一种高铁多功能旋转座椅的制作方法

本发明涉及高铁座椅技术领域，尤其涉及一种高铁多功能旋转座椅。

背景技术：

近年来，我国高铁建设迅速发展，高铁出行已经逐渐成为更多人的出行选择，高铁也逐渐向舒适化，高效化发展。但是我们发现平常高铁出行中乘务员对每个乘客的到站信息并不是很了解；还是有乘客做过站的情况出现；有些乘客一坐就是几个小时，容易疲劳，没有为乘客提供提醒功能，当座椅需要调整方向时，需要工作人员耗费大量时间去人工调整。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种高铁多功能旋转座椅，在乘客所乘车快到站时提醒乘客，避免坐过站。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高铁多功能旋转座椅，所述座椅的靠背反面安装有液晶显示屏，所述液晶显示屏内置有二维码车票扫描器，所述液晶显示屏通过无线模块与列车管理系统对接，所述座椅的靠背正面内部安装有震动器，所述二维码车票扫描器识别后方座位的车票信息并传输至列车管理系统，所述列车管理系统根据列车前方到站信息及到站时间与后方座位的车票信息进行匹配，在后方座位的车票信息的到站时间前预设时间段内列车管理系统驱动震动器震动。

进一步地，所述的一种高铁多功能旋转座椅具有旋转摄像头，所述旋转摄像头用于识别相对应的座位是否有乘客以及乘客是否进入疲劳状态，所述旋转摄像头将相对应的座位是否有乘客的信息以及乘客是否进入疲劳状态的信息通过无线模块传输至列车管理系统，所述旋转摄像头可旋转180度。

进一步地，所述的一种高铁多功能旋转座椅具有底座、旋转盘、座位架、步进电机、丝杠螺母以及整体旋转控制系统、单排旋转控制系统，所述步进电机的旋转部分与旋转盘连接，所述丝杠螺母顶部与座位架连接，所述旋转盘通过定位销与座位架底部连接，所述整体旋转控制系统、单排旋转控制系统均可控制步进电机转动，所述步进电机可驱动座位架旋转180度。

一种采用上述高铁多功能旋转座椅提醒乘客的提醒方法，具有如下步骤：

步骤1：乘客将车票放于液晶显示屏前方，液晶显示屏内置的二维码车票扫描器扫描车票上的二维码信息，获得后方座位的车票信息并存储在液晶显示屏的主控芯片中，并将获得的后方座位的车票信息通过无线模块传输至列车管理系统；

步骤2：列车管理系统实时调取列车前方到站信息及到站时间；

步骤3：列车管理系统判断列车前方到站信息及到站时间与后方座位的车票信息是否匹配；

步骤4：若匹配一致则进行步骤5，若不匹配则返回步骤3；

步骤5：在后方座位的车票信息的到站时间前预设时间段内列车管理系统驱动震动器震动。

一种采用上述高铁多功能旋转座椅识别乘客状态的方法，具有如下步骤：

步骤1:由旋转摄像头对相应的座椅进行图像拍摄，运用AdaBoost算法对图像进行人脸检测，让人脸部分通过，非人脸部分不通过，获取人脸部分并记录人脸部分坐标；

步骤2：判断是否有人脸存在及存在个数；

步骤3：对所得图像中识别的乘客脸部特征进行区分和标号；

步骤4：运用模板匹配算法进行人眼粗定位；

步骤5：运用极坐标变化进行人眼瞳孔精确定位和状态识别；

步骤6：疲劳检测：

(1)计算出人脸位置坐标不变的图像帧总数量与单位时间内图像帧总数量的比值W，将W值与预设的人在疲劳状态下的W1值比较；

(2)计算出眼睛闭合状态图像帧总数量与单位时间内图像帧总数量的比值T，将T值与预设的人在疲劳状态下的T1值比较；

步骤7：若步骤6中的T≥T1,W≥W1,则表示乘客进入疲劳状态，则液晶显示屏进入休眠状态；若步骤6中的T＜T1,W＜W1，则表示乘客未进入疲劳状态，则液晶显示屏正常工作，并返回步骤1。

一种采用上述高铁多功能旋转座椅的旋转控制方法，包括全部座椅整体旋转控制方法，

所述全部座椅整体旋转控制方法具有如下步骤：

步骤1：列车管理系统根据列车的速度检测仪检测列车的速度判断是否为0，若是则进行步骤2；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤2：列车管理系统根据列车的GPS系统检测是否到达终点站，若是则进行步骤3；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤3：列车管理系统判断是否需要全部座椅整体旋转；若是则进行步骤4；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤4：由旋转摄像头拍摄图片，识别所有座椅是否无人；若是则进行步骤5；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤5：整体旋转控制系统控制所有座椅的步进电机及旋转摄像头旋转180度。

一种采用上述高铁多功能旋转座椅的旋转控制方法，包括单排座椅旋转控制方法，

所述单排座椅旋转控制方法具有如下步骤：

步骤1：列车管理系统根据列车的速度检测仪检测列车的速度判断是否为0，若是则进行步骤2；若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤2：列车管理系统根据列车的GPS系统检测是否到达需掉头站，若是则进行步骤3；若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤3：由旋转摄像头拍摄图片，识别单排座椅是否无人；若是则进行步骤4；若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤4：操作人员判断单排座椅是否满足旋转空间，若是则进行步骤5，若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤5：操作人员按下单排旋转控制系统的开关按钮，单排旋转控制系统控制单排座椅的步进电机及旋转摄像头旋转180度。

本发明的有益效果是：列车管理系统根据列车前方到站信息及到站时间与后方座位的车票信息进行匹配，在后方座位的车票信息的到站时间前预设时间段内列车管理系统驱动震动器震动。在乘客所乘车快到站时提醒乘客，避免乘客坐过站。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1所示为本发明的原理框图；

图2所示为本发明的座椅整体正视图；

图3所示为本发明的座椅整体左视图；

图4所示为乘客车票信息识别流程图；

图5所示为乘客到站提醒流程图；

图6所示为终点站时座椅旋转流程图；

图7所示为中途掉头时座椅旋转流程图；

图8所示为乘客疲劳状态识别流程图；

其中，1、液晶显示屏；2、座椅；3、震动器；4、定位销；5、丝杆螺母；6、座位架；7、旋转盘；8、底座；9、步进电机；10、开关按钮；11、行李架；12、摄像头支架；13、旋转摄像头。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种高铁多功能旋转座椅，所述座椅的靠背反面安装有液晶显示屏1，所述液晶显示屏1内置有二维码车票扫描器，所述液晶显示屏1通过无线模块与列车管理系统对接，所述座椅的靠背正面内部安装有震动器3，所述二维码车票扫描器识别后方座位的车票信息并传输至列车管理系统，所述列车管理系统根据列车前方到站信息及到站时间与后方座位的车票信息进行匹配，在后方座位的车票信息的到站时间前预设时间段内列车管理系统驱动震动器3震动。预设时间段如设置为5分钟，例如可在后方座位的车票信息的到站时间前5分钟内列车管理系统驱动震动器3震动，提醒乘客到站，有效避免乘客错过站，也避免打扰其他乘客。

所述的一种高铁多功能旋转座椅具有旋转摄像头13，所述旋转摄像头13用于识别相对应的座位是否有乘客以及乘客是否进入疲劳状态，所述旋转摄像头将相对应的座位是否有乘客的信息以及乘客是否进入疲劳状态的信息通过无线模块传输至列车管理系统，所述旋转摄像头可旋转180度。如图2、图3所示，旋转摄像头13通过摄像头支架12安装在座椅2上方的行李架11上。

如图2、图3所示，所述的一种高铁多功能旋转座椅具有底座8、旋转盘7、座位架6、步进电机9、丝杠螺母5以及整体旋转控制系统、单排旋转控制系统，所述步进电机9的旋转部分与旋转盘7连接，所述丝杠螺母5顶部与座位架6连接，所述旋转盘7通过定位销4与座位架6底部连接，所述整体旋转控制系统、单排旋转控制系统均可控制步进电机9转动，所述步进电机9可驱动座位架旋转180度。

步进电机配合丝杆螺母在座椅启动旋转后，自动下降至旋转盘下一段距离，待座椅旋转结束方向固定后，回升至原先位置实现座位固定。步进电机控制座椅旋转角度实现座椅180°旋转。丝杆螺母主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。

如图4、图5所示，一种采用上述高铁多功能旋转座椅提醒乘客的提醒方法，具有如下步骤：

步骤1：乘客将车票放于液晶显示屏前方，液晶显示屏内置的二维码车票扫描器扫描车票上的二维码信息，获得后方座位的车票信息并存储在液晶显示屏的主控芯片中，并将获得的后方座位的车票信息通过无线模块传输至列车管理系统；

步骤2：列车管理系统实时调取列车前方到站信息及到站时间；

步骤3：列车管理系统判断列车前方到站信息及到站时间与后方座位的车票信息是否匹配；

步骤4：若匹配一致则进行步骤5，若不匹配则返回步骤3；

步骤5：在后方座位的车票信息的到站时间前预设时间段内列车管理系统驱动震动器震动。

如图8所示，一种采用上述高铁多功能旋转座椅识别乘客状态的方法，具有如下步骤：

步骤1:由旋转摄像头对相应的座椅进行图像拍摄，运用AdaBoost算法对图像进行人脸检测，让人脸部分通过，非人脸部分不通过，获取人脸部分并记录人脸部分坐标；

步骤2：判断是否有人脸存在及存在个数；

步骤3：对所得图像中识别的乘客脸部特征进行区分和标号；

步骤4：运用模板匹配算法进行人眼粗定位；

步骤5：运用极坐标变化进行人眼瞳孔精确定位和状态识别；

步骤6：疲劳检测：

(1)计算出人脸位置坐标不变的图像帧总数量与单位时间内图像帧总数量的比值W，将W值与预设的人在疲劳状态下的W1值比较；

(2)计算出眼睛闭合状态图像帧总数量与单位时间内图像帧总数量的比值T，将T值与预设的人在疲劳状态下的T1值比较；

步骤7：若步骤6中的T≥T1,W≥W1,则表示乘客进入疲劳状态，则液晶显示屏进入休眠状态；若步骤6中的T＜T1,W＜W1，则表示乘客未进入疲劳状态，则液晶显示屏正常工作，并返回步骤1。

AdaBoost算法是一种迭代算法，即针对同一个训练集训练不同的分类器，即弱分类器，然后把这些弱分类器集合起来，构成一个更强的最终分类器。

1、给定一系列训练样本(p₁,q₁),(p₂,q₂),.......(p_n,q_n),其中q₁＝0表示其为非人脸样本，q₁＝1表示人脸样本，n为总共的训练样本数。

2、初始化权重

3、对a＝1,2,....Y (2)

(1)归一化权重：

(2)对每个特征f，训练一个弱分类器h(p,f,t,θ)；计算对应所有特征的若分类器的加权r_i错误率ξ_f：

ξ_f＝∑_ir_i|h(p_i,f,t,θ)-q_i| (4)

(3)选取最佳的弱分类器h_a(p)

ξ_a＝min_f,t,θ∑_ir_i|h(p_i,f,t,θ)-q_i|＝∑_ir_i|h(p_i,f_a,t_a,θ_a)-q_i| (5)

h_a(p)＝h(p,f_a,t_a,θ_a) (6)

按照这个最弱分类器，调整权重其中若p_i被正正确的分类则b_i＝0，b_i＝1表示p_i被错误分类，

4、最后的强分类为：

其中

该算法得到的强分类器，进行阈值调整，让每一层人脸样本通过，不让非人脸部分通过，从而获取人脸部分并记录人脸部分坐标。

经上述算法处理后，可得到三个或两个人脸部分图像，需对人脸图像进行标号和单独处理，以三人座为例将图像所得人脸部分从左至右分别标记为1,2,3，座椅也从左至右标记为A,B,C，座椅与人脸分别对应，对每一个人脸部分进行单独处理。

运用模板匹配算法进行人眼粗定位：

设模板匹配系数为α(X)：

其中：

W＝{W(i,j)|i＝1,2,...,p；j＝1,2....q}，为人眼模板的灰度分布；M＝{M(i,j)|i＝1,2,...,p；j＝1,2....q}，为人脸区域的灰度分布；

p，q分别表示图像的行数和列数；

是W,M的均方差；

是待处理图像M与已知人眼模板W的灰度平均值

模板匹配算法，是与已知人眼模板与输入图像中同样大小区域进行比较，当计算出的匹配系数最大时，就可以判断匹配效果最佳，即可初步定为人眼位置。

由于人眼近似于圆形，可运用极坐标变化进行人眼瞳孔精确定位和状态识别：

对粗定位区域进行边缘点检测，并保存它的坐标(X,Y)；

设角度θ与半径r的变化范围；

由求得p和q的值，其中p，q为对应参数空间坐标；

p,q在合理范围内，进行累加寻找出最大值，求得圆心坐标和半径，从而获取圆的精确位置即瞳孔的中心。

如果检测到圆的存在证明人眼睛处于睁开状态，若无检测到无圆状态则表示人眼睛处于闭合状态。

如图6所示，一种采用上述高铁多功能旋转座椅的旋转控制方法，包括全部座椅整体旋转控制方法，

所述全部座椅整体旋转控制方法具有如下步骤：

步骤1：列车管理系统根据列车的速度检测仪检测列车的速度判断是否为0，若是则进行步骤2；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤2：列车管理系统根据列车的GPS系统检测是否到达终点站，若是则进行步骤3；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤3：列车管理系统判断是否需要全部座椅整体旋转；若是则进行步骤4；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤4：由旋转摄像头拍摄图片，识别所有座椅是否无人；若是则进行步骤5；若否则整体旋转控制系统不启动；

步骤5：整体旋转控制系统控制所有座椅的步进电机及旋转摄像头旋转180度。

如图7所示，一种采用上述高铁多功能旋转座椅的旋转控制方法，包括单排座椅旋转控制方法，

所述单排座椅旋转控制方法具有如下步骤：

步骤1：列车管理系统根据列车的速度检测仪检测列车的速度判断是否为0，若是则进行步骤2；若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤2：列车管理系统根据列车的GPS系统检测是否到达需掉头站，若是则进行步骤3；若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤3：由旋转摄像头拍摄图片，识别单排座椅是否无人；若是则进行步骤4；若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤4：操作人员判断单排座椅是否满足旋转空间，若是则进行步骤5，若否则单排旋转控制系统不启动；

步骤5：操作人员按下单排旋转控制系统的开关按钮，单排旋转控制系统控制单排座椅的步进电机及旋转摄像头旋转180度。

本发明可提醒乘客避免乘客坐过站，可识别是否有乘客以及乘客是否进入疲劳状态以便控制液晶液晶显示屏是否进入休眠状态，节约能量。以及在需要调整整车座椅旋转或单排座椅旋转时能够快速高效的旋转，降低人力成本。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。