本實用新型涉及一種眼動行為分析及車輛屏幕控制裝置，屬于車輛屏幕控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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以往，大部分的汽車前擋風(fēng)玻璃僅僅起到將車內(nèi)環(huán)境與車外環(huán)境進行分隔的作用，而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可以將相應(yīng)的內(nèi)容投射到汽車前擋風(fēng)玻璃，汽車前擋風(fēng)玻璃逐漸成為汽車的新型屏幕。將前擋風(fēng)玻璃作為新的車內(nèi)屏幕可以大大擴大車內(nèi)屏幕的面積，當駕駛員在堵車、等人、查詢地圖等時間內(nèi)，提供更加清晰的圖像指示和娛樂信息。

現(xiàn)有的汽車前擋風(fēng)玻璃投射技術(shù)主要是應(yīng)用了抬頭顯示器(Head Up Display，簡稱HUD)，這種顯示器最早使用在飛行器上，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在很多高級汽車上。

現(xiàn)有的汽車抬頭顯示器主要是將汽車儀表板信息、預(yù)警提示信息進行投射，提供的信息十分有限，并且，當駕駛員需要切換投射的信息，或者取消信息的顯示時，仍然需要手動操作才可以完成，容易造成行車過程中的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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針對上述問題，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種眼動行為分析及車輛屏幕控制裝置。

本實用新型的眼動行為分析及車輛屏幕控制裝置。它包含駕駛員視線檢測裝置1、車輛狀態(tài)采集單元2、駕駛員注視點檢測模塊3、前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4、前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊5和前擋風(fēng)玻璃屏幕退出模塊6，駕駛員視線檢測裝置1和車輛狀態(tài)采集單元2分別與前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4連接，前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4和前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊5的一端連接，前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊5的另一端與前擋風(fēng)玻璃屏幕退出模塊6連接。

作為優(yōu)選，所述的駕駛員視線檢測裝置1為眼動儀，所述的駕駛員視線檢測裝置1中包含駛員注視點檢測模塊3。

本實用新型的有益效果：在前擋風(fēng)玻璃處設(shè)置眼動儀，用于檢測駕駛?cè)搜劬Φ淖⒁朁c；可選擇觀看的屏幕包括娛樂類、地圖類、文件類別等；當駕駛員的視線落在不同的區(qū)域時，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，分析駕駛員的行為習(xí)慣，從而確定內(nèi)容顯示的具體位置和顯示的內(nèi)容。此裝置能夠使得駕駛員在駕駛的過程中更為方便的查看到自己想得到的信息，同時雙手不用離開方向盤、視線不用離開前方，通過視線即可方便的控制前擋風(fēng)玻璃屏幕的開啟和結(jié)束，并且屏幕顯示面積更大、內(nèi)容更加豐富，使駕駛員在較短的時間內(nèi)得到更多的信息。

附圖說明：

為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的工作原理流程結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為通過本實用新型建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型圖。

1-駕駛員視線檢測裝置；2-車輛狀態(tài)采集單元；3-駕駛員注視點檢測模塊；4-前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊；5-前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊；6-前擋風(fēng)玻璃屏幕退出模塊。

具體實施方式：

如圖1所示，本具體實施方式采用以下技術(shù)方案：它包含駕駛員視線檢測裝置1、車輛狀態(tài)采集單元2、駕駛員注視點檢測模塊3、前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4、前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊5和前擋風(fēng)玻璃屏幕退出模塊6，駕駛員視線檢測裝置1和車輛狀態(tài)采集單元2分別與前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4連接，前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4和前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊5的一端連接，前擋風(fēng)玻璃屏幕顯示位置判斷模塊5的另一端與前擋風(fēng)玻璃屏幕退出模塊6連接。

作為優(yōu)選，所述的駕駛員視線檢測裝置1為眼動儀，所述的駕駛員視線檢測裝置1中包含駛員注視點檢測模塊3。

本具體實施方式的工作原理為：駕駛員視線檢測裝置1主要指眼動儀，眼動儀利用攝像頭拍攝駕駛員的眼睛，并通過分析視頻中駕駛員雙眼瞳孔的位置，找出雙眼視線的交點即為駕駛員的注視點。眼動儀中的駕駛員注視點檢測模塊3能夠?qū)崟r檢測出駕駛員的注視點，并且將注視點的位置輸出，供后續(xù)分析使用。在駕駛員駕車的過程中，駕駛員注視點檢測模塊對駕駛員的注視點不間斷的進行實時檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送至前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4。

在前擋風(fēng)玻璃處設(shè)置駕駛員注視點觸發(fā)區(qū)域，當駕駛員注視該區(qū)域達到5秒以上時，則將該觸發(fā)信息發(fā)送至前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4。以為如果駕駛員注視的時間達到5秒及以上，說明駕駛員有足夠的空余時間來觀看屏幕的內(nèi)容，而不會影響到正常的駕車。注視區(qū)域應(yīng)該選擇在前擋風(fēng)玻璃的邊界處，位于駕駛員正常駕駛時很少觀看的區(qū)域。

當駕駛員注視觸發(fā)區(qū)域的時間超過5秒時，通過汽車的CAN總線獲取速度傳感器、加速度傳感器等采集到的車輛的運行狀態(tài)信息，車輛的運行狀態(tài)信息包括車輛的速度和加速度，并將采集來的數(shù)據(jù)實時發(fā)送給前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4。

前擋風(fēng)玻璃觸發(fā)模塊4用于對駕駛員的注視信息和車輛的運行狀態(tài)信息進行分析，并決定是否對屏幕進行觸發(fā)。具體的觸發(fā)分析過程為：首先，如果前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4接收到駕駛員注視點檢測模塊3發(fā)出的信息，該信息特指如果駕駛員注視觸發(fā)區(qū)域的時間達到5秒及以上，駕駛員注視點檢測模塊3就向前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4發(fā)送的觸發(fā)信息。前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊4接收到該信息后，即對車輛的運行狀態(tài)信息進行分析。如果車輛處于高速行駛狀態(tài)，或者正處于加速狀態(tài)，則無法觸發(fā)屏幕；如果車輛的速度低于30km/h或者車輛的速度為0，并且沒有明顯加速趨勢(加速度低于3m/s²)，則開啟屏幕。具體的分析過程如圖2所示。

前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊5根據(jù)駕駛員的注視信息和車輛的運行狀態(tài)信息對屏幕進行開啟后，需要對屏幕顯示位置進行判斷。具體的判斷方法為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，在屏幕的位置和顯示的內(nèi)容之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得駕駛員想觀看不同的內(nèi)容時，只需將視線移動到相關(guān)的位置即可。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)的能力，因此本方法能夠根據(jù)不同駕駛員的不同習(xí)慣和喜好改變屏幕的位置和內(nèi)容的關(guān)系。

(a)得到訓(xùn)練樣本集

首先將前擋風(fēng)玻璃均勻的分成9個區(qū)域，駕駛員的注視點在單位時間內(nèi)落在不同的區(qū)域的時間能夠用眼動儀統(tǒng)計出來，當駕駛員在注視的同時，詢問駕駛員想要在此區(qū)域內(nèi)看到的內(nèi)容，如地圖、娛樂信息、文件信息等。駕駛員多次觀看后，記錄駕駛員觀看的區(qū)域和對應(yīng)的希望觀看的內(nèi)容并進行記錄，便得到了一組訓(xùn)練樣本集。

假設(shè)有P個訓(xùn)練樣本集，即有P個輸入輸出對，(Ip，Tp)，p＝1，…，P。

其中，輸入向量為I_p＝(i_p1，…，i_pm)^T，實際的目標輸出向量為T_p＝(t_p1，…，t_pn)^T，理論輸出向量為O_p＝(o_p1，…，o_pn)^T。

(b)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模

根據(jù)對本方法的分析，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型屬于沒有中間層的簡單網(wǎng)絡(luò)，其模型如圖3所示。

(c)知識學(xué)習(xí)過程

記wij為從輸入向量的第j(j＝1，…，m)個分量到輸出向量的第i(i＝1，…，n)個分量的權(quán)重。通常理論值與實際值有一誤差，知識學(xué)習(xí)則是指不斷地把理論值與實際值比較，并根據(jù)極小原則修改參數(shù)wij，使誤差平方和達最?。?/p>

用Δw_ij表示遞推一次的修改量，則有，

其中η為學(xué)習(xí)速率。

通過知識學(xué)習(xí)過程將權(quán)值進行確定，即可確定輸入量與輸出量之間的函數(shù)關(guān)系，即可根據(jù)駕駛員注視點的位置確定駕駛員想看的內(nèi)容。即可在駕駛員注視點所在區(qū)域內(nèi)進行屏幕內(nèi)容的播放。

針對不同的駕駛員，其觀看的習(xí)慣和喜好各不相同，可以對每個駕駛員的注視點和想觀看的屏幕的內(nèi)容進行訓(xùn)練，即可得到個性化的屏幕顯示方式。

如果駕駛員想要退出屏幕觀看模式，則可以注視屏幕觸發(fā)區(qū)域，注視時間達到5秒鐘及以上時，屏幕便自動退出。

需要注意的是，當前擋風(fēng)玻璃屏幕正在顯示時，前擋風(fēng)玻璃屏幕觸發(fā)模塊也在不斷的檢測車輛的狀態(tài)，如果車輛的速度超出了30km/h，或者車輛的加速度超過了3m/s²，則立刻停止屏幕顯示。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。