明或半透明狀。在施加外電壓的情形下，液晶微粒的光軸垂直于薄膜表面排列，即與電場方向一致。液晶微粒的尋常光折射率與聚合物的折射率基本匹配，無明顯介面，構成了一基本均勻的介質，所以入射光不會發生散射，薄膜呈透明狀。因此，在外加電場的驅動下，PDLC具備光開關特性。如圖2所示，一般TOLC的透光率變化在O % 85 %，在可見光范圍內遮光效果都十分優異，其透光率-電壓變化曲線非常理想，閾值范圍小，而同時變化斜率又不至于過大，提供了優良的灰度控制前景，為精確確定量的遮光操作可能性提供了極大空間。TOLC液晶玻璃器件對光線透過率的變化范圍大，這是其性質上及其重要的優點。液晶玻璃可以安裝在擋風玻璃上，覆蓋住駕駛員的大部分視線，也可以選用大型的液晶玻璃作為擋風玻璃。本實施例中，光源感知單元2采用常見的CMOS圖像傳感器，與數據處理與控制單元3相連接，將圖像傳感器安置于液晶玻璃單元I的液晶玻璃的一側，液晶玻璃面板平面垂線與攝像頭鏡頭軸線平行。光源感知單元2采集駕駛員行車視野(透過點陣式液晶玻璃)圖像信息并傳輸至數據處理與控制單元3。數據處理與控制單元3分析駕駛員視野的受光信息。受光信息包括的強光的方位信息、強度信息及色度信息。光源感知單兀2的米集方向與行車方向相同(駕駛員視野方向)；光源感知單元2的安裝位置使其采集范圍不受液晶玻璃單元I的遮擋。數據處理與控制單元3中設置有預設參數。預設參數用于對光源感知單元2的圖像信息進行分析，數據處理與控制單元3決定液晶玻璃單元I的相應點陣狀態，對應控制信號輸出至液晶玻璃單元1，液晶玻璃單元I的液晶玻璃相應區域透光率發生變化，實現替駕駛者減輕強光的照射，同時又盡量避免對駕駛的影響。實施例:駕駛員在夜間行駛時打開本實用新型防眩目駕駛輔助系統，數據處理與控制單元3進行初始化以及加載預設參數。初始化包括數據處理與控制單元所搭載的操作系統啟動過程，以及在本系統開始正常工作前程序的準備工作，使光源感知單元2、液晶玻璃單元I進入工作狀態的必要步驟等。預設參數包括:駕駛員眼部與液晶玻璃單元I的相對位置信息、強光的判定條件、強度范圍與色度范圍、液晶玻璃所覆蓋的駕駛員視野在光源感知單元2所采集的圖像中的區域(有效區域)像素坐標。光源感知單元2開始采集駕駛員行車視野圖像并傳送至數據處理與控制單元3。根據數據處理與控制單元3對圖像中有效區域各方位強度信息以及色度信息的檢測，判斷駕駛員視野中是否存在強光源。當數據處理與控制單元3判定駕駛員行車視野中存在強光源，數據處理與控制單元3根據強光源的方位信息與預設參數中駕駛員眼球與點陣式液晶玻璃的相對位置，計算該光源出現在點陣式液晶玻璃上所在的點陣位置，以及根據強光源的強度有關信息，計算出阻擋該強光源所需的液晶玻璃的輸出灰度，以該灰度輸出能使強光源照射駕駛員強度有效變弱從而減少該光源對于駕駛員視覺的刺激。數據處理與控制單元3根據計算得到的液晶玻璃點陣各點輸出信息，控制液晶玻璃單元I的點陣各點輸出，通過減小液晶點陣玻璃在駕駛員視野中強光源所在方位的透光率，降低了強光源對于駕駛員的眩目影響。數據處理與控制單元3在步驟三中的計算模型例如下:逐點掃描檢測圖像中的強光源:該模型中人眼近似為一點，相對強光源與人眼距離，人眼與光源感知單元2攝像頭距離忽略不計，因此，將攝像頭所采集圖像近似為駕駛員視野。例如，已知人眼與點陣屏距離為A，屏寬L，高H，豎直放置，人眼在屏上的投影距屏底部高B，距屏左端為C，屏為豎直正放，如圖3所示。上述各距離參數在使用前可實際測量，且作為系統初始化時的預設參數輸入。α、β分別為人眼E的左視角和右視角，其中，左視角和右視角如式⑴表示:[0034]
權利要求1.一種基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統，其特征在于，包括:液晶玻璃單元(I)、光源感知單元(2)以及數據處理與控制單元(3);所述光源感知單元(2)通過所述數據處理與控制單元(3)與所述液晶玻璃單元(I)連接；所述液晶玻璃單元(I)包括點陣式液晶玻璃及驅動部件。
2.如權利要求1所述基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統，其特征在于，所述光源感知單元(2)包括圖像傳感器。
3.如權利要求1所述基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統，其特征在于，所述光源感知單元(2)采集方向與行車方向相同；所述光源感知單元(2)設置在所述液晶玻璃單元(I)的覆蓋范圍之外。
專利摘要本實用新型公開了一種基于液晶玻璃的防眩目駕駛輔助系統，具包括液晶玻璃單元、光源感知單元、數據處理與控制單元；液晶玻璃單元包括點陣式液晶玻璃及驅動部件，通過驅動部件根據數據處理與控制單元的點陣狀態信息改變點陣式液晶玻璃的各個點陣的透光率。本實用新型采用點陣式液晶玻璃進行區域遮光，既能減輕駕駛員眼部對強光的反應，進而減緩強光照射對駕駛員行車的影響，同時相對道路其余部分的照明不產生任何影響。
文檔編號G02F1/133GK202944179SQ20122052728
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者方鑫 申請人:華東師范大學