CN106845404A - 汽车驾驶员脚部姿态测试系统和测试方法、辅助测试鞋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车驾驶员脚部姿态测试系统，该测试系统包括摄像装置、图像处理装置和计算装置，其中，摄像装置，用于采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息；图像处理装置，用于对脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值；计算装置，用于根据脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据脚踝角度确定驾驶员的当前脚部姿态。该脚部姿态测试系统，可以提高测试精度并不影响驾驶员操作。本发明还公开一种汽车驾驶员脚部姿态测试方法和汽车驾驶员脚部姿态测试的辅助测试鞋。

Description

汽车驾驶员脚部姿态测试系统和测试方法、辅助测试鞋

技术领域

本发明属于车辆技术领域，尤其涉及一种汽车驾驶员脚部姿态测试系统，以及汽车驾驶员脚部姿态测试方法和辅助测试鞋。

背景技术

现有的汽车开发中，对于人体感知项往往缺乏关注，对于研究驾驶员脚部姿态测试的相关知识比较少，有些企业也曾经利用数模和人体工程学进行求解，但是通常作为企业机密而不对外公开，同时需要高精度的数模参数。

对于驾驶员脚部姿态测试可以通过直接测量方法获得，传统的测量方法需要在脚底及踏板上加装固定设备和传感器，虽然，直接测量方法更利于工程应用，但是，安装空间狭小，并且不可避免地影响驾驶员操作，改变驾驶员操作的真实的脚踝角度、位移等，导致测量偏差较大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明需要提出一种汽车驾驶员脚部姿态测试系统，该脚部姿态测试系统，可以提高测试精度并不影响驾驶员操作。

本发明还提出一种辅助测试鞋和汽车驾驶员脚部姿态测试方法。

为了解决上述问题，本发明一方面提出的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，包括：摄像装置，用于采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息；图像处理装置，用于对所述脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别所述脚部测试点的坐标值；计算装置，用于根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据所述脚踝角度确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，通过摄像装置采集踏板操作时的脚部图像信息，图像处理装置根据脚部图像信息选择脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值，进而计算装置可以根据脚部测试点的坐标值计算驾驶员操作踏板时的脚踝角，来确定驾驶员的脚部姿态，即通过无接触方式测试脚部姿态，相较于直接测量方法，不会影响驾驶员操作动作，提高测量精度。

在本发明的一些实施例中，所述摄像装置，还用于采集所述驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息；所述图像处理装置，还用于对所述踏板图像信息进行处理以确定踏板测试点并识别所述踏板测试点的坐标值；所述计算装置，还用于根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移，以及根据所述脚踝角度和所述相对位移确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

在本发明的一些实施例中，该脚部姿态测试系统还包括：辅助测试鞋，所述辅助测试鞋穿戴于所述驾驶员的脚部，所述辅助测试鞋的测量面上设置所述脚部测试点，可以提高测试精度。

在本发明的一些实施例中，所述辅助测试鞋的鞋跟的高度小于预设高度，所述辅助测试鞋的测试面为平面，所述测试面与所述脚部测试点的颜色不同。

在本发明的一些实施例中，所述脚部测试点至少包括在脚踝至膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟至脚趾方向上的第三测试点，所述第三测试点与所述第一测试点的连线与所述踏板平行。

在本发明的一些实施例中，所述计算装置根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算所述脚踝角度，以及根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

在本发明的一些实施例中，所述脚部测试点还包括在第一测试点和第三测试点的连线或所述连线的延长线上的第四测试点，进一步提高测试准确性。

在本发明的一些实施例中，所述计算装置根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算第一脚踝角度，以及根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第四测试点的坐标值计算第二脚踝角度，并将所述第一脚踝角度和所述第二脚踝角度的平均值作为所述驾驶员的脚部的脚踝角度，以及根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

在本发明的一些实施例中，所述摄像装置包括双目拍摄装置，有利于提高立体空间图像的识别精度。

在本发明的一些实施例中，所述双目摄像装置包括双摄像头，所述双摄像头的基线距离调节范围为5-15厘米。

在本发明的一些实施例中，所述摄像装置还包括三维可调支架，所述双摄像头安装在所述三维可调支架上。

在本发明的一些实施例中，该脚部姿态测试还包括：踏板检测装置，用于检测当前踏板状态参数；车辆状态检测装置，用于检测当前车辆状态参数；和数据处理装置，用于记录所述驾驶员的当前脚部姿态、所述当前踏板状态参数和所述当前车辆状态参数，并生成脚部姿态、踏板状态参数和车辆状态参数的对应关系数据库，为改善驾乘感受和驾驶疲劳提供数据支持。

为了解决上述问题，本发明另一方面提出的汽车驾驶员脚部姿态测试的辅助测试鞋，包括：鞋体，所述鞋体上包括测试面，所述测试面上设置脚部测试点；鞋跟，所述鞋跟的高度小于预设高度。

本发明实施例的辅助测试鞋，用于汽车驾驶员脚部姿态测试系统，方便为脚部姿态测试提供测试数据，可以提供测试精度。

在本发明的一些实施例中，所述测试面为平面，所述测试面与所述脚部测试点的颜色不同。

在本发明的一些实施例中，所述脚部测试点至少包括在脚踝至膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟到脚趾方向上的第三测试点，所述第三测试点与所述第一测试点的连线与所述鞋底面平行。

在本发明的一些实施例中，所述脚部测试点还包括第一测试点和第三测试点的连线或所述连线的延长线上的第四测试点。

为了解决上述问题，本发明再一方面提出的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，包括：采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息；对所述脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别所述脚部测试点的坐标值；根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据所述脚踝角度确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，通过采集踏板操作时的脚部图像信息，根据脚部图像信息选择脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值，进而可以根据脚部测试点的坐标值计算驾驶员操作踏板时的脚踝角，来确定驾驶员的脚部姿态，即通过无接触方式测试脚部姿态，相较于直接测量方法，不会影响驾驶员操作动作，提高测量精度。

在本发明的一些实施例中，该脚部姿态测试方法还包括：采集所述驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息；对所述踏板图像信息进行处理以确定踏板测试点并识别所述踏板测试点的坐标值；根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移；以及根据所述脚踝角度和所述相对位移确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

在本发明的一些实施例中，所述脚部测试点至少包括在脚踝与膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟至脚趾方向上的第三测试点，所述第三测试点与所述第一测试点的连线与所述踏板平行。

在本发明的一些实施例中，根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度，根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移，进一步包括：根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算所述脚踝角度；根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

在本发明的一些实施例中，所述脚部测试点还包括第一测试点和第三测试点的连线或者所述连线的延长线上的第四测试点。

在本发明的一些实施例中，根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度，根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移，进一步包括：根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算第一脚踝角度，以及根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第四测试点的坐标值计算第二脚踝角度；将所述第一脚踝角度和所述第二脚踝角度的平均值作为所述驾驶员的脚部的脚踝角度；以及根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

在本发明的一些实施例中，通过双目摄像装置检测所述驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息，有利于提高立体空间图像的识别精度。

在本发明的一些实施例中，该脚部姿态测试方法还包括：分别获取当前踏板状态参数和当前车辆状态参数；记录所述驾驶员的当前脚部姿态、所述当前踏板状态参数和所述当前车辆状态参数，并生成脚部姿态、踏板状态参数和车辆状态参数的对应关系数据库，为改善驾乘感受和驾驶疲劳提供数据支持。

附图说明

图1是根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统的框图；

图2是根据本发明的一个实施例的进行图像定标的黑白相间的棋盘格示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的脚部姿态测试时测试点的示意图；

图4是根据本发明的另一个实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统的框图；

图5是根据本发明的一个具体实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试过程的示意图；

图6是根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试的辅助测试鞋的示意图；

图7是根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试方法的流程图；以及

图8是根据本发明的一个具体实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在驾驶汽车时，驾驶员操纵油门踏板、离合器踏板和制动踏板来控制车速，在这个过程中人体感知-踏板状态参数(踏板角度)-车辆状态(加减速等)三者紧密联系，如果三者的对应关系不合理，不仅导致驾驶员的驾乘感受不佳，抱怨汽车动力不足或制动不佳，在长时间驾驶过程中，也会导致腿部和脚部不适，引起驾驶疲劳和安全隐患。

其中，操作踏板的人体感知即驾驶员的脚部姿态是评价和改善驾乘感受的重要因素。下面参照附图描述根据本发明实施例提出的汽车驾驶员脚部姿态测试系统、脚部姿态测试方法和用于测试的辅助测试鞋。

图1是根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统的框图，如图1所示，该脚部姿态测试系统100包括摄像装置10、图像处理装置20和计算装置30。

其中，摄像装置10用于采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息。本领域技术人员了解，在操作踏板时，不同的踏板状态驾驶员的脚部姿态也不同，例如脚部相对于小腿部方向的角度不同，在本说明书的描述中，可以将脚部相对于小腿部方向的角度称之为脚踝角度。

图像处理装置20对脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值。具体地，图像处理装置20对摄像装置10进行标定，例如，采用黑白相间的棋盘格进行标定，如图2所示，为一种边长为10mm的棋盘格的示意图，通过标定可以进行图像校正和图像定标，建立图像坐标与实际坐标的对应关系，具体的标定和图像处理过程可以参照相关技术中的图像处理。图像处理装置20对图像信息处理之后，在脚部图像中的脚部的预设位置选择脚部测试点，并识别所选择的脚部测试点的坐标值，可以理解的是，脚部测试点的位置和数量可以根据需要进行选择。另外，需要说明的是，为了更好地实现对脚部图像信息的处理和脚部测试点的确定，进行测试时，可以对驾驶员的脚部穿着进行相应的限定，例如，颜色、鞋跟和鞋筒高度等数据。

计算装置30根据脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据脚踝角度确定驾驶员的当前脚部姿态。具体地，根据脚部测试点的坐标值可以确定脚部测试点之间的几何长度，进而可以根据脚踝角度满足的几何关系计算脚踝角度。脚踝角度是驾驶员操作踏板时的重要感知参数之一，可以反映当前踏板状态和当前车辆状态下脚部上下调整的角度。

根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统100，通过摄像装置10采集踏板操作时的脚部图像信息，图像处理装置20根据脚部图像信息选择脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值，进而计算装置30可以根据脚部测试点的坐标值计算驾驶员操作踏板时的脚踝角度，来确定驾驶员的脚部姿态，即通过无接触方式测试脚部姿态，相较于直接测量方法，不会影响驾驶员操作动作，提高测量精度。

驾驶员在操作踏板时，对于不同的踏板状态，其脚部除了脚踝角度不同之外，脚部与踏板的相对位置也会有所不同。在本发明的一个实施例中，摄像装置10还用于采集驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息；图像处理装置20对踏板图像信息进行处理以确定踏板测试点并识别踏板测试点的坐标值；计算装置30根据踏板测试点的坐标值和脚部测试点的坐标值计算驾驶员的脚部与踏板的相对位移，以及根据脚踝角度和相对位移确定驾驶员的当前脚部姿态，即确定脚部调整角度和前后移动的距离。

为了提高测试精度，在本发明实施例中，汽车驾驶员脚部姿态测试系统100还包括辅助测试鞋40，辅助测试鞋40穿戴于驾驶员的脚部，辅助测试鞋40的测量面上设置脚部测试点。需要说明的是，辅助测试鞋40需要和普通鞋的穿戴感觉类似，对于驾驶员感觉没有大的影响。与普通鞋的主要差异在于：辅助测试鞋40的鞋跟的高度小于预设高度，预设高度是一个设定值，为了使得驾驶员驾驶感觉与穿着普通鞋相似，所以限定辅助测试鞋40的鞋跟不能太高，预设高度是对辅助测试鞋40的鞋跟的限定值，可以根据实验值进行设定。辅助测试鞋40的测试面为平面，测试面可以理解为摄像装置10可采集的辅助测试鞋40的一个侧面，即用于进行图像处理的面，该测试面与脚部测试点的颜色不同，以便于确定脚部测试点。具体地，例如，辅助测试鞋40没有鞋跟或者鞋跟小于5毫米,辅助测试鞋40的测试面为平面，颜色为黑色，根据需要在测试面上黏贴有白色的脚部测试点。

具体来说，脚部测试点至少包括在脚踝至膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟至脚趾方向上的第三测试点，第三测试点与第一测试点的连线与踏板平行。图3为根据本发明的一个实施例的脚部姿态测试示意图，其中，第一测试点F₁、第二测试点F₂和第三测试点F₃均为脚部测试点，可以为在辅助测试鞋40的测量面上黏贴的白色测试点，直径为10毫米。其中，P₁为选择的踏板测试点，第二测试点F2固定在人体膝关节处。

进而，计算装置30根据第一测试点F₁的坐标值、第二测试点F₂的坐标值和第三测试点F₃的坐标值计算脚踝角度，例如，根据各个测试点的坐标值可以获得每两个测试点之间的距离，脚踝角度α₀(1)满足：

以及，计算装置30根据第三测试点F₃的坐标值与踏板测试点P₁的坐标值计算驾驶员的脚部与踏板的相对位移，例如，P₁与F₃之间的距离。

从而，根据脚踝角度和驾驶员的脚部与踏板的相对位移即可确定当前驾驶员的脚部姿态。

进一步地，如图3所示，为了提高计算的准确性，脚部测试点还可以包括第一测试点F₁和第三测试点F₃的连线或者该连线的延长线上的第四测试点F₄。第四测试点F₄、第三测试点F₃和第一测试点F₁位于一条直线上，且该直线与踏板平行，对于采用辅助测试鞋40，则该直线与鞋底面平行。

进而，计算装置30根据第一测试点F₁的坐标值、第二测试点F2的坐标值和第三测试点F3的坐标值计算第一脚踝角度例如上述公式(1)获得的α₀(1)，以及根据第一测试点F₁的坐标值、第二测试点F₂的坐标值和第四测试点F₄的坐标值计算第二脚踝角度，例如：第二脚踝角度α₀(2)满足：

根据第一脚踝角度α₀(1)和第二脚踝角度α₀(2)的计算值及其差异判定数据可靠性，如果可靠，则将第一脚踝角度和第二脚踝角度的平均值作为驾驶员的脚部的脚踝角度。以及，计算装置30根据第三测试点F₃的坐标值与踏板测试点P₁的坐标值计算驾驶员的脚部与踏板的相对位移即脚部位移，从而确定驾驶员操作踏板时的脚部姿态。

在本发明的实施例中，摄像装置10包括双目拍摄装置，双目摄像装置包括双摄像头，即采用两台平行放置且相同参数的摄像头同时拍摄以获得脚部影像信息，有利于提高立体空间图像的识别精度。为了适应各种类车型不同的测试空间，双摄像头的基线距离可调，例如，调节范围为5-15厘米。摄像装置10还包括三维可调支架，双摄像头安装在三维可调支架上，可以实现三维度空间可调，非常方便，适应性强。基于图像处理的测试系统100便于安装且信息丰富，随着双目摄像装置的逐渐成熟，其空间识别的精度也在不断提升。

基于上述获得的脚部姿态参数，可以进一步地建立人体感知-踏板状态参数-车辆状态三者的指标体系，用以改善驾乘感受和驾驶疲劳。如图4所示，该汽车驾驶员脚部姿态测试系统100还包括踏板检测装置50、车辆状态检测装置60和数据处理装置70。其中，踏板检测装置50用于检测当前踏板状态参数；车辆状态检测装置60用于检测当前车辆状态参数；数据处理装置70用于记录驾驶员的当前脚部姿态、当前踏板状态参数和当前车辆状态参数，并生成脚部姿态例如脚踝角度和/或脚部位移、踏板状态参数例如踏板角度、踏板力等和车辆状态参数例如加减速等的对应关系数据库。

概括来说，本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统100，进行测试时，驾驶员操作踏板，采用双目摄像头连续拍摄脚部图像信息，图像处理装置20和计算装置30对图像信息进行处理并计算出不同踏板角度对应的脚踝角度和脚部位移，实际中，可以通过单片机在线识别关键点即脚部测试点和踏板测试点的空间坐标，计算获得驾驶员脚部姿态的参数。数据处理装置70读取汽车的CAN总线上的踏板电压值或位移值，从而确定脚踝角度、脚部位移与踏板状态参数(踏板角度)的对应关系，最后进行传统的动力性测试，测量各个踏板角度对应的整车加速度，从而数据处理装置70建立脚部姿态-踏板状态参数-车辆状态参数三者的关系，可以为后期车辆的座椅、踏板等的安装提供参考，来改善驾乘感受和驾驶疲劳。

在实际应用中，如图5所示，双目摄像装置在狭小的空间内对驾驶员操作踏板的各个角度对应的脚部姿态进行采集，可以采用专门的辅助测试鞋40来降低识别算法难度，数据采集存储电路对脚部图像信息进行存储，上位机可以集成图像处理、计算和数据处理功能，获取图像信息以及通过车辆CAN总线获得发动机管理系统提供的踏板电信号、加减速电信号等，基于专门的图像识别计算算法获得脚部姿态参数，并生成脚部姿态参数-踏板状态参数-车辆状态参数的对应数据库并保存，从而在不影响驾驶员操作前提下，完成高精度的脚部姿态的多参数测量。另外，该汽车驾驶员脚部姿态测试系统100，拆装简易，可以快速地进行不同车型的测试，方便完成大量的车辆对标工作。

基于上述方面实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，为了调高测试精度，本发明提出专门的汽车驾驶员脚部姿态测试的辅助测试鞋。

图6为根据本发明的一个实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统的辅助测试鞋的示意图，该辅助测试鞋40包括鞋体401和鞋跟402。

其中，鞋体401上包括测试面，测试面上设置脚部测试点，该脚部测试点用于驾驶员操作踏板时脚部姿态的测试。鞋跟402的高度小于预设高度。需要说明的是，辅助测试鞋40需要和普通鞋的穿戴感觉类似，对于驾驶员感觉没有大的影响。

本发明实施例的辅助测试鞋40，用于汽车驾驶员脚部姿态测试系统，方便为脚部姿态测试提供测试数据，可以提供测试精度。

具体来说，辅助测试鞋40的测试面为平面，测试面可以理解为摄像装置可采集的侧面，即用于进行图像处理的面，该测试面与脚部测试点的颜色不同，以便于确定脚部测试点。例如，辅助测试鞋40没有鞋跟或者鞋跟小于5毫米,辅助测试鞋40的测试面为平面，颜色为黑色，根据需要在测试面上黏贴有白色的脚部测试点。

在进行驾驶员脚部姿态测试时，可以根据需要在辅助测试鞋40的测量面上设置脚部测试点，在本发明的一个实施例中，如图3所示，脚部测试点至少包括在脚踝至膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟到脚趾方向上的第三测试点，第三测试点与第一测试点的连线与鞋底面平行。进而，计算装置可以根据脚踝角度满足的几何关系计算获得该脚踝角度，以及根据辅助测试鞋40上设置的脚部测试点和踏板上设置的踏板测试点计算脚部与踏板的相对位移，从而确定驾驶员脚部姿态。

进一步地，为了提高计算的准确性，脚部测试点还可以包括第一测试点和第三测试点的连线或者该连线的延长线上的第四测试点。第四测试点、第三测试点和第一测试点位于一条直线上，对于采用辅助测试鞋40，则该直线与鞋底面平行。

基于上述方面的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，下面参照附图描述根据本发明再一方面实施例提出的汽车驾驶员脚部姿态测试方法。

图7是根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试方法的流程图，如图7所示，该测试方法包括：

S1，采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息。

S2，对脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值。

S3，根据脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据脚踝角度确定驾驶员的当前脚部姿态。

根据本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，通过采集踏板操作时的脚部图像信息，根据脚部图像信息选择脚部测试点并识别脚部测试点的坐标值，进而可以根据脚部测试点的坐标值计算驾驶员操作踏板时的脚踝角度，来确定驾驶员的脚部姿态，即通过无接触方式测试脚部姿态，相较于直接测量方法，不会影响驾驶员操作动作，提高测量精度。

驾驶员在操作踏板时，对于不同的踏板状态，其脚部除了脚踝角度不同之外，脚部与踏板的相对位置也会有所不同。在本发明的一个实施例中，该测试方法还包括：采集驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息；对踏板图像信息进行处理以确定踏板测试点并识别踏板测试点的坐标值；根据踏板测试点的坐标值和脚部测试点的坐标值计算驾驶员的脚部与踏板的相对位移即脚部位移；以及根据脚踝角度和相对位移确定驾驶员的当前脚部姿态。

其中，对于脚部测试点可以根据实际的算法需要进行选择，可以通过对驾驶员的脚部穿戴限制或者专门的辅助测试鞋实现。在本发明的一个实施例中，如图3所示，脚部测试点至少包括在脚踝与膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟至脚趾方向上的第三测试点，第三测试点与第一测试点的连线与踏板平行。进而，根据第一测试点的坐标值、第二测试点的坐标值和第三测试点的坐标值计算脚踝角度；根据第三测试点的坐标值与踏板测试点的坐标值计算驾驶员的脚部与踏板的相对位移。从而，根据脚踝角度和驾驶员的脚部与踏板的相对位移即可确定当前驾驶员的脚部姿态。

为了提高计算的准确性，脚部测试点还可以包括一测试点和第三测试点的连线或者该连线的延长线上的第四测试点。第四测试点、第三测试点和第一测试点位于一条直线上，且该直线与踏板平行，对于采用辅助测试鞋，则该直线与鞋底面平行。

继而，根据第一测试点的坐标值、第二测试点的坐标值和第三测试点的坐标值计算第一脚踝角度，以及根据第一测试点的坐标值、第二测试点的坐标值和第四测试点的坐标值计算第二脚踝角度；将第一脚踝角度和第二脚踝角度的平均值作为驾驶员的脚部的脚踝角度；以及根据第三测试点的坐标值与踏板测试点的坐标值计算驾驶员的脚部与踏板的相对位移，从而确定驾驶员操作踏板时的脚部姿态。

在本发明的实施例中，通过双目摄像装置检测驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息，有利于提高立体空间图像的识别精度。

基于上述获得的脚部姿态参数，可以进一步地建立人体感知-踏板状态参数-车辆状态三者的指标体系，用以改善驾乘感受和驾驶疲劳。本发明实施例的驾驶员脚部姿态测试方法还包括：分别获取当前踏板状态参数和当前车辆状态参数；记录驾驶员的当前脚部姿态、当前踏板状态参数和当前车辆状态参数，并生成脚部姿态、踏板状态参数和车辆状态参数的对应关系数据库，可以为后期车辆的座椅、踏板等的安装提供参考，来改善驾乘感受和驾驶疲劳。

图8是根据本发明的一个具体实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试方法的流程图，包括：

S801，图像采集摄像头进行校正对标。

S802，检测车辆的踏板开度。

S803，摄像头采集脚部图像并进行存储，并通过车辆CAN总线接收踏板角度信息。

S804，进行脚部图像识别，计算各个踏板角度对应的脚踝角度和脚部位移。

S805，进行动力性测试，测量各个踏板角度对应的整车加速度。

S806，生成脚部姿态-踏板状态-车辆状态参数的对应关系数据库，为改善驾乘感受和驾驶疲劳提供数据支持。

综上所述，本发明实施例的汽车驾驶员脚部姿态测试系统和测试方法，基于图像采集和处理来测试脚部姿态参数，不会影响驾驶员操作，可以提高测试精度，系统便于安装且信息丰富，采用专门的辅助测试鞋，进一步提高测试精度。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，包括：

摄像装置，用于采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息；

图像处理装置，用于对所述脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别所述脚部测试点的坐标值；

计算装置，用于根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据所述脚踝角度确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

2.如权利要求1所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，

所述摄像装置，还用于采集所述驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息；

所述图像处理装置，还用于对所述踏板图像信息进行处理以确定踏板测试点并识别所述踏板测试点的坐标值；

所述计算装置，还用于根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移，以及根据所述脚踝角度和所述相对位移确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

3.如权利要求1或2所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，还包括：

辅助测试鞋，所述辅助测试鞋穿戴于所述驾驶员的脚部，所述辅助测试鞋的测量面上设置所述脚部测试点，其中，所述辅助测试鞋的鞋跟的高度小于预设高度，所述辅助测试鞋的测试面为平面，所述测试面与所述脚部测试点的颜色不同。

4.如权利要求3所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，所述脚部测试点至少包括在脚踝至膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟至脚趾方向上的第三测试点，所述第三测试点与所述第一测试点的连线与所述踏板平行；

所述计算装置根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算所述脚踝角度，以及根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

5.如权利要求4所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，所述脚部测试点还包括在第一测试点和第三测试点的连线或所述连线的延长线上的第四测试点；

所述计算装置根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算第一脚踝角度，以及根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第四测试点的坐标值计算第二脚踝角度，并将所述第一脚踝角度和所述第二脚踝角度的平均值作为所述驾驶员的脚部的脚踝角度，以及根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

6.如权利要求1所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，所述摄像装置包括：

双目拍摄装置，所述双目摄像装置包括双摄像头，所述双摄像头的基线距离调节范围为5-15厘米；

三维可调支架，所述双摄像头安装在所述三维可调支架上。

7.如权利要求1或2所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，还包括：

踏板检测装置，用于检测当前踏板状态参数；

车辆状态检测装置，用于检测当前车辆状态参数；和

数据处理装置，用于记录所述驾驶员的当前脚部姿态、所述当前踏板状态参数和所述当前车辆状态参数，并生成脚部姿态、踏板状态参数和车辆状态参数的对应关系数据库。

8.一种汽车驾驶员脚部姿态测试的辅助测试鞋，其特征在于，包括：

鞋体，所述鞋体上包括测试面，所述测试面上设置脚部测试点，其中，所述测试面为平面，所述测试面与所述脚部测试点的颜色不同，所述脚部测试点至少包括在脚踝至膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟到脚趾方向上的第三测试点，所述第三测试点与所述第一测试点的连线与所述鞋底面平行，或者，所述脚部测试点还包括第一测试点和第三测试点的连线或所述连线的延长线上的第四测试点；

鞋跟，所述鞋跟的高度小于预设高度。

9.一种汽车驾驶员脚部姿态测试方法，其特征在于，包括：

采集驾驶员操作汽车踏板时的脚部图像信息；

对所述脚部图像信息进行处理以确定脚部测试点并识别所述脚部测试点的坐标值；

根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度并根据所述脚踝角度确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

10.如权利要求9所述的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，还包括：

采集所述驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息；

对所述踏板图像信息进行处理以确定踏板测试点并识别所述踏板测试点的坐标值；

根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移；以及

根据所述脚踝角度和所述相对位移确定所述驾驶员的当前脚部姿态。

11.如权利要求10所述的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，其特征在于，所述脚部测试点至少包括在脚踝与膝关节连线上的第一测试点和第二测试点，以及脚跟至脚趾方向上的第三测试点，所述第三测试点与所述第一测试点的连线与所述踏板平行，所述根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度，根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移，包括：

根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算所述脚踝角度；

根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

12.如权利要求11所述的汽车驾驶员脚部姿态测试系统，其特征在于，所述脚部测试点还包括第一测试点和第三测试点的连线或者所述连线的延长线上的第四测试点，所述根据所述脚部测试点的坐标值计算脚踝角度，根据所述踏板测试点的坐标值和所述脚部测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移，包括：

根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第三测试点的坐标值计算第一脚踝角度，以及根据所述第一测试点的坐标值、所述第二测试点的坐标值和所述第四测试点的坐标值计算第二脚踝角度；

将所述第一脚踝角度和所述第二脚踝角度的平均值作为所述驾驶员的脚部的脚踝角度；以及

根据所述第三测试点的坐标值与所述踏板测试点的坐标值计算所述驾驶员的脚部与所述踏板的相对位移。

13.如权利要求9所述的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，其特征在于，通过双目摄像装置检测所述驾驶员操作汽车踏板时的踏板图像信息。

14.如权利要求9或10所述的汽车驾驶员脚部姿态测试方法，其特征在于，还包括：

分别获取当前踏板状态参数和当前车辆状态参数；

记录所述驾驶员的当前脚部姿态、所述当前踏板状态参数和所述当前车辆状态参数，并生成脚部姿态、踏板状态参数和车辆状态参数的对应关系数据库。