CN113040458A - 用于智能头盔的装置和警告系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于向诸如摩托车的鞍骑型车辆的骑乘者提供关于头盔使用的信息的系统。摄像机安装到鞍骑型车辆并面向骑乘者并且监视车辆的骑乘者并收集骑乘者图像数据。GPS系统被配置成检测鞍骑型车辆的位置。控制器与摄像机和GPS系统进行通信。控制器被配置成从摄像机接收骑乘者的图像，基于骑乘者图像数据来确定骑乘者是否穿戴头盔，并且向骑乘者输出穿戴头盔指示符，其中，穿戴头盔指示符基于鞍骑型车辆的所确定位置而变化。

Description

用于智能头盔的装置和警告系统

技术领域

本发明涉及智能头盔，例如在骑诸如摩托车和轻型摩托车之类的两轮车辆、三轮车辆或诸如全地形车辆之类的四轮车辆期间利用的那些智能头盔。

背景技术

由于资源约束、包装约束和对动力两轮车（PTW）的其他限制，对诸如摩托车的PTW的骑乘者的连续监视可能是困难的。由于这些约束以及环境和设计的差异，标准的机动乘客车辆安全系统可能不能转用到PTW。

PTW可以包括高级骑乘者辅助系统（ARAS）以帮助实现各种功能，例如自适应巡航控制和盲点检测。ARAS系统可以主要用于产生PTW的数据，并且向骑乘者提供警告指示符以改进骑乘者的安全性。

发明内容

根据一个实施例，提供了用于向鞍骑型（saddle-ride）车辆的骑乘者提供关于头盔使用的信息的系统。该系统包括：摄像机，其被配置成安装到所述鞍骑型车辆并面向所述骑乘者，并且监视所述车辆的骑乘者并收集骑乘者图像数据；GPS系统，其被配置成检测所述鞍骑型车辆的位置；以及与所述摄像机和所述GPS系统通信的控制器。控制器被配置成从摄像机接收骑乘者的图像，基于骑乘者图像数据来确定骑乘者是否穿戴头盔，从GPS系统接收鞍骑型车辆的位置，并且向骑乘者输出穿戴头盔指示符，所述穿戴头盔指示符基于骑乘者是否穿戴头盔和鞍骑型车辆的位置而变化。

在另一实施例中，鞍骑型车辆包括：面向骑乘者的摄像机，其被配置成监视鞍骑型车辆的骑乘者并收集骑乘者图像数据；GPS系统，其被配置成检测所述鞍骑型车辆的位置；人机接口（HMI），其被配置成向所述骑乘者显示车辆信息；以及控制器，其与头盔安全数据库进行通信，所述头盔安全数据库包括关于在各种位置中未穿戴头盔的处罚的信息，其中，控制器被配置成基于骑乘者图像数据来确定骑乘者未穿戴头盔，并且响应于骑乘者未穿戴头盔而在HMI上输出基于鞍骑型车辆的位置而变化的警告。

在另一实施例中，非暂时性计算机可读介质具有存储的指令，所述指令在由计算机处理器执行时使得所述计算机处理器：从与鞍骑型车辆座椅通信的力传感器接收指示施加到鞍骑型车辆座椅的力的力数据；从被配置成监视所述鞍骑型车辆的骑乘者的面向骑乘者摄像机接收骑乘者图像数据；响应于所述力超过阈值而确定所述骑乘者坐在所述座椅上；响应于确定所述骑乘者坐在所述座椅上，将所述骑乘者图像数据与预先训练的模型进行比较；以及将穿戴头盔指示符输出到人机接口（HMI），所述穿戴头盔指示符基于骑乘者图像数据与预先训练的模型的比较而变化。

附图说明

图1示出例如用于诸如摩托车之类的鞍骑型车辆的系统设计的示例；

图2示出用于向例如鞍骑型车辆的驾驶员提供未穿戴头盔警告的系统200的框图；

图3示出由控制器执行的骑乘检测器操作的流程图的一个实施例；

图4示出由控制器执行的头盔检测操作的流程图的一个实施例；

图5示出由控制器执行的安全验证操作的流程图的一个实施例；

图6示出由控制器执行的用于向驾驶员提供各种警告的两步指示符的流程图的一个实施例；

图7A示出例如在驾驶员或骑乘者的头盔没有被穿戴的情况下提供给驾驶员的强指示符的一个示例；

图7B示出例如在驾驶员或骑乘者的头盔被穿戴但未被恰当穿戴、或者驾驶员或骑乘者在未穿戴头盔这种活动不是非法的位置中未穿戴头盔的情况下提供给驾驶员的温和指示符的一个示例。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例也可以采取各种和替代的形式。附图不一定是按比例的；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员应当理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实现可能是期望的。

本公开参考了头盔和鞍骑型车辆。应当理解，“鞍骑型车辆”通常是指摩托车，但可以包括任何类型的机动车辆，在该机动车辆中驾驶员通常坐在鞍座上，并且在该机动车辆中由于没有保护骑乘者的驾驶室而通常穿戴头盔。除了摩托车，这还可以包括动力两轮车（PTW）车辆，例如轻型摩托车、小型摩托车等。这也可以包括动力三轮车或动力四轮车，例如全地形车辆（ATV）等。除非另外指出，否则具体对摩托车的任何引用也可适用于任何其他鞍骑型车辆。

头盔是改进摩托车的安全性的预防措施，并且安全带是改进其他车辆的安全性的预防措施。根据国家高速公路交通安全管理局（NHTSA），头盔在防止摩托车骑乘者的致命伤害方面的效果为37%，而对于摩托车乘客（后座骑乘者）的效果为41%。然而，根据NHTSA，在2018年仅71%的摩托车骑乘者使用了头盔，并且在2016年摩托车死亡事故中几乎41%涉及未穿戴头盔的骑乘者。由于头盔为骑乘者提供的安全性，许多州和国家要求所有驾驶员和后座骑乘者都使用头盔。即使如此，骑乘者有时会避开使用头盔并不遵守安全法。

现有的用于监视头盔使用的方法涉及使用路边摄像机来监视交通，并且确定是否穿戴头盔。其他头盔警告系统涉及使用安装在头盔上的传感器来确定头盔是否被穿戴。然而，在头盔上装备附加传感器增加了头盔的成本，并且不能与市售的现有头盔一起使用。

因此，根据本文所解释的实施例，公开了一种向鞍骑型车辆的驾驶员提供关于头盔使用的状态信息的系统。该系统可以直接向驾驶员提供及时警报，以确保驾驶员和（一个或多个）后座骑乘者恰当地穿戴头盔。该系统包括安装在鞍骑型车辆自身上的一个或多个传感器和处理单元，而不需要对现有头盔进行任何修改。换句话说，不需要在头盔本身中安装传感器或处理单元，从而允许系统与市场中的现有头盔一起工作。利用由系统提供的信息，可以使用例如视觉、听觉或触觉指示符来向骑乘者警报驾驶员或骑乘者没有穿戴头盔。

图1是用于诸如摩托车之类的鞍骑型车辆102的系统设计100的示例。鞍骑型车辆102可以包括一个或多个骑乘者摄像机104。每个骑乘者摄像机104可以朝向鞍骑型车辆的前方并且面向后方，使得每个骑乘者摄像机104可以观察相应的骑乘者。例如，一个骑乘者摄像机可以被设置为面向驾驶员，而另一个骑乘者摄像机可以被设置为面向驾驶员后面的后座骑乘者。在另一实施例中，一个骑乘者摄像机可以以一定角度（例如，偏移）定位，使得其可以观察骑乘者和后座骑乘者两者。骑乘者摄像机104可以用于捕获骑乘者的图像或视频，这些图像或视频继而用于各种计算，例如标识骑乘者的各种身体部位或运动。

鞍骑型车辆102可以包括惯性测量单元（IMU）106。IMU 106可以安装或以其他方式附接到鞍骑型车辆102的前部，例如前灯或其他类似区域。IMU 106可以收集惯性数据，该惯性数据可以用于理解鞍骑型车辆102的运动。例如，IMU 106可以是或包括多轴加速度计，例如三轴加速度计、四轴加速度计、五轴加速度计、六轴加速度计等。IMU 106可与处理器或控制器（下面描述）一起工作，以确定鞍骑型车辆相对于参考点的位置及其定向。

鞍骑型车辆102可以包括一个或多个座椅传感器108。驾驶员的座椅可以装配有一个或多个座椅传感器以及后座座椅（如果设置了这种座椅的话）。座椅传感器108可以包括位于座椅自身内的力传感器，以向处理器或控制器（下面描述）输出关于位于座椅上的力的信号。如果力为阈值以上，则处理器或控制器可以推断人坐在座椅上。在另一实施例中，摄像机（例如摄像机104）可以是座椅传感器，于是处理器或控制器可以从摄像机接收一个或多个图像并将图像与各种数据库进行比较。例如，一个数据库可以被提供有在驾驶员没有位于座椅上的情况下座椅看上去像什么的图像，而另一个数据库可以被提供有在驾驶员位于座椅上的情况下座椅看上去像什么的图像。处理器或控制器可以接收图像，将图像与数据库进行比较，并且基于比较来检测驾驶员是否坐在座椅上。数据库可以由鞍骑型车辆的制造商预先填充。座椅传感器108可以包括力传感器和摄像机的组合。在一个实施例中，如果力传感器和摄像机两者都指示人坐在座椅上，则处理器或控制器确定人坐在座椅上。

鞍骑型车辆102还包括电子控制单元（ECU）110。ECU可以更一般地称为控制器，并且可以是能够从处理信息的各种设备（例如，骑乘者摄像机、IMU和座椅传感器等）接收信息并且向例如人机接口或触觉反馈系统输出指令的任何控制器。在本公开中，术语“控制器”和“系统”可以指执行代码的处理器硬件（共享、专用或组）和存储由处理器硬件执行的代码的存储器硬件（共享、专用或组），或者是它们的一部分，或者包括它们。代码被配置成提供本文所述的控制器和系统的特征。在一个示例中，控制器可以包括处理器、存储器和非易失性存储装置。处理器可以包括一个或多个设备，其选自微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、或基于驻留在存储器中的计算机可执行指令来操纵信号（模拟或数字）的任何其他设备。存储器可以包括单个存储器设备或多个存储器设备，包括但不限于随机存取存储器（“RAM”）、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器（“SRAM”）、动态随机存取存储器（“DRAM”）、闪速存储器、高速缓存存储器、或能够存储信息的任何其他设备。非易失性存储装置可以包括一个或多个永久数据存储设备，例如硬盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器、非易失性固态设备、或能够永久存储信息的任何其他设备。处理器可以被配置成读入存储器并执行包含驻留在非易失性存储装置中的一个或多个软件程序的计算机可执行指令。驻留在非易失性存储装置中的程序可以包括操作系统或应用或者是操作系统或应用的一部分，并且可以根据使用各种编程语言和/或技术而创建的计算机程序来编译或解释，所述编程语言和/或技术单独地或组合地包括但不限于Java、C、C++、C#、ObjectiveC、Fortran、Pascal、Java脚本、Python、Perl和PL/SQL。程序的计算机可执行指令可以被配置成在由处理器执行时基于骑乘者的头盔未被穿戴或不是恰当安全的确定而使得视觉、听觉或触觉反馈被提供给骑乘者，如本文更全面地解释的。

本说明书中描述的主题和操作的实现可以以数字电子电路来实现，或者以有形介质、固件或硬件上实现的计算机软件来实现（包括本说明书中公开的结构及其结构等效物），或者以它们中的一个或多个的组合来实现。本说明书中描述的主题的实现可以被实现为有形介质上体现的一个或多个计算机程序，即，一个或多个计算机存储介质上编码的用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。计算机存储介质可以是或者被包括于计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备、或者它们中的一个或多个的组合。计算机存储介质也可以是或者被包括于一个或多个单独的组件或介质（例如，多个CD、盘、或其他存储设备）。计算机存储介质可以是有形的和非暂时性的。

计算机程序（也称为程序、软件、软件应用、脚本、或代码）可以以任何形式的编程语言来编写，包括编译语言、解释语言、声明性语言和过程语言，并且计算机程序可以以任何形式来部署，包括作为独立的程序或作为模块、组件、子例程、对象、或适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不需要对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据（例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本）的文件的一部分中、存储在专用于所讨论程序的单个文件中、或者存储在多个协同文件中（例如，存储一个或多个模块、库、子程序、或代码部分的文件）。计算机程序可以被部署为在一个计算机上执行，或者在位于一个地点或跨多个地点分布并通过通信网络互连的多个计算机上执行。

本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器来执行，该可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行动作。过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路来执行，并且装置也可以被实现为专用逻辑电路，例如现场可编程门阵列（“FPGA”）或专用集成电路（“ASIC”）。这种专用电路可以被称为计算机处理器，即使它不是通用处理器。

鞍骑型车辆102还包括用于向驾驶员警报一个或多个骑乘者的头盔未被穿戴、未被恰当穿戴、不安全等的各种输出。警报的输出可以被提供给人机接口（HMI）112和/或触觉反馈系统114。

HMI 112提供将鞍骑型车辆102的驾驶员连接到控制器（例如ECU）的用户接口。HMI112可以是仪表组或屏幕的形式。屏幕可以是触摸屏，例如，包括触敏电阻/电容按钮。HMI112可以包括向驾驶员提供车辆信息的仪表板或是其一部分，所述车辆信息例如是车辆速度、引擎速度、燃料可用性、燃料经济性等。如本文将描述的，HMI 112还可以向驾驶员提供关于驾驶员或其他骑乘者的头盔的状态的信息。例如，HMI 112可以向驾驶员提供他或她的头盔未被穿戴的视觉警报。这种视觉警报的示例在图7A-7B中提供，如下所述。

除了（或替代）HMI，鞍骑型车辆102还可以经由触觉反馈系统114向驾驶员提供头盔警告。触觉反馈系统114可以包括例如振动器，该振动器被配置成响应于确定驾驶员或骑乘者没有穿戴他或她的头盔而振动。振动器可以设置在鞍骑型车辆102的各种位置上，例如手柄、座椅、踏板等。在这些位置中的触觉反馈将向驾驶员警报存在应当递送给驾驶员的消息。驾驶员然后可以看HMI以查看提供了什么视觉通知，诸如未穿戴头盔的警告。

图2示出了用于向鞍骑型车辆的驾驶员提供未穿戴头盔警告的系统200的框图。系统200包括各种输入，例如车辆传感器202和头盔数据库204。车辆传感器202可以包括例如骑乘者摄像机104、IMU 106和座椅传感器108。头盔数据库204可以被预先编程或存储在与控制器相关联的存储器中。头盔数据库204可以包括各种头盔的多个存储图像。例如，许多（如果不是全部）可商购头盔的图像可被提供给控制器。图像可以从每个头盔的各种角度，从而示出其所有侧面。

由鞍骑型车辆102的控制器执行各种算法。例如，基于车辆传感器202，控制器可以执行骑乘者检测器操作206以及头盔检测器操作208。图3示出骑乘检测器操作206的一个实施例，而图4示出头盔检测器操作208的一个实施例。基于头盔数据库204以及骑乘检测器操作206和头盔检测器操作208的输出，控制器可执行安全验证器操作210。基于安全验证器操作的输出，控制器可以提供HMI反馈操作212，其可以向仪表组214输出消息，从而向驾驶员警告驾驶员的头盔或另一骑乘者的头盔没有被穿戴。图5示出安全验证器操作210的一个实施例，而图6示出HMI反馈操作212的一个实施例。

参照图3，示出了骑乘检测器操作206的一个实施例。骑乘检测器操作206可由控制器基于来自车辆传感器202的输入来执行。操作开始于300。在302，控制器确定是否启动鞍骑型车辆。这可以通过检查从点火装置、钥匙插座发送的数据信号、引擎的加燃料数据和其他方法来执行。这也可以通过查看通过车辆的数据总线传输的电信号活动、以及从车载电池发送到系统以使系统准备好点火的功率量来执行。如果鞍骑型车辆不是启动的，则该方法在304结束，并返回以继续检查车辆是否被激活。连续检查可以是以低间隔的，以便不浪费电池功率。

如果鞍骑型车辆是启动的，则在306，控制器从座椅力传感器接收座椅力信号。这可以指示有多少重量或力被置于座椅上。在一个实施例中，重量传感器可以设置在座椅底部的下方。在另一个实施例中，座椅力信号可以从座椅内的传感系统产生，该传感系统包括压力传感器、填充有硅树脂的囊或容器、以及相关联的ECU或控制器（诸如上述的ECU或控制器）。当人坐在座椅上时，压力传感器将占用者的重量发信号通知到控制器。

在308，控制器将座椅力或重量与阈值进行比较。例如，阈值可以被设置为100磅的重量或等效的力。如果检测到的力超过该阈值，则在310，控制器确定骑乘者坐在座椅上。然后，该方法在312结束。

然而，如果在308，座椅力未超过阈值，则控制器可执行不同的过程以检测骑乘者是否可能仍然坐在座椅上。例如，在314，控制器从面向骑乘者的摄像机接收骑乘者像图像。在316，控制器将来自摄像机的那些图像与预先训练的模型进行比较。预先训练的模型可以是人坐在座椅上的样子的图像、以及没有人坐在座椅上的座椅的样子的其他图像的数据库。在318，控制器可以决定在从摄像机接收的图像和人骑乘在座椅上的所存储图像之间是否存在足够的匹配。如果存在足够的匹配，则控制器确定骑乘者坐在座椅上。如果没有这种足够的匹配，则在320处，控制器确定没有骑乘者坐在座椅上。

参照图4，示出了头盔检测操作208的一个实施例。操作开始于400。在402，控制器使用图3所示的操作来确定是否检测到骑乘者。如果从步骤310检测到骑乘者，则控制器在404接收摄像机图像。这可以是与314类似的步骤，于是面向（一个或多个）骑乘者的摄像机将捕获（一个或多个）骑乘者的一个或多个图像。在另一实施例中，不是利用摄像机，而是利用一个或多个3D传感器（例如，基于LIDAR的传感器）来检测骑乘者的头部和/或头盔的轮廓和形状。在406，控制器将从摄像机接收的图像与预先训练的模型进行比较。预先训练的模型可以是各种头盔的数据库，包括市场上可获得的头盔的多个样式和模型。预先训练的模型可以包括从许多角度的头盔的图像。而且，预先训练的模型可以包括围绕一个或多个轴的头盔的360度视图，使得可以提供数据库中的每个头盔的相当完整的图像。这些图像的数据库可以存储在耦合到控制器的存储器中。预先训练的模型可以通过模拟不同的背景环境来进行推广和改进。可以使用轮廓方法来提取头盔的边缘，其用于更新参考头盔模型。来自当骑乘者移动时来自摄像机的多个图像捕获的输入可以用于更新头盔数据库。在用于预测之前，可以首先使图像稳定化并校正强度。如果检测到头盔，则可以估计头盔的2D/3D模型。

在一些实施例中，头盔检测操作可以在406处结束。从摄像机接收的图像的比较和存储在存储器中的图像的更新可以用于其他算法和系统，诸如图5中例示的单独的指示系统或安全验证器。在图4中的该图示的实施例中，系统进行到408，其中，控制器确定在从摄像机接收的图像和预先训练的模型内的图像之间是否存在足够的匹配。如果没有足够的匹配，则该方法可以返回到402以确定是否检测到骑乘者。

如果存在足够的匹配，则该方法进行到410，其中，控制器确定是否存在穿戴头盔的匹配。在该步骤中，控制器将把存储在数据库中的穿戴头盔的人的图像与从摄像机捕获的图像进行比较。类似于步骤406，控制器可以在408中与由摄像机检测到的穿戴特定头盔的人的图像的预先训练的模型或数据库进行通信。可以拍摄特定样式/模型的头盔在某个人上的多个角度的图像，并且可以将穿戴头盔的多个人存储为存储器中的图像。如果存在足够的匹配，则控制器将假定由骑乘者恰当穿戴了头盔，并且该方法可以返回到402。

然而，如果没有足够的穿戴头盔匹配，或者如果在未恰当穿戴头盔的人的图像与由摄像机捕获的图像之间存在匹配，则在412处，控制器将假定头盔未被恰当穿戴。未穿戴头盔指示符可以由控制器命令。该指示符可以是对骑乘者的视觉、听觉或触觉反馈。例如，控制器可以命令HMI显示骑乘者头盔未被恰当穿戴的警告。如果骑乘者的头盔装配有允许头盔与摩托车或与车辆通信的移动设备进行通信的单向或双向音频特征，则控制器可以访问该系统并向骑乘者发送未穿戴头盔或未恰当穿戴头盔的听觉警报。控制器还可以向驾驶员提供指示未恰当穿戴头盔的触觉反馈。例如，控制器可以通过向座椅振动器发出致动的命令来使驾驶员的座椅振动。在另一个实施例中，控制器可以使手柄振动。在另一实施例中，控制器可以向车辆的制动器发出在非常短的时间内向车轮轻微地施加制动力的命令。可以利用上述示例触觉反馈系统中的任何一个来尝试使驾驶员查看HMI以获得指示未穿戴驾驶员或骑乘者的头盔或未恰当穿戴驾驶员或骑乘者的头盔的消息。

图4中所示的方法可以在驾驶事件期间连续地执行。例如，一旦控制器检测到驾驶员坐在座椅上，则可以实现算法，并且算法将连续运行直到车辆熄火。在另一实施例中，算法响应于启动车辆的钥匙接通事件而发起。

参考图5，示出了安全验证器操作的一个实施例。在该实施例中，控制器被配置成取决于鞍骑型车辆102的位置向驾驶员发出多步（例如两步）的未穿戴头盔警告。该过程开始于500。在502，控制器从车载摄像机接收一个或多个图像，这类似于上文解释的步骤404和314。在504处，控制器将所接收的（一个或多个）摄像机图像与头盔模型图像的数据库或预先训练的模型进行比较，例如类似于步骤406。再一次，在该步骤中，控制器可以分析例如头盔和骑乘者的轮廓和边缘。在506，控制器确定在所接收的摄像机图像和图像数据库之间是否存在足够的匹配。例如，这可以类似于步骤408。

在一个实施例中，步骤502-506可以产生骑乘者是否穿戴和恰当穿戴他/她的头盔的决定。这可以包括来自图4所示的算法的所有步骤。换句话说，图5的安全验证器操作可以首先通过根据图4所示的方法来确定骑乘者和乘客的头盔是否被穿戴以及恰当穿戴而开始。

在确定头盔是否被穿戴并且恰当穿戴之后，该方法进行到步骤508，其中，控制器接收车辆的位置的全球定位系统（GPS）数据。控制器可以访问车辆上的执行导航的车载GPS系统（例如，被配置成与卫星和相关联的GPS控制器通信的收发器），例如，以接收车辆的信息（例如，坐标）。GPS是确定车辆位置的一个示例；在其他实施例中，控制器从全球导航卫星系统（GLONASS）等访问位置数据。在另一实施例中，控制器通过与在驾驶期间连接到车辆的移动设备（例如，蜂窝电话、智能手表、其他可穿戴设备等）通信来访问车辆的位置。例如，移动设备可以连接到车辆上的接收器（例如，蓝牙低功耗（BLE）接收器、近场通信、超频带、Zigbee等），其在行进期间用于共享数据、打电话、解锁车辆、启动车辆等。

在510，控制器可以基于车辆的位置信息访问未穿戴头盔的法律处罚数据库。用于每个位置的法律处罚数据库可包括美国的每个州或县的处罚数据库或每个国家的处罚数据库。例如，密歇根州可能没有针对未穿戴头盔的法律处罚，但是纽约州可能具有针对未穿戴头盔的法律处罚（例如，最多$100、入狱30天、或者两者）。法律处罚数据库可以被预先编程在由控制器访问的车辆上的车载存储器上。作为替代，数据库可以位于驾驶员的移动设备上。在任一实施例中，数据库可以被连续地更新以包括当前法律。

在512，控制器确定驾驶员和/或骑乘者是否穿戴他/她的头盔以及恰当地穿戴头盔。这可以是例如由图4中的算法做出的相同确定。如果系统确定了未穿戴头盔或未恰当穿戴头盔，并且例如应当经由HMI向驾驶员提供未穿戴头盔指示符（例如，步骤412），则未穿戴头盔指示符可以包括关于针对在没有恰当穿戴头盔的情况下驾驶或骑乘的与车辆的当前位置相关联的法律处罚的信息。可以基于当前头盔使用和车辆的位置在HMI上提供其他信息。例如，控制器可以使视觉文本出现，其警告驾驶员他/她的头盔未恰当穿戴和/或在未恰当穿戴头盔的情况下继续骑乘是非法的。处罚的细节（例如，金钱和/或监禁时间）可包括在HMI上提供的警告上。在其他实施例中，如上所述，警告被提供给驾驶员的头盔扬声器上的音频系统。

在一个实施例中，利用两步指示符。图6中示出了一个示例。该算法开始于600。在602处，控制器确定头盔是否被穿戴以及恰当穿戴，类似于以上步骤506或410。如果未穿戴头盔，则在604处向驾驶员提供强指示符。这可以通过例如在HMI上显示第一未穿戴头盔指示符来执行，第一未穿戴头盔指示符的示例在图7A中示出，其具有围绕头盔的图像的红色划线。这指示在没有恰当穿戴头盔的情况下在车辆上行进在当前位置中是非法的。如果穿戴了头盔，则在606处确定所穿戴的头盔是否满足安全要求。例如，可以通过将来自摄像机的图像与恰当穿戴的头盔的数据库进行比较来做出该决定。即使驾驶员穿戴了头盔，它也可能未被恰当地穿戴（例如，穿戴得太高或太低，或者头盔的标识指示头盔是旧的并且穿戴不再安全等）。在另一实施例中。如果穿戴头盔不满足安全要求，则在608向驾驶员提供温和指示。这可以通过例如在HMI上显示第二未穿戴头盔指示符来执行，第二未穿戴头盔指示符的示例在图7B中示出，其具有围绕头盔的图像的黄色划线。这指示即使穿戴了头盔，它可能仍然不满足当前的安全要求。可以利用除了红色和黄色之外的颜色。如果头盔确实满足安全要求，则在610处不提供指示符。

在另一实施例中，可以通过确定穿戴头盔是否违反当前位置管辖区域的法律来做出在608提供温和指示符或在610不提供指示符的决定。例如，即使在602做出驾驶员或骑乘者穿戴他/她的头盔的肯定决定，也可以关于车辆位置的当前法律做出附加决定。这可以从上述步骤510-514进行。如果当前位置的法律允许驾驶员或骑乘者骑乘鞍骑型车辆而没有处罚，则即使驾驶员穿戴他/她的头盔，也可以向驾驶员提供温和指示符。

本文公开的过程、方法或算法可递送至处理设备、控制器或计算机/由处理设备、控制器或计算机实现，所述处理设备、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，过程、方法或算法可以以许多形式存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，包括但不限于永久存储在诸如ROM设备之类的非可写存储介质上的信息和可更改地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM设备和其他磁介质和光介质之类的可写存储介质上的信息。过程、方法或算法也可以以软件可执行对象来实现。替代地，可以使用适当的硬件组件（例如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、状态机、控制器或其他硬件组件或设备）或者硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现过程、方法或算法。

尽管上面描述了示例性实施例，但并不旨在这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，可以组合各种实施例的特征以形成可能未明确描述或示出的本发明的其他实施例。虽然各种实施例可能已经被描述为提供了优点或者相对于其他实施例或现有技术实现关于一个或多个期望特性是优选的，但是本领域普通技术人员应当认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体应用和实现。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，在任何实施例被描述为关于一个或多个特性与其他实施例或现有技术实现相比不太合期望的意义上，这些实施例并不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是合期望的。

Claims (20)

1.一种用于向鞍骑型车辆的骑乘者提供关于头盔使用的信息的系统，所述系统包括：

摄像机，其被配置成安装到所述鞍骑型车辆并面向所述骑乘者，并且监视所述车辆的骑乘者并收集骑乘者图像数据；

GPS系统，其被配置成检测所述鞍骑型车辆的位置；以及

控制器，其与所述摄像机和所述GPS系统通信，并且被配置成：

从所述摄像机接收所述骑乘者的图像，

基于所述骑乘者图像数据来确定所述骑乘者是否穿戴头盔，

从GPS系统接收所述鞍骑型车辆的位置，以及

向所述骑乘者输出穿戴头盔指示符，所述穿戴头盔指示符基于所述骑乘者是否穿戴头盔和所述鞍骑型车辆的位置而变化。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成与数据库通信来自所述GPS系统的所述鞍骑型车辆的位置以接收关于头盔使用的合法性的信息，并且基于接收的位置中的头盔使用的合法性来改变所述穿戴头盔指示符。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被配置成在所述鞍骑型车辆上的人机接口（HMI）显示器上输出所述穿戴头盔指示符。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制器被配置成响应于确定所述骑乘者没有穿戴头盔并且所述鞍骑型车辆处于在没有穿戴头盔的情况下骑乘所述鞍骑型车辆是合法的位置中而在HMI上输出温和的穿戴头盔指示符。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器被配置成响应于确定所述骑乘者没有穿戴头盔并且所述鞍骑型车辆处于在没有穿戴头盔的情况下骑乘所述鞍骑型车辆是非法的位置中而在HMI上输出较强的穿戴头盔指示符。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被配置成经由触觉反馈系统输出所述穿戴头盔指示符。

7.根据权利要求6所述的系统，还包括振动器，所述振动器被配置成安装到所述鞍骑型车辆的座椅，其中，所述控制器被配置成响应于确定所述骑乘者没有穿戴头盔并且所述鞍骑型车辆处于在没有穿戴头盔的情况下骑乘所述鞍骑型车辆是非法的位置中而激活所述振动器。

8.一种鞍骑型车辆，包括：

面向骑乘者的摄像机，其被配置成监视所述鞍骑型车辆的骑乘者并且收集骑乘者图像数据；

GPS系统，其被配置成检测所述鞍骑型车辆的位置；

人机接口（HMI），其被配置成向所述骑乘者显示车辆信息；以及

控制器，其与头盔安全数据库通信，所述头盔安全数据库包括关于在各个位置中针对未穿戴头盔的处罚的信息，其中，所述控制器被配置成：

基于所述骑乘者图像数据来确定所述骑乘者未穿戴头盔，以及

响应于所述骑乘者未穿戴头盔，在HMI上输出基于所述鞍骑型车辆的位置而变化的警告。

9.根据权利要求8所述的鞍骑型车辆，其中，所述控制器被配置成响应于与其中没有针对未穿戴头盔的处罚的第一位置对应的所述鞍骑型车辆的位置而在HMI上输出第一警告。

10.根据权利要求9所述的鞍骑型车辆，其中，所述第一警告以第一颜色显示。

11.根据权利要求10所述的鞍骑型车辆，其中，所述控制器被配置成响应于与其中存在针对未穿戴头盔的处罚的第二位置对应的所述鞍骑型车辆的位置而在HMI上输出第二警告。

12.根据权利要求11所述的鞍骑型车辆，其中，所述第二警告以不同于所述第一颜色的第二颜色显示。

13.根据权利要求11所述的鞍骑型车辆，其中，所述第二警告包括关于针对未穿戴头盔的处罚的信息。

14.根据权利要求8所述的鞍骑型车辆，其中，所述控制器被配置成基于所述骑乘者图像数据来确定所述骑乘者不正确地穿戴头盔。

15.根据权利要求14所述的鞍骑型车辆，其中，所述控制器被配置成响应于不正确地穿戴头盔而在HMI上输出第二警告。

16.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机处理器执行时使所述计算机处理器：

从与鞍骑型车辆座椅通信的力传感器接收力数据，所述力数据指示施加到所述鞍骑型车辆座椅的力；

从被配置成监视所述鞍骑型车辆的骑乘者的面向骑乘者摄像机接收骑乘者图像数据；

响应于所述力超过阈值而确定所述骑乘者坐在所述座椅上；

响应于确定所述骑乘者坐在所述座椅上，将所述骑乘者图像数据与预先训练的模型进行比较；以及

将穿戴头盔指示符输出到人机接口（HMI），所述穿戴头盔指示符基于所述骑乘者图像数据与所述预先训练的模型的所述比较而变化。

17.根据权利要求16所述的介质，所述指令还使所述计算机处理器从GPS系统接收所述鞍骑型车辆的位置，并且基于所述鞍骑型车辆的位置来改变所述穿戴头盔指示符。

18.根据权利要求17所述的介质，所述指令还使所述计算机处理器检索关于在所述鞍骑型车辆的位置中针对未穿戴头盔的处罚的信息。

19.根据权利要求18所述的介质，其中，所述穿戴头盔指示符包括：

基于车辆处于第一位置的第一强度的第一指示符，在所述第一位置中在没有头盔的情况下骑乘所述车辆是合法的，以及

基于车辆处于第二位置的第二强度的第二指示符，在所述第二位置中在没有头盔的情况下骑乘所述车辆是非法的。

20.根据权利要求19所述的介质，其中，所述第一指示符包括在HMI上显示的利用第一颜色的第一图像，并且所述第二指示符包括在HMI上显示的利用不同于所述第一颜色的第二颜色的第二图像。

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