[發明專利]基于雙光譜融合的疲勞駕駛識別系統

有效

• 申請號: 201310731288.5
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103714659B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 張偉;成波
• 申請（專利權）人: 蘇州清研微視電子科技有限公司;清華大學蘇州汽車研究院（吳江）
• 主分類號: G08B21/06
• 分類號: G08B21/06;G06K9/66;G06K9/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 范晴,夏振

技術領域

本發明屬于智能交通技術領域，具體涉及一種基于雙光譜融合的疲勞駕駛識別系統。

背景技術

在導致公路交通事故的駕駛員人為因素中，疲勞駕駛是主要原因之一，僅在中國因疲勞駕駛引起的交通事故所帶來的經濟損失每年高達數千億元，每年因為疲勞駕駛引發的事故致9萬多人死亡或重傷，數十萬家庭的幸福被破壞，疲勞駕駛對社會的和諧和穩定帶來極大的危害。

為了減少類似交通事故的發生，自90年代以來國內外開始大力研究駕駛員疲勞預警方法。從目前采用的技術來看，這些方法主要分為三大類。

（1）基于生理指標的檢測方法，采用的是接觸式測量方式，通過測試駕駛人的生理信號來推測駕駛人的疲勞狀態。在這種方法中，需要被測者佩戴相應的裝置，然后通過腦電圖分析、心電圖分析以及脈搏測量和轉向盤握力測量分析等來進行疲勞狀態識別。這種方法會給駕駛行為造成極大的干擾，不適合實際行車環境下的應用。

（2）基于駕駛人行為特性的疲勞檢測方法，通過分析駕駛人的轉向盤、踏板操作特性或車輛行駛軌跡特征推測駕駛人的疲勞狀態。2009年9月16日公開的申請號為ZL200820177083.1的中國專利公開了一種防疲勞駕駛報警系統，包括：監控單元，報警控制單元及車輛控制單元；所述監控單元對駕駛員操控車輛的信息進行檢測，輸出檢測信息到報警控制單元；所述報警控制單元與監控單元連接，接收所述檢測信息，根據檢測信息輸出報警控制指令到車輛控制單元；所述車輛控制單元與報警控制單元連接，接收報警控制單元發出的報警控制指令，根據報警控制指令控制車輛進行報警操作。實際上該專利通過比照駕駛員預定時間內打方向盤的次數，踩油門的次數，行駛速度這些駕駛習慣來判斷駕駛員是否處于疲勞駕駛。雖然基于駕駛人操作特性的疲勞檢測方法能夠達到一定的識別精度，并且測量過程不會給駕駛人帶來干擾。但駕駛人的操作除了與疲勞狀態有關外，還受道路環境、行駛速度、個人習慣、操作技能等的影響，其準確性有待提高。

（3）基于面部表情的疲勞檢測方法，以機器視覺為手段，利用圖像傳感器采集駕駛人面部圖像，通過對駕駛人面部表情特征的分析來對疲勞狀態進行判定。駕駛人的眼睛特征和嘴部運動特征都可直接用于檢測疲勞，其中與眼睛狀態相關的信息是目前應用最為廣泛的。

駕駛員人臉和眼睛的快速準確定位是基于面部表情的疲勞檢測方法的前提。在白天光線充足的情況下，圖像的獲取一般能滿足疲勞檢測系統的需求，但在夜間或者是雨雪等低照度的條件下，通常是通過在采集裝置中安裝紅外線發射管進行補光，以輔助攝像頭工作，公開號為CN201765668和CN102436715的中國專利文獻中均采用了紅外補光方式。但是紅外光源只對黑白CCD敏感，采集到的圖像為黑白圖像，并且圖像質量會有所降低，而駕駛員夜間駕車更易產生疲勞，因此這就降低了采用基于面部表情的疲勞檢測方法的有效性。本發明因此而來。

發明內容

本發明提供一種基于雙光譜融合的疲勞駕駛識別系統，該系統解決了現有技術基于面部表情的疲勞檢測方法中圖像質量不夠造成疲勞檢測方法精度和準確性存在一定的局限等問題。

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：

一種基于雙光譜融合的疲勞駕駛識別系統，包括雙光譜圖像采集裝置、圖像融合裝置和疲勞辨識裝置，其特征在于所述雙光譜圖像采集裝置包括光源、半反半透鏡、黑白圖像傳感器模塊和彩色圖像傳感器模塊，其中光源、半反半透鏡和彩色圖像傳感器模塊組成彩色圖像成像系統，而光源、半反半透鏡和黑白圖像傳感器模塊組成黑白圖像成像系統；所述圖像融合裝置分別與黑白圖像傳感器模塊和彩色圖像傳感器模塊連接，獲取黑白圖像傳感器模塊采集的黑白圖像和彩色圖像傳感器模塊采集的彩色圖像，將彩色圖像和黑白圖像融合成進行辨識的駕駛員圖像；所述疲勞辨識裝置用于對融合后的駕駛員圖像進行圖像分析，通過特征點定位，確定駕駛員的眼睛區域，進行疲勞狀態判斷，并根據判斷的結果進行提示或者預警。

優選的技術方案是：所述光源為紅外線發射管，用于產生紅外光源。

優選的技術方案是：所述黑白圖像傳感器模塊與半反半透鏡間設置940nm濾光片；所述發光源、半反半透鏡、濾光片與黑白圖像傳感器形成黑白圖像成像系統。

優選的技術方案是：所述疲勞辨識裝置包含圖像處理模塊、人臉檢測模塊、特征點定位模塊、疲勞辨識模塊，疲勞預警模塊，其中：

圖像處理模塊，用于將融合后的駕駛員人臉圖像進行域變換，獲得圖像的幅值特征和相位特征，然后進行降維處理；

人臉檢測模塊，用于判斷圖像中是否有人臉，若有，則輸出人臉的位置、大小、位姿信息；