一种自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制方法和装置与流程

本发明涉及智能车应用技术领域，特别是关于一种自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制方法和装置。

背景技术：

随着智能交通、智能驾驶技术和汽车设计制造技术的快速发展，汽车智能化已经逐渐被人们熟悉和接受，汽车单以交通工具的身份进行运输或载人作业的现状已不能满足人们日益提高的生活水平需要，而人们对汽车良好的舒适性和驾驶体验有着更高的要求。

现有技术中，普通车辆驾驶室的座椅、转向盘、后视镜和安全带大多采用手动调节。在高端轿车中，虽然大多采用了电动座椅、电动转向盘、电动后视镜和电动安全带等控制方式，但仍需驾驶人事先手动调整。即便有的车辆具有记忆功能，也往往只能储存3至4位驾驶人信息，未被存储信息的驾驶人仍然需要事先手动调整。通过手动调节或手动与电动联合调节的方式虽然能够满足日常需要，然而在驾驶前需要进行诸多繁琐的准备工作，所以有必要专门针对汽车驾驶室的功能进行新的设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制方法和装置，其能够自适应不同驾驶人的体态并将驾驶人置于相对最优的驾驶环境中，以缓解驾驶人疲劳以及确保驾驶安全。

为实现上述目的，本发明提供一种自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制方法，所述方法包括如下步骤：

s1，在驾驶人一侧的车门内侧安装第一图像传感器，在车外左、右外后视镜和车内后视镜上分别安装第二图像传感器，在座椅上安装压力传感器，并标定各图像传感器的位置；

s2，利用s1中的压力传感器和标定好的图像传感器获得驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据；

s3，依据s2获得的各数据，建立数据库；

s4，利用s1中的压力传感器和标定好的图像传感器获得当前驾驶人的体态特征信息，将测量得到的当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息与s3的数据库存储的驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息进行匹配，以在数据库中寻找到与当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息最接近的驾驶人样本；

s5，根据s4寻找到的最接近的驾驶人样本，按照数据库中存储的对应数据，调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态；

步骤s2和步骤s4中的体态特征信息包括身体姿态和眼睛位置，其中：

驾驶人的身体姿态的获得方法包括：利用第一图像传感器采集到的驾驶人的各关节点所在的位置，获得驾驶人的各关节点在车辆坐标系中对应的角度，进而获得驾驶人的身体姿态；

驾驶人的眼睛位置的获得方法包括：利用第二图像传感器采集到的驾驶人的眼睛所在的位置，获得驾驶人的眼睛在车辆坐标系中对应的位置。

进一步地，驾驶人的身体姿态的获得方法具体包括：

s61，勾勒驾驶人的坐姿轮廓，并在驾驶人的坐姿轮廓上选取驾驶人的各关节点，包括踝关节(a)、膝关节(b)、髋关节(c)、肩关节(d)、肘关节(e)、腕关节(f)；

s62，将第一图像传感器的轴线垂直于车辆坐标系的yv轴，第一图像传感器的xnnyn坐标系与车辆坐标系yvoxv的第一对应关系为：

s63，利用第一图像传感器采集s61中各关节点在第一图像传感器xnnyn坐标系的位置(xn,yn,zn),根据步骤s62中的第一对应关系，计算得到各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

s64，根据s63计算得到的各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，获得各关节点在车辆坐标系中对应的角度。

进一步地，驾驶人的眼睛位置的获得方法为如下方法中的一种或多种：

第一种方法，左外后视镜上第二图像传感器的yc1lxc1坐标系与车辆坐标系yvoxv的第二对应关系为：

θ1为左外后视镜逆时针旋转的角度；

利用左外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc1lxc1坐标系的位置(xc1,yc1,zc1),根据第二对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二种方法，右外后视镜上第二图像传感器的yc2rxc2坐标系与车辆坐标系yvoxv的第三对应关系为：

θ2为右外后视镜逆时针旋转的角度；

第三种方法，利用右外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc2rxc2坐标系的位置(xc2,yc2,zc2),根据第三对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

车内后视镜上第二图像传感器的yiixi坐标系与车辆坐标系yvoxv的第四对应关系为：

θi为车内后视镜逆时针旋转的角度；

利用车内后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yiixi坐标系的位置(xi,yi,zi),根据第四对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

进一步地，第二图像传感器的轴线垂直于后视镜的镜面，且其轴线指向后视镜的转轴。

进一步地，s5中的“调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态”具体包括：

在座椅底座下布置水平导轨，通过座椅水平滑移电机控制座椅在水平导轨上的前后位置；

在座椅底座下布置竖直导轨，通过座椅垂直升降电机控制座椅在竖直导轨上的高度位置；

将座椅靠背俯仰电机的输出轴与座椅底座和靠背之间的铰链轴在轴向上固连，通过靠背俯仰电机控制座椅靠背与座椅底座的夹角；

在座椅靠背中设置伸缩导轨，将头枕与伸缩导轨固连，通过头枕伸缩电机控制头枕与座椅靠背的在伸缩导轨上的相对位置；

将头枕俯仰电机的输出轴与座椅靠背伸缩导轨和头枕之间的铰链轴在轴向上固连，控制头枕与座椅靠背的角度；

通过转向盘俯仰电机控制转向杆柱的水平夹角；

通过转向盘伸缩电机控制转向盘与驾驶人之间的距离(在zvoyv平面上的距离)；

通过左外后视镜旋转电机、右外后视镜旋转电机、内后视镜旋转电机、内后视镜俯仰电机控制相应后视镜的角度，将当前驾驶人的眼睛位置调整至与属于该驾驶人体态人群95百分位的眼椭圆范围内；

通过安全带收紧-放松电机控制安全带的松紧程度；

通过安全带高度调节电机控制调节安全带导向板的高度，以匹配不同身高的驾驶人。

本发明还提供一种自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制装置，所述装置包括：

第一图像传感器，其安装在驾驶人一侧的车门内侧，并用于采集驾驶人的各关节点所在的位置；

第二图像传感器，其分别安装在车外左、右外后视镜和车内后视镜上，并用于采集驾驶人的眼睛所在的位置；

压力传感器，其安装在座椅上，并用于采集驾驶人的体重；

控制器，具体包括：

信息输入模块，其连接所述第一图像传感器、第二图像传感器和压力传感器，其用于接收所述第一图像传感器、第二图像传感器和压力传感器采集到的各数据；

数据库建立模块，其用于利用所述信息输入模块接收到的各数据，获得驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据，以建立数据库；

驾驶人样本寻找模块，其用于利用所述压力传感器、所述第一图像传感器和第二图像传感器获得当前驾驶人的体态特征信息，将测量得到的当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息与所述数据库存储的驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息进行匹配，以在数据库中寻找到与当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息最接近的驾驶人样本；

指令输出模块，其用于根据寻找到的最接近的驾驶人样本，按照数据库中存储的对应数据，调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态；

所述体态特征信息包括身体姿态和眼睛位置，所述数据库建立模块包括：

驾驶人的身体姿态的获得子模块，其用于利用所述第一图像传感器采集到的驾驶人的各关节点所在的位置，获得驾驶人的各关节点在车辆坐标系中对应的角度，进而获得驾驶人的身体姿态；

驾驶人的眼睛位置的获得子模块，其用于利用所述第二图像传感器采集到的驾驶人的眼睛所在的位置，获得驾驶人的眼睛在车辆坐标系中对应的位置。

进一步地，所述驾驶人的身体姿态的获得子模块的工作具体包括：

s61，勾勒驾驶人的坐姿轮廓，并在驾驶人的坐姿轮廓上选取驾驶人的各关节点，包括踝关节(a)、膝关节(b)、髋关节(c)、肩关节(d)、肘关节(e)、腕关节(f)；

s62，将第一图像传感器的轴线垂直于车辆坐标系的yv轴，第一图像传感器的xnnyn坐标系与车辆坐标系yvoxv的第一对应关系为：

s63，利用第一图像传感器采集s61中各关节点在第一图像传感器xnnyn坐标系的位置(xn,yn,zn),根据步骤s62中的第一对应关系，计算得到各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

s64，根据s63计算得到的各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，获得各关节点在车辆坐标系中对应的角度。

进一步地，驾驶人的眼睛位置的获得子模块的工作方式为如下方式中的一种或多种：

第一种方式，左外后视镜上第二图像传感器的yc1lxc1坐标系与车辆坐标系yvoxv的第二对应关系为：

θ1为左外后视镜逆时针旋转的角度；

利用左外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc1lxc1坐标系的位置(xc1,yc1,zc1),根据第二对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二种方式，右外后视镜上第二图像传感器的yc2rxc2坐标系与车辆坐标系yvoxv的第三对应关系为：

θ2为右外后视镜逆时针旋转的角度；

第三种方式，利用右外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc2rxc2坐标系的位置(xc2,yc2,zc2),根据第三对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

车内后视镜上第二图像传感器的yiixi坐标系与车辆坐标系yvoxv的第四对应关系为：

θi为车内后视镜逆时针旋转的角度；

利用车内后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yiixi坐标系的位置(xi,yi,zi),根据第四对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

进一步地，所述第二图像传感器的轴线垂直于后视镜的镜面，且其轴线指向后视镜的转轴，所述压力传感器安装在座椅上与人体接触面的几何中心。

进一步地，所述指令输出模块中的“调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态”具体包括：

在座椅底座下布置水平导轨，通过座椅水平滑移电机控制座椅在水平导轨上的前后位置；

在座椅底座下布置竖直导轨，通过座椅垂直升降电机控制座椅在竖直导轨上的高度位置；

将座椅靠背俯仰电机的输出轴与座椅底座和靠背之间的铰链轴在轴向上固连，通过靠背俯仰电机控制座椅靠背与座椅底座的夹角；

在座椅靠背中设置伸缩导轨，将头枕与伸缩导轨固连，通过头枕伸缩电机控制头枕与座椅靠背的在伸缩导轨上的相对位置；

将头枕俯仰电机的输出轴与座椅靠背伸缩导轨和头枕之间的铰链轴在轴向上固连，控制头枕与座椅靠背的角度；

通过转向盘俯仰电机控制转向杆柱的水平夹角；

通过转向盘伸缩电机控制转向盘与驾驶人之间的距离；

通过左外后视镜旋转电机、右外后视镜旋转电机、内后视镜旋转电机、内后视镜俯仰电机控制相应后视镜的角度，将当前驾驶人的眼睛位置调整至与属于该驾驶人体态人群95百分位的眼椭圆范围内；

通过安全带收紧-放松电机控制安全带的松紧程度；

通过安全带高度调节电机控制调节安全带导向板的高度，以匹配不同身高的驾驶人。

本发明的有益效果：本发明的自适应驾驶人体态的智能驾驶室，采用人体识别系统对驾驶人体态的识别，智能控制系统传达指令给执行器调整驾驶室中座椅、转向盘、内外后视镜和安全带的姿态，可自适应不同驾驶人的体态并将驾驶人置于相对最优的驾驶环境，能够实现任意驾驶人的驾驶前零准备，使驾驶过程变得更轻松，为驾驶人给予更好的驾驶体验并提高整车舒适性，缓解驾驶人疲劳，确保驾驶安全。

附图说明

图1a为本发明的自适应驾驶人体态的智能驾驶室的示意性正视图。

图1b为图1a的示意性俯视图。

图2为驾驶人的坐姿示意图。

图3a为驾驶人坐姿初始时刻的示意图。

图3b为驾驶人坐姿调整后的示意图。

图4为本发明智能驾驶室的控制流程简图。

图5为本发明执行器结构图。

图6a和图6b为本发明的驾驶人的身体姿态的获得方法建立的车辆分析模型。

图6c为本发明的驾驶人的身体姿态的获得方法建立的驾驶人分析模型。

图7a和图7b为本发明的驾驶人的眼睛位置的获得方法建立的车辆分析模型。

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1a、图1b、图3a和图3b所示，本实施例所提供的自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制方法包括如下步骤：

s1，在驾驶人一侧的车门内侧安装第一图像传感器，比如图1b中给出的图像传感器30，通过图像传感器30识别驾驶人体态。在车外的左外后视镜、右外后视镜和车内的内后视镜上分别安装第二图像传感器，比如图1a和图1b示出的左外后视镜31、右外后视镜32和内后视镜33，通过各后视镜上的图像传感器能够识别驾驶人的双眼在驾驶室内的所处位置。在座椅上安装压力传感器，压力传感器的数量至少为三个，分别安装在座椅底座、座椅靠背和头枕上，分别用于识别并记录驾驶人身体主要受力部位(背部b3、臀部b4和头部b2)的受力情况。

标定各图像传感器(包括第一图像传感器和第二图像传感器)的位置。

本实施例中的第一图像传感器和第二图像传感器采用的是单目摄像头，本实施例中采用定焦摄像头采集驾驶室内，其图像畸变较小，因此忽略定焦镜头畸变效应，利用线性模型描述摄像头成像过程。在此基础上，首先采用现有技术(比如参考文献：zhangz.aflexiblenewtechniqueforcameracalibration.ieeetransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,2000,22(11):1330-1334.)中提出的相机内参标定方法标定本专利采用摄像头的内参，然后建立车载视觉系统的坐标系统，并由此设计基于竖直棋盘标定板的标定方案。

s2，利用s1中的压力传感器和标定好的图像传感器获得驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据。

s2中，驾驶人样本的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据获得方式如下：

如图3a和图3b中示出地，所述驾驶人样本主要包括：驾驶人的身高ti，体重wi。在标准驾驶室内就坐后，在驾驶室内各设备初始化位置时刻，座椅姿态数据包括底座最后端与水平导轨最后端间距li0＝0，车内地板到双眼的坐高hsi0，脚跟到座椅底座最后端水平距离lfi0，座椅靠背与座椅底座之间的夹角βi0，座椅坐垫顶部与驾驶室地面高度hi0，胯关节到车内地板之间高度hki0。在调整到最佳坐姿时刻，座椅底座最后端与水平导轨最后端间距li，车内地板到双眼的坐高hsi，以及脚跟到座椅底座最后端水平距离lfi，座椅靠背与座椅底座之间的夹角βi，座椅坐垫顶部与驾驶室地面高度hi，胯关节到车内地板之间高度hki0。

转向盘姿态数据包括转向杆柱与车内地板的夹角，转向盘中心在车辆坐标系中的位置。转向盘姿态数据的获取：在驾驶室复位状态时，根据驾驶室的初始设计图纸，可以轻易获取转向杆柱与车内地板的夹角，以及转向盘中心在车辆坐标系中的位置。数据库建立阶段，在驾驶员调节转向盘到他认为的合适位置时，记录转向盘俯仰电机、转向盘伸缩电机的进给量，进而可换算得到转向杆柱与车内地板的当前角度以及转向盘中心的当前位置。

内外后视镜姿态数据包括左外后视镜31、右外后视镜32和内后视镜33的镜面分别与车辆坐标系中的yvozv平面的夹角。内外后视镜姿态数据分别为xi、xc1、xc2与yv的所夹的锐角。

安全带姿态数据主要是安全带导向板的高度，导向板由安全带高度调节电机控制，可通过记录其进给量推算安全带导向板所处高度，同时需记录安全带收紧-放松电机的进给量。

s3，依据s2获得的驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据，建立数据库，如表1所示。

表1驾驶人数据采集量表

用上述量表采集n例驾驶人参数后，随即建立数据库。所述驾驶人样本总数n需满足一定数量条件，且所述驾驶人样本库的身高、体重分布曲线应符合中国驾驶人人体数据库的身高、体重分布趋势。

s4，利用s1中的压力传感器和标定好的图像传感器获得当前驾驶人的体态特征信息，将测量得到的当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息与s3的数据库存储的驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息进行匹配，以在数据库中寻找到与当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息最接近的驾驶人样本。也就是说，所述数据库建立完成后，对于任意一个陌生驾驶人，通过安装在车内后视镜33上的第二图像传感器测得其坐高hsi0、安装在车门上的图像传感器测得其脚跟到髋关节水平距离lfi0和各关节点的位置参数后，控制器将自动在数据库中匹配与当前驾驶人的体态特征最接近的驾驶人样本。

s5，根据s4寻找到的最接近的驾驶人样本，按照数据库中存储的对应数据，调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态。也就是说，按照数据库中存储的该驾驶人样本在调整到最佳驾驶坐姿时对应的相关参数调整当前驾驶人的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据。

步骤s2和步骤s4中的体态特征信息包括身体姿态和眼睛位置，其中：

驾驶人的身体姿态的获得方法包括：利用第一图像传感器采集到的驾驶人的各关节点所在的位置，获得驾驶人的各关节点在车辆坐标系中对应的角度，进而获得驾驶人的身体姿态。

驾驶人的眼睛位置的获得方法包括：利用第二图像传感器采集到的驾驶人的眼睛所在的位置，获得驾驶人的眼睛在车辆坐标系中对应的位置。

在一个实施例中，如图6a至图6c所示，车辆坐标系yvoxv的原点o为车辆引擎盖最前端中点，车辆的横向为车辆坐标系yvoxv的横坐标轴，车辆的纵向为车辆坐标系yvoxv的纵坐标轴。第一图像传感器的xnnyn坐标系为其本身的坐标系。那么，驾驶人的身体姿态的获得方法具体包括：

s61，建立数据库时，将第一图像传感器采集到的每一例驾驶人图像进行人工标定。如图6c示出地，勾勒驾驶人的坐姿轮廓，并在驾驶人的坐姿轮廓上选取驾驶人的各关节点，包括踝关节a、膝关节b、髋关节c、肩关节d、肘关节e、腕关节f，各关节点作为第一图像传感器的驾驶人坐姿采集点。

s62，如图6a示出地，将第一图像传感器的轴线垂直于车辆坐标系的yv轴，故θn＝270°，有cosθn＝0，sinθn＝-1，因此第一图像传感器的ynnxn坐标系与车辆坐标系yvoxv的第一对应关系为：

θn为车门内第一图像传感器坐标系ynnxn相对车辆坐标系yvoxv逆时针旋转的角度；dn1为车门内第一传感器安装点n与车辆最前端o点的横向距离；dn2为车门内第一传感器安装点n与车辆最前端o点的纵向距离；dn3为车门内第一传感器安装点n与车辆最前端o点的竖直距离。

s63，利用第一图像传感器采集s61中各关节点在第一图像传感器xnnyn坐标系的位置(xn,yn,zn),根据步骤s62中的第一对应关系，计算得到各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，利用深度卷积神经网络的方法，训练出可以自行识别各关节点在任意驾驶人身上的位置。

s64，根据s63计算得到的各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，获得各关节点在车辆坐标系中对应的角度α1、α2、α3、α4、α5。

在一个实施例中，如图7a和图7b所示，车辆坐标系yvoxv的原点o为车辆引擎盖最前端中点，车辆的横向为车辆坐标系yvoxv的横坐标轴，车辆的纵向为车辆坐标系yvoxv的纵坐标轴。左外后视镜、右外后视镜及内后视镜上的第二图像传感器安装基准点分别设定在图中的l、r、i点处，分别对应于自身坐标系，即分别为yc1lxc1坐标系、yc2rxc2坐标系、yiixi坐标系。那么，驾驶人的眼睛位置的获得方法具体包括：

第一种方法，左外后视镜上第二图像传感器的yc1lxc1坐标系与车辆坐标系yvoxv的第二对应关系为：

θ1为左外后视镜坐标系yc1lxc1相对车辆坐标系yvoxv逆时针旋转的角度；d1为左右外后视镜上第二传感器安装点l和r与车辆最前端o点的横向距离；d2为右外后视镜上第二传感器安装点l和r与车辆最前端o点的纵向距离；d3为左右外后视镜上第二传感器安装点l和r与车辆最前端o点的竖直距离。

利用左外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc1lxc1坐标系的位置(xc1,yc1,zc1),根据第二对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二种方法，右外后视镜上第二图像传感器的yc2rxc2坐标系与车辆坐标系yvoxv的第三对应关系为：

θ2为右外后视镜坐标系yc2rxc2相对车辆坐标系yvoxv逆时针旋转的角度。

第三种方法，利用右外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc2rxc2坐标系的位置(xc2,yc2,zc2),根据第三对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

车内后视镜上第二图像传感器的yiixi坐标系与车辆坐标系yvoxv的第四对应关系为：

θi为内后视镜坐标系yiixi相对车辆坐标系yvoxv逆时针旋转的角度；di1为内后视镜上第二传感器安装点i与车辆最前端o点的横向距离；di2为内后视镜上第二传感器安装点i与车辆最前端o点的纵向距离；di3为内后视镜上第二传感器安装点i与车辆最前端o点的竖直距离。

利用车内后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yiixi坐标系的位置(xi,yi,zi),根据第四对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

需要说明的是，可以选用其中一种方法获得驾驶人的眼睛的位置。当然，为了测量的准确性，上述三种方法可以同时选用，取三者测得数据的均值。

上述实施例中，第二图像传感器的轴线垂直于后视镜的镜面，且其轴线指向后视镜的转轴。

在一个实施例中，s5中的“调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态”具体包括：

在座椅底座下布置水平导轨，通过座椅水平滑移电机控制座椅在水平导轨上的前后位置；

在座椅底座下布置竖直导轨，通过座椅垂直升降电机控制座椅在竖直导轨上的高度位置；

将座椅靠背俯仰电机的输出轴与座椅底座和靠背之间的铰链轴在轴向上固连，通过靠背俯仰电机控制座椅靠背与座椅底座的夹角；

在座椅靠背中设置伸缩导轨，将头枕与伸缩导轨固连，通过头枕伸缩电机控制头枕与座椅靠背的在伸缩导轨上的相对位置；

将头枕俯仰电机的输出轴与座椅靠背伸缩导轨和头枕之间的铰链轴在轴向上固连，控制头枕与座椅靠背的角度；

通过转向盘俯仰电机控制转向杆柱的水平夹角；

通过转向盘伸缩电机控制转向盘与驾驶人之间的距离(在zvoyv平面上的距离)；

通过左外后视镜旋转电机、右外后视镜旋转电机、内后视镜旋转电机、内后视镜俯仰电机控制相应后视镜的角度，将当前驾驶人的眼睛位置调整至与属于该驾驶人体态人群95百分位的眼椭圆范围内；

通过安全带收紧-放松电机控制安全带的松紧程度，保证驾驶人舒适佩戴，并可在碰撞事故发生前的瞬间为驾驶人提供预紧力，减轻事故伤害；

通过安全带高度调节电机控制调节安全带导向板的高度，以匹配不同身高的驾驶人。

如图1所示，本发明还提供一种自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制装置所应用的驾驶室包括座椅总成1、转向盘总成2、内外后视镜总成3、安全带总成4、车架总成5、加减速踏板6、变速器换挡杆7和驻车制动器操纵杆8。

如图4所示，本实施例中的自适应驾驶人体态的智能驾驶室控制装置包括人体识别系统s1、智能控制系统s2和执行器s3。其中：

人体识别系统s1包括第一图像传感器、第二图像传感器和压力传感器，其中，第一图像传感器安装在驾驶人一侧的车门内侧，并用于采集驾驶人的各关节点所在的位置。

第二图像传感器分别安装在车外左、右外后视镜和车内后视镜上，并用于采集驾驶人的眼睛所在的位置。压力传感器安装在座椅上，并用于采集驾驶人的体重。

智能控制系统s2包括控制器s22和数据库s21，其中，

控制器s22用于接收所述人体识别系统s1为传来的数据信号并向执行器s3发送命令信号。控制器s22具体包括信息输入模块、数据库建立模块、驾驶人样本寻找模块和指令输出模块，其中，

信息输入模块连接所述第一图像传感器、第二图像传感器和压力传感器，其用于接收所述第一图像传感器、第二图像传感器和压力传感器采集到的各数据。数据库建立模块用于利用所述信息输入模块接收到的各数据，获得驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据，以建立数据库。

驾驶人样本的体态特征信息以及在调整到最佳坐姿时刻对应的座椅姿态数据、转向盘姿态数据、内外后视镜姿态数据和安全带姿态数据获得方式如下：

如图3a和图3b中示出地，所述驾驶人样本主要包括：驾驶人的身高ti，体重wi。在标准驾驶室内就坐后，在驾驶室内各设备初始化位置时刻，座椅姿态数据包括底座最后端与水平导轨最后端间距li0＝0，车内地板到双眼的坐高hsi0，脚跟到座椅底座最后端水平距离lfi0，座椅靠背与座椅底座之间的夹角βi0，座椅坐垫顶部与驾驶室地面高度hi0，胯关节到车内地板之间高度hki0。在调整到最佳坐姿时刻，座椅底座最后端与水平导轨最后端间距li，车内地板到双眼的坐高hsi，以及脚跟到座椅底座最后端水平距离lfi，座椅靠背与座椅底座之间的夹角βi，座椅坐垫顶部与驾驶室地面高度hi，胯关节到车内地板之间高度hki0。

转向盘姿态数据包括转向杆柱22与车内地板的夹角，转向盘21中心在车辆坐标系中的位置。转向盘姿态数据的获取：在驾驶室复位状态时，根据驾驶室的初始设计图纸，可以轻易获取转向杆柱与车内地板的夹角，以及转向盘中心在车辆坐标系中的位置。数据库建立阶段，在驾驶员调节转向盘到他认为的合适位置时，记录转向盘俯仰电机、转向盘伸缩电机的进给量，进而可换算得到转向杆柱与车内地板的当前角度以及转向盘中心的当前位置。

内外后视镜姿态数据包括左外后视镜31、右外后视镜32和内后视镜33的镜面分别与车辆坐标系中的yvozv平面的夹角。内外后视镜姿态数据分别为xi、xc1、xc2与yv的所夹的锐角。

安全带姿态数据主要是安全带导向板的高度，导向板由安全带高度调节电机控制，可通过记录其进给量推算安全带导向板所处高度，同时需记录安全带收紧-放松电机的进给量。

驾驶人样本寻找模块用于利用所述压力传感器、所述第一图像传感器和第二图像传感器获得当前驾驶人的体态特征信息，将测量得到的当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息与所述数据库存储的驾驶人样本在初始化位置时刻的体态特征信息进行匹配，以在数据库中寻找到与当前驾驶人在初始化位置时刻的体态特征信息最接近的驾驶人样本。

指令输出模块用于根据寻找到的最接近的驾驶人样本，按照数据库中存储的对应数据，调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态。

智能控制系统s2工作时，人体识别系统s1在当前驾驶人走近驾驶室10米内时自动感应启动，通过体态特征的提取，从数据库s21中匹配与之接近的样本参数；当驾驶人进入所述智能驾驶室，控制器s22发送指令给执行器s3中的座椅电机总成s31、转向盘电机总成s32、后视镜电机总成s33和安全带电机总成s34，将座椅总成1、转向盘总成2、后视镜电机总成s33和安全带电机总成s34调节至数据库匹配出的最佳位置，使驾驶人能够方便操作驾驶室中的方向盘21、加减速踏板6、变速器换挡杆7和驻车制动器操纵杆8，并具有良好的舒适性体验。

所述体态特征信息包括身体姿态和眼睛位置，所述数据库建立模块包括：

驾驶人的身体姿态的获得子模块，其用于利用所述第一图像传感器采集到的驾驶人的各关节点所在的位置，获得驾驶人的各关节点在车辆坐标系中对应的角度，进而获得驾驶人的身体姿态。

驾驶人的眼睛位置的获得子模块，其用于利用所述第二图像传感器采集到的驾驶人的眼睛所在的位置，获得驾驶人的眼睛在车辆坐标系中对应的位置。

执行器s3包括分别控制座椅姿态的座椅电机总成s31、控制转向盘姿态的转向盘电机总成s32、控制后视镜姿态的后视镜电机总成s33和控制安全带姿态的安全带电机总成s34。其中，座椅电机总成s31包括座椅水平滑移电机s315、座椅垂直升降电机s314、座椅靠背俯仰电机s313、头枕伸缩电机s312和头枕俯仰电机s311。转向盘电机总成s32包括转向盘俯仰电机s321和转向盘伸缩电机s322。后视镜电机s33总成包括左外后视镜旋转电机s331、右外后视镜旋转电机s332、内后视镜旋转电机s333和内后视镜俯仰电机s334。安全带电机总成s34包括安全带收紧-放松电机s341和安全带高度调节电机s342。

执行器s3具体工作包括：

座椅底座13下布置水平导轨131，座椅水平滑移电机s315控制座椅总成1在水平导轨131上的前后位置。座椅底座13下布置竖直导轨132，座椅垂直升降电机s314控制座椅总成1在竖直导轨132上的高度位置。座椅靠背俯仰电机s313的输出轴与座椅底座13和靠背12之间的铰链轴133在轴向上固连，控制座椅靠背12与座椅底座13的夹角。座椅靠背12中设置伸缩导轨121，所述头枕11与伸缩导轨121固连，头枕伸缩电机s312控制头枕11与座椅靠背12的在伸缩导轨121上的相对位置。头枕俯仰电机s311的输出轴与座椅靠背伸缩导轨121和头枕11之间的铰链轴111在轴向上固连，控制头枕11与座椅靠背12的角度。转向盘俯仰电机s321控制转向杆柱的水平夹角。转向盘伸缩电机s322控制转向盘21与驾驶人之间的距离。左外后视镜旋转电机s331、右外后视镜旋转电机s332、内后视镜旋转电机s333、内后视镜俯仰电机s334控制各所属后视镜的角度，以调节驾驶人后方的视野。安全带收紧-放松电机s341控制安全带的松紧程度，保证驾驶人舒适佩戴，并可在碰撞事故发生前的瞬间为驾驶人提供预紧力，减轻事故伤害。安全带高度调节电机s342控制调节安全带导向板的高度，以匹配不同身高的驾驶人。

在一个实施例中，如图6a至图6c所示，车辆坐标系yvoxv的原点o为车辆引擎盖最前端中点，车辆的横向为车辆坐标系yvoxv的横坐标轴，车辆的纵向为车辆坐标系yvoxv的纵坐标轴。第一图像传感器的xnnyn坐标系为其本身的坐标系。那么，所述驾驶人的身体姿态的获得子模块的工作具体包括：

s61，建立数据库时，将第一图像传感器采集到的每一例驾驶人图像进行人工标定。如图6c示出地，勾勒驾驶人的坐姿轮廓，并在驾驶人的坐姿轮廓上选取驾驶人的各关节点，包括踝关节a、膝关节b、髋关节c、肩关节d、肘关节e、腕关节f，各关节点作为第一图像传感器的驾驶人坐姿采集点。

s62，将第一图像传感器的轴线垂直于车辆坐标系的yv轴，故θn＝270°，有cosθn＝0，sinθn＝-1，因此第一图像传感器的xnnyn坐标系与车辆坐标系yvoxv的第一对应关系为：

s63，利用第一图像传感器采集s61中各关节点在第一图像传感器xnnyn坐标系的位置(xn,yn,zn),根据步骤s62中的第一对应关系，计算得到各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，利用深度卷积神经网络的方法，训练出可以自行识别各关节点在任意驾驶人身上的位置。

s64，根据s63计算得到的各关节点在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)，获得各关节点在车辆坐标系中对应的角度α1、α2、α3、α4、α5。

在一个实施例中，如图7a和图7b所示，车辆坐标系yvoxv的原点o为车辆引擎盖最前端中点，车辆的横向为车辆坐标系yvoxv的横坐标轴，车辆的纵向为车辆坐标系yvoxv的纵坐标轴。左外后视镜、右外后视镜及内后视镜上的第二图像传感器安装基准点分别设定在图中的l、r、i点处，分别对应于自身坐标系，即分别为yc1lxc1坐标系、yc2rxc2坐标系、yiixi坐标系。那么，驾驶人的眼睛位置的获得子模块的工作方式具体包括：

第一种方式，左外后视镜上第二图像传感器的yc1lxc1坐标系与车辆坐标系yvoxv的第二对应关系为：

θ1为左外后视镜逆时针旋转的角度；

利用左外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc1lxc1坐标系的位置(xc1,yc1,zc1),根据第二对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

第二种方式，右外后视镜上第二图像传感器的yc2rxc2坐标系与车辆坐标系yvoxv的第三对应关系为：

θ2为右外后视镜逆时针旋转的角度；

第三种方式，利用右外后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yc2rxc2坐标系的位置(xc2,yc2,zc2),根据第三对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)；

车内后视镜上第二图像传感器的yiixi坐标系与车辆坐标系yvoxv的第四对应关系为：

θi为车内后视镜逆时针旋转的角度；

利用车内后视镜上第二图像传感器采集驾驶人的人眼在第二图像传感器的yiixi坐标系的位置(xi,yi,zi),根据第四对应关系，计算得到驾驶人的人眼在车辆坐标系yvoxv的位置(xv,yv,zv)。

驾驶人的眼睛位置的获得子模块工作时，各第二图像传感器检测到驾驶人双眼的所处位置后，控制器s22发出指令给所述座椅电机总成s31，通过微调座椅总成1的水平位置、高度位置、座椅靠背12倾斜角度和头枕11角度，至少将驾驶人双眼调整至属于该驾驶人体态人群95百分位的眼椭圆b1范围内，保证驾驶人拥有良好的前后方视野范围。所述眼椭圆b1依据所述数据库中大量的实验样本，利用所述数据库s21按不同身高、体重等信息进行归类。

需要说明的是，为了测量的准确性，上述三种方式可以同时选用，也可以选用其中一种。

在一个实施例中，所述第二图像传感器的轴线垂直于后视镜的镜面，且其轴线指向后视镜的转轴，所述压力传感器安装在座椅上与人体接触面的几何中心。

在一个实施例中，所述指令输出模块中的“调整当前驾驶人的座椅姿态、转向盘姿态、内外后视镜姿态和安全带姿态”具体包括：

在座椅底座下布置水平导轨，通过座椅水平滑移电机控制座椅在水平导轨上的前后位置；

在座椅底座下布置竖直导轨，通过座椅垂直升降电机控制座椅在竖直导轨上的高度位置；

将座椅靠背俯仰电机的输出轴与座椅底座和靠背之间的铰链轴在轴向上固连，通过靠背俯仰电机控制座椅靠背与座椅底座的夹角；

在座椅靠背中设置伸缩导轨，将头枕与伸缩导轨固连，通过头枕伸缩电机控制头枕与座椅靠背的在伸缩导轨上的相对位置；

将头枕俯仰电机的输出轴与座椅靠背伸缩导轨和头枕之间的铰链轴在轴向上固连，控制头枕与座椅靠背的角度；

通过转向盘俯仰电机控制转向杆柱的水平夹角；

通过转向盘伸缩电机控制转向盘与驾驶人之间的距离；

通过左外后视镜旋转电机、右外后视镜旋转电机、内后视镜旋转电机、内后视镜俯仰电机控制相应后视镜的角度，将当前驾驶人的眼睛位置调整至与属于该驾驶人体态人群95百分位的眼椭圆范围内；

通过安全带收紧-放松电机控制安全带的松紧程度，保证驾驶人舒适佩戴，并可在碰撞事故发生前的瞬间为驾驶人提供预紧力，减轻事故伤害；

通过安全带高度调节电机控制调节安全带导向板的高度，以匹配不同身高的驾驶人。

执行器s3中的电机均为双向驱动电机并直接驱动与其转轴固连的部件。

驾驶人离开所述智能驾驶室后，所述座椅总成1，转向盘总成2，内外后视镜总成3，安全带总成4复位并使驾驶室的空间保持到最大，以方便下一次驾驶人进入。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。