CN114359880A - 一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法、装置及云端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法、装置及云端。本发明中通过焦距不同且共等效光轴的三个摄像装置采集车内图像,所采集车内图像因摄像装置焦距的不同而具有不同的观测尺度,使得拍摄目标在车内图像中的相对尺寸和细节丰富,为后续训练智能学习模型减少负担,大幅度减少智能学习模型所需的卷积层,提高算法效率;将多组车内图像按时序排列形成数据包,计算获取数据包内的每组车内图像的尺度响应图并对尺度响应图归一化,提高数据的可识别性,利用高可识别性的数据训练智能学习模型来推测乘客可能的实际需求,进而根据预测的实际需求执行相应的操作,有助于提升乘客的乘车体验。
Description
技术领域
本发明涉及汽车智能控制技术领域,尤其涉及一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法、装置及云端。
背景技术
伴随着互联网与移动通信技术的普及和人工智能、嵌入式芯片等新一代计算技术的快速发展,智能型传感器与智慧算法在智能驾驶应用方面发挥了越发重要的作用。传感器的微型化与计算能力的提升使得在汽车内部可以隐蔽式的部署多个传感器,在不干扰驾驶与乘坐的前提下感知车内环境,推测乘车人和司机的潜在需求。目前该类应用已有部分现实产品应用于新能源汽车、网约车等场景,为提升驾驶的舒适感和安全性,以及提升乘客乘坐的体验感起到了重要作用。
目前有以下几种实现方式:(1)通过一个或多个传感器感知用户行为,并对应进行自动调整设置。这种方式系统简单,但能够完成的功能也较为简单,无法满足用户更智能的需求。(2)通过摄像头捕捉用户特定动作,例如摆手、摇头等,从而利用图像识别处理方法和/或神经网络方法进行识别,从而对应进行车辆的操控设置。这种方法更为智能,能够完成的设置更多,但需要用户按照规范的动作(标志性动作)进行,且动作数量有限,能调整设置的功能也有限。(3)通过语音识别进行控制,这种虽然能够完成复杂的车辆操控,但依然需要用户主动说出需求(标志性声音)才能够实现操控。由此可见,无论哪种方案,都需要事先约定好标志性的事件(语言、动作等)才能够完成对应的操控,这使得操控车辆功能的种类多少受限于算法复杂程度,且都需要用户主动声明需求才能满足,同时每个用户所能够实现的功能也是相同的,没有个性化的定制。实际上有些功能在一些用户那里根本用不到,但依然要为这些功能设置相应算法,增加了算法负担。为此,需要一种能够无需用户主动发出信号,可主动识别用户动作,对用户意图进行准确预测,从而增强用户乘车体验的技术。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本发明提供一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法、装置及云端。
第一方面,本发明提供一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法,包括:
以获得的归一化的尺度响应图为基础数据,训练创建对数据包内车内图像所含对象行为识别的智能学习模型。
更进一步地,计算车内图像的尺度响应图S的公式如下:
更进一步地,所述高斯卷积窗定义如下:
更进一步地,所述智能学习模型所采用的神经网络模型包括输入层、隐藏层和输出层,其中,所述隐藏层为3层结构。
更进一步地,在训练智能学习模型时,人工标注训练智能学习模型的数据包的归一化尺度响应图所对应的实际需求标签形成训练样本;利用训练样本对智能学习模型所采用的神经网络模型进行训练,确定神经网络模型中相邻层之间的连接权重。
更进一步地,对神经网络模型的训练时,采用后向传播方法求取代价函数的极值,取代价函数极值时的连接权重构建智能学习模型。
更进一步地,预设的时间间隔取值0.5秒,每一个数据包中包含12组车内图像。
更进一步地,通过训练的智能学习模型对车内图像的数据包进行预测获取用户的实际需求,车载控制器根据用户的实际需求执行相应操作。
第二方面,本发明提供一种执行基于智能学习模型的乘车体验增强方法的装置,包括:图像采集模块,所述图像采集模块用于采集车内图像;
尺度响应图生成模块,所述尺度响应图生成模块针对数据包内的每组车内图像生成尺度响应图;
归一化模块,所述归一化模块对尺度响应图进行归一化;
智能学习模型模块,所述智能学习模型模块对进行尺度响应图归一化的数据包进行预测,获取用户的实际需求;
执行模块,所述执行模块根据用户的实际需求执行相应操作以满足用户的实际需求。
第三方面,本发明提供一种执行基于智能学习模型的乘车体验增强方法的云端,包括:处理器、存储器、通讯接口和总线,总线连接处理器、存储器和通讯接口,云端的通讯接口通过网络连接车辆,云端从车辆获取车内图像并存储于存储器,所述存储器存储至少一条指令,所述处理器读取并执行所述指令对存储于处理器的车内图像进行处理分析并将分析结果反馈给车辆以实现所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法。
本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本发明通过共等效光轴的三个摄像设备捕捉车内环境与乘客的行为,并据此推测乘客可能的实际需求,进而根据实际需求执行相应的操作有助于提升乘客的乘车体验。
本发明通过焦距不同的三个摄像装置,在等效光轴一致的情况下,对车内情况实现不同视野范围的采集,由于三个摄像装置的光轴近似一致,并且在空间上的差异远小于拍摄目标的空间尺寸,因此,可以近似认为所采集三张车内图像的主要区别是:因焦距的不同而具有不同的观测尺度,使得拍摄目标在车内图像中的相对尺寸和细节丰富,为后续训练智能学习模型减少负担,大幅度减少智能学习模型所需的卷积层,提高算法效率。
本发明通过计算原始的车内图像的尺度响应图,可以在过滤噪声的同时突出原始的车内图像的细节特征,与直接输入原始的车内图像相比,尺度响应图像在不同行为类别上的特征区别度更高,可识别性能更强。通过将数据包中的尺度响应图归一化,降低由于焦距不同导致的观测对象在不同图像中的亮度水平不均衡程度,能够进一步降低数据噪声,有助于提高数据的可识别性能。为智能识别模型提供识别性强的输入数据,提高预测的准确率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的共等效光轴的三个摄像设备的设计示意图;
图3为本发明实施例提供的一种实现基于智能学习模型的乘车体验增强方法的装置的示意图;
图4为本发明实施例提供的一种实现基于智能学习模型的乘车体验增强方法的云端的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
参阅图1所示,本发明实施例提供一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法,包括:
具体的,三个摄像装置的等效光轴保持一致,且三个摄像装置的焦距f 1、f 2、f 3满足。参阅图2所示,一种可行的使三个摄像装置等效光轴保持的设计包括:镜头1,镜头1的轴线上分别设置第一分光单元2-1和第二分光单元2-2,且所述第一分光单元2-1和第二分光单元2-2有一条分光光路与镜头1的轴线共线,所述第二分光单元2-2处于第二分光单元2-1与镜头1轴线共线的分光光路上,摄像装置3-3处于第二分光单元与镜头1的轴线共线的分光光路上,所述第一分光单元2-1的另一个分光光路上设置一个摄像装置3-1,所述第二分光单元2-2的另一个分光光路上设置摄像装置3-2。摄像装置优选的焦距配置参数为,。
具体实施过程中,作为一种优选,预设的间隔时间L取0.5秒。
本申请通过焦距不同的三个摄像装置,在等效光轴一致的情况下,对车内情况实现不同视野范围的采集,由于三个摄像装置的光轴近似一致,并且在空间上的差异远小于拍摄目标的空间尺寸,因此,可以近似认为所采集三张车内图像的主要区别是:因焦距的不同而具有不同的观测尺度,使得拍摄目标在车内图像中的相对尺寸和细节丰富,为后续训练智能学习模型减少负担,大幅度减少智能学习模型所需的卷积层,提高算法效率。
计算车内图像的尺度响应图S的公式如下:
所述高斯卷积窗定义如下:
其中,表示自然指数函数, (i,j)表示高斯卷积窗某个点的坐标,高斯卷积窗的中心的坐标为(0,0),、为高斯卷积窗的参数,、的大小决定高斯卷积窗的形态,具体实施过程中,作为一种优选,取值1.3,取值1.65,高斯卷积窗的尺寸选择17*17像素。
通过计算原始的车内图像的尺度响应图,可以在过滤噪声的同时突出原始的车内图像的细节特征,与直接输入原始的车内图像相比,尺度响应图像在不同行为类别上的特征区别度更高,可识别性能更强。
S400,将数据包内的尺度响应图通过如下公式归一化:
通过将数据包中的尺度响应图归一化,降低由于焦距不同导致的观测对象在不同图像中的亮度水平不均衡程度,能够进一步降低数据噪声,有助于提高数据的可识别性能。
S500,以数据包内归一化的尺度响应图为基础数据,训练创建对数据包内车内图像所含对象行为识别的智能学习模型。
具体实施过程中,作为一种优选,所述智能学习模型所采用的神经网络模型包括输入层、隐藏层和输出层,其中,所述隐藏层为3层结构。
具体实施过程中,所述输入层的输入内容为尺度响应图归一化后的数据包,输入层的形式为:
所述隐藏层为3层结构,其中,
第一层结构的定义如下:
式中,表示以(u,v,t)为中心的卷积窗口,p、q、r表示卷积窗口中相对位置的整数坐标,其中,p、q为卷积窗口的空间维度,r为卷积窗口的时间维度,的卷积窗口大小为9*9*11,对应p、q的取值范围为-4到4,r的取值范围为-5到5。表示输入层的第c张尺度响应图在时间t+r时坐标(u+p,v+q)处的节点。为线性偏置量。
第二层结构的定义如下:
其中,max表示对应第c张响应图中在时间轴上范围为4t+r的窗口内所有坐标为(u,v)的像素的最大值,r表示时间窗口中相对位置的正整数坐标,r取值范围为{0, 1, 2,3}。表示第一个隐藏层中坐标为(u, v,4t+r,c)的节点。为线性偏置量。第二层结构的每一个节点与第一层结构中时间上相邻的4个节点相连。
第三层结构的定义如下:
所述输出层的节点对应实际需求的概率,实际需求表示乘客在当前乘车环境下希望采取的某种措施或对于环境调整的某种需要,比如希望调整空调温度,关闭车窗,调整车内照明灯等。当值为0时,表示当前输入下乘客不可能具有该实际需求,当值为1时,表示当前输入下乘客一定具有实际需求。输出层节点数z等于需要识别的独立需求的数量。
在训练智能学习模型时,人工标注训练智能学习模型的数据包的归一化尺度响应图所对应的实际需求的标签形成训练样本;利用训练样本对智能学习模型所采用的神经网络模型进行训练,通过神经网络模型计算输入训练样本获取输出结果,采用后向传播方法求取代价函数的极值,取代价函数极值时的连接权重构建智能学习模型。
定义代价函数如下:
其中,y表示实际需求的真实值,表示神经网络模型对输入进行计算后的输出结果,、分别为向量y、的分量。为控制系数,用于实现输出结果与真实值的归一化,可以提高模型对样本的拟合效果;参数有助于提高智能学习模型的噪声的鲁棒性。作为优选,取为0.83,为0.015。
训练出智能学习模型后,通过训练的智能学习模型对车内图像的数据包进行预测获取用户的实际需求,车载控制器根据用户的实际需求执行相应操作。
实施例2
参阅图3所示,本发明实施例提供一种执行基于智能学习模型的乘车体验增强方法的装置,用于实现所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,包括:图像采集模块,所述图像采集模块用于采集车内图像;
尺度响应图生成模块,所述尺度响应图生成模块针对数据包内的每组车内图像生成对应的尺度响应图;
归一化模块,所述归一化模块对尺度响应图进行归一化;
智能学习模型模块,所述智能学习模型模块对进行尺度响应图归一化的数据包进行预测,获取用户的实际需求;
执行模块,所述执行模块根据用户的实际需求执行相应操作以满足用户的实际需求。
实施例3
参阅图4所示,本发明实施例提供一种执行基于智能学习模型的乘车体验增强方法的云端,云端为高算力的服务器集群,包括:至少两组能够组成集群的处理器、存储器、通讯接口和总线,总线连接处理器、存储器和通讯接口,云端的通讯接口通过网络连接车辆,云端从车辆获取车内图像并存储于存储器,所述存储器存储至少一条指令,所述处理器读取并执行所述指令对存储于处理器的车内图像进行处理分析并将分析结果反馈给车辆以实现所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法。
在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,包括:
以获得的归一化的尺度响应图为基础数据,训练创建对数据包内车内图像所含对象行为识别的智能学习模型。
4.如权利要求1所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,所述智能学习模型所采用的神经网络模型包括输入层、隐藏层和输出层,其中,所述隐藏层为3层结构。
5.如权利要求1所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,在训练智能学习模型时,人工标注训练智能学习模型的数据包的归一化尺度响应图所对应的实际需求标签形成训练样本;利用训练样本对智能学习模型所采用的神经网络模型进行训练,确定神经网络模型中相邻层之间的连接权重。
6.如权利要求5所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,对神经网络模型的训练时,采用后向传播方法求取代价函数的极值,取代价函数极值时的连接权重构建智能学习模型。
7.如权利要求1所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,预设的时间间隔取值0.5秒,每一个数据包中包含12组车内图像。
8.如权利要求1所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,通过训练的智能学习模型对车内图像的数据包进行预测获取用户的实际需求,车载控制器根据用户的实际需求执行相应操作。
9.一种执行基于智能学习模型的乘车体验增强方法的装置,用于实现如权利要求1-8任一所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法,其特征在于,包括:图像采集模块,所述图像采集模块用于采集车内图像;
尺度响应图生成模块,所述尺度响应图生成模块针对数据包内的每组车内图像生成尺度响应图;
归一化模块,所述归一化模块对尺度响应图进行归一化;
智能学习模型模块,所述智能学习模型模块对进行尺度响应图归一化的数据包进行预测,获取用户的实际需求;
执行模块,所述执行模块根据用户的实际需求执行相应操作以满足用户的实际需求。
10.一种执行基于智能学习模型的乘车体验增强方法的云端,其特征在于,包括:处理器、存储器、通讯接口和总线,总线连接处理器、存储器和通讯接口,云端的通讯接口通过网络连接车辆,云端从车辆获取车内图像并存储于存储器,所述存储器存储至少一条指令,所述处理器读取并执行所述指令对存储于处理器的车内图像进行处理分析并将分析结果反馈给车辆以实现如权利要求1-8任一所述的基于智能学习模型的乘车体验增强方法。
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