【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模拟驾驶培训，具体涉及一种基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法及模拟驾驶系统。
技术介绍
1、机动车已成为人们出行的必备工具之一。据统计，大部分的道路交通安全事故与道路交通拥堵均是由驾驶员不良的驾驶行为因素引起的，因此，需要对机车/动车组乘务员或学员进行严格的乘务作业要求，培养其良好且规范的驾驶行为习惯。在进行模拟驾驶训练过程中，需要严格按照一次乘务作业的标准要求，进行眼看手比动作的操作，从而帮助学员形成正确的操作习惯，在实际驾驶过程中表现出良好的驾驶姿态。
2、在现有的机动车驾驶员培训中，多采用导师指导的方式来教导学员按照要求作出相应的操作，对学员动作标准与否的评价也依赖于导师，在无导师在场的情况下，学员无法确认自己的行为是否合规，影响培训质量与效果，导致培训效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法及模拟驾驶系统，用以解决现有技术中依靠导师来对学员模拟驾驶动作进行评估造成的培训效率低的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，包括如下步骤：
3、1)通过两个设置在不同位置的摄像机对驾驶培训区域进行拍摄，得到两个驾驶培训区域图像；两个摄像机为已标定和定位的摄像机，且利用两个摄像机的标定和定位信息构建出三维空间位置计算模型，所述三维空间位置计算模型用于根据某一点分别在两个驾驶培训区域图像中的图像位置计算得到该点在三维空间中的位置；p>
4、2)分别识别两个驾驶培训区域图像中的驾驶员和驾驶员的手势区域，确定手势区域分别在两个驾驶培训区域图像中的位置，结合所述三维空间位置计算模型，确定手势区域在三维空间中的位置；
5、3)分别在两个驾驶培训区域图像中检测驾驶员的人体特征点，确定人体特征点分别在相应驾驶培训区域图像中的位置，结合所述三维空间位置计算模型，确定人体特征点在三维空间中的位置；
6、4)根据人体特征点和手势区域之间的三维空间位置关系，确定驾驶员做手势的手为左手还是右手；
7、5)根据做手势的手的特征点在三维空间中的位置，确定驾驶员做手势的手势方向，并依据手势方向对驾驶员的模拟驾驶姿态进行评估。
8、其有益效果为：本专利技术利用两个设置在不同位置的摄像机对驾驶培训区域进行拍摄，并对两个摄像机进行标定和定位，从而可以构建得到三维空间位置计算模型，该模型可以实现根据某一点分别在图像中的位置坐标计算得到该点在三维空间中的位置坐标；利用该三维空间位置计算模型，便可计算得到驾驶员的人体特征点在三维空间中的位置；进而结合人体特征点在三维空间中的位置，便可分析出驾驶员做手势的手为左手还是右手，并对其手势方向做出判断，以根据其手势方向对模拟驾驶姿态进行评估，判断学员是否按照要求做出正确的手势。该方法可以实现在模拟驾驶培训过程中实现对学员的模拟驾驶姿态的自动化评估，结果更为客观化，提高了模拟驾驶训练评估的效率。
9、进一步地，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中采用如下方法判断驾驶员做手势的手为左手还是右手：确定左手腕特征点和右手腕特征点在三维空间中的位置；确定手势区域中心点在三维空间中的位置；计算左手腕特征点和手势区域中心点之间的三维距离、以及右手腕特征点和手势区域中心点之间的三维距离，两个距离相应记为ldistance、rdistance，若ldistance＜rdistance，则判定做手势的手为左手，若ldistance≥rdistance，则确定做手势的手为右手。
10、其有益效果为：将人体特征点转换至三维空间中，在三维空间中结合手腕特征点与手势区域中心点之间的距离来判断做手势的手为左手还是右手，满足了评估准确性的要求。
11、进一步地，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中确定驾驶员的手势方向时需确定驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右：判断做手势的手的手腕特征点在三维空间中位于设定左空间区域、设定中空间区域、设定右空间区域中的哪一个空间区域中：若位于设定左空间区域中，则确定驾驶员的手势方向为朝左，若位于设定中空间区域中，则确定驾驶员的手势方向为朝中，若位于设定右空间区域中，则确定驾驶员的手势方向为朝右；其中，设定左空间区域、设定中空间区域以及设定右空间区域均为在三维空间中预先设定的三个区域。
12、其有益效果为：直接在三维空间中设置三个区域来判断驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右，方法简单但准确性高。
13、进一步地，步骤4)中确定驾驶员的手势方向时还需确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下：判断做手势的手的手腕特征点位于所处空间区域的上区域还是下区域，若位于上区域，则确定驾驶员的手势方向为朝上，若位于下区域，则确定驾驶员的手势方向为朝下；其中，每一个空间区域均利用各自对应的一个平面将其划分为两个区域，在三维空间中靠上的区域为上区域，靠下的区域为下区域。
14、其有益效果为：直接在三个区域中拟合出一个平面将三个区域划分为上、下两个区域，结合手腕特征点在上、下区域中的哪一个区域来准确判断驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，方法简单但准确性高。
15、进一步地，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中需确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下：将做手势的手的手腕特征点在三维空间中的位置作为模型输入，输入至训练好的手势上下分类模型中，以得到驾驶员的手势方向分类结果，所述分类结果为朝上或朝下；所述手势上下分类模型利用做手势的手的手腕特征点在三维空间中的位置、以及相应的手势方向分类结果作为训练集训练得到。
16、其有益效果为：利用基于机器学习的手势上下分类模型来判断驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且手势上下分类模型利用大量准确的历史数据训练得到，准确性较高。
17、进一步地，所述手势上下分类模型为svm分类器。
18、其有益效果为：采用svm分类器，方法简单容易实现。
19、进一步地，步骤2)中，采用如下方法识别驾驶培训区域图像中的驾驶员：将驾驶培训区域图像输入至训练好的目标行为检测模型中，识别出人员区域以及人员区域中人员的行为，所述人员的行为包括站立和坐；所述目标行为检测模型利用标记有人员和人员行为的图像集作为训练集训练得到；判断行为为坐的人员所对应的人员区域是否位于设定驾驶员区域中，若位于设定驾驶员区域中，则将该人员确定为驾驶员；其中，所述设定驾驶员区域为在图像中的区域。
20、其有益效果为：利用基于机器学习的目标行为检测模型来识别出人员区域以及人员区域中人员的行为，且目标行为检测模型利用大量准确的历史数据训练得到，准确性较高。
21、进一步地，采用如下方法识别驾驶员的手势区域：在识别出驾驶员后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中采用如下方法判断驾驶员做手势的手为左手还是右手：
3.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中确定驾驶员的手势方向时需确定驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右：
4.根据权利要求3所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，步骤4)中确定驾驶员的手势方向时还需确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下：
5.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中需确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下：
6.根据权利要求5所
7.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，步骤2)中，采用如下方法识别驾驶培训区域图像中的驾驶员：
8.根据权利要求7所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，采用如下方法识别驾驶员的手势区域：
9.根据权利要求1～8任一项所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，步骤3)中，采用openpose算法检测驾驶员的人体特征点。
10.一种基于双目摄相机的模拟驾驶系统，其特征在于，包括模拟驾驶舱、模拟驾驶操作台、驾驶座、两个设置在不同位置的摄像机、以及主控装置，主控装置采样连接两个摄像机，所述主控装置包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机指令以实现如权利要求1～9任一项所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中采用如下方法判断驾驶员做手势的手为左手还是右手：
3.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中确定驾驶员的手势方向时需确定驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝左、朝中还是朝右：
4.根据权利要求3所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，步骤4)中确定驾驶员的手势方向时还需确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且采用如下方法确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下：
5.根据权利要求1所述的基于双目摄相机的模拟驾驶姿态评估方法，其特征在于，人体特征点包括左手腕特征点和右手腕特征点，步骤4)中需确定驾驶员的手势方向为朝上还是朝下，且采用...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宪锋，尹俊磊，汤本俊，李火星，栗君霞，郭夫华，邵政燚，马明阳，曾文秀，郑琳佩，
申请(专利权)人：郑州畅想高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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