[发明专利]面向车载立体视觉系统的头部运动姿态检测系统

说明书

本发明公开了一种面向车载立体视觉系统的头部运动姿态检测系统，其中，头部姿态检测模组用于检测驾驶员头部姿态，车身姿态检测模块用于检测车身的姿态，服务器获得驾驶员头部与车身的相对姿态数据；服务器将获得的相对姿态数据发送至云台，云台带动安装在云台上的双目摄像机转动，使双目摄像机相对车身的姿态与驾驶员头部相对于车身的姿态相同；双目摄像机用于采集车身的姿态图像及车身外部场景图像，并将采集的图像信息回传至服务器，服务器将双目摄像机拍摄到图像传输给头戴显示器进行显示，解决了夜间能见度条件差的情况下，或者封闭或观察窗口较小的车身中驾驶员及观察员难于观察外部的问题。

技术领域

本发明涉及辅助驾驶系统领域，具体地，涉及一种面向车载立体视觉系统的头部运动姿态检测系统。

背景技术

在现有技术中，惯性传感器检测头部姿态：利用惯性传感器可以检测驾驶员的头部姿态，通过计算得到驾驶员面朝的方向。在驾驶过程中，由于人随车一起运动，人与车之间并未发生相对运动，而此时若使用单一的惯性传感器，由于传感器相对于地球发生了运动，此时检测到的姿态就会发生变化，这与实际需求不符。基于姿态检测的辅助驾驶系统：目前在该方向上并没有考虑到特殊车身，在夜间和可见度条件较差，或者车身封闭或观察窗口较小的情况下，这种情况下驾驶员的观察能力受限，无法进行良好的驾驶操作，因此需要一种能够跟随驾驶员头部方向运动的视觉辅助系统，增强驾驶员正常驾驶视觉和观察外界的能力。

发明内容

本发明提供了一种面向车载立体视觉系统的头部运动姿态检测系统，使用该检测系统后可以准确检测出驾驶员头部相对于驾驶车身的姿态，从而判断出驾驶员头部在车内的运动情况。

进一步的，本系统能够解决在封闭或观察窗口较小的车身中驾驶员的观察能力受限问题，同时能够在夜间(不开车灯、无路灯)能见度条件差的情况下，跟随驾驶员头部方向运动辅助驾驶员驾驶，增强驾驶员或观察员从车内或舱内观察外部的能力。

其中，本发明中的头部姿态检测模组分为两种情况：第一种情况为头部姿态检测模组具体为头部姿态检测模块；第二种情况为头部姿态检测模组包括：头部姿态检测模块和图像捕获模块。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种面向车载立体视觉系统的头部运动姿态检测系统。该检测系统包括母级系统与子级系统两级，其中母级系统是主系统，包括母级惯性姿态检测模块以及服务器部分，子级系统是次级系统，物理结构上包含于母级系统，包括子级姿态检测模块。子级系统和母级系统的姿态检测模块分别检测相对地球的绝对姿态，并上传至服务器，服务器对两级系统传入的数据进行分析比较，从而计算出子级系统相对于母级系统的相对姿态。

在车身驾驶的具体问题中,当头部姿态检测模组具体为第一种情况，即为头部姿态检测模块时，子级系统由一个具有惯性传感模块的头戴显示器组成，该显示器能够获取驾驶员头部姿态，同时能够通过显示屏将母级系统中双目摄像机采集到的车身外的景象显示给驾驶员；母级系统由一个惯性传感模块，服务器，一个双目摄像机以及承载双目摄像机的云台系统组成，能够获取车身的姿态及驾驶员需要获取的车身外部场景图像。其中，本申请中的服务器可由上位机或者本地处理模块构成如：FPGA器件，MCU器件，亦或者由上位机与本地处理模块如FPGA器件，MCU器件协同构成。

工作时，两级系统的惯性传感模块分别获取车身及车身内驾驶员头部的姿态，传至服务器进行分析，服务器比对两组数据，判断此时驾驶员头部与车身的相对姿态，将该姿态值映射为云台系统的旋转角度，于是云台带动双目摄像机转动至某个角度，此时摄像机将拍摄到的画面实时地传回服务器，并在驾驶员的头戴显示器上进行显示，如此驾驶员便看到了与自己头部姿态相同方向的车身外的景象，解决了在夜间(不开车灯、无路灯)能见度条件差的情况下，或者封闭或观察窗口较小的车身中驾驶员及观察员观察外部的问题。