一種自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制方法和裝置與流程

2023-05-24 18:07:51 1

本發明涉及智能車應用技術領域，特別是關於一種自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制方法和裝置。

背景技術：

隨著智能交通、智能駕駛技術和汽車設計製造技術的快速發展，汽車智能化已經逐漸被人們熟悉和接受，汽車單以交通工具的身份進行運輸或載人作業的現狀已不能滿足人們日益提高的生活水平需要，而人們對汽車良好的舒適性和駕駛體驗有著更高的要求。

現有技術中，普通車輛駕駛室的座椅、轉向盤、後視鏡和安全帶大多採用手動調節。在高端轎車中，雖然大多採用了電動座椅、電動轉向盤、電動後視鏡和電動安全帶等控制方式，但仍需駕駛人事先手動調整。即便有的車輛具有記憶功能，也往往只能儲存3至4位駕駛人信息，未被存儲信息的駕駛人仍然需要事先手動調整。通過手動調節或手動與電動聯合調節的方式雖然能夠滿足日常需要，然而在駕駛前需要進行諸多繁瑣的準備工作，所以有必要專門針對汽車駕駛室的功能進行新的設計。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制方法和裝置，其能夠自適應不同駕駛人的體態並將駕駛人置於相對最優的駕駛環境中，以緩解駕駛人疲勞以及確保駕駛安全。

為實現上述目的，本發明提供一種自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制方法，所述方法包括如下步驟：

s1，在駕駛人一側的車門內側安裝第一圖像傳感器，在車外左、右外後視鏡和車內後視鏡上分別安裝第二圖像傳感器，在座椅上安裝壓力傳感器，並標定各圖像傳感器的位置；

s2，利用s1中的壓力傳感器和標定好的圖像傳感器獲得駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據；

s3，依據s2獲得的各數據，建立資料庫；

s4，利用s1中的壓力傳感器和標定好的圖像傳感器獲得當前駕駛人的體態特徵信息，將測量得到的當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息與s3的資料庫存儲的駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息進行匹配，以在資料庫中尋找到與當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息最接近的駕駛人樣本；

s5，根據s4尋找到的最接近的駕駛人樣本，按照資料庫中存儲的對應數據，調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態；

步驟s2和步驟s4中的體態特徵信息包括身體姿態和眼睛位置，其中：

駕駛人的身體姿態的獲得方法包括：利用第一圖像傳感器採集到的駕駛人的各關節點所在的位置，獲得駕駛人的各關節點在車輛坐標系中對應的角度，進而獲得駕駛人的身體姿態；

駕駛人的眼睛位置的獲得方法包括：利用第二圖像傳感器採集到的駕駛人的眼睛所在的位置，獲得駕駛人的眼睛在車輛坐標系中對應的位置。

進一步地，駕駛人的身體姿態的獲得方法具體包括：

s61，勾勒駕駛人的坐姿輪廓，並在駕駛人的坐姿輪廓上選取駕駛人的各關節點，包括踝關節(a)、膝關節(b)、髖關節(c)、肩關節(d)、肘關節(e)、腕關節(f)；

s62，將第一圖像傳感器的軸線垂直於車輛坐標系的yv軸，第一圖像傳感器的xnnyn坐標系與車輛坐標系yvoxv的第一對應關係為：

s63，利用第一圖像傳感器採集s61中各關節點在第一圖像傳感器xnnyn坐標系的位置(xn,yn,zn),根據步驟s62中的第一對應關係，計算得到各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

s64，根據s63計算得到的各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，獲得各關節點在車輛坐標系中對應的角度。

進一步地，駕駛人的眼睛位置的獲得方法為如下方法中的一種或多種：

第一種方法，左外後視鏡上第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系與車輛坐標系yvoxv的第二對應關係為：

θ1為左外後視鏡逆時針旋轉的角度；

利用左外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系的位置(xc1,yc1,zc1),根據第二對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二種方法，右外後視鏡上第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系與車輛坐標系yvoxv的第三對應關係為：

θ2為右外後視鏡逆時針旋轉的角度；

第三種方法，利用右外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系的位置(xc2,yc2,zc2),根據第三對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

車內後視鏡上第二圖像傳感器的yiixi坐標系與車輛坐標系yvoxv的第四對應關係為：

θi為車內後視鏡逆時針旋轉的角度；

利用車內後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yiixi坐標系的位置(xi,yi,zi),根據第四對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

進一步地，第二圖像傳感器的軸線垂直於後視鏡的鏡面，且其軸線指向後視鏡的轉軸。

進一步地，s5中的「調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態」具體包括：

在座椅底座下布置水平導軌，通過座椅水平滑移電機控制座椅在水平導軌上的前後位置；

在座椅底座下布置豎直導軌，通過座椅垂直升降電機控制座椅在豎直導軌上的高度位置；

將座椅靠背俯仰電機的輸出軸與座椅底座和靠背之間的鉸鏈軸在軸向上固連，通過靠背俯仰電機控制座椅靠背與座椅底座的夾角；

在座椅靠背中設置伸縮導軌，將頭枕與伸縮導軌固連，通過頭枕伸縮電機控制頭枕與座椅靠背的在伸縮導軌上的相對位置；

將頭枕俯仰電機的輸出軸與座椅靠背伸縮導軌和頭枕之間的鉸鏈軸在軸向上固連，控制頭枕與座椅靠背的角度；

通過轉向盤俯仰電機控制轉向杆柱的水平夾角；

通過轉向盤伸縮電機控制轉向盤與駕駛人之間的距離(在zvoyv平面上的距離)；

通過左外後視鏡旋轉電機、右外後視鏡旋轉電機、內後視鏡旋轉電機、內後視鏡俯仰電機控制相應後視鏡的角度，將當前駕駛人的眼睛位置調整至與屬於該駕駛人體態人群95百分位的眼橢圓範圍內；

通過安全帶收緊-放鬆電機控制安全帶的鬆緊程度；

通過安全帶高度調節電機控制調節安全帶導向板的高度，以匹配不同身高的駕駛人。

本發明還提供一種自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制裝置，所述裝置包括：

第一圖像傳感器，其安裝在駕駛人一側的車門內側，並用於採集駕駛人的各關節點所在的位置；

第二圖像傳感器，其分別安裝在車外左、右外後視鏡和車內後視鏡上，並用於採集駕駛人的眼睛所在的位置；

壓力傳感器，其安裝在座椅上，並用於採集駕駛人的體重；

控制器，具體包括：

信息輸入模塊，其連接所述第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和壓力傳感器，其用於接收所述第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和壓力傳感器採集到的各數據；

資料庫建立模塊，其用於利用所述信息輸入模塊接收到的各數據，獲得駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據，以建立資料庫；

駕駛人樣本尋找模塊，其用於利用所述壓力傳感器、所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器獲得當前駕駛人的體態特徵信息，將測量得到的當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息與所述資料庫存儲的駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息進行匹配，以在資料庫中尋找到與當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息最接近的駕駛人樣本；

指令輸出模塊，其用於根據尋找到的最接近的駕駛人樣本，按照資料庫中存儲的對應數據，調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態；

所述體態特徵信息包括身體姿態和眼睛位置，所述資料庫建立模塊包括：

駕駛人的身體姿態的獲得子模塊，其用於利用所述第一圖像傳感器採集到的駕駛人的各關節點所在的位置，獲得駕駛人的各關節點在車輛坐標系中對應的角度，進而獲得駕駛人的身體姿態；

駕駛人的眼睛位置的獲得子模塊，其用於利用所述第二圖像傳感器採集到的駕駛人的眼睛所在的位置，獲得駕駛人的眼睛在車輛坐標系中對應的位置。

進一步地，所述駕駛人的身體姿態的獲得子模塊的工作具體包括：

s61，勾勒駕駛人的坐姿輪廓，並在駕駛人的坐姿輪廓上選取駕駛人的各關節點，包括踝關節(a)、膝關節(b)、髖關節(c)、肩關節(d)、肘關節(e)、腕關節(f)；

s62，將第一圖像傳感器的軸線垂直於車輛坐標系的yv軸，第一圖像傳感器的xnnyn坐標系與車輛坐標系yvoxv的第一對應關係為：

s63，利用第一圖像傳感器採集s61中各關節點在第一圖像傳感器xnnyn坐標系的位置(xn,yn,zn),根據步驟s62中的第一對應關係，計算得到各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

s64，根據s63計算得到的各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，獲得各關節點在車輛坐標系中對應的角度。

進一步地，駕駛人的眼睛位置的獲得子模塊的工作方式為如下方式中的一種或多種：

第一種方式，左外後視鏡上第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系與車輛坐標系yvoxv的第二對應關係為：

θ1為左外後視鏡逆時針旋轉的角度；

利用左外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系的位置(xc1,yc1,zc1),根據第二對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二種方式，右外後視鏡上第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系與車輛坐標系yvoxv的第三對應關係為：

θ2為右外後視鏡逆時針旋轉的角度；

第三種方式，利用右外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系的位置(xc2,yc2,zc2),根據第三對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

車內後視鏡上第二圖像傳感器的yiixi坐標系與車輛坐標系yvoxv的第四對應關係為：

θi為車內後視鏡逆時針旋轉的角度；

利用車內後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yiixi坐標系的位置(xi,yi,zi),根據第四對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

進一步地，所述第二圖像傳感器的軸線垂直於後視鏡的鏡面，且其軸線指向後視鏡的轉軸，所述壓力傳感器安裝在座椅上與人體接觸面的幾何中心。

進一步地，所述指令輸出模塊中的「調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態」具體包括：

在座椅底座下布置水平導軌，通過座椅水平滑移電機控制座椅在水平導軌上的前後位置；

在座椅底座下布置豎直導軌，通過座椅垂直升降電機控制座椅在豎直導軌上的高度位置；

將座椅靠背俯仰電機的輸出軸與座椅底座和靠背之間的鉸鏈軸在軸向上固連，通過靠背俯仰電機控制座椅靠背與座椅底座的夾角；

在座椅靠背中設置伸縮導軌，將頭枕與伸縮導軌固連，通過頭枕伸縮電機控制頭枕與座椅靠背的在伸縮導軌上的相對位置；

將頭枕俯仰電機的輸出軸與座椅靠背伸縮導軌和頭枕之間的鉸鏈軸在軸向上固連，控制頭枕與座椅靠背的角度；

通過轉向盤俯仰電機控制轉向杆柱的水平夾角；

通過轉向盤伸縮電機控制轉向盤與駕駛人之間的距離；

通過左外後視鏡旋轉電機、右外後視鏡旋轉電機、內後視鏡旋轉電機、內後視鏡俯仰電機控制相應後視鏡的角度，將當前駕駛人的眼睛位置調整至與屬於該駕駛人體態人群95百分位的眼橢圓範圍內；

通過安全帶收緊-放鬆電機控制安全帶的鬆緊程度；

通過安全帶高度調節電機控制調節安全帶導向板的高度，以匹配不同身高的駕駛人。

本發明的有益效果：本發明的自適應駕駛人體態的智能駕駛室，採用人體識別系統對駕駛人體態的識別，智能控制系統傳達指令給執行器調整駕駛室中座椅、轉向盤、內外後視鏡和安全帶的姿態，可自適應不同駕駛人的體態並將駕駛人置於相對最優的駕駛環境，能夠實現任意駕駛人的駕駛前零準備，使駕駛過程變得更輕鬆，為駕駛人給予更好的駕駛體驗並提高整車舒適性，緩解駕駛人疲勞，確保駕駛安全。

附圖說明

圖1a為本發明的自適應駕駛人體態的智能駕駛室的示意性正視圖。

圖1b為圖1a的示意性俯視圖。

圖2為駕駛人的坐姿示意圖。

圖3a為駕駛人坐姿初始時刻的示意圖。

圖3b為駕駛人坐姿調整後的示意圖。

圖4為本發明智能駕駛室的控制流程簡圖。

圖5為本發明執行器結構圖。

圖6a和圖6b為本發明的駕駛人的身體姿態的獲得方法建立的車輛分析模型。

圖6c為本發明的駕駛人的身體姿態的獲得方法建立的駕駛人分析模型。

圖7a和圖7b為本發明的駕駛人的眼睛位置的獲得方法建立的車輛分析模型。

具體實施方式

在附圖中，使用相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。

在本發明的描述中，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護範圍的限制。

如圖1a、圖1b、圖3a和圖3b所示，本實施例所提供的自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制方法包括如下步驟：

s1，在駕駛人一側的車門內側安裝第一圖像傳感器，比如圖1b中給出的圖像傳感器30，通過圖像傳感器30識別駕駛人體態。在車外的左外後視鏡、右外後視鏡和車內的內後視鏡上分別安裝第二圖像傳感器，比如圖1a和圖1b示出的左外後視鏡31、右外後視鏡32和內後視鏡33，通過各後視鏡上的圖像傳感器能夠識別駕駛人的雙眼在駕駛室內的所處位置。在座椅上安裝壓力傳感器，壓力傳感器的數量至少為三個，分別安裝在座椅底座、座椅靠背和頭枕上，分別用於識別並記錄駕駛人身體主要受力部位(背部b3、臀部b4和頭部b2)的受力情況。

標定各圖像傳感器(包括第一圖像傳感器和第二圖像傳感器)的位置。

本實施例中的第一圖像傳感器和第二圖像傳感器採用的是單目攝像頭，本實施例中採用定焦攝像頭採集駕駛室內，其圖像畸變較小，因此忽略定焦鏡頭畸變效應，利用線性模型描述攝像頭成像過程。在此基礎上，首先採用現有技術(比如參考文獻：zhangz.aflexiblenewtechniqueforcameracalibration.ieeetransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,2000,22(11):1330-1334.)中提出的相機內參標定方法標定本專利採用攝像頭的內參，然後建立車載視覺系統的坐標系統，並由此設計基於豎直棋盤標定板的標定方案。

s2，利用s1中的壓力傳感器和標定好的圖像傳感器獲得駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據。

s2中，駕駛人樣本的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據獲得方式如下：

如圖3a和圖3b中示出地，所述駕駛人樣本主要包括：駕駛人的身高ti，體重wi。在標準駕駛室內就坐後，在駕駛室內各設備初始化位置時刻，座椅姿態數據包括底座最後端與水平導軌最後端間距li0＝0，車內地板到雙眼的坐高hsi0，腳跟到座椅底座最後端水平距離lfi0，座椅靠背與座椅底座之間的夾角βi0，座椅坐墊頂部與駕駛室地面高度hi0，胯關節到車內地板之間高度hki0。在調整到最佳坐姿時刻，座椅底座最後端與水平導軌最後端間距li，車內地板到雙眼的坐高hsi，以及腳跟到座椅底座最後端水平距離lfi，座椅靠背與座椅底座之間的夾角βi，座椅坐墊頂部與駕駛室地面高度hi，胯關節到車內地板之間高度hki0。

轉向盤姿態數據包括轉向杆柱與車內地板的夾角，轉向盤中心在車輛坐標系中的位置。轉向盤姿態數據的獲取：在駕駛室復位狀態時，根據駕駛室的初始設計圖紙，可以輕易獲取轉向杆柱與車內地板的夾角，以及轉向盤中心在車輛坐標系中的位置。資料庫建立階段，在駕駛員調節轉向盤到他認為的合適位置時，記錄轉向盤俯仰電機、轉向盤伸縮電機的進給量，進而可換算得到轉向杆柱與車內地板的當前角度以及轉向盤中心的當前位置。

內外後視鏡姿態數據包括左外後視鏡31、右外後視鏡32和內後視鏡33的鏡面分別與車輛坐標系中的yvozv平面的夾角。內外後視鏡姿態數據分別為xi、xc1、xc2與yv的所夾的銳角。

安全帶姿態數據主要是安全帶導向板的高度，導向板由安全帶高度調節電機控制，可通過記錄其進給量推算安全帶導向板所處高度，同時需記錄安全帶收緊-放鬆電機的進給量。

s3，依據s2獲得的駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據，建立資料庫，如表1所示。

表1駕駛人數據採集量表

用上述量表採集n例駕駛人參數後，隨即建立資料庫。所述駕駛人樣本總數n需滿足一定數量條件，且所述駕駛人樣本庫的身高、體重分布曲線應符合中國駕駛人人體資料庫的身高、體重分布趨勢。

s4，利用s1中的壓力傳感器和標定好的圖像傳感器獲得當前駕駛人的體態特徵信息，將測量得到的當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息與s3的資料庫存儲的駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息進行匹配，以在資料庫中尋找到與當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息最接近的駕駛人樣本。也就是說，所述資料庫建立完成後，對於任意一個陌生駕駛人，通過安裝在車內後視鏡33上的第二圖像傳感器測得其坐高hsi0、安裝在車門上的圖像傳感器測得其腳跟到髖關節水平距離lfi0和各關節點的位置參數後，控制器將自動在資料庫中匹配與當前駕駛人的體態特徵最接近的駕駛人樣本。

s5，根據s4尋找到的最接近的駕駛人樣本，按照資料庫中存儲的對應數據，調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態。也就是說，按照資料庫中存儲的該駕駛人樣本在調整到最佳駕駛坐姿時對應的相關參數調整當前駕駛人的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據。

步驟s2和步驟s4中的體態特徵信息包括身體姿態和眼睛位置，其中：

駕駛人的身體姿態的獲得方法包括：利用第一圖像傳感器採集到的駕駛人的各關節點所在的位置，獲得駕駛人的各關節點在車輛坐標系中對應的角度，進而獲得駕駛人的身體姿態。

駕駛人的眼睛位置的獲得方法包括：利用第二圖像傳感器採集到的駕駛人的眼睛所在的位置，獲得駕駛人的眼睛在車輛坐標系中對應的位置。

在一個實施例中，如圖6a至圖6c所示，車輛坐標系yvoxv的原點o為車輛引擎蓋最前端中點，車輛的橫向為車輛坐標系yvoxv的橫坐標軸，車輛的縱向為車輛坐標系yvoxv的縱坐標軸。第一圖像傳感器的xnnyn坐標係為其本身的坐標系。那麼，駕駛人的身體姿態的獲得方法具體包括：

s61，建立資料庫時，將第一圖像傳感器採集到的每一例駕駛人圖像進行人工標定。如圖6c示出地，勾勒駕駛人的坐姿輪廓，並在駕駛人的坐姿輪廓上選取駕駛人的各關節點，包括踝關節a、膝關節b、髖關節c、肩關節d、肘關節e、腕關節f，各關節點作為第一圖像傳感器的駕駛人坐姿採集點。

s62，如圖6a示出地，將第一圖像傳感器的軸線垂直於車輛坐標系的yv軸，故θn＝270°，有cosθn＝0，sinθn＝-1，因此第一圖像傳感器的ynnxn坐標系與車輛坐標系yvoxv的第一對應關係為：

θn為車門內第一圖像傳感器坐標系ynnxn相對車輛坐標系yvoxv逆時針旋轉的角度；dn1為車門內第一傳感器安裝點n與車輛最前端o點的橫向距離；dn2為車門內第一傳感器安裝點n與車輛最前端o點的縱向距離；dn3為車門內第一傳感器安裝點n與車輛最前端o點的豎直距離。

s63，利用第一圖像傳感器採集s61中各關節點在第一圖像傳感器xnnyn坐標系的位置(xn,yn,zn),根據步驟s62中的第一對應關係，計算得到各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，利用深度卷積神經網絡的方法，訓練出可以自行識別各關節點在任意駕駛人身上的位置。

s64，根據s63計算得到的各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，獲得各關節點在車輛坐標系中對應的角度α1、α2、α3、α4、α5。

在一個實施例中，如圖7a和圖7b所示，車輛坐標系yvoxv的原點o為車輛引擎蓋最前端中點，車輛的橫向為車輛坐標系yvoxv的橫坐標軸，車輛的縱向為車輛坐標系yvoxv的縱坐標軸。左外後視鏡、右外後視鏡及內後視鏡上的第二圖像傳感器安裝基準點分別設定在圖中的l、r、i點處，分別對應於自身坐標系，即分別為yc1lxc1坐標系、yc2rxc2坐標系、yiixi坐標系。那麼，駕駛人的眼睛位置的獲得方法具體包括：

第一種方法，左外後視鏡上第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系與車輛坐標系yvoxv的第二對應關係為：

θ1為左外後視鏡坐標系yc1lxc1相對車輛坐標系yvoxv逆時針旋轉的角度；d1為左右外後視鏡上第二傳感器安裝點l和r與車輛最前端o點的橫向距離；d2為右外後視鏡上第二傳感器安裝點l和r與車輛最前端o點的縱向距離；d3為左右外後視鏡上第二傳感器安裝點l和r與車輛最前端o點的豎直距離。

利用左外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系的位置(xc1,yc1,zc1),根據第二對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二種方法，右外後視鏡上第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系與車輛坐標系yvoxv的第三對應關係為：

θ2為右外後視鏡坐標系yc2rxc2相對車輛坐標系yvoxv逆時針旋轉的角度。

第三種方法，利用右外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系的位置(xc2,yc2,zc2),根據第三對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

車內後視鏡上第二圖像傳感器的yiixi坐標系與車輛坐標系yvoxv的第四對應關係為：

θi為內後視鏡坐標系yiixi相對車輛坐標系yvoxv逆時針旋轉的角度；di1為內後視鏡上第二傳感器安裝點i與車輛最前端o點的橫向距離；di2為內後視鏡上第二傳感器安裝點i與車輛最前端o點的縱向距離；di3為內後視鏡上第二傳感器安裝點i與車輛最前端o點的豎直距離。

利用車內後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yiixi坐標系的位置(xi,yi,zi),根據第四對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

需要說明的是，可以選用其中一種方法獲得駕駛人的眼睛的位置。當然，為了測量的準確性，上述三種方法可以同時選用，取三者測得數據的均值。

上述實施例中，第二圖像傳感器的軸線垂直於後視鏡的鏡面，且其軸線指向後視鏡的轉軸。

在一個實施例中，s5中的「調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態」具體包括：

在座椅底座下布置水平導軌，通過座椅水平滑移電機控制座椅在水平導軌上的前後位置；

在座椅底座下布置豎直導軌，通過座椅垂直升降電機控制座椅在豎直導軌上的高度位置；

將座椅靠背俯仰電機的輸出軸與座椅底座和靠背之間的鉸鏈軸在軸向上固連，通過靠背俯仰電機控制座椅靠背與座椅底座的夾角；

在座椅靠背中設置伸縮導軌，將頭枕與伸縮導軌固連，通過頭枕伸縮電機控制頭枕與座椅靠背的在伸縮導軌上的相對位置；

將頭枕俯仰電機的輸出軸與座椅靠背伸縮導軌和頭枕之間的鉸鏈軸在軸向上固連，控制頭枕與座椅靠背的角度；

通過轉向盤俯仰電機控制轉向杆柱的水平夾角；

通過轉向盤伸縮電機控制轉向盤與駕駛人之間的距離(在zvoyv平面上的距離)；

通過左外後視鏡旋轉電機、右外後視鏡旋轉電機、內後視鏡旋轉電機、內後視鏡俯仰電機控制相應後視鏡的角度，將當前駕駛人的眼睛位置調整至與屬於該駕駛人體態人群95百分位的眼橢圓範圍內；

通過安全帶收緊-放鬆電機控制安全帶的鬆緊程度，保證駕駛人舒適佩戴，並可在碰撞事故發生前的瞬間為駕駛人提供預緊力，減輕事故傷害；

通過安全帶高度調節電機控制調節安全帶導向板的高度，以匹配不同身高的駕駛人。

如圖1所示，本發明還提供一種自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制裝置所應用的駕駛室包括座椅總成1、轉向盤總成2、內外後視鏡總成3、安全帶總成4、車架總成5、加減速踏板6、變速器換擋杆7和駐車制動器操縱杆8。

如圖4所示，本實施例中的自適應駕駛人體態的智能駕駛室控制裝置包括人體識別系統s1、智能控制系統s2和執行器s3。其中：

人體識別系統s1包括第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和壓力傳感器，其中，第一圖像傳感器安裝在駕駛人一側的車門內側，並用於採集駕駛人的各關節點所在的位置。

第二圖像傳感器分別安裝在車外左、右外後視鏡和車內後視鏡上，並用於採集駕駛人的眼睛所在的位置。壓力傳感器安裝在座椅上，並用於採集駕駛人的體重。

智能控制系統s2包括控制器s22和資料庫s21，其中，

控制器s22用於接收所述人體識別系統s1為傳來的數據信號並向執行器s3發送命令信號。控制器s22具體包括信息輸入模塊、資料庫建立模塊、駕駛人樣本尋找模塊和指令輸出模塊，其中，

信息輸入模塊連接所述第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和壓力傳感器，其用於接收所述第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和壓力傳感器採集到的各數據。資料庫建立模塊用於利用所述信息輸入模塊接收到的各數據，獲得駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據，以建立資料庫。

駕駛人樣本的體態特徵信息以及在調整到最佳坐姿時刻對應的座椅姿態數據、轉向盤姿態數據、內外後視鏡姿態數據和安全帶姿態數據獲得方式如下：

如圖3a和圖3b中示出地，所述駕駛人樣本主要包括：駕駛人的身高ti，體重wi。在標準駕駛室內就坐後，在駕駛室內各設備初始化位置時刻，座椅姿態數據包括底座最後端與水平導軌最後端間距li0＝0，車內地板到雙眼的坐高hsi0，腳跟到座椅底座最後端水平距離lfi0，座椅靠背與座椅底座之間的夾角βi0，座椅坐墊頂部與駕駛室地面高度hi0，胯關節到車內地板之間高度hki0。在調整到最佳坐姿時刻，座椅底座最後端與水平導軌最後端間距li，車內地板到雙眼的坐高hsi，以及腳跟到座椅底座最後端水平距離lfi，座椅靠背與座椅底座之間的夾角βi，座椅坐墊頂部與駕駛室地面高度hi，胯關節到車內地板之間高度hki0。

轉向盤姿態數據包括轉向杆柱22與車內地板的夾角，轉向盤21中心在車輛坐標系中的位置。轉向盤姿態數據的獲取：在駕駛室復位狀態時，根據駕駛室的初始設計圖紙，可以輕易獲取轉向杆柱與車內地板的夾角，以及轉向盤中心在車輛坐標系中的位置。資料庫建立階段，在駕駛員調節轉向盤到他認為的合適位置時，記錄轉向盤俯仰電機、轉向盤伸縮電機的進給量，進而可換算得到轉向杆柱與車內地板的當前角度以及轉向盤中心的當前位置。

內外後視鏡姿態數據包括左外後視鏡31、右外後視鏡32和內後視鏡33的鏡面分別與車輛坐標系中的yvozv平面的夾角。內外後視鏡姿態數據分別為xi、xc1、xc2與yv的所夾的銳角。

安全帶姿態數據主要是安全帶導向板的高度，導向板由安全帶高度調節電機控制，可通過記錄其進給量推算安全帶導向板所處高度，同時需記錄安全帶收緊-放鬆電機的進給量。

駕駛人樣本尋找模塊用於利用所述壓力傳感器、所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器獲得當前駕駛人的體態特徵信息，將測量得到的當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息與所述資料庫存儲的駕駛人樣本在初始化位置時刻的體態特徵信息進行匹配，以在資料庫中尋找到與當前駕駛人在初始化位置時刻的體態特徵信息最接近的駕駛人樣本。

指令輸出模塊用於根據尋找到的最接近的駕駛人樣本，按照資料庫中存儲的對應數據，調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態。

智能控制系統s2工作時，人體識別系統s1在當前駕駛人走近駕駛室10米內時自動感應啟動，通過體態特徵的提取，從資料庫s21中匹配與之接近的樣本參數；當駕駛人進入所述智能駕駛室，控制器s22發送指令給執行器s3中的座椅電機總成s31、轉向盤電機總成s32、後視鏡電機總成s33和安全帶電機總成s34，將座椅總成1、轉向盤總成2、後視鏡電機總成s33和安全帶電機總成s34調節至資料庫匹配出的最佳位置，使駕駛人能夠方便操作駕駛室中的方向盤21、加減速踏板6、變速器換擋杆7和駐車制動器操縱杆8，並具有良好的舒適性體驗。

所述體態特徵信息包括身體姿態和眼睛位置，所述資料庫建立模塊包括：

駕駛人的身體姿態的獲得子模塊，其用於利用所述第一圖像傳感器採集到的駕駛人的各關節點所在的位置，獲得駕駛人的各關節點在車輛坐標系中對應的角度，進而獲得駕駛人的身體姿態。

駕駛人的眼睛位置的獲得子模塊，其用於利用所述第二圖像傳感器採集到的駕駛人的眼睛所在的位置，獲得駕駛人的眼睛在車輛坐標系中對應的位置。

執行器s3包括分別控制座椅姿態的座椅電機總成s31、控制轉向盤姿態的轉向盤電機總成s32、控制後視鏡姿態的後視鏡電機總成s33和控制安全帶姿態的安全帶電機總成s34。其中，座椅電機總成s31包括座椅水平滑移電機s315、座椅垂直升降電機s314、座椅靠背俯仰電機s313、頭枕伸縮電機s312和頭枕俯仰電機s311。轉向盤電機總成s32包括轉向盤俯仰電機s321和轉向盤伸縮電機s322。後視鏡電機s33總成包括左外後視鏡旋轉電機s331、右外後視鏡旋轉電機s332、內後視鏡旋轉電機s333和內後視鏡俯仰電機s334。安全帶電機總成s34包括安全帶收緊-放鬆電機s341和安全帶高度調節電機s342。

執行器s3具體工作包括：

座椅底座13下布置水平導軌131，座椅水平滑移電機s315控制座椅總成1在水平導軌131上的前後位置。座椅底座13下布置豎直導軌132，座椅垂直升降電機s314控制座椅總成1在豎直導軌132上的高度位置。座椅靠背俯仰電機s313的輸出軸與座椅底座13和靠背12之間的鉸鏈軸133在軸向上固連，控制座椅靠背12與座椅底座13的夾角。座椅靠背12中設置伸縮導軌121，所述頭枕11與伸縮導軌121固連，頭枕伸縮電機s312控制頭枕11與座椅靠背12的在伸縮導軌121上的相對位置。頭枕俯仰電機s311的輸出軸與座椅靠背伸縮導軌121和頭枕11之間的鉸鏈軸111在軸向上固連，控制頭枕11與座椅靠背12的角度。轉向盤俯仰電機s321控制轉向杆柱的水平夾角。轉向盤伸縮電機s322控制轉向盤21與駕駛人之間的距離。左外後視鏡旋轉電機s331、右外後視鏡旋轉電機s332、內後視鏡旋轉電機s333、內後視鏡俯仰電機s334控制各所屬後視鏡的角度，以調節駕駛人後方的視野。安全帶收緊-放鬆電機s341控制安全帶的鬆緊程度，保證駕駛人舒適佩戴，並可在碰撞事故發生前的瞬間為駕駛人提供預緊力，減輕事故傷害。安全帶高度調節電機s342控制調節安全帶導向板的高度，以匹配不同身高的駕駛人。

在一個實施例中，如圖6a至圖6c所示，車輛坐標系yvoxv的原點o為車輛引擎蓋最前端中點，車輛的橫向為車輛坐標系yvoxv的橫坐標軸，車輛的縱向為車輛坐標系yvoxv的縱坐標軸。第一圖像傳感器的xnnyn坐標係為其本身的坐標系。那麼，所述駕駛人的身體姿態的獲得子模塊的工作具體包括：

s61，建立資料庫時，將第一圖像傳感器採集到的每一例駕駛人圖像進行人工標定。如圖6c示出地，勾勒駕駛人的坐姿輪廓，並在駕駛人的坐姿輪廓上選取駕駛人的各關節點，包括踝關節a、膝關節b、髖關節c、肩關節d、肘關節e、腕關節f，各關節點作為第一圖像傳感器的駕駛人坐姿採集點。

s62，將第一圖像傳感器的軸線垂直於車輛坐標系的yv軸，故θn＝270°，有cosθn＝0，sinθn＝-1，因此第一圖像傳感器的xnnyn坐標系與車輛坐標系yvoxv的第一對應關係為：

s63，利用第一圖像傳感器採集s61中各關節點在第一圖像傳感器xnnyn坐標系的位置(xn,yn,zn),根據步驟s62中的第一對應關係，計算得到各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，利用深度卷積神經網絡的方法，訓練出可以自行識別各關節點在任意駕駛人身上的位置。

s64，根據s63計算得到的各關節點在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，獲得各關節點在車輛坐標系中對應的角度α1、α2、α3、α4、α5。

在一個實施例中，如圖7a和圖7b所示，車輛坐標系yvoxv的原點o為車輛引擎蓋最前端中點，車輛的橫向為車輛坐標系yvoxv的橫坐標軸，車輛的縱向為車輛坐標系yvoxv的縱坐標軸。左外後視鏡、右外後視鏡及內後視鏡上的第二圖像傳感器安裝基準點分別設定在圖中的l、r、i點處，分別對應於自身坐標系，即分別為yc1lxc1坐標系、yc2rxc2坐標系、yiixi坐標系。那麼，駕駛人的眼睛位置的獲得子模塊的工作方式具體包括：

第一種方式，左外後視鏡上第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系與車輛坐標系yvoxv的第二對應關係為：

θ1為左外後視鏡逆時針旋轉的角度；

利用左外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc1lxc1坐標系的位置(xc1,yc1,zc1),根據第二對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二種方式，右外後視鏡上第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系與車輛坐標系yvoxv的第三對應關係為：

θ2為右外後視鏡逆時針旋轉的角度；

第三種方式，利用右外後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yc2rxc2坐標系的位置(xc2,yc2,zc2),根據第三對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

車內後視鏡上第二圖像傳感器的yiixi坐標系與車輛坐標系yvoxv的第四對應關係為：

θi為車內後視鏡逆時針旋轉的角度；

利用車內後視鏡上第二圖像傳感器採集駕駛人的人眼在第二圖像傳感器的yiixi坐標系的位置(xi,yi,zi),根據第四對應關係，計算得到駕駛人的人眼在車輛坐標系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

駕駛人的眼睛位置的獲得子模塊工作時，各第二圖像傳感器檢測到駕駛人雙眼的所處位置後，控制器s22發出指令給所述座椅電機總成s31，通過微調座椅總成1的水平位置、高度位置、座椅靠背12傾斜角度和頭枕11角度，至少將駕駛人雙眼調整至屬於該駕駛人體態人群95百分位的眼橢圓b1範圍內，保證駕駛人擁有良好的前後方視野範圍。所述眼橢圓b1依據所述資料庫中大量的實驗樣本，利用所述資料庫s21按不同身高、體重等信息進行歸類。

需要說明的是，為了測量的準確性，上述三種方式可以同時選用，也可以選用其中一種。

在一個實施例中，所述第二圖像傳感器的軸線垂直於後視鏡的鏡面，且其軸線指向後視鏡的轉軸，所述壓力傳感器安裝在座椅上與人體接觸面的幾何中心。

在一個實施例中，所述指令輸出模塊中的「調整當前駕駛人的座椅姿態、轉向盤姿態、內外後視鏡姿態和安全帶姿態」具體包括：

在座椅底座下布置水平導軌，通過座椅水平滑移電機控制座椅在水平導軌上的前後位置；

在座椅底座下布置豎直導軌，通過座椅垂直升降電機控制座椅在豎直導軌上的高度位置；

將座椅靠背俯仰電機的輸出軸與座椅底座和靠背之間的鉸鏈軸在軸向上固連，通過靠背俯仰電機控制座椅靠背與座椅底座的夾角；

在座椅靠背中設置伸縮導軌，將頭枕與伸縮導軌固連，通過頭枕伸縮電機控制頭枕與座椅靠背的在伸縮導軌上的相對位置；

將頭枕俯仰電機的輸出軸與座椅靠背伸縮導軌和頭枕之間的鉸鏈軸在軸向上固連，控制頭枕與座椅靠背的角度；

通過轉向盤俯仰電機控制轉向杆柱的水平夾角；

通過轉向盤伸縮電機控制轉向盤與駕駛人之間的距離；

通過左外後視鏡旋轉電機、右外後視鏡旋轉電機、內後視鏡旋轉電機、內後視鏡俯仰電機控制相應後視鏡的角度，將當前駕駛人的眼睛位置調整至與屬於該駕駛人體態人群95百分位的眼橢圓範圍內；

通過安全帶收緊-放鬆電機控制安全帶的鬆緊程度，保證駕駛人舒適佩戴，並可在碰撞事故發生前的瞬間為駕駛人提供預緊力，減輕事故傷害；

通過安全帶高度調節電機控制調節安全帶導向板的高度，以匹配不同身高的駕駛人。

執行器s3中的電機均為雙向驅動電機並直接驅動與其轉軸固連的部件。

駕駛人離開所述智能駕駛室後，所述座椅總成1，轉向盤總成2，內外後視鏡總成3，安全帶總成4復位並使駕駛室的空間保持到最大，以方便下一次駕駛人進入。

最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。本領域的普通技術人員應當理解：可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。