CN114312694B - 一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法，该***包括：摄像头I、摄像头II、图像处理单元I、图像处理单元II、压力传感器和中央处理单元。该***是以姿态感知技术将脚部姿态转化为汽车操作指令的一种方法，按照图示安装所述摄像头I、II，摄像头分别与图像处理单元连接，图像处理单元与中央处理单元连接。本发明还公开了一种紧急情况下制动方法，当遇到紧急情况时，右脚重踏地板，压力传感器将信号传递给中央处理单元实施紧急制动指令，本发明可有效避免紧急情况下汽车油门刹车踏板错踩情况，也可作为虚拟踏板组件应用于驾驶类游戏中。

Description

一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法

技术领域

本发明涉及汽车驾驶、汽车智能化以及游戏设备领域，具体而言，尤其涉及一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法。

背景技术

随着经济的快速发展，中国汽车保有量也在飞速增长，汽车已经成为人们不可或缺的代步工具，人们在享受汽车带来便利的同时，也应时刻注意驾驶汽车时的安全问题，对于大部分SUV车型来说，刹车踏板过高使部分司机感觉不便，尤其是女司机脚部较小需要频繁抬脚切换刹车油门，容易产生安全隐患，其次，汽车踏板已经使用多年，其弊端也显而易见，很多新手上路后由于紧张慌乱刹车油门错踩导致悲剧发生。

现今，车载智能化成为重要发展方向，对车载设备进行智能化改造可提高设备使用效率、提高人们出行安全系数，目前，对于汽车踏板的智能化发展主要体现在行车电脑辅助控制上，例如主动刹车功能，自适应巡航功能以及自动跟车功能，但是对汽车踏板操控模式改变极少。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题及汽车智能化发展需求，提出一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法。

本发明提供如下技术方案：

一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***，包括摄像头I、摄像头II、图像处理单元I、图像处理单元II、压力传感器和中央处理单元，所述摄像头I安装在驾驶员脚部前方，距离地板高度5-30cm位置，所述摄像头II安装在驾驶员脚部右挡板，距离地板高度5-30cm、前挡板10-50cm位置，所述摄像头I和所述摄像头II均用于采集脚步姿态。

作为本发明进一步的方案：所述摄像头I与所述图像处理单元I连接，所述摄像头II与所述图像处理单元II连接。

作为本发明进一步的方案：所述图像处理单元I、图像处理单元II均与中央处理单元连接。

作为本发明进一步的方案：所述压力传感器嵌入在右脚下方地板内，距离地面0-5mm，长度为10-40cm，宽度为10-40cm。

作为本发明进一步的方案：所述压力传感器与所述中央处理单元连接。

本发明还提供了一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制方法，所述方法使用上述一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***，包括如下步骤：

步骤一、摄像头I采集驾驶员脚步姿态图像传递给图像处理单元I；摄像头II采集驾驶员脚步姿态图像传递给图像处理单元II；

步骤二、图像处理单元I提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得右脚与行车方向偏转角I，当偏转角I小于所设定的阈值时，识别当前脚步姿态为制动指令，当偏转角I大于所设定的阈值时，识别当前脚步姿态为加速指令；

步骤三、图像处理单元II提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得脚掌与地板夹角、下压后脚掌与地板夹角，通过计算角度差得到偏转角II；

步骤四、中央处理单元获得图像处理单元I和图像处理单元II数据；当为制动指令时，制动力度取决于偏转角II；当为加速指令时，加速度取决于偏转角II；

本发明还公开了一种紧急情况下制动方法，当遇到紧急情况时，右脚重踏地板，压力传感器将信号传递给中央处理单元实施紧急制动指令。

较现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法，该方法改变了传统汽车需要物理踏板的操作方式，并且能够避免部分驾驶员因抬脚切换刹车油门带来的安全隐患，同时能显著减少刹车油门错踩导致的交通事故。

2、本发明一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法，通过摄像头识别、图像分析，以姿态感知技术将脚部姿态转化为汽车操作指令，改变了传统汽车依赖物理踏板操控汽车的方式。

3、本发明一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法，在加速时需要脚部与行车方向偏离一定角度，能够避免在紧急情况下刹车油门错踩情况，降低交通事故概率。

4、本发明一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法也可作为虚拟踏板组件应用于驾驶类游戏中，带来更好的游戏体验。

附图说明

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***总体结构示意图。

图2为本发明脚部姿态加速指令示意图。

图3为本发明各部分部件连接示意图。

图中：摄像头I 1、摄像头II 2、偏转角I 3、偏转角II 4、压力传感器5、图像处理单元I 6、图像处理单元II 7、中央处理单元8。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

请参阅图1～3，本发明提供一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***，该***包括：摄像头I 1、摄像头II 2、图像处理单元I 6、图像处理单元II 7、压力传感器5和中央处理单元8，摄像头I 1、摄像头II 2均用于采集脚步姿态，摄像头I 1与所述图像处理单元I 6连接，摄像头II 2与所述图像处理单元II 7连接，图像处理单元I 6、图像处理单元II7均与所述中央处理单元8连接，压力传感器5与所述中央处理单元8连接。

作为优选的实施方式，所述摄像头I 1安装在驾驶员脚部前方，距离地板高度8cm位置。

作为优选的实施方式，所述摄像头II 2安装在驾驶员脚部右挡板，距离地板高度8cm、前挡板15cm位置。

作为优选的实施方式，所述压力传感器 5嵌入在右脚下方地板内，距离地面2mm，长度为30cm，宽度为30cm。

作为优选的实施方式，所述偏转角I 3阈值为30度。

实施例1

当驾驶员准备加速时，图像处理单元I 6提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得右脚与行车方向偏转角I 3为40度，大于所设定的偏转角I 3阈值30度，识别当前脚步姿态为加速指令。

图像处理单元II 7提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得脚掌与地板夹角为80度。

当驾驶员脚部下压时，图像处理单元II 7提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得下压后脚掌与地板夹角为60度，计算角度差得到偏转角II 4为20度。

中央处理单元8获得图像处理单元I 6的加速指令、图像处理单元II 7的偏转角II4为20度，计算加速度值，车辆开始加速。

实施例2

当驾驶员准备减速时，图像处理单元I 6提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得右脚与行车方向偏转角I 3为10度，小于所设定的偏转角I 3阈值30度，识别当前脚步姿态为制动指令。

图像处理单元II 7提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得脚掌与地板夹角为70度。

当驾驶员脚部下压时，图像处理单元II 7提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得下压后脚掌与地板夹角为55度，计算角度差得到偏转角II 4为15度。

中央处理单元获得图像处理单元I 6的制动指令、图像处理单元II 7的偏转角II4为15度，计算制动力度值，车辆开始制动。

实施例3

当驾驶员遇到紧急情况时，右脚重踏地板，压力传感器5将信号传递给中央处理单元8实施紧急制动指令。

实施例4

当驾驶员遇到紧急情况时，没有重踏地板而是自然伸出右脚，图像处理I 6单元提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得右脚与行车方向偏转角I 3小于所设定的阈值30度，识别当前脚步姿态为制动指令。

本发明提供的一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***及方法，改变了传统汽车依赖物理踏板操控汽车的方式，能够避免由于刹车踏板过高需要频繁抬脚切换刹车油门带来的安全隐患，可有效避免紧急情况下汽车油门刹车踏板错踩情况，也可作为虚拟踏板组件应用于驾驶类游戏中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***的控制方法，其特征在于，基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***包括：摄像头I（1）、摄像头II（2）、图像处理单元I（6）、图像处理单元II（7）、压力传感器（5）和中央处理单元（8），其特征在于，所述摄像头I（1）安装在驾驶员脚部前方，距离地板高度5-30cm位置；所述摄像头II（2）安装在驾驶员脚部右挡板，距离地板高度5-30cm、前挡板10-50cm位置；

所述摄像头I（1）与所述图像处理单元I（6）连接；所述摄像头II（2）与所述图像处理单元II（7）连接；

所述图像处理单元I（6）、图像处理单元II（7）均与所述中央处理单元（8）连接；

所述压力传感器（5）与所述中央处理单元（8）连接；

所述控制方法，包括如下步骤：

步骤一、摄像头I（1）采集驾驶员脚步姿态图像传递给图像处理单元I；摄像头II（2）采集驾驶员脚步姿态图像传递给图像处理单元II（7）；

步骤二、图像处理单元I（6）提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得右脚与行车方向偏转角I（3）；

当偏转角I（3）小于所设定的阈值时，识别当前脚步姿态为制动指令；当偏转角I（3）大于所设定的阈值时，识别当前脚步姿态为加速指令；

步骤三、图像处理单元II（7）提取脚部姿态控制信息的轮廓特征，获得脚掌与地板夹角、下压后脚掌与地板夹角，通过计算角度差得到偏转角II（4）；

步骤四、中央处理单元获得图像处理单元I（6）和图像处理单元II（7）数据；当为制动指令时，制动力度取决于偏转角II（4）；当为加速指令时，加速度取决于偏转角II（4）。

2.根据权利要求1所述的一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***的控制方法，其特征在于，所述摄像头I（1）、摄像头II（2）均用于采集脚步姿态。

3.根据权利要求1所述的一种基于脚部姿态控制的汽车加减速控制***的控制方法，其特征在于，所述压力传感器（5）嵌入在右脚下方地板内，距离地面0-5mm，长度为10-40cm，宽度为10-40cm。

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