[發明專利]基于面部圖像與脈搏信息融合的路怒情緒識別方法

有效

• 申請號: 201810022416.1
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108216254B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 楊立才;于申浩;張成昱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B60W40/08
• 分類號: B60W40/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發明公開了基于面部圖像與脈搏信息融合的路怒情緒識別方法，采集駕駛員的面部圖像與脈搏信息，并分別進行預處理，再從面部圖像與脈搏信息中分別提取能夠反映駕駛員路怒情緒的特征量，并對提取到的兩路特征進行融合，然后基于數據挖掘與機器學習的相關算法與技術，建立駕駛員路怒情緒識別模型，對駕駛員的情緒狀態進行實時監測，及時判別駕駛員的情緒狀態。本發明可以實現對駕駛員路怒情緒的實時監測與判別，能夠有效降低“路怒癥”對交通安全帶來的不利影響。

技術領域

本發明屬于交通安全駕駛領域，尤其涉及基于面部圖像與脈搏信息融合的路怒情緒識別方法。

背景技術

隨著人民生活水平的不斷提高和交通運輸業的快速發展，家用汽車、出租車、客車以及各類貨車的數量逐年增長，這給人們的日常出行及生活帶來了極大的便利，但與此同時，當前的道路交通狀況也因此變得更加復雜。此外，快節奏的生活及工作，使人們的壓力越來越大，當這種壓力轉移到道路交通方面時，便會引發各種不良后果，“路怒癥”便是其中之一。

“路怒癥”是指機動車駕駛員有攻擊性或憤怒的行為，其主要表現為用侮辱性言語或手勢、故意使用威脅安全的方式駕駛車輛、實施威脅他人生命健康的行為等。道路交通安全是社會公共安全的重要構成要素，隨著在路車輛的增加和道路交通狀況日趨復雜，“路怒癥”對道路交通安全的影響日益凸顯。2015年“交通安全日”公布的數據顯示，全國年度內共查處1733萬起路怒事件，由“路怒癥”引起的攻擊性駕駛行為已嚴重影響著城市道路交通秩序。

目前，國內外對“路怒癥”的研究主要包括駕駛員路怒情緒的產生機理和影響因素、駕駛員憤怒駕駛時的行為表現、駕駛員憤怒駕駛對交通安全的影響以及駕駛員駕駛過程中的路怒情緒的識別等。其中對路怒癥的產生機理、駕駛員憤怒駕駛的行為表現和不良影響的研究相對成熟，但對路怒情緒識別方面的研究較少，且主要采用主觀調查法，即通過訪談、問卷調查以及觀察等形式對駕駛員的路怒情緒進行判別。主觀調查法雖然具有直接、簡單的特點，但易受到駕駛員主觀因素的影響且具有時間滯后性，無法對駕駛員進行及時有效的幫助和駕駛安全等不良行為的預警。路怒情緒的客觀分析法，即通過采集駕駛員的語音、面部圖像、生理參數等客觀信息，基于數據分析實現駕駛員路怒情緒客觀、真實、實時性的判別，是路怒情緒識別最行之有效的方法。受傳統信息采集和數據處理技術的制約，路怒情緒客觀分析方法主要采用面部圖像或語音作為信息源，存在信息源單一、路怒情緒識別率達不到實際應用效果等不足之處。基于現代數據采集與信息融合技術、數據挖掘與機器學習等算法，探究基于多源信息融合的路怒情緒識別方法，對準確識別駕駛員的路怒情緒，從而盡可能地減小乃至避免駕駛員因路怒情緒對道路交通安全等產生的不良影響，具有重要的理論意義和應用價值。

發明內容

本發明所要解決的問題在于，提供一種基于面部圖像與脈搏信息融合的路怒情緒識別方法，基于多源信息和數據融合等技術準確識別駕駛員的路怒情緒并預警，防止駕駛員因路怒情緒造成交通安全事故等不良后果。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于面部圖像與脈搏信息融合的路怒情緒識別方法，包括以下步驟：

步驟(1)：數據采集：

通過設置在車內儀表盤之上的紅外高速攝像頭采集駕駛員的面部視頻圖像信息；

通過佩戴在駕駛員手腕處的腕帶式無線脈搏采集終端采集駕駛員的脈搏信息；

步驟(2)：數據預處理：

從面部視頻圖像信息中獲取駕駛員的面部圖像，從面部圖像中提取面部特征；

從脈搏信息中提取脈搏特征；

將面部特征和脈搏特征進行特征融合與降維處理，得到駕駛員的路怒情緒特征；

步驟(3)：利用支持向量機SVM對駕駛員的路怒情緒特征進行訓練，建立駕駛員的路怒情緒識別模型；