车载人机交互方法
【专利摘要】本发明属于车辆智能控制【技术领域】，特别涉及一种车载人机交互方法，包括如下步骤：(A)启动摄像头，(B)摄像头获取驾驶室内图像，该图像中至少包含有驾驶员信息；图像处理模块从摄像头获取到的图像中识别手势；(C)若无识别手势，重复步骤B；若有识别手势，进入步骤D；(D)图像处理模块将识别手势进行匹配并输出相应的控制指令；(E)执行模块接收到控制指令后对车辆进行相应的控制；(F)重复步骤B，若手势存在且未发生变化，则继续重复步骤B；若手势存在且发生变化，则进入步骤D；若无识别手势，停止输出控制指令并重复步骤B。操作准确，避免了行车过程中驾驶员需低头按键带来的风险，同时还提高了驾驶员的驾车体验和舒适度。
【专利说明】车载人机交互方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆智能控制【技术领域】，特别涉及一种车载人机交互方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车的日益普及和广泛使用，汽车的舒适性和安全性成为用户越来越关注的问题，人们在驾驶车辆的过程中，经常需要触碰按键去对车辆进行控制，比如空调开关、出风大小，音乐选择、音量大小调节、播放暂停，等等。
[0003]当前市场上销售的大部分车辆，由于仪表台附近的空间有限，大部分的开关都集中在中控台上，按键密集且位置接近。用户在不用眼睛观察的情况下直接用手操作很容易按错；道路状况突发情况较多，若用户在开车行驶的过程中关注按键操作，可能因为关注按键的短时间内错过重要车况信息，造成重大交通事故。常用的解决方案是采用多功能方向盘，但是多功能方向盘牵涉到河安全气囊系统共用时钟弹簧，成本较高且功能数量受到局限，不能随意扩充及更改。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种车载人机交互方法，通过识别驾驶员手势对车辆进行控制，避免驾驶员关注按键操带来的事故风险。
[0005]为实现以上目的，本发明采用的技术方案为:一种车载人机交互方法，包括如下步骤:(A)启动摄像头，(B)摄像头获取驾驶室内图像，该图像中至少包含有驾驶员信息；图像处理模块从摄像头获取到的图像中识别手势；(C)若无识别手势，重复步骤B ;若有识别手势，进入步骤D ; (D)图像处理模块将识别手势与其存储的手势模板进行匹配；根据匹配到的手势模板，输出相应的控制指令；(E)执行模块接收到控制指令后对车辆进行相应的控制；(F)重复步骤B，若手势存在且未发生变化，则继续重复步骤B ;若手势存在且发生变化，则进入步骤D ;若无识别手势，停止输出控制指令并重复步骤B。
[0006]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:通过设置摄像头以及图像处理模块，对驾驶员的手势进行识别，当驾驶员需要进行操作时，只需要对着摄像头做出相应的手势，即能完成操作；通过手势识别，操作准确，且避免了行车过程中驾驶员需低头按键带来的风险，同时还提高了驾驶员的驾车体验和舒适度，以及整车的智能性。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明的流程图；
[0008]图2是本发明的原理框图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合图1至图2，对本发明做进一步详细叙述。
[0010]参阅图1，一种车载人机交互方法，包括如下步骤:(A)启动摄像头，(B)摄像头获取驾驶室内图像，该图像中至少包含有驾驶员信息；图像处理模块从摄像头获取到的图像中识别手势；(0若无识别手势，重复步骤8 ；若有识别手势，进入步骤0 ； (0)图像处理模块将识别手势与其存储的手势模板进行匹配；根据匹配到的手势模板，输出相应的控制指令；(￡)执行模块接收到控制指令后对车辆进行相应的控制；(的重复步骤8，若手势存在且未发生变化，则继续重复步骤8 ；若手势存在且发生变化，则进入步骤0 ；若无识别手势，停止输出控制指令并重复步骤8。用户在使用过程中，可以根据自己的习惯和需要将手势模板与相应的控制指令预先设定好，常用的调节如车辆音乐的音量调节、换歌、空调风量的调节坐寸。
[0011]由于摄像头捕捉的范围较大，在使用过程中，驾驶员的眼睛可以不离开路面，直接对着摄像头能捕捉到的区域作出手势，经摄像头捕捉后输入至图像处理模块进行识别并输出相应的控制指令，避免了驾驶员观察按键所可能带来的事故隐患，同样地，这种操作方式对于驾驶员来说，操作更便利。
[0012]更进一步地，所述的步骤8中，图像处理模块按如下步骤获取识别手势:(81)摄像头获取驾驶室内不含有驾驶员的图像，并以此图像作为初始背景图像；(82)将摄像头获取到的含有驾驶员的图像与初始背景图像进行比较运算，得到前景图像；(83)识别前景图像中的人手部分并提取人手图像；(84)对人手图像进行滤波、边缘处理、边缘检测、边缘提取得到数字化的人手图形信息，将图像识别成图形信息，有很多算法可以实现，这里就不在详述。这里通过设置初始背景图像，并从前景图像中识别人手部分，可以减少识别的计算量。初始背景图像可以在摄像头安装完毕后，驾驶员不在座位上时，进行采集并存储在图像处理模块内。
[0013]摄像头会根据物体活动及静止的状态，分析是否有驾驶员及当无驾驶员时的车内画面，随着车内静态物品的更改，摄像头或图像处理模块会自学习并更新初始背景图像，以减少人手识别时的计算量。所述的步骤82中，若前景图像中存在静止区域且静止时间满足阈值，则将该区域添加至初始背景图像中，所述的静止区域即每次处理得到的前景图像相同的区域，通俗点说，就是当摄像头获取到的图像中，某个区域的图像持续一段时间未发生变化，就将这个区域的图像视为背景图像，在进行人手识别之前，将其去除。需要注意的是，摄像头每次启动时，默认的背景图像就是最开始存储的图像，之后在进行手势识别的时候，所更改的背景图像只作为本次驾驶过程中的判定。
[0014]作为本发明的优选方案，按如下步骤启动摄像头:01)整车蓄电池电源接通后，系统复位；(八2)系统进行自检；(八3)点火开关档电源接通时，当检测到车辆的启动信号后，摄像头启动；点火开关.档电源断开时，当检测到从仙1信号后，摄像头启动。这里设置有八I仙1信号，可以保证即使车辆的点火开关.档电源断开，也可以通过车载3(}网络随时发送八I仙1信号将摄像头启动，获取车内视频或图像信息，以达到远距离监控车辆的目的。
[0015]更进一步地，所述的图像处理模块分析摄像头获取到的图像的亮度，若亮度小于设定的阈值，则启用红外补光灯。对于夜晚或雨雪天气，当车内光线不足时，摄像头获取的图像光线较暗、模糊不清，不利于手势的识别，因此通过红外补光灯保证摄像头获取图片的清晰度，并且，红外补光灯的光线不会被人眼识别到，对驾驶员无任何影响。
[0016]由于驾驶员都是坐在驾驶室内的座椅上,故驾驶员做手势的时候，范围是有限的，为了保证摄像头能捕捉到驾驶员的手势，可以将所述的摄像头位于空调出风口下，摄像头的焦距在摄像头前10?40cm处。另外，在进行手势识别的时候，超出有效焦距范围之外的图像，直接用算法过滤处理，减少计算量。
[0017]参阅如图2，优选地，所述的图像处理模块还输出的控制信号可以为CAN信号、LIN信号、PIN信号，系统预留的CAN和LIN两种网络以及6路PIN脚驱动常用的控制部件，能够满足绝大部分用户的需求。
【权利要求】
1.一种车载人机交互方法，包括如下步骤: (A)启动摄像头， (B)摄像头获取驾驶室内图像，该图像中至少包含有驾驶员信息；图像处理模块从摄像头获取到的图像中识别手势； (C)若无识别手势，重复步骤B;若有识别手势，进入步骤D ; (D)图像处理模块将识别手势与其存储的手势模板进行匹配；根据匹配到的手势模板，输出相应的控制指令； (E)执行模块接收到控制指令后对车辆进行相应的控制； (F)重复步骤B，若手势存在且未发生变化，则继续重复步骤B;若手势存在且发生变化，则进入步骤D ;若无识别手势，停止输出控制指令并重复步骤B。
2.如权利要求1所述的车载人机交互方法，其特征在于:所述的步骤B中，图像处理模块按如下步骤获取识别手势: (B1)摄像头获取驾驶室内不含有驾驶员的图像，并以此图像作为初始背景图像； (B2)将摄像头获取到的含有驾驶员的图像与初始背景图像进行比较运算，得到前景图像； (B3)识别前景图像中的人手部分并提取人手图像； (B4)对人手图像进行滤波、边缘处理、边缘检测、边缘提取得到数字化的人手图形信肩、Ο
3.如权利要求2所述的车载人机交互方法，其特征在于:所述的步骤Β2中，若前景图像中存在静止区域且静止时间满足阈值，则将该区域添加至初始背景图像中，所述的静止区域即每次处理得到的前景图像相同的区域。
4.如权利要求3所述的车载人机交互方法，其特征在于:按如下步骤启动摄像头: (Α1)整车蓄电池电源接通后，系统复位； (Α2)系统进行自检； (A3)点火开关ON档电源接通时，当检测到车辆的启动信号后，摄像头启动；点火开关ON档电源断开时，当检测到ALARM信号后，摄像头启动。
5.如权利要求4所述的车载人机交互方法，其特征在于:所述的图像处理模块分析摄像头获取到的图像的亮度，若亮度小于设定的阈值，则启用红外补光灯。
6.如权利要求5所述的车载人机交互方法，其特征在于:所述的摄像头位于空调出风口下，摄像头的焦距在摄像头前10?40cm处。
7.如权利要求6所述的车载人机交互方法，其特征在于:所述的图像处理模块还输出的控制信号可以为CAN信号、LIN信号、PIN信号。
【文档编号】G06K9/62GK104317397SQ201410542613
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】沙文瀚, 王建辉, 李芳珍 申请人:奇瑞汽车股份有限公司