[發明專利]基于圖像識別的駕駛員負荷檢測車載裝置

有效

• 申請號: 201710237440.2
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107145835B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 呂能超;劉元庭;任澤遠;黃遠鋒;謝練;鄧超;秦羚;段至誠
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;A61B5/024
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發明公開了一種基于圖像識別的駕駛員負荷檢測車載裝置，該裝置由采集單元、圖像處理單元、道路線形負荷等級計算單元、視覺負荷等級計算單元、顯示單元及儲存單元組成。其中顯示單元，用于接收道路線形負荷等級計算單元和視覺負荷等級計算單元的數據，量化融合后實時顯示道路環境的綜合駕駛負荷，并對系統地運行狀態進行顯示。本發明融合了駕駛人視覺負荷和由道路線性引致的精神負荷，展示了駕駛人的綜合駕駛負荷，可供管理部門和設計部門分析。

技術領域

本發明涉及輔助駕駛技術，尤其涉及一種基于圖像識別的駕駛員負荷檢測車載裝置。

背景技術

當前，駕駛行車過程中，超過60％的信息是通過視覺獲得的，視覺信息增加時視覺工作量也隨之增加，相應的視覺負荷也會增加。較高的視覺負荷會引起駕駛員信息處理不及時，增加操作失誤，影響交通安全。對駕駛員視覺負荷影響較大的道路環境主要有道路平縱線形、交通標志信息等。視覺負荷是駕駛工作負荷的組成部分，有人曾使用眨眼次數、注視次數或瞳孔面積等指標的變化來評價駕駛工作負荷的強度，認為在視距壓力增大的情況下，駕駛員會試圖通過減少眨眼次數和增加注視持續時間，來獲取更多的視覺信息。。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種基于圖像識別的駕駛員視覺負荷檢測車載裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于圖像識別的駕駛員負荷檢測車載裝置，包括：

采集單元，用于采集包括車輛前方交通環境信息的圖像和駕駛員的心率變異率，所述交通環境信息包括車道線、道路標志和信號燈，所述采集單元包括安裝于前擋風玻璃內正中間的攝像頭和設置于方向盤上的心率傳感器；

圖像處理單元，通過處理視景采集單元的圖像信息提取識別環境信息，包括：前方道路線形指標：包括坡度和轉彎半徑；交通標志信息：包括字符量、圖形量和組合關系；以及信號燈信息：包括燈組數和相位；并將識別的交通標志信息和信號燈信息轉換為以下元素：1)漢字、2)英文字母、3)阿拉伯數字、4)顏色：道路交通標志顏色、5)方向箭頭：道路交通標志上使用的方向箭頭、6)符號：表示道路狀況的符號；

道路線形負荷等級計算單元，用于根據心率傳感器采集的心率變異率評價道路線形指標對駕駛員產生的駕駛負荷度；

視覺負荷等級計算單元，用于根據信息理論算法對環境信息量進行計算，得出不同環境要素下的綜合信息量，并根據計算得到的信息量指標，對該環境信息量所屬的等級進行確定，最后確定相應道路環境的視覺負荷等級；

顯示單元，用于接收道路線形負荷等級計算單元和視覺負荷等級計算單元的數據，量化融合后實時顯示道路環境的綜合駕駛負荷，并對系統地運行狀態進行顯示；

儲存單元，由儲存卡構成，接收道路線形負荷等級計算單元和視覺負荷等級計算單元的數據，實時存儲道路視景影像以及與之對應的道路環境信息、駕駛負荷因素、駕駛負荷量度；所有存儲的信息都通過同一時間軸進行標識，便于在統一時間軸進行分析。

按上述方案，所述道路線形負荷等級計算單元中駕駛負荷度的量化方法如下：

1)道路線形為平曲線半徑駕駛負荷的量化

二者量化數學模型為：

X₁＝4.316×10^-6R²－0.15R+15.152

其中，R為平曲線半徑，X₁為平曲線半徑駕駛負荷；

2)道路線形為縱向坡度駕駛負荷的量化

最終選用三次函數曲線模型更能反映駕駛負荷X與道路坡度Y間的關系，二者量化數學模型為：