CN112758001A - 一种基于tof的车灯随动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化控制技术领域，为了使驾驶员能实时查看行车周围环境的同时满足安全驾驶，具体是一种基于TOF的车灯随动控制方法，包括：步骤1、使用TOF摄像机采集驾驶员的深度图像，根据深度图像确定驾驶员的头部区域；步骤2、根据多张深度图像中头部区域的灰度值变化判断头部转动方向；步骤3、控制车灯向头部转动方向转动。采用上述方式可以使驾驶员能实时查看行车周围环境的同时满足安全驾驶。

Description

一种基于TOF的车灯随动控制方法
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域，具体是一种基于TOF的车灯随动控制方法。
背景技术
随着汽车工业的不断发展和人们消费水平的不断提高，汽车智能化水平不断提升，同时我国私有汽车保有量也不断增加，自驾出行已是很多人的不二选择。在夜间行车时，由于灯具的壳体固定于车体上无转向功能，前照灯的照射方向与汽车车身保持一致。当汽车在转弯行驶尤其是夜间无路灯的道路行驶时，会影响驾驶员对弯道上行人或者其他障碍的判断，而造成交通事故的发生，并造成生命与财产损失。因此，寻找一种能够使车辆前照明灯光束照射方向可以左右自由切换、消除行车视觉盲区且能够显著提高行车安全的方法是十分必要的。目前基于方向盘转动实现车灯随动的方式需要调整方向盘，这样就会改变车身的行动轨迹，存在安全风险和隐患。
发明内容
为了使驾驶员能实时查看行车周围环境的同时满足安全驾驶，本发明提供了一种基于TOF的车灯随动控制方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种基于TOF的车灯随动控制方法，包括：
步骤1、使用TOF摄像机采集驾驶员的深度图像，根据深度图像确定驾驶员的头部区域；
步骤2、根据多张深度图像中头部区域的灰度值变化判断头部转动方向；
步骤3、控制车灯向头部转动方向转动。
进一步地，所述步骤1包括：
步骤101、使用TOF摄像机采集驾驶员的深度图像，所述深度图像中包含驾驶员的上半身极限位置与下半身极限位置的深度距离信息；
步骤102、根据深度图像中的深度距离信息计算TOF摄像机与上半身极限位置的间距L1、TOF摄像机与下半身极限位置的间距L2以及TOF摄像机和上半身极限位置的连线与TOF摄像机和下半身极限位置的连线的夹角θ；
步骤103、根据步骤102获取的数据计算驾驶员的上半身身高h，公式为：
Figure BDA0002920067550000021
步骤104、根据步骤103计算得到的上半身身高h及头部高度与上半身身高的比例获取驾驶员的头部高度H；
步骤105、根据上半身极限位置及头部高度H确定驾驶员的头部区域。
进一步地，所述步骤2中头部转动方向的判断方法为：若深度图像中头部区域左侧的灰度值大于头部区域右侧的灰度值，则判断头部向左转；若头部区域右侧的灰度值大于头部区域左侧的灰度值，则判断头部向右转。
进一步地，所述TOF摄像机安装在驾驶座椅前方的车顶上。
进一步地，所述TOF摄像机的法线与驾驶座椅的竖向中心线对齐。
本发明相比于现有技术具有的有益效果是：本发明利用TOF摄像机采集驾驶员的深度距离信息，根据深度图像中头部位置的平均灰度值变化识别出驾驶员的头部转动方向，然后控制车灯随驾驶员的头部转动方向转动。车灯根据驾驶员的头部转动方向进行自动控制，无需改变车身行动轨迹，既可以满足驾驶员在夜晚行车时实时查看行车周围环境的需求，也能够提高行车安全。
附图说明
图1为本发明方法的整体流程图；
图2为实施例的具体流程图；
图3为驾驶员与TOF摄像机的位置关系图；
附图说明：1、上半身极限位置，2、下半身极限位置，3、TOF摄像机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于TOF的车灯随动控制方法，包括：
步骤1、使用TOF摄像机采集驾驶员的深度图像，根据深度图像确定驾驶员的头部区域；
步骤2、根据多张深度图像中头部区域的灰度值变化判断头部转动方向；
步骤3、控制车灯向头部转动方向转动。
具体的，如图2所示，一种基于TOF的车灯随动控制方法，包括：
步骤101、使用TOF摄像机3采集驾驶员的深度图像，所述深度图像中包含驾驶员的上半身极限位置1与下半身极限位置2的深度距离信息，本实施例所说的上半身极限位置1为驾驶员的头顶位置，下半身极限位置2为驾驶员上半身与下半身的交界位置，如图3所示；
步骤102、根据深度图像中的深度距离信息计算TOF摄像机3与上半身极限位置1的间距L1、TOF摄像机3与下半身极限位置2的间距L2以及TOF摄像机3和上半身极限位置1的连线与TOF摄像机3和下半身极限位置2的连线的夹角θ，根据深度图像获取距离L1、L2及θ为现有技术，在此不再赘述；
步骤103、根据步骤102获取的数据计算驾驶员的上半身身高h，公式为：
Figure BDA0002920067550000031
步骤104、根据步骤103计算得到的上半身身高h及头部高度与上半身身高的比例获取驾驶员的头部高度H；由于身高不同，头部高度与上半身身高的比例也不同，本实施例所采用的比例范围为0.25～0.3；
步骤105、根据上半身极限位置1及头部高度H确定驾驶员的头部区域；
步骤2、根据某一时刻及之后的多张深度图像中头部区域的灰度值变化判断头部转动方向，具体为若深度图像中头部区域左侧的灰度值大于头部区域右侧的灰度值，则判断头部向左转；若头部区域右侧的灰度值大于头部区域左侧的灰度值，则判断头部向右转；
步骤3、控制车灯向头部转动方向转动。
在本发明中，设置了TOF判断模块来对TOF摄像机采集的数据进行计算以获取头部区域位置；通过TOF控制模块将驾驶员头部转动情况组织成通信数据格式发送到车灯控制模块，车灯控制模块解析数据后对车灯方向进行相应调节。采用三角函数计算驾驶员的上半身身高，使得在计算时所需采集的相关数据更少，且计算方式简单，可以在一定程度上提高计算速度，从而缩短车灯自动控制的时间，更有利于安全驾驶。
需要说明的是，在汽车点火后，TOF摄像头启动并初始化，车灯控制模块将车灯调至水平居中位置，此后车灯控制模块对车灯的控制将根据TOF控制模块发送的数据信息决定，在获取到驾驶员的头部区域位置后只需重复步骤2及步骤3即可使车灯随驾驶员头部转动而转动。
为了避免其他因素遮挡TOF摄像机，影响TOF摄像机进行图像采集，所述TOF摄像机安装在驾驶座椅前方的车顶上。为了提高获取数据的精度，所述TOF摄像头的法线与驾驶座椅的竖向中心线对齐。

Claims (5)

1.一种基于TOF的车灯随动控制方法，其特征在于，包括：
步骤1、使用TOF摄像机采集驾驶员的深度图像，根据深度图像确定驾驶员的头部区域；
步骤2、根据多张深度图像中头部区域的灰度值变化判断头部转动方向；
步骤3、控制车灯向头部转动方向转动。
2.根据权利要求1所述的一种基于TOF的车灯随动控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤101、使用TOF摄像机采集驾驶员的深度图像，所述深度图像中包含驾驶员的上半身极限位置与下半身极限位置的深度距离信息；
步骤102、根据深度图像中的深度距离信息计算TOF摄像机与上半身极限位置的间距L1、TOF摄像机与下半身极限位置的间距L2以及TOF摄像机和上半身极限位置的连线与TOF摄像机和下半身极限位置的连线的夹角θ；
步骤103、根据步骤102获取的数据计算驾驶员的上半身身高h，公式为：
Figure FDA0002920067540000011
步骤104、根据步骤103计算得到的上半身身高h及头部高度与上半身身高的比例获取驾驶员的头部高度H；
步骤105、根据上半身极限位置及头部高度H确定驾驶员的头部区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于TOF的车灯随动控制方法，其特征在于，所述步骤2中头部转动方向的判断方法为：若深度图像中头部区域左侧的灰度值大于头部区域右侧的灰度值，则判断头部向左转；若头部区域右侧的灰度值大于头部区域左侧的灰度值，则判断头部向右转。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种基于TOF的车灯随动控制方法，其特征在于，所述TOF摄像机安装在驾驶座椅前方的车顶上。
5.根据权利要求4所述的一种基于TOF的车灯随动控制方法，其特征在于，所述TOF摄像机的法线与驾驶座椅的竖向中心线对齐。
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