[發明專利]基于計算機視覺的雙手脫離方向盤檢測方法

在審

• 申請號: 201910449880.3
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110135398A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 王漢超;賈寶芝
• 申請（專利權）人: 廈門瑞為信息技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 高會會

本發明公開了一種基于計算機視覺的雙手脫離方向盤檢測方法，包括：第一階段，包括收集圖片、圖片預處理，預處理圖片人工標注、原始圖片和標注信息整理成標注數據集；第二階段，包括以數據采集和標注階段獲得的標準數據集作為輸入；以Yolo v3網絡結構為基礎，通過裁剪優化，設計出適用于手勢檢測的網絡結構；基于Caffe框架，通過調參調優訓練手勢檢測模型；第三階段，包括部署線下訓練好的手勢檢測模型至嵌入式檢測設備，實時檢測司機的狀態，根據檢測模型返回的結果，判斷司機雙手是否脫離方向盤。該方法通過把雙手脫離方向盤的檢測作為一種目標檢測任務來實現，結合深度學習技術，克服以往圖像檢測分析過于復雜、成本高準確率低及判斷不直觀的問題。

技術領域

本發明涉及圖像通信技術領域，特別是一種基于計算機視覺的雙手脫離方向盤檢測方法。

背景技術

眾所周知，司機的駕駛行為和車輛交通事故的產生直接相關。良好的駕駛行為，會極大的減少交通事故的產生和人員的傷亡；相反，不良的駕駛行為如疲勞駕駛、酒駕、駕駛過程中打電話、雙手脫離方向盤等不規范駕駛行為，則很大可能導致交通事故的產生，從而造成無法挽回的人員傷亡和財產損失。據統計，90％以上的交通事故是人為因素造成的，而其中有87％是因為司機的違規操作、經驗不足、行為規范性差等原因造成的。

顯然，司機在整個駕駛過程中，雙手應該握住方向盤，而絕對不能雙手脫離方向盤，因為一旦雙手脫離方向盤，當遇到路面凹凸不平或者其他復雜路況時，則極有可能偏離正常的駕駛軌道，導致產生嚴重的交通事故。因此，一種自動的實時監測司機雙手是否長時間脫離方向盤的方法或者裝置就顯得非常必要。就目前而言，司機雙手脫離方向盤的檢測方法主要有三種：

基于司機生理信號的測量方法；

基于方向盤上安裝傳感器的測量方法；

基于計算機視覺圖像分析的方法；

基于司機生理信號的測量方法：一般是要求司機佩戴一種特殊的裝置，這種裝置可以實時監控司機的狀態，而這種裝置一般都比較貴，另外可能會影響司機的正常駕駛，因此該方法比較難大規模的推廣使用。

基于方向盤上安裝傳感器的測量方法：一般是改造方向盤，在方向盤兩側或者周圍安裝壓力傳感器、電磁傳感器等，通過傳感器返回的壓力等信息，判斷司機是否雙手脫離了方向盤。這種方法，一般容易受到不同司機的個體差異的影響，如手握方向盤的位置、力度等等；另外，它的成本相對比較高，當測量數據不準的情況下，容易產生誤報，所以，這種方法也尚未得到普及。

基于計算機視覺圖像分析的方法：一方面，很多客車、公交車甚至各種私家車等，都會安裝監控攝像頭，這些監控攝像頭就使得利用圖像來分析司機的狀態成為了可能；另一方面，隨著計算機視覺相關技術的發展，尤其是深度學習技術如卷積神經網絡(CNN)在圖像領域的各種任務中都取得的各種突破性進展，因此，近來越來越多的研究者采用計算機視覺相關的方法，實時分析監控攝像頭的視頻圖片，判斷司機是否存在雙手脫離方向盤的危險行為。

上述現有技術存在的缺點：

(1)基于司機生理信號和基于方向盤上安裝傳感器設備的測量方法，速度快，但是成本貴，而且不同的個體可能會有比較大的差異，容易產生誤報；

(2)基于圖像分析的方法，現有大部分方法需要提前給出方向盤的位置(或者通過一些傳統的技術檢測方向盤的位置，如Hough橢圓檢測算法)，當給定方向盤的位置后，再通過一些圖像的處理技術或者手勢檢測方法給出手的位置，基于方向盤的位置和手的位置，或者方向盤上手的數目結合車速等信息，綜合判斷是否手脫離了方向盤。這些方法，一般都需要給出方向盤的位置；另外通過手的數目或者手和方向盤位置的判斷方法不直觀。

發明內容