一种头部姿态数据采集方法、装置、电子设备及

本技术涉及数据采集，具体而言，涉及一种头部姿态数据采集方法、装置、电子设备及介质。背景技术：1、随着智能座舱技术 的崛起，头部姿态估计成为提升用户体验和系统安全性的关键技术之一，头部姿态估计通过准确捕捉乘客头部的旋转和倾斜等动作，为座舱系统提供实时、精准的用户输入。2、头部姿态数据的多样性、丰富度和准确度在这一背景下显得至关重要，为深度学习模型的发展提供了关键的训练数据。采集头部姿态数据的一种常用方法是使用具有深度感知的摄像头，但基于该方法对光照条件的敏感性可能导致在弱光或强光环境下的准确性下降，而设备成本较高和视野受限的特点可能限制其在某些场景的应用，采集的可用头部姿态数据的多样性和丰富度下降。另一种方法是基于惯性测量单元的方法，现有的基于惯性测量单元采集方法标定步骤过多且采集条件受限。技术实现思路1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种头部姿态数据采集方法、装置、电子设备及介质，能够离线标定惯性单元与头部之间的关系，提高了采集的灵活性同时不受采集角度的限制。2、本技术实施例提供的一种头部姿态数据采集方法，应用于头部姿态采集系统，所述头部姿态采集系统包括：惯性单元和摄像单元，所述惯性单元上设置有视觉定位标记；所述方法包括：3、在进行头部姿态数据采集之前，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，离线标定所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态；4、在进行头部姿态数据采集时，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的当下标记图像、离线标定好的所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态，标定本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态；5、基于所述摄像单元采集的定位脸部图像、定位脸部图像同步的惯性单元数据、本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，标定本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态；6、基于同一时刻所述摄像单元采集的实时头部图像以及惯性单元采集的实时惯性单元数据、本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态和摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，确定本次采集过程中的实时头部姿态数据；所述实时头部姿态数据包括同一时刻的头部相对于摄像头的实时姿态、实时头部图像。7、在一些实施例中，所述的头部姿态数据采集方法中，所述基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，离线标定所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态；包括：8、基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，确定所述视觉定位标记的标记姿态数据；所述标记姿态数据表征离线标定过程中所述视觉定位标记相对于摄像单元的姿态；9、获取多组惯性单元的惯性单元数据和所述视觉定位标记的标记姿态数据；其中，所述惯性单元数据表征惯性单元相对于惯性坐标系的姿态，惯性单元数据和标记姿态数据的时间同步；10、基于所述多组惯性单元的惯性单元数据和所述视觉定位标记的标记姿态数据，确定所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态。11、在一些实施例中，所述的头部姿态数据采集方法中，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，确定所述视觉定位标记的标记姿态数据，包括：12、针对所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，通过图像识别方法检测得到所述离线标记图像中的视觉定位标记的形状信息；13、基于视觉定位标记的属性信息、摄像单元的相机参数、所述离线标记图像中的视觉定位标记的形状信息，确定所述视觉定位标记的标记姿态数据；所述视觉定位标记的属性信息包括尺寸信息和位置信息。14、在一些实施例中，所述的头部姿态数据采集方法中，基于所述多组惯性单元的惯性单元数据和所述视觉定位标记的标记姿态数据，确定所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态，包括：15、基于所述多组惯性单元的惯性单元数据和所述视觉定位标记的标记姿态数据，确定多次从第一位置移动到第二位置时对应的多组惯性单元的移动姿态、视觉定位标记的移动姿态；16、基于每组惯性单元的移动姿态、视觉定位标记的移动姿态均相等的关系，解算出所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态。17、在一些实施例中，所述的头部姿态数据采集方法中，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的当下标记图像、离线标定好的所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态，标定本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态；包括：18、基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的当下标记图像，计算出本次采集过程中所述视觉定位标记相对于摄像单元的姿态；19、基于预先离线标定好的所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态、本次采集过程中所述视觉定位标记相对于摄像单元的姿态、和当下标记图像同步的惯性单元数据，标定本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态。20、在一些实施例中，所述的头部姿态数据采集方法中，基于所述摄像单元采集的定位脸部图像、定位脸部图像同步的惯性单元数据、本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，标定本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态，包括：21、从所述摄像单元采集的定位脸部图像中提取出人脸特征点的二维点位坐标信息，结合所述人脸特征点对应的三维点位信息，计算出当前采集过程中头部相对于摄像单元的姿态；22、基于和定位脸部图像同步的惯性单元数据、当前采集过程中所述头部相对于摄像单元的姿态、摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，计算出本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态。23、在一些实施例中，所述的头部姿态数据采集方法中，基于同一时刻所述摄像单元采集的实时头部图像以及惯性单元采集的实时惯性单元数据、本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态和摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，确定本次采集过程中的实时头部姿态数据；包括：24、基于本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态和摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，将所述实时惯性单元数据转换为头部相对于摄像单元的实时姿态；25、将同一时刻的头部相对于摄像单元的实时姿态、实时头部图像相关联，作为一实时头部姿态数据。26、在一些实施例中，提供一种头部姿态数据采集装置，应用于头部姿态采集系统，所述头部姿态采集系统包括：惯性单元和摄像单元，所述惯性单元上设置有视觉定位标记；所述装置包括：27、离线标定模块，用于在进行头部姿态数据采集之前，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，离线标定所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态；28、第一标定模块，用于在进行头部姿态数据采集时，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的当下标记图像、离线标定好的所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态，标定本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态；29、第二标定模块，用于基于所述摄像单元采集的定位脸部图像、定位脸部图像同步的惯性单元数据、本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，标定本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态；30、采集模块，用于基于同一时刻所述摄像单元采集的实时头部图像以及惯性单元采集的实时惯性单元数据、本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态和摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，确定本次采集过程中的实时头部姿态数据；所述实时头部姿态数据包括同一时刻的头部相对于摄像头的实时姿态、实时头部图像。31、在一些实施例中，提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行所述的头部姿态数据采集方法的步骤。32、在一些实施例中，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行所述的头部姿态数据采集方法的步骤。33、本技术实施例中，提供一种头部姿态数据采集方法、装置、电子设备及介质，应用于头部姿态采集系统，所述头部姿态采集系统包括：惯性单元和摄像单元，所述惯性单元固定在头部，所述惯性单元上设置有视觉定位标记；在进行头部姿态数据采集之前，基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的离线标记图像，离线标定所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态，这种离线标定的方式提高了获取头部姿态数据的惯性单元的灵活性及准确性；在进行头部姿态数据采集时，先基于所述摄像单元采集的所述视觉定位标记的当下标记图像、离线标定好的所述视觉定位标记相对于所述惯性单元的姿态，标定本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态；再基于所述摄像单元采集的定位脸部图像、本次采集过程中摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，标定本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态，这样，在采集头部数据之前，离线标定惯性单元与头部之间的关系；最后，基于同一时刻所述摄像单元采集的实时头部图像以及惯性单元采集的实时惯性单元数据、本次采集过程中头部相对于惯性单元的姿态和摄像单元相对于惯性坐标系的姿态，将实时惯性单元数据转换为头部相对于摄像头的实时姿态，从而确定本次采集过程中的实时头部姿态数据，这样，通过预先离线标定惯性单元与头部之间的关系，在采集过程中不需要进行大量的标定，简化了惯性单元的标定过程，同时还提高了头部姿态数据采集的灵活性，同时不受采集角度和视野等的限制，采集到更为准确和丰富的头部姿态数据。