[發明專利]疲勞駕駛監測提醒方法及系統

有效

• 申請號: 201610352037.X
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN105788176B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 蘇鷺梅;張輯;陳本彬
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G08B21/06
• 分類號: G08B21/06;G06K9/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 何家富

1.疲勞駕駛監測提醒方法，其特征在于：包括：

S1、采集駕駛員臉部圖像；

S2、檢測臉部圖像；

S3、提取眼睛特征值、頭部特征值以及嘴部特征值；

S4、通過眼睛特征值來獲取眼睛狀態，眼睛特征值包括瞳孔中心坐標、瞳孔坐標以及瞳孔縱軸長度；通過頭部特征值來獲取頭部狀態，頭部特征值包括人臉坐標以及人臉縱坐標，通過嘴部特征值來獲取獲取嘴部狀態，嘴部特征值包括嘴部面積以及嘴部縱軸長度；

S5、根據眼睛狀態及眼睛特征值計算眼睛閉合程度及持續時長，根據頭部狀態及頭部特征值獲取規定時間內的點頭頻率，從嘴部特征值中獲取嘴部縱軸長度；

S6、建立疲勞等級判斷標準并進行疲勞等級判定，將疲勞等級劃分為正常狀態、一級疲勞狀態、二級疲勞狀態以及三級疲勞狀態，判斷優先級按高到低依次為三級疲勞狀態、二級疲勞狀態、一級疲勞狀態、正常狀態，

首先進行三級疲勞狀態判定，三級疲勞狀態判定條件包括：1）眼睛閉合程度大于第一閉合閾值且持續時間超過第一時間閾值，2）在第二時間閾值范圍內，點頭頻率大于等于第一頻率閾值，3）嘴部縱軸長度大于第一長度閾值，其中優先級按高到低依次為條件1）、條件2）、條件3)，若滿足條件1）則判定為三級疲勞狀態，不滿足條件1）則使用條件2）判斷，若滿足條件2）則判定為三級疲勞狀態，不滿足條件2）則使用條件3）判斷，若條件3）滿足則判定為三級疲勞狀態；

若不滿足條件3）則進入二級疲勞狀態判定，二級疲勞狀態判定條件包括：4）眼睛閉合程度小于等于第一閉合閾值大于第二閉合閾值，且持續時間超過第一時間閾值，5）在第二時間閾值范圍內，點頭頻率等于第二頻率閾值，6）嘴部縱軸長度小于等于第一長度閾值大于第二長度閾值，其中優先級按高到低依次為條件4）、條件5）、條件6)，若滿足條件4）則判定為二級疲勞狀態，不滿足條件4）則使用條件5）判斷，若滿足條件5）則判定為二級疲勞狀態，不滿足條件5）則使用條件6）判斷，若條件6）滿足則判定為二級疲勞狀態；

若不滿足條件6）則進入一級疲勞狀態判定，一級疲勞狀態判定條件包括：7）眼睛閉合程度小于等于第二閉合閾值大于第三閉合閾值，且持續時間超過第一時間閾值，8）在第二時間閾值范圍內，點頭頻率等于第三頻率閾值，9）嘴部縱軸長度小于等于第二長度閾值大于第三長度閾值，其中優先級按高到低依次為條件7）、條件8）、條件9)，若滿足條件7）則判定為一級疲勞狀態，不滿足條件7）則使用條件8）判斷，若滿足條件8）則判定為一級疲勞狀態，不滿足條件8）則使用條件9）判斷，若條件9）滿足則判定為一級疲勞狀態；

若不滿足條件9）則直接判定為正常狀態；

S7、進行對應疲勞等級的報警。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中所述的檢測臉部圖像方法為基于Viola and Jones的人臉檢測算法。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S3中提取眼睛及頭部特征值方法為灰度信息方法，用人臉特征灰度值與其他部分的差異進行區別，先將不同方向上的灰度值和，然后根據和的變化確定相應的特定變化點，然后利用投影灰度值基于統計的方法將不同方向上的變化點位置相結合，最終提取出眼睛及頭部特征值。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中提取嘴部特征值方法為嘴部輪廓的檢測方法，首先對嘴部的區域確定，再將圖像灰度化之后利用水平集檢測到嘴部輪廓并輸出對應的二值圖像，進而提取嘴部特征值。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中第一閉合閾值>第二閉合閾值>第三閉合閾值。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中第一頻率閾值>第二頻率閾值>第三頻率閾值。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中第一長度閾值>第二長度閾值>第三長度閾值。

8.疲勞駕駛監測提醒系統，其特征在于，包括：

圖像采集模塊， 用于采集駕駛員臉部圖像；

人臉檢測識別模塊，用于檢測臉部圖像；

特征提取模塊，用于提取眼睛特征值、頭部特征值以及嘴部特征值；

狀態提取模塊，用于通過眼睛特征值來獲取眼睛狀態，眼睛特征值包括瞳孔中心坐標、瞳孔坐標以及瞳孔縱軸長度；通過頭部特征值來獲取頭部狀態，頭部特征值包括人臉坐標以及人臉縱坐標，通過嘴部特征值來獲取獲取嘴部狀態，嘴部特征值包括嘴部面積以及嘴部縱軸長度；

計算模塊，用于根據眼睛狀態及眼睛特征值計算眼睛閉合程度及持續時長，根據頭部狀態及頭部特征值獲取規定時間內的點頭頻率，從嘴部特征值中獲取嘴部縱軸長度；

疲勞標準建立及判定模塊，用于建立疲勞等級判斷標準并進行疲勞等級判定，將疲勞等級劃分為正常狀態、一級疲勞狀態、二級疲勞狀態以及三級疲勞狀態，判斷優先級按高到低依次為三級疲勞狀態、二級疲勞狀態、一級疲勞狀態、正常狀態，

首先進行三級疲勞狀態判定，三級疲勞狀態判定條件包括：1）眼睛閉合程度大于第一閉合閾值且持續時間超過第一時間閾值，2）在第二時間閾值范圍內，點頭頻率大于等于第一頻率閾值，3）嘴部縱軸長度大于第一長度閾值，其中優先級按高到低依次為條件1）、條件2）、條件3)，若滿足條件1）則判定為三級疲勞狀態，不滿足條件1）則使用條件2）判斷，若滿足條件2）則判定為三級疲勞狀態，不滿足條件2）則使用條件3）判斷，若條件3）滿足則判定為三級疲勞狀態；

若不滿足條件3）則進入二級疲勞狀態判定，二級疲勞狀態判定條件包括：4）眼睛閉合程度小于等于第一閉合閾值大于第二閉合閾值，且持續時間超過第一時間閾值，5）在第二時間閾值范圍內，點頭頻率大于等于第二頻率閾值，6）嘴部縱軸長度小于等于第一長度閾值大于第二長度閾值，其中優先級按高到低依次為條件4）、條件5）、條件6)，若滿足條件4）則判定為二級疲勞狀態，不滿足條件4）則使用條件5）判斷，若滿足條件5）則判定為二級疲勞狀態，不滿足條件5）則使用條件6）判斷，若條件6）滿足則判定為二級疲勞狀態；

若不滿足條件6）則進入一級疲勞狀態判定，一級疲勞狀態判定條件包括：7）眼睛閉合程度小于等于第二閉合閾值大于第三閉合閾值，且持續時間超過第一時間閾值，8）在第二時間閾值范圍內，點頭頻率大于等于第三頻率閾值，9）嘴部縱軸長度小于等于第一長度閾值大于第二長度閾值，其中優先級按高到低依次為條件7）、條件8）、條件9)，若滿足條件7）則判定為一級疲勞狀態，不滿足條件7）則使用條件8）判斷，若滿足條件8）則判定為一級疲勞狀態，不滿足條件8）則使用條件9）判斷，若條件9）滿足則判定為一級疲勞狀態；

若不滿足條件9）則直接判定為正常狀態；

報警模塊，用于進行對應疲勞等級的報警。