【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能座舱领域，涉及一种基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统与方法。
技术介绍
1、驾驶座椅调节是重要的驾车准备，驾驶座椅调节关系到行车安全性和舒适性。当前汽车配置有记忆功能，可以保存一定数量的驾乘人员调节参数；但面对一台车多人更换使用的场景，参数存取过多仍然不方便调用，存在局限性。随着车辆智能化，座椅调节的方式也变得智能便捷，车辆座椅可以根据当前驾乘人员的身体状态，自适应调整到适合当前驾乘人员身体状态的座椅参数上。
2、现有技术中，专利技术cn108657029b提供了一种基于肢体长度预测的汽车驾驶席座椅智能调节系统及方法，先通过对驾驶员人脸比对，判断是否调用数据库中该驾驶员对应的座椅位置及靠背角度信息自动调节座椅；如果不存在该驾驶员信息，再通过视觉测量驾驶员身高及肢体长度，再根据数据库中肢体长度-座椅位置及靠背角度信息对应表，调节座椅位置及靠背角度。改技术方案需要驾驶员直立于地面才能获取驾驶员身高，对此应该进一步优化。
3、专利技术cn117325724a提出一种座椅调节方法、装置、车辆、电子设备及存储介质，先获取目标图像确定待测量对象的目标关键点，再将目标关键点图像坐标进行坐标转换，得到在相机坐标系中的关键点相机坐标，再根据关键点相机坐标和相机俯仰角，确定关键点和相机的高度差值，再根据高度差值以及预设人体模型数据映射关系确定待测量对象身高数据，最后基于身高数据控制座椅控制器进行车辆座椅调节对车辆座椅进行调节。该专利技术采用的单目视觉测量方法，虽然提升了计算效率，但是存在测量精度不高的问
4、专利技术cn116767041a提出一种基于身高与体重的自适应座椅调节控制方法和系统，将驾驶员的身高与体重的体征数据作为输入，参照已建立的人机工效数据库，计算出该驾驶员的预测最佳驾驶姿势，进而自动调节座椅的位置状态。但该专利技术获取驾驶员身高的方法是采用两个摄像头，第一摄像头朝向驾驶舱外安装获取驾驶员整体身高，第二摄像头朝向驾驶舱内安装获取驾驶员肢体长度。但是该技术获取驾驶员身高和肢体长度的成本较高，且计算方法复杂，可以进一步优化。
5、cn115195540a提出利用车内摄像头视觉识别技术，获取驾驶员的人体关键点数据，捕捉人体的高度胖瘦的体形特征，再根据预设的座椅自适应算法，实现座椅的自适应调节。但是该技术方案存在着关键点检测面临驾驶员姿态变化而导致不准确的问题，需要进一步优化。
6、cn116476707a专利技术公开了一种可识别乘员体型的汽车座椅自动调节系统及方法，利用汽车外安装的深度相机，识别乘员体型参数，同时进行人脸识别，并把乘员体型参数和人脸绑定起来，乘员上车之后，车内摄像头识别人脸获取对应的座位。但是，该方案需要云平台、深度相机和车内摄像头，不仅更多地占据了车内空间也提高了成本，需要更多的计算资源。
7、基于上述分析，驾驶座椅调节需要更准确地测量驾乘人员体征，以及需要降低计算资源成本消耗，从而保证驾驶座椅调节的速度和准确性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统与方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，该系统组成：
4、特征获取模块，用于获取驾乘人员身体特征信息，提取驾乘人员骨骼关键点信息；
5、坐姿检测模块，用于检测驾乘人员坐姿是否符合预设的标准坐姿，降低尺寸测量结果误差；
6、状态感知模块，用于感知驾乘人员状态，动态调整驾驶座椅；
7、尺寸测量模块，用于测量驾乘人员身体尺寸，并将尺寸信息输入到驾驶座椅调节模型，预测驾驶座椅舒适位置；
8、体型估计模块，用于确定驾乘人员体型，计算座椅靠背调节角度；
9、坐标映射模块，用于映射舒适驾驶位置到车内空间坐标系，确定驾驶座椅在车内的目标位置坐标；
10、座椅调节模块，用于闭环控制驾驶座椅调节至车内目标位置；
11、语音提示模块，用于提示驾乘人员坐姿调整和座椅调节指令；
12、信息存储模块，用于存储驾乘人员身体特征信息和驾驶座椅调节参数。
13、进一步，所述特征获取模块是利用双目相机拍摄驾乘人员车内图像，再利用改进的yolov8-pose算法检测获取图像中驾乘人员骨骼关键点信息，骨骼关键点信息包括左右眼图像坐标、左右耳图像坐标、鼻子图像坐标、左右嘴角图像坐标和左右肩图像坐标；
14、所述坐姿检测模块是在测量驾乘人员尺寸前，进行驾乘人员坐姿检测与调整，若驾乘人员坐姿不符合预设的标准坐姿，语音提示驾乘人员调整坐姿至标准坐姿，确保驾乘人员上半身直立，正面双目相机，减小尺寸测量误差；
15、所述状态感知模块用于在车辆行驶过程中感知驾乘人员状态，判断驾驶员存在疲劳驾驶时，发出警示信息或驾驶座椅振动示警，提升行车安全；
16、为使yolov8模型轻量化，对其原始网络进行改进，具体为：将yolov8的原始网络中的c2f模块，替换成c2f_uib模块；c2f_uib是通过uib模块替换c2f模块的bottleneck对c2f模块进行改进，结合uib通过扩展卷积、深度卷积和投影卷积组合来减少计算量，输出特征图通过sppf模块处理，使用不同核大小的池化来组合特征图，将结果传递到颈部网络。
17、进一步，所述尺寸测量模块，测量驾乘人员身体尺寸具体为：
18、收集代表性场景下的驾乘人员图像，使用双目相机拍摄人体图像或者收集开源数据集图像，利用labelme标注图像中人体关键点，制作数据集，设计改进的yolov8-pose算法对数据集样本进行训练；
19、拍摄9行6列棋盘格图像，并分割为左右视图，筛选棋盘格图像，利用open cv标定双目相机，获取相机内参和外参；
20、通过双目相机获取车内驾乘人员实时图像，将图像输入至预训练的改进yolov8-pose算法，提取驾乘人员关键点信息；
21、计算关键点连线间夹角和距离检测驾乘人员坐姿，语音提示驾乘人员调整至预设的标准坐姿；
22、采集驾乘人员标准坐姿下的正面图像，分割左右视图，将分割后的左右视图输入预训练的改进的yolov8-pose网络，再次检测获取驾乘人员关键点信息，成对提取同一关键点在左右视图的坐标，计算视差；
23、利用视差和相机内参，将人体关键点的二维图像坐标转换为三维空间坐标，提取左右眼和左右肩的世界坐标，计算驾乘人员两眼间距和双肩宽度，其中长度计算的公式如下：
24、
25、其中，l是两关键点间的物理长度，(x1，y1，z1)是关键点1的世界坐标，(x2，y2，z2)是关键点2的世界坐标；
26、根据驾乘人员两眼间距和双肩宽度，预测身高、坐高、臂长、腿长，通过采集人体数据，利用多元线性回归获得身高、坐高、臂长、腿长与眼间距、肩宽存在对应关系：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：该系统组成：
2.根据权利要求1所述的基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：所述特征获取模块是利用双目相机拍摄驾乘人员车内图像，再利用改进的YOLOv8-pose算法检测获取图像中驾乘人员骨骼关键点信息，骨骼关键点信息包括左右眼图像坐标、左右耳图像坐标、鼻子图像坐标、左右嘴角图像坐标和左右肩图像坐标；
3.根据权利要求2所述的基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：所述尺寸测量模块，测量驾乘人员身体尺寸具体为：
4.根据权利要求1所述的基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：所述体型估计模块利用座椅下的压力传感器获取驾乘人员体重，结合驾乘人员身高确定驾乘人员体型，设计乘客体型指数作为座椅靠背角度调节的修正系数，通过预设的线性回归方程计算驾驶座椅目标位置；
5.基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：所述S101中，采集驾乘
7.根据权利要求6所述的于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：所述S102中，检测驾乘人员坐姿时，若不符合预设的标准坐姿，语音提示驾乘人员调整坐姿至标准坐姿。
8.根据权利要求6所述的于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：所述S103中，测量驾乘人员尺寸时，采用双目相机获取驾乘人员正面实时图像，分割左右视图，通过预训练的改进YOLOv8-pose算法检测驾乘人员关键点，提取左右视图同一关键点图像坐标，将人体关键点的二维图像坐标转换为三维空间坐标，并计算出相应肢体长度。
9.根据权利要求5所述的于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：所述S104中，根据座椅调节模型预测得到与驾乘人员尺寸匹配的舒适座椅位置参数时，建立人体尺寸与舒适驾驶座椅位置相对应的驾驶座椅调节模型。
10.根据权利要求5所述的于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：所述S105中，将舒适座椅位置参数映射至车内空间坐标系中时，以座椅初始位置为坐标原点建立三维坐标系，以驾乘人员座椅前后方向建立X轴，以驾乘人员座椅左右方向建立Y轴，以垂直于汽车底盘的方向建立Z轴，将目标座椅位置映射至所述坐标系，确定目标座椅位置在车内的空间坐标；
...【技术特征摘要】
1.基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：该系统组成：
2.根据权利要求1所述的基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：所述特征获取模块是利用双目相机拍摄驾乘人员车内图像，再利用改进的yolov8-pose算法检测获取图像中驾乘人员骨骼关键点信息，骨骼关键点信息包括左右眼图像坐标、左右耳图像坐标、鼻子图像坐标、左右嘴角图像坐标和左右肩图像坐标；
3.根据权利要求2所述的基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：所述尺寸测量模块，测量驾乘人员身体尺寸具体为：
4.根据权利要求1所述的基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节系统，其特征在于：所述体型估计模块利用座椅下的压力传感器获取驾乘人员体重，结合驾乘人员身高确定驾乘人员体型，设计乘客体型指数作为座椅靠背角度调节的修正系数，通过预设的线性回归方程计算驾驶座椅目标位置；
5.基于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的于驾乘人员特征的汽车驾驶座椅调节方法，其特征在于：所述s101中，采集驾乘人员图像时，使用双目相机拍摄驾乘人员车内图像，并利用改进的yolov8-pose算法检测获取图像中驾乘人员骨骼关键...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建春，胡巍，曾素华，盛于玲，林峰，孙瑞雪，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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