座椅位置记忆长期依赖人工操作与预设槽位:乘员先手动调整,再按键存档,换人即须重新设定。其存储对象是座椅位置而非人体尺寸,因而与车型几何强绑定,换车即失效。
工程上的三项核心取舍为:免标定比例量与需标定绝对量严格分离,未标定状态显式标记;逐轴独立降级,无法解算的轴输出"保持不动"而非推测值;性能优化以时间预算闭合为前提,据此实测否决了两项方案。
现有做法与本项目定位
| 技术路线 | 局限 | 本项目差异 |
|---|---|---|
| 按键 / 钥匙绑定的座椅记忆量产车主流 | 仅 2~3 组预设;需主动操作;存储对象为座椅位置,与车型几何绑定 | 存储人体尺寸画像,与座椅几何解耦;全程无需操作 |
| 舱内视觉监测DMS / OMS | 解决"状态是否异常",输出为告警;通常不提供带量纲的人体测量值 | 在同一套摄像头上增加量纲输出:身高、肩宽、腿长、眼点高度,可直接驱动机构 |
| 单目人体测量学术路线 | 多为实验室条件:多视角采集、受试者配合站位、背景可控 | 同一套成像几何应用于非配合场景:单台固定车载相机、乘员自由行走 |
公开研究中单目结合相机标定的身高估计误差典型量级为 10~15 mm[1],本项目实测为 ±2 cm 以内。二者不具备直接可比性:前者取自多视角、受试者配合的实验室设置,后者为单台固定车载相机、乘员不配合,且相机姿态由装车位置决定。准确表述为误差量级相当,但获取条件更为苛刻。
方法
| 相机组 | 乘员状态 | 测量对象 | 选择依据 |
|---|---|---|---|
| 车外后视镜 ×2 | 站立,全身可见 | 身高、腿长、全身比例 | 足部接触地面,可由地平面几何反解距离;站姿下腿部不受透视压缩 |
| 车内A 柱 ×2 | 坐姿,半身可见 | 肩宽、臂长、躯干、坐姿上半身 | 坐姿下腿部不可见而上半身正对镜头;车内存在位置固定的已知长度参照物可供标定 |
车外测量采用相机位姿与地平面灭点构成的成像几何[2]:
D = 相机离地高 × 焦距 ÷ (脚点行 − 地平线行) 身高 = D × (脚点行 − 头顶行) ÷ 焦距
该式需满足光轴基本水平、地面平整、足部接触地面三项前提;任一不成立即产生系统性偏差且单帧无法自检,故有效作用区域须被主动限定。
三项关键设计决策:
- 免标定量与需标定量严格分离。体型比例由同帧像素比构成,天然消去深度、无需标定;绝对尺寸依赖现场标定,未标定时显式标记,不以未标定数值驱动机构。
- 逐轴独立降级。各轴按「个人配置 → 身材推算 → 出厂默认」分别取值,无法解算的轴输出"保持不动"——不因单一测量失败而整体失效,亦不以推测值驱动机械件。个人配置一经建立即为该乘员真值,推算层不予覆盖。
- 异常观测在进入长期画像前拦截。各部位设人体解剖学合理区间,越界即弃;画像字段首次建立时取多次观测中位数为基线,避免单帧异常值长期锁定画像。
另有两项与算法无关、却决定可用性的工程约束:相机按硬件总线地址绑定而非枚举序号,避免重启后画面串位;看门狗仅重启"曾正常出图后掉线"的相机,对始终未成功的持续性故障不重启,以免将单次失败放大为重启循环。
实测结果
| 测量距离 | 1.13 m | 1.30 m | 1.40 m | 1.50 m |
|---|---|---|---|---|
| 身高绝对误差 | +0.1 cm | ±0.0 cm | +0.0 cm | −1.9 cm |
性能优化以时间预算闭合为前提:先解算各环节纯净耗时,再校验「单次推理耗时 × 每秒推理次数」是否等于实测加速器占用率。实测 29.5 ms × 33.2 次/秒 = 97.9%,与占用率一致(误差 <1%),表明算力确已饱和、无可回收的调度余量,超出部分均为排队等待。该结论决定了后续优化方向,也是下列两项方案被否决的依据。
| 已落地优化 | 效果 | 性质 |
|---|---|---|
| 画面校正合并运算 | 55 → 15 ms | 三步几何变换合成一次完成。45 组配置逐像素校验,输出逐字节一致,属等价变换而非近似 |
| 无人时自动降载 | −46 ~ 50% | 画面无目标时后段计算结果不被使用,跳过后语义完全等价 |
两项经实测否决的方案——记录于此,因其比成功项更能说明结论的得出方式:
能力边界
| 边界 | 成因与处理 |
|---|---|
| 误差随距离非线性放大 | 测距误差对"脚点与地平线的像素差"高度敏感,该差值越小放大越剧烈且呈二次关系。因此有效区域被主动收窄至车门附近,不宣称任意距离可用 |
| 部分参数视觉不可解算 | 头枕前后距离取决于颈椎曲度与坐姿习惯,不可观测;坐姿下大腿沿车辆纵向延伸,正处于透视压缩最严重的轴上。此类轴由个人配置或默认值兜底,不进入推算 |
| 机构运动破坏测量 | 座椅接客旋转时乘员侧对镜头,观测肩宽按偏航角余弦压缩(30° 剩 87%、45° 剩 71%),而肩宽为车内测量基准,属多帧统计无法消除的系统性偏差。处理方式为以「肩宽/躯干」比值反推侧身角(比值与距离无关、无需标定),明显侧身的帧不参与计算 |
| 验证条件局限 | 当前结果取自单一车型、单一场地,主要在白天顺光条件下采集;夜间、逆光等工况尚未系统验证。此外"目标位置 → 机构计数"的映射与本车几何绑定,换车型需重做该段标定 |