[發明專利]一種車載的疲勞識別系統和方法

在審

• 申請號: 201510089307.8
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104616437A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 滕達;李朋;尹超
• 申請（專利權）人: 浪潮集團有限公司
• 主分類號: G08B21/06
• 分類號: G08B21/06
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 李世喆

1.一種車載的疲勞識別系統，其特征在于，掛載在車內，包括：

圖像采集裝置，用于采集駕駛員的面部特征，將采集的面部特征發送給FPGA圖像處理裝置；

FPGA圖像處理裝置，用于對接收到的面部特征進行圖像處理和圖像特征提取，根據特征提取的結果判斷駕駛員當前是否處于疲勞狀態，如果是，啟動疲勞預警裝置；

疲勞預警裝置，用于提供疲勞報警信號；

其中，所述面部特征包括眼部特征，頭部定位特征和嘴部特征中的一個或多個。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，

所述面部特征包括眼部特征；所述FPGA圖像處理裝置包括：

FPGA眼部特征處理單元，用于對接收到的眼部特征進行提取，得到包括眼部邊緣的灰度、眼部邊緣與眼部中心的距離在內的眼部特征；將得到的眼部特征樣本經過兩次降采樣；將降采樣后的眼部特征進行數學上的歸類，判斷每一類的特征對應睜眼狀態還是閉眼狀態；根據睜眼狀態和閉眼狀態輸出眨眼的頻率和閉眼的頻率；根據該眨眼的頻率和閉眼的頻率得出駕駛員是否疲勞的第一結果；

和/或，

所述面部特征包括頭部定位特征；所述FPGA圖像處理裝置包括：

FPGA頭部定位特征處理單元，用于對接收到的頭部定位特征進行濾波，對濾波后的特征進行圖像增強，使得其中的眼部邊緣特征更加清晰；利用面部幾何關系對眼部坐標進行粗略定位，然后進行二值化處理，得到包含眼睛，部分眉毛和部分鼻子特征的二值圖像；利用二值化圖像，進行連通域計算，精確定位眼部位置；根據眼部位置的變化，判斷頭部上下擺幅；根據頭部擺幅，得出駕駛員是否疲勞的第二結果；

和/或，

所述面部特征包括嘴部特征，所述FPGA圖像處理裝置包括：

FPGA嘴部特征處理單元，用于對接收到的嘴部特征進行濾波；對濾波后的圖像進行圖像增強，使得嘴部邊緣更加清晰；利用面部幾何關系對嘴部坐標進行粗略定位；然后進行二值化處理，所得的二值圖像包含部分鼻子，嘴部和部分下巴信息；根據定位到的嘴部狀態，進行嘴部面積判斷；若大于設定閾值，則為打哈欠狀態，輸出打哈欠的頻率；根據打哈欠的頻率，得出駕駛員是否疲勞的第三結果。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述FPGA眼部特征處理單元采用LBP算子對接收到的眼部特征進行提取，并采用svm分類器將降采樣后的眼部特征進行數學上的歸類；

所述FPGA頭部定位特征處理單元，用于進行Gabor濾波；

所述FPGA嘴部特征處理單元，用于進行Gabor濾波。

4.根據權利要求2或3所述的系統，其特征在于，所述FPGA圖像處理裝置包括：

FPGA疲勞狀態識別單元，用于根據所述第一結果，第二結果和第三結果中的一個或多個判斷駕駛員當前是否處于疲勞狀態。

5.根據權利要求1至4中任一所述的系統，其特征在于，所述圖像采集裝置包括：攝像鏡頭，CMOS圖像傳感器和圖像采集電路；其中，所述攝像頭的高度和角度可調節。

6.根據權利要求1至4中任一所述的系統，其特征在于，該系統進一步包括：近紅外LED照明電路，用于自動感知周圍光強，并在周圍光強小于預定值時，提供光照，且所述近紅外LED照明電路的高度和角度可調節。

7.根據權利要求1至4中任一所述的系統，其特征在于，該系統進一步包括：USB供電電路，用于掛載在汽車的USB接口上，并為所述系統提供電源。

8.一種車載的疲勞識別方法，其特征在于，包括：

采集駕駛員的面部特征；

對采集到的面部特征進行圖像處理和圖像特征提取；

根據特征提取的結果判斷駕駛員當前是否處于疲勞狀態，如果是，提供疲勞報警信號；其中，

所述面部特征包括眼部特征，頭部定位特征和嘴部特征中的一個或多個。