[發(fā)明專利]基于頭部姿態(tài)和眼動的駕駛員疲勞檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811029521.4
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109044363A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 韓鵬;林林慶;邱健;彭力;駱開慶
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/18;G06K9/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強

本發(fā)明公開了基于頭部姿態(tài)和眼動的駕駛員疲勞檢測方法，包括以下步驟：獲取圖像序列；檢測出人臉特征點以及眼部區(qū)域圖像信息；分析人臉特征點求解出頭部姿態(tài)，分析眼部區(qū)域圖像信息求解出眼動矢量；計算所述的頭部姿態(tài)姿態(tài)角和眼動矢量偏移安全閾值的時間；實時監(jiān)測駕駛員的駕駛狀態(tài)。本發(fā)明的基于頭部姿態(tài)和眼動的駕駛員疲勞檢測方法根據(jù)人觀測物體的生理習慣，將頭部姿態(tài)和眼動作為有效注視信息，以人臉朝向作為基準注視方向；該方法無需標定步驟，無需進行頭動補償，可實現(xiàn)真正的無約束檢測駕駛員疲勞。

技術領域

本發(fā)明涉及人機交互技術領域，具體涉及一種基于頭部姿態(tài)和眼動的駕駛員疲勞檢測方法。

背景技術

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，機動車成為最主要的出行方式之一。與此同時，交通事故不可避免的快速增長，疲勞駕駛是交通事故不斷增長的一個重要原因，也是可以通過技術手段進行提前預警的一大交通安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，疲勞駕駛導致的人員傷亡情況不亞于醉酒駕駛。目前駕駛員自身疲勞狀態(tài)引起的注意力不集中狀態(tài)會引起嚴重的人員傷亡事故頻頻發(fā)生。因此需要一種能夠?qū)崟r檢測駕駛員疲勞狀況，并且能夠預警的裝置，這將是預防疲勞駕駛而引起交通事故的有效手段。

但是目前已經(jīng)研究出來比較成熟的疲勞駕駛預警系統(tǒng)中，比較可靠是通過提取脈搏信號檢測，但要求駕駛員在駕駛途中佩戴生理信號感應器，會對駕駛員造成負擔，給行車安全帶來一定的隱患。同時傳統(tǒng)的、非車載的、接觸式的、非實時的駕駛疲勞的檢測方法己不適應時代的要求，需要尋求一種駕駛員疲勞檢測裝置，實時對駕駛過程中駕駛員疲勞狀態(tài)的檢測與預警。

當駕駛員疲勞時，通常會出現(xiàn)頻繁的低頭、抬頭、點頭、眼睛閉合和眨眼頻率過慢等特征。因此對駕駛員的頭部姿態(tài)進行實時的監(jiān)測并準確地估計頭部姿態(tài)，是疲勞駕駛檢測中的重要環(huán)節(jié)。把基于頭部姿態(tài)和視線追蹤的監(jiān)測駕駛員疲勞方法應用到該領域中來，可實現(xiàn)駕駛員駕駛狀況異常的提醒，必要時，可采取有效的措施，停止駕駛，以降低事故的風險，保障駕駛員人身安全和財產(chǎn)安全。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為解決上述現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種基于頭部姿態(tài)和眼動的駕駛員疲勞檢測方法，以期在非侵入式人機交互技術領域中解決實時監(jiān)測駕駛員疲勞問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。

一種基于頭部姿態(tài)和眼動的駕駛員疲勞檢測方法，其包括以下步驟：

步驟1、通過非侵入式的圖像采集單元獲取圖像序列；

步驟2、基于所述圖像序列的每一幀圖像中，檢測出人臉特征點圖像信息和眼部區(qū)域圖像信息；

步驟3、基于所述的人臉特征點圖像信息，求解出頭部姿態(tài)；

步驟4、基于所述的眼部區(qū)域圖像信息，求解出眼動矢量；

步驟5、結(jié)合所述的頭部姿態(tài)和眼動矢量，確定駕駛員的駕駛狀態(tài)。

進一步地，所述步驟3中包括以下子步驟：

步驟31、在人臉圖像信息區(qū)域上進行人臉特征點檢測，標識出至少三個人臉特征點；

步驟32、將所述人臉特征點進行人臉特征點對齊，獲得用戶頭部的空間坐標；

步驟33、基于所述用戶頭部的空間坐標，構(gòu)建頭部幾何立體模型，獲得用戶頭部姿態(tài)角；

步驟34、以人臉上一特征點為端點作一射線，射線方向為所述用戶頭部姿態(tài)角向量的方向。

進一步地，所述人臉特征點包括左眼眼角、右眼眼角、嘴巴左嘴角、嘴巴右嘴角和鼻尖。

進一步地，所述步驟4包括以下子步驟：

步驟41、基于所述眼部區(qū)域圖像信息，獲得虹膜位置，分割人眼區(qū)域中的瞳孔邊沿，并定位瞳孔中心；