一种基于AI监测的智能座舱系统及其监测方法与流程

一种基于ai监测的智能座舱系统及其监测方法
技术领域
1.本发明涉及智能汽车座舱技术领域，特别是涉及一种基于ai监测的智能座舱系统及其监测方法。


背景技术：

2.随着汽车行业的快速发展，越来越多的汽车趋向于智能化、电动化，部分汽车的座舱系统开始监测驾驶员的生理状态，但是单从生理状态的监测无法完全识别驾驶员当前的驾驶状态。
3.真正的座舱监测系统应该一方面通过生理监测硬件及程序识别驾驶员当前的生理状态；另一方面通过基于ai算法监测驾驶员的精神状态，生理心理同步识别，获取最准确的驾驶员驾驶状态，协同车机系统、空调系统、电动座椅系统等提供最适合驾驶员的驾驶环境；同时ai算法配合tof或其它类似的图像传感器，可以更好的识别座舱内的物件或儿童，准确的告知驾驶员在锁车后车内有遗忘的物件或儿童。因此，加强ai算法在汽车座舱系统中的应用研究具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于ai监测的智能座舱系统及其监测方法，基于先进的传感器技术和深度学习ai视觉算法，可以实现对驾驶员的精神和生理状态的全方位监测，并快速给出响应，提升汽车的智能化水平。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种基于ai监测的智能座舱系统，所述系统包括：ai控制器以及与ai控制器电性连接的tof传感器、a柱摄像头、前置摄像头、心电监测传感器以及智能座椅机构，所述ai控制器搭载在汽车车身上，所述tof传感器设置在汽车顶棚中心位置，用于监测车内遗落物件或儿童；所述a柱摄像头设置在汽车a柱上，用于识别驾驶员身材尺寸；所述心电监测传感器设置在汽车方向盘上，用于监测驾驶员的心率、血压；所述前置摄像头设置在汽车仪表台上正对驾驶员的位置，用于识别捕捉驾驶员的动作；所述智能座椅机构包括电动座椅以及设置在电动座椅上的智能坐垫，所述智能坐垫上设置有温湿度传感器和光纤传感器阵列，所述温湿度传感器用于检测驾驶员的身体温湿度，所述光纤传感器阵列用于检测驾驶员的心率和呼吸信号；所述ai控制器根据a柱摄像头、前置摄像头、心电监测传感器、温湿度传感器以及光纤传感器阵列采集到的信号，实现对驾驶员的精神和生理状态的全方位监测。
7.进一步的，所述a柱摄像头设置在靠近驾驶员的汽车a柱上。
8.进一步的，所述系统还包括放大电路和滤波电路，所述放大电路和滤波电路设置在温湿度传感器、压电薄膜传感器与ai控制器之间，用于放大和过滤信号。
9.进一步的，所述系统还包括报警装置，所述报警装置安装在汽车内，与所述ai控制器电性连接，用于提醒驾驶员有物件或儿童遗落。
10.进一步的，所述系统还包括设置在各个座椅上的压力传感器，所述压力传感器与
所述ai控制器电性连接。
11.本发明还提供了一种基于ai监测的智能座舱系统的监测方法，应用于上述的基于ai监测的智能座舱系统，包括以下步骤：
12.s1，汽车解锁后，a柱摄像头启动，ai控制器接收到信号，通过采集图像，识别驾驶员身材尺寸，协同ai算法，在驾驶员开启车门的同时，控制电动座椅调节到合适的位置；
13.s2，驾驶员进入汽车后，智能坐垫启动，置于智能坐垫的温湿度传感器多点测量驾驶员的温湿度，输出准确的数值给到ai控制器，ai控制器控制车机空调系统，自动调节空调和车辆清风系统、加湿系统；
14.s3，驾驶汽车时，ai控制器根据心电监测传感器、温湿度传感器、光纤传感器阵列以及前置摄像头采集到的信号，实时对驾驶员的精神和生理状态的全方位监测，具体包括：
15.s301，ai控制器收到信号，启动方向盘上的心电监测传感器，基于生物辨识系统模拟，监测驾驶员的心率、血压，同时，智能坐垫上的光纤传感器阵列将驾驶员的心率和呼吸信号转换为电信号，对采集的电信号进行滤波处理，输出准确的心率和呼吸频率，传给ai控制器，识别出驾驶员当前的生理状态；
16.s302，ai控制器收到信号，启动前置摄像头采集图像，识别捕捉驾驶员的动作，监测驾驶员的安全驾驶行为；
17.s303，ai控制器收到信号，启动前置摄像头，识别捕捉驾驶员的眼睛，包括眼睛注视程度、眼睛闭合频率；识别捕捉头部倾斜度，协同ai算法实现头部姿势计算，协同眼睛监测，识别驾驶员当前的疲劳状态；
18.s304，ai控制器收到信号，启动前置摄像头采集图片，基于cnn卷积神经网络识别驾驶员的面部表情，协同ai算法，判断驾驶员当前的精神状态；
19.s4，离开车辆，ai控制器接收信号，启动汽车顶棚处的tof传感器，进行活动物体探测，协同汽车坐垫上的压力传感器进行逻辑判断，提醒驾驶员有物件或儿童遗落。
20.进一步的，所述步骤s302中，识别捕捉驾驶员的动作，具体包括：手握方向盘、手离开方向盘、操作排挡、使用手机、操作触摸屏、操作中控的动作。
21.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于ai监测的智能座舱系统及其监测方法，通过tof传感器监测车内遗落物件或儿童，通过a柱摄像头识别驾驶员身材尺寸，通过心电监测传感器监测驾驶员的心率、血压，通过前置摄像头识别捕捉驾驶员的动作，通过温湿度传感器检测驾驶员的身体温湿度，通过光纤传感器阵列检测驾驶员的心率和呼吸信号，ai控制器根据a柱摄像头、前置摄像头、心电监测传感器、温湿度传感器以及光纤传感器阵列采集到的信号，实现精神状态和生理状态双重监测，能够更精准的识别驾驶员从上车、驾车、下车的整个过程，提供更完美的行车体验。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明基于ai监测的智能座舱系统的布置示意图；
24.图2为本发明基于ai监测的智能座舱系统的控制原理图；
25.附图标记说明：1、ai控制器；2、tof传感器；3、智能坐垫；4、前置摄像头；5、a柱摄像头；6、心电监测传感器。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本发明的目的是提供一种基于ai监测的智能座舱系统及其监测方法，基于先进的传感器技术和深度学习ai视觉算法，可以实现对驾驶员的精神和生理状态的全方位监测，并快速给出响应，提升汽车的智能化水平。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.如图1和图2所示，本发明提供的基于ai监测的智能座舱系统，包括：ai控制器1以及与ai控制器1电性连接的tof传感器2、a柱摄像头5、前置摄像头4、心电监测传感器6以及智能座椅机构，所述ai控制器1搭载在汽车车身上，所述tof传感器2设置在汽车顶棚中心位置，用于监测车内遗落物件或儿童；所述a柱摄像头5设置在汽车a柱上，用于识别驾驶员身材尺寸；所述心电监测传感器6设置在汽车方向盘上，用于监测驾驶员的心率、血压；所述前置摄像头4设置在汽车仪表台上正对驾驶员的位置，用于识别捕捉驾驶员的动作；所述智能座椅机构包括电动座椅以及设置在电动座椅上的智能坐垫3，所述智能坐垫3上设置有温湿度传感器和光纤传感器阵列，所述温湿度传感器用于检测驾驶员的身体温湿度，所述光纤传感器阵列用于检测驾驶员的心率和呼吸信号；所述ai控制器1根据a柱摄像头5、前置摄像头4、心电监测传感器6、温湿度传感器以及光纤传感器阵列采集到的信号，实现对驾驶员的精神和生理状态的全方位监测。
30.其中，所述a柱摄像头5设置在靠近驾驶员的汽车a柱上。
31.此外，所述系统还包括放大电路和滤波电路，所述放大电路和滤波电路设置在温湿度传感器、压电薄膜传感器与ai控制器1之间，用于放大和过滤信号。所述系统还包括报警装置，所述报警装置安装在汽车内，与所述ai控制器1电性连接，用于提醒驾驶员有物件或儿童遗落。所述系统还包括设置在各个座椅上的压力传感器，所述压力传感器与所述ai控制器1电性连接。
32.所述电动座椅设置有座椅调节机构，包括高低调节机构、前后调节机构和靠背调节机构，高低调节机构用于对电动座椅的高低进行调节，前后调节机构用于对电动座椅的前后进行调节，靠背调节机构用于对电动座椅的靠背进行调节。
33.本发明还提供了一种基于ai监测的智能座舱系统的监测方法，应用于上述的基于ai监测的智能座舱系统，包括以下步骤：
34.s1，汽车解锁后，a柱摄像头启动，ai控制器接收到信号，通过采集图像，识别驾驶员身材尺寸，协同ai算法，在驾驶员开启车门的同时，控制电动座椅调节到合适的位置；
35.s2，驾驶员进入汽车后，智能坐垫启动，置于智能坐垫的温湿度传感器多点测量驾
驶员的温湿度，输出准确的数值给到ai控制器，ai控制器控制车机空调系统，自动调节空调和车辆清风系统、加湿系统；
36.s3，驾驶汽车时，ai控制器根据心电监测传感器、温湿度传感器、光纤传感器阵列以及前置摄像头采集到的信号，实时对驾驶员的精神和生理状态的全方位监测，具体包括：
37.s301，ai控制器收到信号，启动方向盘上的心电监测传感器，基于生物辨识系统模拟，监测驾驶员的心率、血压，同时，智能坐垫上的光纤传感器阵列将驾驶员的心率和呼吸信号转换为电信号，对采集的电信号进行滤波处理，输出准确的心率和呼吸频率，传给ai控制器，识别出驾驶员当前的生理状态；
38.s302，ai控制器收到信号，启动前置摄像头采集图像，识别捕捉驾驶员的动作，包括(手握方向盘、手离开方向盘、操作排挡、使用手机、操作触摸屏、操作中控等)，监测驾驶员的安全驾驶行为；
39.s303，ai控制器收到信号，启动前置摄像头，识别捕捉驾驶员的眼睛，包括眼睛注视程度、眼睛闭合频率；识别捕捉头部倾斜度，协同ai算法实现头部姿势计算，协同眼睛监测，识别驾驶员当前的疲劳状态；
40.s304，ai控制器收到信号，启动前置摄像头采集图片，基于cnn卷积神经网络识别驾驶员的面部表情，协同ai算法，判断驾驶员当前的精神状态；
41.s4，离开车辆，ai控制器接收信号，启动汽车顶棚处的tof传感器，进行活动物体探测，协同汽车坐垫上的压力传感器进行逻辑判断，提醒驾驶员有物件或儿童遗落。
42.本发明提供的基于ai监测的智能座舱系统及其监测方法，通过tof传感器监测车内遗落物件或儿童，通过a柱摄像头识别驾驶员身材尺寸，通过心电监测传感器监测驾驶员的心率、血压，通过前置摄像头识别捕捉驾驶员的动作，通过温湿度传感器检测驾驶员的身体温湿度，通过光纤传感器阵列检测驾驶员的心率和呼吸信号，ai控制器根据a柱摄像头、前置摄像头、心电监测传感器、温湿度传感器以及光纤传感器阵列采集到的信号，实现精神状态和生理状态双重监测，能够更精准的识别驾驶员从上车、驾车、下车的整个过程，提供更完美的行车体验。
43.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。