[發明專利]基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統

在審

• 申請號: 201510834128.2
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105551182A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 孫銘會;許運程;王榮榮;劉勛;向上;牛佳興
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G08B21/00
• 分類號: G08B21/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

技術領域

本發明涉及一種駕駛狀態監測系統，具體涉及一種基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統。

背景技術

危險的駕駛行為是導致交通事故頻發的元兇之一，如何有效消除不良的駕駛狀態，減少駕駛員的危險駕駛行為，尤其是智能化監測駕駛員姿勢，實時對危險駕駛的行為做出警示，對保證駕駛安全很有必要。目前針對危險駕駛的監測技術，有很多實現方式，主要包括以下兩類：

第一類，在車內離合器，制動踏板，發動機等位置置入額外的傳感器，例如：一種汽車ECO駕駛狀態提示系統及提示方法(申請號：201410692465.8)，一種駕駛狀態檢測系統(申請號：201310745973.3)；第二類，獲取駕駛員影像或聲音判斷駕駛狀態，例如：檢測駕駛員駕駛狀態的方法、裝置及系統，播放預置的語音片段(申請號：201410444105.6)，基于Kinect及人臉識別的疲勞駕駛檢測方法(申請號：201410848027.6)。

針對已經存在的監測系統，有以下問題：

第一類方法依賴于置入車輛機械結構內部的額外傳感器，需要對車輛的機械結構進行改裝，改裝成本較高，難度也比較大，尤其對于已經投入使用的車輛，需要更改其內部結構，風險較高；第二類方法受環境因素影響較大，通過采集駕駛員圖像進行分析的方法對環境光線要求嚴格，在照明條件不佳的路段無法正常工作，對環境光線有依賴，無法適用于隧道、夜間等弱光條件。另外，一些通過讓駕駛員與監測系統互動而分析駕駛員狀態的方法會分散駕駛員注意力，帶來額外的風險。

發明內容

本發明提供了一種基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統，通過Kinect傳感器獲取人體關節位置信息，從而判斷是否存在危險駕駛行為并發出警報。

本發明的目的是通過以下方案實現的：

一種基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統，包括關節信息采集單元、駕駛姿勢處理單元、報警單元；所述關節信息采集單元的輸出端與駕駛姿勢處理單元的輸入端通過數據線連接，駕駛姿勢處理單元的輸出端與報警單元的輸入端通過數據線連接；所述關節信息采集單元用于獲得駕駛員的人體切面圖像，并依照圖像識別算法得出人體基本關節點位置，并將關節點位置數據綁定到虛擬骨骼模型上，建立空間坐標系，完成關節識別；所述駕駛姿勢處理單元用于對完成關節識別的虛擬骨骼模型進行分析，監測各關節點位置信息以獲得駕駛員實時動作信息，并將關節的位置信息與預置的危險動作特征信息進行比對，如監測到的關節位置信息與危險動作特征吻合，則向警報單元發出相應的狀態異常信號；所述報警單元用于在結收到所述駕駛姿勢處理單元發送的異常信號后進行報警。

本發明所述的一種基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統，其中，所述關節信息采集單元包括Kinect傳感器、紅外攝影機、深度信息處理模塊、關節點識別模塊；所述Kinect傳感器放置于車輛儀表盤上方，其通過控制線與紅外攝影機連接，獲得周圍環境的深度圖像；紅外攝影機的輸出端與深度信息處理模塊通過數據線連接，將獲取的深度圖像發送給深度信息處理模塊；所述深度信息處理模塊將深度圖像切割得到多個切面圖像，然后對不同切面的圖像進行分析，若切面圖像里有人體輪廓區域，即進行捕捉和跟蹤處理，獲得人體切面圖像；深度信息處理模塊的輸出端與關節識別模塊的輸入端通過數據線相連；所述關節點識別模塊掃描深度信息處理模塊獲得的人體切面圖像的人體區域，根據身高逐步識別出人體的多個關節點，并把關節點位置數據綁定到虛擬骨骼模型上，建立空間坐標系，完成關節識別；關節點識別模塊的輸出端與駕駛姿勢處理單元的輸入端通過數據線相連，將得到的關節位置信息發送給駕駛姿勢處理單元。

本發明所述的一種基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統，其中，所述駕駛姿勢處理單元包括頭部信息處理模塊、頸椎信息處理模塊、手臂信息處理模塊；頭部信息處理模塊、頸椎信息處理模塊和手臂信息處理模塊的輸入端分別與關節信息采集單元的輸出端連接；頭部信息處理模塊、頸椎信息處理模塊和手臂信息處理模塊的輸出端與報警單元的輸入端通過數據線連接，將狀態異常信號發送給報警單元。

本發明所述的一種基于Kinect人體姿勢識別的駕駛狀態監測系統，其中，所述報警單元包括警報信息處理模塊、報警裝置；警報信息處理模塊的輸入端與駕駛姿勢處理單元的輸出端相連，接受來自駕駛姿勢處理單元的狀態異常信號并生成相應的報警裝置控制信號，警報信息處理單元的輸出端與報警裝置的輸入端通過控制線相連，報警裝置接收報警裝置控制信號后進行報警。