一種基于人臉識別的汽車座椅自主記憶系統(tǒng)和方法與流程

本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理與計算機視覺領域，特別涉及一種基于人臉識別的汽車座椅自主記憶系統(tǒng)和方法。

背景技術：

汽車座椅是汽車上非常重要的零件，其便利性和舒適性往往關系到駕駛員的視野，體驗與精神狀態(tài)。通過對交通事故數(shù)據(jù)的調查分析，我們發(fā)現(xiàn)不良的駕駛坐姿會增加身體的疲憊感進而影響駕駛狀態(tài)，如果座椅調整不當外加長時間的駕駛，車主就會很容易的出現(xiàn)疲勞，甚至影響脊椎。而且一個好的駕駛坐姿能夠使駕駛者獲得最好視野，得到易于操縱方向盤、踏板、變速桿等操縱件的便利，還可以獲得最舒適和最習慣的乘坐角度。當身高不同的用戶使用同一輛車時，必須重新調節(jié)座椅，因此一款能夠實現(xiàn)記憶功能的汽車座椅急需研究。

目前在市場上主要是按鍵式可記憶座椅和遙控鑰匙式可記憶座椅，但這些類型的座椅由于其記憶或調節(jié)的操作必須要人工干預才能完成，并沒有實現(xiàn)自主記憶。對于按鍵式記憶座椅，要通過手動按按鍵進行記憶、恢復和儲存座椅位置參數(shù)。而對于遙控鑰匙式記憶座椅，雖然能夠在打開車輛的同時自動調節(jié)好座椅，但是人工將座椅位置信息錄入到鑰匙中記憶存儲的過程卻十分繁瑣，且一把鑰匙只能記憶一個人的位置信息。無論是采用鑰匙記憶還是按鍵記憶，其記憶過程或者自動調節(jié)過程需要人工干預才能完成，這勢必會影響駕駛員本來熟悉的駕駛習慣，而且這樣的設計會導致可記憶人數(shù)被硬件所限制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種結構簡單的基于人臉識別的汽車座椅自主記憶系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在沒有人工干預的情況下實現(xiàn)汽車座椅的調整，駕駛員只需第一次坐上座椅時將其調節(jié)至符合自身習慣的位置，記憶過程會自動完成，無需其他任何操作，下次再次駕駛時座椅將會自動調節(jié)，不會影響駕駛員已形成的駕駛習慣，方便快捷。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種上述系統(tǒng)實現(xiàn)的基于人臉識別的汽車座椅自主記憶方法。

本發(fā)明的第一目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種基于人臉識別的汽車座椅自主記憶系統(tǒng)，包括圖像采集單元、上位機、下位機、編碼器測控單元、座椅控制單元和座椅調節(jié)機構；

所述圖像采集單元連接上位機，用于采集人臉圖像并且將采集的人臉圖像傳送給上位機；

所述上位機連下位機，用于針對獲取的人臉圖像生成面紋編碼，并且建立存儲面紋編碼的檔案庫；用于通過下位機獲取當前座椅位置信息；用于將當前面紋編碼與檔案庫中的面紋編碼進行比對，檢測檔案庫中是否有該面紋編碼；用于將不存在于檔案庫中的當前面紋編碼存儲進檔案庫中，并且與當前座椅位置信息進行匹配存儲；用于更新當前面紋編碼匹配的座椅位置信息；用于將當前面紋編碼匹配的座椅位置信息發(fā)送至下位機；

所述下位機連接編碼器測控單元和座椅控制單元，用于從編碼器測控單元中獲取座椅位置信息，并且傳送給上位機；用于接收上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息；用于根據(jù)上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息以及從編碼器測控單元獲取到的座椅位置信息生成座椅控制信號，然后發(fā)送給座椅控制單元；

所述編碼器測控單元，用于采集座椅位置信息并且傳送給下位機；

所述座椅控制單元連接座椅調節(jié)機構，用于根據(jù)下位機發(fā)送的座椅控制信號控制座椅調節(jié)機構工作；

所述座椅調節(jié)機構，用于調節(jié)座椅的位置。

優(yōu)選的，所述上位機為嵌入式系統(tǒng)，所述下位機為微控制處理單元。

優(yōu)選的，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器安裝于座椅上并且連接下位機，用于采集座椅的壓力信號，并且將采集到的壓力信號傳送給下位機，下位機檢測接收到壓力傳感器發(fā)送的壓力信號后，發(fā)送驅動信號至上位機，通過上位機驅動圖像采集單元工作。

優(yōu)選的，所述圖像采集單元為安裝在座椅前端的攝像頭。

優(yōu)選的，所述編碼器測控單元為設置在座椅上用于采集座椅位置信息的拉繩編碼器測控單元。

優(yōu)選的，所述座椅調節(jié)機構包括分別與座椅控制單元連接的座椅水平調節(jié)機構、座椅前后調節(jié)機構、座椅上下調節(jié)機構和座椅靠背調節(jié)機構。

本發(fā)明的第二目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種基于上述系統(tǒng)實現(xiàn)的基于人臉識別的汽車座椅自主記憶方法，步驟如下：

S1、圖像采集單元采集人臉圖像并且將采集的人臉圖像傳送給上位機；同時編碼器測控單元檢測座椅位置信息，并且通過下位機傳送到上位機；

S2、上位機針對于獲取到的人臉圖像生成面紋編碼，并且將當前面紋編碼與檔案庫的面紋編碼進行比對，檢測檔案庫中是否存在當前面紋編碼；

若否，則將當前面紋編碼存儲于上位機中建立的檔案庫中，并與上位機獲取的當前座椅位置信息進行匹配及存儲；

若是，則上位機發(fā)送當前面紋編碼匹配的座椅位置信息至下位機；

S3、下位機接收到上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息后，根據(jù)上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息以及從編碼器測控單元獲取到的座椅位置信息生成座椅控制信號，然后發(fā)送給座椅控制單元；

S4、座椅控制單元接收到下位機發(fā)送的座椅控制信號后，控制座椅調節(jié)機構工作，使得座椅位置根據(jù)當前面紋編碼匹配的座椅位置信息進行自動調節(jié)；同時上位機實時檢測當前面紋編碼匹配的座椅位置信息與上位機當前獲取的座椅位置信息是否一致，若否，則進行匹配更新，將當前面紋編碼與上位機當前獲取的座椅位置信息相匹配后存儲。

優(yōu)選的，安裝在座椅上的壓力傳感器采集座椅的壓力信號，并且將采集到的壓力信號傳送給下位機，下位機接收到壓力傳感器發(fā)送的壓力信號后，發(fā)送驅動信號至上位機，通過上位機驅動圖像采集單元工作。

優(yōu)選的，所述步驟S2中將當前面紋編碼與上位機當前獲取的座椅位置信息進行匹配后存入匹配表中。

優(yōu)選的，所述座椅控制信號包括座椅水平調節(jié)控制信號、座椅前后調節(jié)控制信號、座椅上下調節(jié)控制信號以及座椅靠背調節(jié)控制信號。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果：

(1)本發(fā)明系統(tǒng)主要由與上位機連接的圖像采集單元以及與下位機連接的編碼器測控單元、座椅控制單元和座椅調節(jié)機構組成，組成結構非常簡單。其中下位機通過編碼器測控單元獲取到座椅位置信息并且傳送給上位機，圖像采集單元采集人臉圖像，上位機將人臉圖像轉換成面紋編碼，針對于不存在檔案庫中的當前面紋編碼，將當前面紋編碼存儲并且與當前座椅位置信息進行匹配后存儲，針對存在檔案庫中的當前面紋編碼，則將當前面紋編碼匹配的座椅位置信息發(fā)送給下位機；下位機根據(jù)從上位機接收到的座椅位置信息以及從編碼器測控單元獲取到的座椅位置信息發(fā)送座椅控制信號給座椅控制單元，座椅控制單元根據(jù)座椅控制信號控制座椅調節(jié)機構工作，使得座椅的位置根據(jù)當前面紋編碼匹配的座椅位置信息進行調整，調整后座椅的座椅位置信息即為上位機中當前編碼所匹配的座椅位置信息?？梢姳景l(fā)明系統(tǒng)能夠在沒有人工干預的情況下實現(xiàn)汽車座椅的調整，駕駛員只需第一次坐上座椅時將其調節(jié)至符合自身習慣的位置，此時上位機會自動對該座椅位置進行記憶，無需其他任何操作，下次再次駕駛時座椅將會自動調節(jié)，不會影響駕駛員已形成的駕駛習慣，方便快捷。相比于傳統(tǒng)記憶方式中，可記憶人數(shù)受限于硬件，本發(fā)明實現(xiàn)了可擴充的記憶人數(shù)，提高了實用性。

(2)本發(fā)明系統(tǒng)采用上位機和下位機的這種分布式系統(tǒng)，由上位機針對人臉圖像進行處理，而由下位機實現(xiàn)座椅的調節(jié)控制，這種分布式的處理方式，使得本發(fā)明系統(tǒng)針對人臉圖像處理的精度能夠做的更好，而針對座椅位置的調節(jié)速度可以更快，保證了本發(fā)明系統(tǒng)座椅調節(jié)的速度和圖像處理的精度。

(3)本發(fā)明系統(tǒng)中上位機實時檢測當前面紋編碼匹配的座椅位置信息與上位機當前獲取的座椅位置信息是否一致，若否，則說明此時駕駛員自身對座椅進行了調節(jié)，即改變了駕駛習慣，此時將當前面紋匹配的座椅位置信息更新為調節(jié)后的座椅位置信息。因此本發(fā)明系統(tǒng)能夠針對同一駕駛員改變的駕駛習慣進行自動的記憶，非常的實用。

(4)本發(fā)明系統(tǒng)中還設置有安裝在座椅上且與下位機連接壓力傳感器，壓力傳感器用于檢測座椅上是否有人坐下，當有人坐下時，發(fā)送壓力信號至下位機，再由下位機發(fā)送驅動信號至上位機，上位機接收到下位機發(fā)送的驅動信號后，驅動圖像采集單元進行采集。本發(fā)明系統(tǒng)通過壓力傳感器來驅動圖像采集單元的采集，在座椅沒有人時，圖像采集單元不進行采集工作，有效降低了上位機的圖像處理量，并且提高了本發(fā)明硬件系統(tǒng)的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結構框圖。

圖2是本發(fā)明方法中上位機工作流程圖。

圖3是本發(fā)明方法中下位機工作流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例

本實施例公開了一種基于人臉識別的汽車座椅自主記憶系統(tǒng)，包括圖像采集單元、上位機、下位機、壓力傳感器、編碼器測控單元、座椅控制單元和座椅調節(jié)機構；

所述圖像采集單元連接上位機，用于采集人臉圖像并且將采集的人臉圖像傳送給上位機；本實施例中圖像采集單元為安裝在座椅前端的攝像頭。

所述上位機連下位機，用于針對獲取的人臉圖像生成面紋編碼，并且生成檔案庫；用于通過下位機獲取當前座椅位置信息；用于將當前面紋編碼與檔案庫中的面紋編碼進行比對，檢測檔案庫中是否存在該面紋編碼，其中當比對結果在一定范圍內時，就定義存在該面紋編碼；用于將不存在于檔案庫中的當前面紋編碼存儲于檔案庫中，并且與當前座椅位置信息進行匹配存儲；用于更新當前面紋編碼匹配的座椅位置信息；用于將當前面紋編碼匹配的座椅位置信息發(fā)送至下位機；本實施例中上位機可以是嵌入式系統(tǒng)，如pcDuino。

所述下位機連接編碼器測控單元和座椅控制單元，用于從編碼器測控單元中獲取座椅位置信息，并且傳送給上位機；用于接收上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息；用于根據(jù)上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息以及從編碼器測控單元獲取到的座椅位置信息生成座椅控制信號，然后發(fā)送給座椅控制單元；本實施例中下位機可以為微控制處理單元，如STM32。

所述壓力傳感器安裝于座椅上并且連接下位機，用于采集座椅的壓力信號，并且將采集到的壓力信號傳送給下位機，下位機檢測接收到壓力傳感器發(fā)送的壓力信號后，發(fā)送驅動信號至上位機，通過上位機驅動圖像采集單元工作。

所述編碼器測控單元，用于采集座椅位置信息并且傳送給下位機；本實施例中編碼器測控單元為設置在座椅上用于采集座椅位置信息的拉繩編碼器測控單元。

所述座椅控制單元連接座椅調節(jié)機構，用于根據(jù)下位機發(fā)送的座椅控制信號控制座椅調節(jié)機構工作；

所述座椅調節(jié)機構，用于調節(jié)座椅的位置。本實施例中座椅調節(jié)機構包括分別與座椅控制單元連接的座椅水平調節(jié)機構、座椅前后調節(jié)機構、座椅上下調節(jié)機構和座椅靠背調節(jié)機構，通過座椅調節(jié)機構實現(xiàn)座椅的水平、前后、上下以及靠背的調節(jié)。

本實施例系統(tǒng)的工作原理如下：下位機通過編碼器測控單元獲取到座椅位置信息并且傳送給上位機，圖像采集單元采集人臉圖像，上位機將人臉圖像轉換成面紋編碼，針對于不存在檔案庫中的當前面紋編碼，將當前面紋編碼存儲并且與當前座椅位置信息進行匹配后存儲，針對存在檔案庫中的當前面紋編碼，則將當前面紋編碼匹配的座椅位置信息發(fā)送給下位機；下位機根據(jù)從上位機接收到的座椅位置信息以及從編碼器測控單元獲取到的座椅位置信息發(fā)送座椅控制信號給座椅控制單元，座椅控制單元根據(jù)座椅控制信號控制座椅調節(jié)機構工作，使得座椅的位置根據(jù)當前面紋編碼匹配的座椅位置信息進行調整，調整后座椅的座椅位置信息即為上位機中當前編碼所匹配的座椅位置信息。

由上述可見，本實施例系統(tǒng)能夠在沒有人工干預的情況下實現(xiàn)汽車座椅的調整，駕駛員只需第一次坐上座椅時將其調節(jié)至符合自身習慣的位置，此時上位機會自動對該座椅位置進行記憶，無需其他任何操作，下次再次駕駛時座椅將會自動調節(jié)，不會影響駕駛員已形成的駕駛習慣，方便快捷。

本實施例系統(tǒng)采用上位機和下位機的這種分布式系統(tǒng)，由上位機針對人臉圖像進行處理，而由下位機實現(xiàn)座椅的調節(jié)控制，這種分布式的處理方式，使得本實施例系統(tǒng)針對人臉圖像處理的精度能夠做的更好，而針對座椅位置的調節(jié)速可以度更快，保證了本發(fā)明系統(tǒng)座椅調節(jié)的速度和圖像處理的精度。

本實施例系統(tǒng)中的壓力傳感器用于檢測座椅上是否有人坐下，當有人坐下時，發(fā)送壓力信號至下位機，再由下位機發(fā)送驅動信號至上位機，上位機接收到下位機發(fā)送的驅動信號后，驅動圖像采集單元進行采集?？梢?，本實施例系統(tǒng)通過壓力傳感器來驅動圖像采集單元的采集，在座椅沒有人時，圖像采集單元不進行采集工作，有效降低了上位機的圖像處理量，并且提高了本發(fā)明硬件系統(tǒng)的使用壽命。

本實施例還公開了一種基于上述系統(tǒng)實現(xiàn)的基于人臉識別的汽車座椅自主記憶方法，如圖2和3所示，步驟如下：

S1、安裝在座椅上的壓力傳感器采集座椅的壓力信號，并且將采集到的壓力信號傳送給下位機，下位機接收到壓力傳感器發(fā)送的壓力信號后，發(fā)送驅動信號至上位機，通過上位機驅動圖像采集單元工作。圖像采集單元采集人臉圖像并且將采集的人臉圖像傳送給上位機；同時編碼器測控單元檢測座椅位置信息，并且通過下位機傳送到上位機；

S2、上位機針對于獲取到的人臉圖像生成面紋編碼，并且將當前面紋編碼與檔案庫的面紋編碼進行比對，檢測檔案庫中是否存在當前面紋編碼；

若否，則將當前面紋編碼存儲于檔案庫中，并與上位機獲取的當前座椅位置信息進行匹配并存儲；本步驟中當前面紋編碼與上位機獲取的當前座椅位置信息進行匹配后存入匹配表中。

若是，則上位機發(fā)送當前面紋編碼匹配的座椅位置信息至下位機。

S3、下位機接收到上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息后，根據(jù)上位機發(fā)送的當前面紋編碼匹配的座椅位置信息以及從編碼器測控單元獲取到的座椅位置信息生成座椅控制信號，然后發(fā)送給座椅控制單元；座椅控制信號包括座椅水平調節(jié)控制信號、座椅前后調節(jié)控制信號、座椅上下調節(jié)控制信號以及座椅靠背調節(jié)控制信號。

S4、座椅控制單元接收到下位機發(fā)送的座椅控制信號后，控制座椅調節(jié)機構工作，使得座椅的位置根據(jù)當前面紋編碼匹配的座椅位置信息進行調節(jié)；同時上位機實時檢測當前面紋編碼匹配的座椅位置信息與上位機當前獲取的座椅位置信息是否一致，若否，則進行匹配更新，將當前面紋編碼與上位機當前獲取的座椅位置信息相匹配后存儲，即更新匹配表。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。