本發(fā)明涉及車輛控制，尤其是一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、安全帶是一種通過限制乘員移動(dòng)范圍來減少碰撞傷害的車輛主動(dòng)安全裝置，由高強(qiáng)度材料(如聚酯纖維)制成，包含帶體、鎖扣和松緊機(jī)構(gòu)等部件，其通過約束乘員身體，降低二次撞擊風(fēng)險(xiǎn)，配合安全氣囊可降低肋骨、頭部等關(guān)鍵部位受傷概率。因此，在行車場(chǎng)景中，正確使用安全帶至關(guān)重要。

2、由于安全帶對(duì)人體存在一定的束縛，導(dǎo)致兒童在長(zhǎng)時(shí)間佩戴安全帶后容易產(chǎn)生不適感，而在行車過程中，家長(zhǎng)往往需要專心開車而無法幫助兒童進(jìn)行安全帶鎖緊力的調(diào)節(jié)，兒童自行調(diào)節(jié)則可能導(dǎo)致安全帶佩戴不正確，影響乘車安全性。

3、以上問題亟需解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于至少一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

2、為此，本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)方法，該方法能夠?qū)崟r(shí)、自適應(yīng)地調(diào)節(jié)兒童安全帶的鎖緊力，降低兒童佩戴安全帶的不適感，提高了兒童的乘車體驗(yàn)和乘車安全性。

3、本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

4、為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明實(shí)施例所采取的技術(shù)方案包括：

5、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

6、獲取兒童乘員的人臉圖像信息、人體姿態(tài)信息、壓力分布信息以及心電圖信息；

7、根據(jù)所述人臉圖像信息提取所述兒童乘員的表情特征，根據(jù)所述人體姿態(tài)信息和所述壓力分布信息提取所述兒童乘員的姿態(tài)特征，并根據(jù)所述心電圖信息提取所述兒童乘員的生理特征；

8、將所述表情特征、所述姿態(tài)特征以及所述生理特征輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的舒適度識(shí)別模型，得到所述兒童乘員的乘車舒適度；

9、獲取當(dāng)前車輛的實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)，根據(jù)所述乘車舒適度和所述實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)對(duì)所述兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

10、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取兒童乘員的人臉圖像信息、人體姿態(tài)信息、壓力分布信息以及心電圖信息，其具體包括：

11、通過車載攝像頭獲取所述人臉圖像信息；

12、通過座椅內(nèi)置毫米波雷達(dá)獲取所述兒童乘員的多個(gè)人體關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，得到所述人體姿態(tài)信息；

13、通過座椅表面集成的柔性壓電傳感器矩陣獲取所述兒童乘員的背部和腿部的壓力分布狀況，得到所述壓力分布信息；

14、通過非接觸式心電傳感器獲取所述心電圖信息。

15、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述人臉圖像信息提取所述兒童乘員的表情特征，其具體包括：

16、通過預(yù)設(shè)的人臉檢測(cè)模型對(duì)所述人臉圖像信息進(jìn)行人臉檢測(cè)與對(duì)齊，得到面部特征圖像；

17、對(duì)所述面部特征圖像進(jìn)行表情識(shí)別，得到所述兒童乘員的疼痛等級(jí)和/或煩躁等級(jí)；

18、根據(jù)所述疼痛等級(jí)和/或所述煩躁等級(jí)確定所述表情特征。

19、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述人體姿態(tài)信息和所述壓力分布信息提取所述兒童乘員的姿態(tài)特征，其具體包括：

20、根據(jù)所述人體姿態(tài)信息確定所述兒童乘員的軀干傾斜度和頭部偏移度；

21、根據(jù)所述壓力分布信息確定所述兒童乘員的重心偏移量；

22、根據(jù)所述軀干傾斜度、所述頭部偏移度以及所述重心偏移量確定所述姿態(tài)特征。

23、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述心電圖信息提取所述兒童乘員的生理特征，其具體包括：

24、對(duì)所述心電圖信息進(jìn)行r波檢測(cè)，得到rr間期序列；

25、對(duì)所述rr間期序列進(jìn)行頻域分析，得到低頻部分和高頻部分；

26、根據(jù)所述低頻部分和所述高頻部分確定hrv低頻/高頻比，并將所述hrv低頻/高頻比作為所述生理特征。

27、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述舒適度識(shí)別模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：

28、獲取測(cè)試兒童乘坐測(cè)試車輛時(shí)的樣本表情特征、樣本姿態(tài)特征以及樣本生理特征，并通過人工標(biāo)注確定對(duì)應(yīng)的舒適度標(biāo)簽；

29、根據(jù)所述樣本表情特征、所述樣本姿態(tài)特征以及所述樣本生理特征確定訓(xùn)練樣本；

30、將所述訓(xùn)練樣本輸入到預(yù)先構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到舒適度識(shí)別結(jié)果；

31、根據(jù)所述舒適度識(shí)別結(jié)果和所述舒適度標(biāo)簽確定損失值；

32、根據(jù)所述損失值更新所述深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，得到訓(xùn)練好的所述舒適度識(shí)別模型。

33、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)包括車輛速度和車輛加速度，所述根據(jù)所述乘車舒適度和所述實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)對(duì)所述兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)，其具體包括：

34、當(dāng)所述車輛加速度的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)的第一閾值，獲取預(yù)設(shè)的第一鎖緊力調(diào)節(jié)范圍以及所述第一鎖緊力調(diào)節(jié)范圍對(duì)應(yīng)的第一鎖緊力中值，根據(jù)所述乘車舒適度和預(yù)設(shè)的舒適度閾值的差值比例確定目標(biāo)調(diào)節(jié)程度，并根據(jù)所述目標(biāo)調(diào)節(jié)程度和所述第一鎖緊力中值在所述第一鎖緊力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)確定對(duì)應(yīng)的第一目標(biāo)鎖緊力，進(jìn)而根據(jù)所述第一目標(biāo)鎖緊力對(duì)所述兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)；

35、當(dāng)所述車輛加速度的絕對(duì)值小于所述第一閾值，且所述車輛速度大于等于預(yù)設(shè)的第二閾值，獲取預(yù)設(shè)的第二鎖緊力調(diào)節(jié)范圍以及所述第二鎖緊力調(diào)節(jié)范圍對(duì)應(yīng)的第二鎖緊力中值，根據(jù)所述乘車舒適度和所述舒適度閾值的差值比例確定目標(biāo)調(diào)節(jié)程度，進(jìn)而根據(jù)所述目標(biāo)調(diào)節(jié)程度和所述第二鎖緊力中值在所述第二鎖緊力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)確定對(duì)應(yīng)的第二目標(biāo)鎖緊力，進(jìn)而根據(jù)所述第二目標(biāo)鎖緊力對(duì)所述兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)；

36、當(dāng)所述車輛加速度的絕對(duì)值小于所述第一閾值，且所述車輛速度小于所述第二閾值，獲取預(yù)設(shè)的第三鎖緊力調(diào)節(jié)范圍以及所述第三鎖緊力調(diào)節(jié)范圍對(duì)應(yīng)的第三鎖緊力中值，根據(jù)所述乘車舒適度和所述舒適度閾值的差值比例確定目標(biāo)調(diào)節(jié)程度，進(jìn)而根據(jù)所述目標(biāo)調(diào)節(jié)程度和所述第三鎖緊力中值在所述第三鎖緊力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)確定對(duì)應(yīng)的第三目標(biāo)鎖緊力，進(jìn)而根據(jù)所述第三目標(biāo)鎖緊力對(duì)所述兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

37、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括：

38、信息獲取模塊，用于獲取兒童乘員的人臉圖像信息、人體姿態(tài)信息、壓力分布信息以及心電圖信息；

39、特征提取模塊，用于根據(jù)所述人臉圖像信息提取所述兒童乘員的表情特征，根據(jù)所述人體姿態(tài)信息和所述壓力分布信息提取所述兒童乘員的姿態(tài)特征，并根據(jù)所述心電圖信息提取所述兒童乘員的生理特征；

40、舒適度識(shí)別模塊，用于將所述表情特征、所述姿態(tài)特征以及所述生理特征輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的舒適度識(shí)別模型，得到所述兒童乘員的乘車舒適度；

41、鎖緊力調(diào)節(jié)模塊，用于獲取當(dāng)前車輛的實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)，根據(jù)所述乘車舒適度和所述實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)對(duì)所述兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

42、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)裝置，包括：

43、至少一個(gè)處理器；

44、至少一個(gè)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)至少一個(gè)程序；

45、當(dāng)所述至少一個(gè)程序被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述至少一個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)上述的一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)方法。

46、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中存儲(chǔ)有處理器可執(zhí)行的程序，所述處理器可執(zhí)行的程序在由處理器執(zhí)行時(shí)用于執(zhí)行上述的一種基于機(jī)器視覺的兒童安全帶智能調(diào)節(jié)方法。

47、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到：

48、本發(fā)明實(shí)施例獲取兒童乘員的人臉圖像信息、人體姿態(tài)信息、壓力分布信息以及心電圖信息，根據(jù)人臉圖像信息提取兒童乘員的表情特征，根據(jù)人體姿態(tài)信息和壓力分布信息提取兒童乘員的姿態(tài)特征，并根據(jù)心電圖信息提取兒童乘員的生理特征，將表情特征、姿態(tài)特征以及生理特征輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的舒適度識(shí)別模型，得到兒童乘員的乘車舒適度，獲取當(dāng)前車輛的實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)，根據(jù)乘車舒適度和實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)對(duì)兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明實(shí)施例基于人臉圖像信息、人體姿態(tài)信息、壓力分布信息以及心電圖信息實(shí)時(shí)提取兒童乘員的表情特征、姿態(tài)特征以及生理特征，然后輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的舒適度識(shí)別模型得到兒童乘員的乘車舒適度，根據(jù)該乘車舒適度和實(shí)時(shí)車輛狀態(tài)對(duì)兒童乘員的安全帶的鎖緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠?qū)崟r(shí)、自適應(yīng)地調(diào)節(jié)兒童安全帶的鎖緊力，降低兒童佩戴安全帶的不適感，提高了兒童的乘車體驗(yàn)和乘車安全性。