汽车A柱透视化车载显示装置

1.一种汽车A柱透视化车载显示装置，其在车内A柱两侧斜面分别布设与其面积弧度相同的第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏，第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏的输入端接入信息处理控制单元，信息处理单元通过车载电脑实现；车内A柱两侧的第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏底部分别设置第一摄像头和第二摄像头采集驾驶员视觉信息；在车外两侧A柱上设置分别设置第三摄像头和第四摄像头，特征在于：
通过车内第一摄像头和第二摄像头所采集到的驾驶员眼动参数在世界坐标系下计算驾驶员视线关注角度β；第三摄像头和第四摄像头的输出端与信息控制单元连接，利用车外第三摄像头和第四摄像头获取汽车前方道路交通环境环视信息，信息控制单元通过计算处理所得到的视线关注角度与车外采集系统所采集的环视信息进行匹配和关联，按照驾驶需求裁剪和拼接出当前时刻驾驶员被A柱遮挡的视线关注区域位置ε和φ；利用透视关系和体位变化所引起驾驶员视觉搜索时固定角度β和γ变化信息，实时改显示图像的尺寸和方向，并将符合驾驶员视线关注角度的外界道路交通环境信息显示布置在车内A柱上的第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏上，为驾驶员提供A柱所遮挡的环境信息。
2.根据权利要求1所述的一种汽车A柱透视化车载显示装置，特征在于：所述的第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头均为CCD摄像头。

汽车A柱透视化车载显示装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种汽车安全装置，具体地说是一种反映了驾驶员视线角度动态变化并使A柱透明化的车载图像显示系统。实时根据驾驶视线关注区域需求自适应调整画面角度和尺寸，从而更加方便快捷的获得驾驶环视信息。\n背景技术\n[0002] 汽车上的挡风玻璃与前车门之间的立柱起支撑作用叫做A柱，A柱由于在行驶过程中会遮挡驾驶员部分视线，因此造成视觉盲区，如图1所示。A柱盲区的存在是造成交通事故的重要原因之一，视线遮挡的不便尤其在驾驶员转弯或者换道过程中体现的更为明显，所以我们希望A柱越窄越好，而A柱支撑汽车前部重量又要求有一定的刚度，而现有的汽车很难实现既满足驾驶观测需求又保证有一定的安全系数。因此人们需求一种可以透视A柱观测到转弯或变道时由于盲区视觉障碍而无法获得的交通场景来提高驾驶的安全与舒适性。\n[0003] 现有的大部分A柱视障消除装置，将显示器安装在A柱内侧多采用液晶显示屏，它不能完全贴合A柱，并且无法智能调整观测画面，或利用手动按动显示器按钮调整车外场景画面，不仅在调试过程中分神费时，而且在紧急情况下存在安全隐患。有人提出利用距离传感器探测驾驶员身体与屏幕距离从而调整显示器画面，虽解决了不用手动操作的安全隐患问题但预测效果不好，精确度下降，无法正确估算驾驶员真正所观察的方向。另外不同驾驶员的体态和驾驶习惯的不同使所遮挡的视线角度也不同。。\n发明内容\n[0004] 本发明是为了解决上述汽车A柱盲区存在的隐患，而提供一种反映驾驶员视线角度动态变化的汽车A柱透视化车载显示装置。众所周知，驾驶员观测道路信息时主要通过视觉判断，眼睛是驾驶员获得交通信息的最主要媒介，一个人在驾驶过程中眼部信息也最为直观明显的。因此本发明针对不同驾驶员驾驶习惯特性，跟踪驾驶员视线偏转角度自适应调整显示画面设计A柱透视化车载显示装置。\n[0005] 本发明在车内A柱两侧斜面分别布设与其面积弧度相同的第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏，第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏的输入端接入信息处理控制单元，信息处理单元通过车载电脑实现；车内A柱两侧的第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏底部分别设置第一摄像头和第二摄像头采集驾驶员视觉信息，例如瞳孔位置和角膜反射参数；通过车内第一摄像头和第二摄像头所采集到的驾驶员眼动参数在世界坐标系下计算驾驶员视线关注角度β；在车外两侧A柱上设置分别设置第三摄像头和第四摄像头，第三摄像头和第四摄像头的输出端与信息控制单元连接，利用车外第三摄像头和第四摄像头获取汽车前方道路交通环境环视信息；信息控制单元通过计算处理所得到的视线关注角度与车外采集系统所采集的环视信息进行匹配和关联，按照驾驶需求裁剪和拼接出当前时刻驾驶员被A柱遮挡的视线关注区域位置ε和φ；利用透视关系和体位变化所引起驾驶员视觉搜索时固定角度β和γ变化信息，实时改显示图像的尺寸和方向，并将符合驾驶员视线关注角度的外界道路交通环境信息显示布置在车内A柱上的第一柔性液晶显示屏和第二柔性液晶显示屏上，为驾驶员提供A柱所遮挡的环境信息。\n[0006] 本发明和现有技术相比，具有如下优点：\n[0007] 1、解决了汽车A柱对驾驶员前视视野的遮挡问题：\n[0008] 可根据驾驶员视线变化灵活调整柔性液晶显示屏所显示的视频图像，符合人类视觉特性的同时提高了A柱透视化显示效果的准确性，及时满足驾驶员获取由于A柱遮挡而缺失的图像。解决了以往车载显示装置无法准确预测显示画面的缺憾。并完善现有A柱视障消除装置多为摄像机提供前方全景图像而给驾驶员带来的与真实视野的不一致感的现象，消除驾驶员从其正常无遮挡视野和显示屏两个渠道获得的前方道路交通环境信息之间的重叠性和冗余性，为驾驶员提供更为完整、更为准确且有良好的驾驶员接受性的外界道路交通环境信息。\n[0009] 2、本发明考虑了驾驶员个性化视觉特性，自适应显示装置无需驾驶员接触控制按钮：即可随时智能调整所需求画面的角度和方向，减少了驾驶员驾驶操作过程的分神隐患，进而提高汽车驾驶的安全性和便利性。\n附图说明\n[0010] 图1为未安装A 柱透视化显示系统装置的普通车辆前视视障示意图。\n[0011] 图2为车外A柱上安装第一摄像头和第二摄像头的示意图。\n[0012] 图3为车外摄像头装置所采集的环视图像画面。\n[0013] 图4为驾驶员被A柱遮挡的视线角度示意图。\n[0014] 图5为驾驶员视线在世界坐标系下的方向角示意图\n[0015] 图6 为根据驾驶员视线方向角剪切车外摄像头所采集的遮挡画面示意图。图7 为柔性液晶显示屏显示已裁减拼接的视频图像。\n[0016] 图8 算法流程框图。\n[0017] 其中：A1-第一柔性液晶显示屏；A2-第二柔性液晶显示屏；B1-第一摄像头；\nB2-第二摄像头C1-第三摄像头；C2-第四摄像头； -摄像头检测范围；β-左侧A柱所遮挡驾驶员视线的角度；γ-右侧A柱所遮挡的驾驶员的角度；ε-左侧视频信息裁减过程保留的图像区域；φ-右侧视频信息所裁减过程保留的图像区域。\n具体实施方式\n[0018] 如图4所示，本实施例在车内A柱两侧斜面分别布设与其面积弧度相同的第一柔性液晶显示屏A1和第二柔性液晶显示屏A2，第一柔性液晶显示屏A1和第二柔性液晶显示屏A2的输入端接入信息处理控制单元，信息处理单元通过车载电脑实现。车内A柱两侧的第一柔性液晶显示屏A1和第二柔性液晶显示屏A2底部分别设置第一摄像头B1和第二摄像头B2采集驾驶员视觉信息（瞳孔位置和角膜反射参数）。通过车内第一摄像头B1和第二摄像头B2所采集到的驾驶员眼动参数在世界坐标系下计算驾驶员视线关注角度β，如图5所示。在车外两侧A柱上设置分别设置第三摄像头C1和第四摄像头C2，如图2所示，第三摄像头C1和第四摄像头C2的输出端与信息控制单元连接，利用车外第三摄像头C1和第四摄像头C2获取汽车前方道路交通环境环视信息，如图3所示；信息控制单元通过计算处理所得到的视线关注角度与车外采集系统所采集的环视信息进行匹配和关联，按照驾驶需求裁剪和拼接出当前时刻驾驶员被A柱遮挡的视线关注区域位置ε和φ，如图6所示；利用透视关系和体位变化所引起驾驶员视觉搜索时固定角度β和γ变化信息，如图4所示，实时改显示图像的尺寸和方向。并将符合驾驶员视线关注角度的外界道路交通环境信息显示布置在车内A柱上的第一柔性液晶显示屏A1和第二柔性液晶显示屏A2上，如图7所示，为驾驶员提供A柱所遮挡的环境信息。\n[0019] 如图8所示，本发明的信息采集部分为驾驶员视觉信息和车外第三摄像头C1和第四摄像头C2；当计算得出驾驶员视线角度特征的同时，在信息控制单元利用已训练的先验知识对外部第三摄像头C1和第四摄像头C2采集的视频信息进行匹配，快速得出A柱所遮挡图像区域ε和φ的信息，同时显示驾驶员相对应的不同坐姿和视线角度方向时所遮挡的交通环境信息。当车内第一摄像头B1和第二摄像头B2检测不到驾驶员左右观测视线时即驾驶员视线无障碍遮挡时，第一柔性液晶显示屏A1和第二柔性液晶显示屏A2显示固定角度的车外环境信息。\n[0020] 所述的第一摄像头B1、第二摄像头B2、第三摄像头C1和第四摄像头C2均为CCD摄像头。