一种基于计算机视觉的智能头盔系统的制作方法

本发明涉及智能头盔领域，尤其涉及一种基于计算机视觉的智能头盔系统。背景技术：1、智能头盔是一种创新的安全装备，旨在保护骑行者的安全；它可以提供多功能的保护，包括防撞、防晒和防风功能；智能头盔可以改善骑行者的体验和便利性；通过与手机的连接，骑行者可以通过头盔上的内置控制按钮接听电话、发送信息和调整音量，而无需拿出手机；智能头盔也可以与导航应用程序配合使用，提供实时的导航指引，使骑行者更轻松地找到目的地；智能头盔在提供转向指示、拍摄辅助以及照明辅助时，采用手动控制的方式，骑行者在进行骑行时，双手需要控制车辆行进的方向，并保持车辆的稳定和平衡，从而由于骑行者在对智能头盔上的按钮进行操作时，需要将手离开车辆把手，会带来一定的安全隐患，且由于智能头盔的功能复杂，使得骑行者在骑行过程中不便于对智能头盔进行操作。技术实现思路1、为了克服智能头盔在提供转向指示、拍摄辅助以及照明辅助时，采用手动控制的方式，骑行者在进行骑行时，双手需要控制车辆行进的方向，并保持车辆的稳定和平衡，从而由于骑行者在对智能头盔上的按钮进行操作时，需要将手离开车辆把手，会带来一定的安全隐患，且由于智能头盔的功能复杂，使得骑行者在骑行过程中不便于对智能头盔进行操作的问题。2、本发明的技术方案为：一种基于计算机视觉的智能头盔系统，包括有：3、数据采集模块，用于在骑行者进行骑行的过程中，对骑行者的身体运动姿态数据以及骑行者周围的环境数据进行采集；4、数据分析模块，用于对数据采集模块所采集到的骑行者的身体运动姿态数据以及骑行者周围的环境数据进行处理，并进行分析，识别骑行者的身体运动姿态以及骑行者周围的环境信息；5、智能灯光模块，用于根据数据分析模块的分析识别结果，利用智能头盔上设置的灯光模块进行光照补充或灯光提醒；6、语音提醒模块，用于根据数据分析模块的分析识别结果，利用骨传导语音播报结构对骑行者进行声音提醒；7、物联通信模块，用于当骑行者进行车队骑行过程中，实现车队内部的互联通信。8、作为优选，数据采集模块包括有陀螺仪传感器、光照强度传感器、后置高清摄像头和前置高清摄像头，陀螺仪传感器用于采集骑行者在骑行时的头部倾斜数据，光照强度传感器用于采集骑行者在骑行时所处环境的光照强度数据，后置高清摄像头用于采集骑行者在骑行时位于骑行者后方的图像数据，前置高清摄像头用于采集骑行者在骑行时位于骑行者前方的图像数据，其中，后置高清摄像头为双目视觉摄像头。9、作为优选，数据分析模块在对数据采集模块所采集到的骑行者的身体运动姿态数据以及骑行者周围的环境数据进行处理，并进行分析，识别骑行者的身体运动姿态以及骑行者周围的环境信息时，包括有以下步骤：10、s11：对数据采集模块所采集到的数据进行预处理，提高数据采集模块所采集到的数据的质量，其中，采用的预处理方法包括有降噪处理、缺失值处理和异常值处理；11、s12：采用基于深度学习的识别模型对数据采集模块所采集到的数据进行识别，识别数据采集模块所采集到的数据的含义，其中，在对后置高清摄像头所采集到的图像数据进行采集时，采用基于yolov7的障碍物检测算法对图像数据进行分析和识别；12、s13：利用多种分类器对数据采集模块所采集到的多种数据进行分类，从而达到对骑行者运动姿态数据以及环境数据的分类和识别。13、优选的，该智能头盔系统通过设置陀螺仪传感器对骑行者的骑行姿态进行识别，并根据骑行者的骑行姿态对骑行者的指令进行识别，不需要手动控制智能头盔的各项功能，从而在骑行者进行骑行时，可以为骑行者提供智能化的转向指示、拍摄辅助以及语音通信等多项功能，使得骑行者在操作智能头盔时不会分散注意力，保证骑行安全。14、作为优选，智能灯光模块包括有前照灯和后转向灯，前照灯设置于智能头盔的前端面上，后转向灯包括有左转向灯和右转向灯，左转向灯和右转向灯均设置于智能头盔的后端面上，智能灯光模块在根据根据数据分析模块的分析识别结果，利用智能头盔上设置的灯光照明装置进行光照补充时，包括有以下步骤：15、s21：对光照强度传感器所采集到的数据经过分类器分类之后的结果进行读取，得到环境光照强度数值；16、s22：当环境光照强度数值低于设定的光照强度阈值时，启动灯光照明装置，利用灯光照明装置进行补光；17、s23：同时，对环境光照强度数值进行读取和计算，根据计算结果控制灯光照明装置的功率，其中，在控制灯光照明装置的功率时，灯光照明装置的最大功率根据骑行者的设定决定。18、优选的，通过设置智能灯光模块，可以智能的对骑行者所处环境中的光照强度进行识别，从而可以自动且及时的开启前照灯，为骑行者进行补光，保证骑行者的视野清晰，且不需要手动操作，减少了骑行者的操作负担，同时提高了夜间骑行的可见度，降低了后方车辆与骑行者发生碰撞的可能性。19、作为优选，智能灯光模块在根据根据数据分析模块的分析识别结果，利用智能头盔上设置的灯光模块进行灯光提醒时，包括有以下步骤：20、s31：对陀螺仪传感器所采集到的数据经过分类器分类识别之后的结果进行读取，得到骑行者的头部倾斜动作；21、s32：当识别到骑行者头部向左或者向右倾斜15度以上持续1s或1s以上后，判断骑行者进入转向预备状态；22、s33：当骑行者进入转向预备状态后，智能灯光模块控制根据骑行者头部的倾斜方向控制左转向灯或者右转向灯亮起并闪烁。23、作为优选，语音提醒模块在根据数据分析模块的分析识别结果，利用骨传导语音播报结构对骑行者进行声音提醒时，包括有以下步骤：24、s41：当骑行者进入转向预备状态之后，语音提醒模块启动，语音提醒模块对后置高清摄像头采集到的数据经过分类器分类之后的结果进行提取；25、s42：当骑行者的后方有来人或者来车时，通过骨传导语音播报结构对骑行者进行声音提醒，利用双目视觉定位算法对后方来人以及来车的相对骑行者的速度以及位置进行计算；26、s43：当后方来人或者来车的速度以及位置不足以提供安全的转向时间时，通过骨传导语音播报结构对骑行者进行紧急声音提醒。27、优选的，通过设置在智能头盔的后方设置后置高清摄像头，对骑行者后方的图像进行采集，并利用数据分析模块对后置高清摄像头采集到的图像进行分析和识别，得到骑行者后方的来人以及来车信息，且在骑行者需要进行转向时，通过倾斜头盔即可进入转向预备模式，对骑行者后方的来人以及来车信息进行识别，从而在骑行者进行转向时，不需要回头观察，从而减少了因分心而导致的碰撞风险，且在后方来车时，通过骨传导语音播报结构对骑行者进行提醒，使骑行者能够在不分散注意力的情况下获得危险提示，显著提升了骑行者对突发状况的响应速度。28、作为优选，在利用双目视觉定位算法对后方来人以及来车的相对速度以及位置进行计算时，包括有以下步骤；29、s51：在数据分析模块采用基于深度学习的识别模型对后方来人以及来车进行识别后，对后方来人以及来车的图像进行标记和分割，并在后方来人以及来车的图像中随机选取关键点，并将选取的关键点作为后方来人以及来车的位置点；30、s52：将双目视觉摄像机所采集到的图像分为左眼视图和右眼视图，将左眼视图和右眼视图的关键点对应的像素点放入同一个直角坐标系内；其中，直角坐标系的原点对应左眼视图和右眼视图中的同一个位置的像素点；31、s53：根据左眼视图和右眼视图中所有关键点对应的像素点的坐标计算每一个关键点对应的像素点在双目视觉摄像机中的视差；其中，根据以下公式对每个位置的像素点在双目视觉摄像机中的视差进行计算：32、d＝|xl-xr|，33、其中，d为该位置的像素点在双目视觉摄像机中的视差，xl为该位置的像素点在左眼视图中到的横坐标，xr为该位置的像素点在右眼视图中到的横坐标；34、s54：根据视差对该位置的像素点在空间中的深度进行计算；其中，计算公式为：其中，f为双目视觉摄像机的焦距，b为相机基线距离；35、s55：根据双目摄像机的原始位置、每一个关键点对应的像素点的横坐标、纵坐标以及计算出来的在空间中的深度对关键点的坐标进行确定，得到后方来车以及来人距离骑行者的距离；36、s56：通过计算在一定时间间隔内，后方来人或者来车的距离变化量，计算后方来人或者来车的相对速度。37、作为优选，物联通信模块包括有拾音设备、esp32通信模块和通信天线，拾音设备用于对骑行者所发出的声音进行记录，esp32通信模块用于负责无线数据的发送和接收，通信天线与esp32通信模块相连，用于发送和接收无线信号，骑行者在利用物联通信模块实现车队内部的互联通信时，通过以下步骤启动物联通信模块：38、s51：对陀螺仪传感器所采集到的数据经过分类器分类识别之后的结果进行读取，得到骑行者的头部倾斜动作；39、s52：当骑行者的头部倾斜动作为向后倾斜时，拾音设备启动，对骑行者发出的声音进行记录，并通过esp32通信模块和通信天线将骑行者发出的声音进行实时发送；40、s53：当骑行者的头部倾斜动作恢复正常，且拾音设备所记录的声音小于一定分贝后，拾音设备关闭。41、优选的，通过设置陀螺仪传感器对骑行者的头部倾斜角度数据进行采集，并根据倾斜角度以及倾斜方向对骑行者的指令进行识别，从而可以通过简化的通信流程，使得队友间的沟通更加迅速和直观，在紧急情况下，骑行者只需进行简单的头盔倾斜动作即可发起通信，这一机制相比传统的手机或对讲机通信更为高效，且不会干扰骑行者的双手操作，保证骑行者的安全性。42、作为优选，还包括有ai摄像模块，ai摄像模块用于根据骑行者设定的拍摄条件，在骑行过程中，对特定的物体图像、特定的环境图像、特定的人体图像或者骑行者周边环境图像进行采集，还包括有储存模块，储存模块与ai摄像模块连接，储存模块用于对ai摄像模块所采集到的图像或视频进行储存。43、作为优选，ai摄像模块在根据骑行者设定的拍摄条件，在骑行过程中，对特定的物体图像、特定的环境图像、特定的人体图像或者骑行者周边环境图像进行采集时，包括有以下拍摄条件：44、a11：前置高清摄像头实时对骑行者周边的环境图像进行采集，并通过数据分析模块对前置高清摄像头所采集到的图像进行实时分析识别，识别到特定的物体或者人像后，ai摄像模块将前置高清摄像头采集到的图像或视频发送至储存模块进行储存；45、a12：在骑行者骑行的过程中，ai摄像模块根据设定的时间间隔进行图像采集或者视频采集，并发送至储存模块进行储存；46、a13：在骑行者骑行的过程中，当骑行者所处的环境的光线强度符合一定范围时，ai摄像模块将所采集到的图像或视频发送至储存模块进行储存。47、优选的，通过设置自动检测预设的风景或物体并触发拍摄或其他预设的图像采集条件，让骑行者能够捕捉旅途中的精彩瞬间，而无需手动操作摄像机，这种智能化的旅拍方式大大提升了骑行记录的便利性和体验感，同时也避免了因手动拍摄而产生的安全隐患。48、本发明的有益效果：49、1、相对于现有技术中的智能头盔在提供转向指示、拍摄辅助以及照明辅助时，采用手动控制的方式，骑行者在进行骑行时，双手需要控制车辆行进的方向，并保持车辆的稳定和平衡，从而由于骑行者在对智能头盔上的按钮进行操作时，需要将手离开车辆把手，会带来一定的安全隐患，且由于智能头盔的功能复杂，使得骑行者在骑行过程中不便于对智能头盔进行操作；该智能头盔系统通过设置陀螺仪传感器和高清摄像头，可以通过对陀螺仪传感器的数据处理和识别，实现对骑行者转弯意图的智能识别，同时利用智能识别算法对高清摄像头所采集到的图像进行识别，实现对后方障碍物以及来往车辆行人的识别，从而在骑行者需要转弯时通过骨传导技术及时提醒骑行者，不需要骑行者回头观察，减少骑行者的注意力分散，从而提高骑行安全性；50、2、该智能头盔系统通过设置陀螺仪传感器对骑行者的骑行姿态进行识别，并根据骑行者的骑行姿态对骑行者的指令进行识别，不需要手动控制智能头盔的各项功能，从而在骑行者进行骑行时，可以为骑行者提供智能化的转向指示、拍摄辅助以及语音通信等多项功能，使得骑行者在操作智能头盔时不会分散注意力，保证骑行安全。51、3、通过设置陀螺仪传感器对骑行者的头部倾斜角度数据进行采集，并根据倾斜角度以及倾斜方向对骑行者的指令进行识别，从而可以通过简化的通信流程，使得队友间的沟通更加迅速和直观，在紧急情况下，骑行者只需进行简单的头盔倾斜动作即可发起通信，这一机制相比传统的手机或对讲机通信更为高效，且不会干扰骑行者的双手操作，保证骑行者的安全性；52、4、通过设置在智能头盔的后方设置后置高清摄像头，对骑行者后方的图像进行采集，并利用数据分析模块对后置高清摄像头采集到的图像进行分析和识别，得到骑行者后方的来人以及来车信息，且在骑行者需要进行转向时，通过倾斜头盔即可进入转向预备模式，对骑行者后方的来人以及来车信息进行识别，从而在骑行者进行转向时，不需要回头观察，从而减少了因分心而导致的碰撞风险，且在后方来车时，通过骨传导语音播报结构对骑行者进行提醒，使骑行者能够在不分散注意力的情况下获得危险提示，显著提升了骑行者对突发状况的响应速度；53、5、通过设置自动检测预设的风景或物体并触发拍摄或其他预设的图像采集条件，让骑行者能够捕捉旅途中的精彩瞬间，而无需手动操作摄像机，这种智能化的旅拍方式大大提升了骑行记录的便利性和体验感，同时也避免了因手动拍摄而产生的安全隐患。