[發明專利]一種基于紅外檢測技術的駕駛員疲勞檢測系統

有效

• 申請號: 201410157686.5
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN104224204A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 宿海燕;楊先明
• 申請（專利權）人: 煙臺通用照明有限公司
• 主分類號: A61B5/18
• 分類號: A61B5/18
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 矯智蘭

技術領域

本發明涉及一種駕駛員疲勞檢測系統，屬于檢測設備技術領域。

背景技術

目前駕駛員疲勞檢測研究方法可以分成兩大類：

a)從駕駛員自身特征出發，通過某種設備獲取駕駛員的生理參數特征或者視覺特征，利用駕駛員在正常狀態和疲勞狀態的特征模式不同，采用相應的模式識別技術分類進行判別，從而檢測到是否有疲勞產生；

b)根據車輛的行為表現間接判斷駕駛員是否產生疲勞。在這類技術中，通過傳感器獲取車輛在行駛過程中的各種參數，根據車輛行駛過程中的異常情況，如車輛是否超過道路標志線、速度是否超速、車輛之間的距離是否太近等，判斷駕駛員是否有疲勞產生。

目前疲勞檢測系統比較多，效果比較好的有以下幾種：

a)澳大利亞國際大學開發的DAS,目前已經在商業上獲得使用。使用安裝在汽車儀表板上的人眼跟蹤系統監控司機，能監控駕駛員表現，利用方向盤的握力反饋，同時將路面跟蹤偏差反饋給駕駛員。路面跟蹤設備目的是檢測車輛突然擦過路面標志或者道路邊緣等違規行為，該系統在檢測到異常時給出警告，并有方向盤的制動功能。同時采用的座椅振動報警與道路側面偏離的程度有關，以鼓勵他們糾正航線偏離。

b)歐盟于2004年完成AWAKE工程。采用的特征狀態包括眼瞼運動、握力改變及路面跟蹤，并使用剎車和方向盤位置等制動行為，把這些方法結合起來抵制交通風險。

c)Carnegie?Mellon大學開發的Copilot監控系統。通過Perelose測量眼瞼運動，監控系統小且好用，提供一種有效的研究工具。

d)Seeing?machine研究組開發的FaeeLABⅢ系統監控駕駛員行為，能檢測疲勞與精力分散等情況。用一對視頻相機獲得視頻圖像，從左到右匹配得出每個特征的三維位置。采用最小二乘優化法定位頭部三維位置，FaceLAB軟件并行處理眼睛凝視數據，定位虹膜中心，根據眼睛凝視向量確定眼睛凝視方向，計算眼睛張開以及眨眼頻率，監控眼瞼。FaceLAB在模擬駕駛中被證明非常有效，且在低光線、頭部大范圍運動以及視覺方向跟蹤上有很好的效果，即使司機帶太陽鏡也能檢測出。可以看出，系統利用各種視覺特征以及車輛的行為表現等綜合特征去檢測是否有疲勞產生，同時有的還采用某些報警方式提醒駕駛員注意行車安全。目前在國內對這方面涉及比較少，只有少量的研究成果。

存在的問題及發展趨勢

由于駕駛員個體差異以及光線、路面等駕駛環境差異大，目前的疲勞檢測算法基本都是基于模擬駕駛環境，下一步要向真實駕駛環境上發展，使疲勞檢測技術廣泛應用到商業領域，減少疲勞駕駛而造成的交通事故。不論是從駕駛員自身特征還是從車輛行為方面看，可以直接獲得的特征類型有限，而且直接提取的表面特征數據多且有冗余。因此一方面要對疲勞特征進行挖掘，用先進的信號處理方法提取最能表征疲勞的特征參數，另一方面要采用信號融合處理方法，將多個疲勞特征參數結合起來去對駕駛員疲勞狀況進行檢測，克服空間、光照等影響，提高檢測算法的實時性、準確度。駕駛員疲勞檢測系統應該具有疲勞決策功能。由于不同人有不同的疲勞表現特征，疲勞檢測系統應該具有智能，有自學習、推理功能。在駕車初期，系統根據獲取駕駛員的相關數據對系統進行訓練，能得出駕駛員的疲勞特征選擇最適合他的檢測方法，能適應每個駕駛員。

目前公用疲勞駕駛數據集比較缺乏，檢測系統性能評價方法不統一，難以對各種疲勞檢測技術的性能進行定量比較。為了定量、客觀地比較各種檢測技術，推動疲勞檢測方法的發展，需要加強對疲勞駕駛視頻圖像數據庫的建設，統一系統評測方法和規范。

目前國內外疲勞檢測設備主要集中在對駕駛員眼部的檢測，沒有實現對嘴型的判斷，因此容易出現漏判和錯判的情況；另外，目前國內外疲勞駕駛設備只能實時檢測眼睛位置和眼睛特征，不能實現對眼睛位置和眼睛特征的預測功能，因此對駕駛員的疲勞狀態沒有實現預測功能；目前國內外疲勞檢測設備采取奇偶兩幀圖像像素對比的方法檢測眼睛位置和特征，檢測速度慢，且檢測精度低。

發明內容

本發明的目的在于解決上述已有技術存在的不足，提供一種基于紅外檢測技術的駕駛員疲勞檢測系統。