一种驾驶员头部姿态检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种驾驶员头部姿态检测装置，包括陀螺仪、至少一个相机、棋盘格靶板，所述陀螺仪设于驾驶员头部，用于检测水平角度与俯仰角度；所述棋盘格靶板设于驾驶员头部后侧位置，用于标定驾驶员头部的转动姿态；所述相机设于驾驶员头部后方且与棋盘格靶板相对，用于获取棋盘格靶板的图像。本发明专利技术采用图像检测与陀螺相结合的方式，采用图像检测对陀螺仪进行标定，从而校正陀螺的漂移，既保证了检测速度，又保证了检测精度。同时，图像检测方法与现有方法不同，本方法采用棋盘格作为靶板，避免了在头盔上设置多个LED发光点，头盔变形后影响检测精度，棋盘格体积小，且底板为金属，不容易发生变形。

A driver's head posture detection device

【技术实现步骤摘要】
一种驾驶员头部姿态检测装置
本专利技术属于安全驾驶
，具体涉及一种驾驶员头部姿态检测装置。
技术介绍
车辆夜间驾驶，尤其是闭舱驾驶的车辆，利用安装在车外的驾驶仪获得车辆前方图像进行驾驶。因驾驶仪视场有限，在转弯时，需要通过手动控制驾驶仪转动获得车辆侧面图像，转弯后，需通过手动控制驾驶仪转回前方。驾驶员手动控制驾驶仪转动会分散驾驶员的注意力，降低驾驶速度。且目前多数驾驶仪均只控制水平转动，没有俯仰方向的控制。针对于人员头部姿态的检测技术指通过一定外界手段对人员头部的实时运动角度进行检测，如水平头部转动、俯仰头部转动。对于人员头部姿态的检测有基于机械式的检测、基于磁场的传感器检测、基于陀螺的检测、基于光电探测的检测等等。目前国内飞机上，针对飞行员的头部姿态检测采用的是图像检测的检测方式；针对人员的头部检测在民用行业中的商业游戏中采用陀螺的检测方式。对车辆驾驶员进行头部姿态检测尚未有相关的应用。目前，国内对于飞行员的头部姿态检测采用图像检测方式，采用两个高清相机对安装在头盔上的多个LED发光点进行检测，计算头部的转动姿态，这种方法检测精度高。但是存在一定的缺点，如若头盔发生变形后，检测精度会大幅度降低。同时当人员快速转动头部时，系统延时比较大。而在民用行业中采用陀螺检测头部姿态检测速度很高，但是陀螺随着时间的延长会误差累积，即陀螺漂移，会严重影响检测精度。因此，亟需一种驾驶员头部姿态检测装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种检测精度高、实时性好的驾驶员头部姿态检测装置，可基于车辆驾驶员的头部转动来控制车外驾驶仪转动，解决车辆驾驶员视线不够宽广，存在视觉盲区的缺点。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术提供一种驾驶员头部姿态检测装置，包括陀螺仪、至少一个相机、棋盘格靶板，所述陀螺仪设于驾驶员头部，用于检测水平角度与俯仰角度；所述棋盘格靶板设于驾驶员头部后侧位置，用于标定驾驶员头部的转动姿态；所述相机设于驾驶员头部后方且与棋盘格靶板相对，用于获取棋盘格靶板的图像。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述陀螺仪为九轴MEMS陀螺仪，角度检测精度0.1°，角速度检测500°/s。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述相机的分辨率1920×1080，帧频采用50Hz。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述棋盘格靶板包括金属底板和设置于金属底板表面上的黑白棋盘格，所述棋盘格靶板采用3×3-9×9黑白棋盘格。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述棋盘格靶板采用6×4黑白棋盘格，角点检测数量18个。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述相机包括二个相机，二个相机的安装夹角为45°，二个相机的视场为90°。作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括头盔，所述陀螺仪安装于头盔上，所述棋盘格靶板安装于头盔后侧位置。作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括数据处理模块，所述陀螺仪、相机的输出端与数据处理模块的输入端电连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用图像检测与陀螺相结合的方式，采用图像检测对陀螺仪进行标定，从而校正陀螺的漂移，既保证了检测速度，又保证了检测精度。同时，图像检测方法与现有方法不同，本方法采用棋盘格作为靶板，避免了在头盔上设置多个LED发光点，头盔变形后影响检测精度，棋盘格体积小，且底板为金属，不容易发生变形。本专利技术实时水平转动角度和俯仰角度，获得驾驶员的头部转动姿态，从而实现驾驶仪做相应的转动，相当于将驾驶员头部扩展到车外，有助于提高驾驶员的视野范围，有效的弥补车辆视野不够宽广的缺点。同时，提高了驾驶人员的舒适感，有助于行车安全，更符合人的观察习惯。附图说明图1是本专利技术一种驾驶员头部姿态检测装置的结构示意图。图2是本专利技术一种驾驶员头部姿态检测装置中相机和棋盘格靶板的结构示意图。图3是本专利技术一种驾驶员头部姿态检测装置中棋盘格靶板的结构示意图。图4是本专利技术一种驾驶员头部姿态检测装置的结构框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了达到本专利技术的目的，如图1所示，在本专利技术的其中一种实施方式中提供一种驾驶员头部姿态检测装置，包括陀螺仪1、二个相机2、棋盘格靶板3，陀螺仪1设于驾驶员头部，用于检测水平角度与俯仰角度；棋盘格靶板3设于驾驶员头部后侧位置，用于标定驾驶员头部的转动姿态；相机2设于驾驶员头部后方且与棋盘格靶板相对，用于获取棋盘格靶板的图像。具体的，陀螺仪1为九轴MEMS陀螺仪，角度检测精度0.1°，角速度检测500°/s。具体的，棋盘格靶板3包括金属底板和设置于金属底板表面上的黑白棋盘格，根据实际情况，棋盘格靶板3可以采用3×3-9×9黑白棋盘格，本实施方式中棋盘格靶板3采用6×4黑白棋盘格，角点检测数量18个。其中，黑白棋盘格可以采用粘贴或其他现有的方式设置于金属底板上，本实施方式不作具体限定。具体的，相机2包括二个相机，二个相机的安装夹角为45°，二个相机的视场为90°。相机的分辨率1920×1080，帧频采用50Hz。为了进一步地优化本专利技术的实施效果，在本专利技术的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还包括头盔4，陀螺仪1安装于头盔上4，棋盘格靶板3安装于头盔4后侧位置。陀螺仪1和棋盘格靶板3还可以采用夹子或粘贴的其他方式固定于驾驶员头部，而不仅仅限于本实施方式的结构。如图4所示，为了进一步地优化本专利技术的实施效果，在本专利技术的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还包括数据处理模块，陀螺仪、相机的输出端与数据处理模块的输入端电连接。最后应说明的是：以上仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驾驶员头部姿态检测装置，其特征在于，包括陀螺仪、至少一个相机、棋盘格靶板，所述陀螺仪设于驾驶员头部，用于检测水平角度与俯仰角度；所述棋盘格靶板设于驾驶员头部后侧位置，用于标定驾驶员头部的转动姿态；所述相机设于驾驶员头部后方且与棋盘格靶板相对，用于获取棋盘格靶板的图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种驾驶员头部姿态检测装置，其特征在于，包括陀螺仪、至少一个相机、棋盘格靶板，所述陀螺仪设于驾驶员头部，用于检测水平角度与俯仰角度；所述棋盘格靶板设于驾驶员头部后侧位置，用于标定驾驶员头部的转动姿态；所述相机设于驾驶员头部后方且与棋盘格靶板相对，用于获取棋盘格靶板的图像。


2.根据权利要求1所述的驾驶员头部姿态检测装置，其特征在于，所述陀螺仪为九轴MEMS陀螺仪，角度检测精度0.1°，角速度检测500°/s。


3.根据权利要求1所述的驾驶员头部姿态检测装置，其特征在于，所述相机的分辨率1920×1080，帧频采用50Hz。


4.根据权利要求1所述的驾驶员头部姿态检测装置，其特征在于，所述棋盘格靶板包括金属底板和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，高雪军，张平，梁琦，王世允，黄晓江，张茹玥，
申请(专利权)人：江苏北方湖光光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32