[發(fā)明專利]一種疲勞駕駛檢測(cè)裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911258187.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN111062292B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆保中;王晨宇;王帥帥;何偉;韓旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06V20/59
• 分類號(hào): G06V20/59
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種疲勞駕駛檢測(cè)裝置與方法，主控模塊分別與圖像采集裝置、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊電性連接；報(bào)警模塊包含LED燈、報(bào)警器；圖像采集模塊包含攝像頭和4個(gè)紅外LED光源；主控模塊輸出控制信號(hào)到攝像頭，攝像頭采集駕駛員圖像，并輸入至主控模塊；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)哈希指紋信息、對(duì)應(yīng)的人臉定位框以及疲勞檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；主控模塊對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)得到疲勞特征參數(shù)，并讀取存儲(chǔ)模塊中的疲勞檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，根據(jù)二者比較的結(jié)果得到疲勞程度，輸出控制信號(hào)到報(bào)警模塊，控制LED燈閃爍、報(bào)警器蜂鳴。發(fā)明能夠全天候檢測(cè)。通過注意力分散檢測(cè)能夠在疲勞初期對(duì)其預(yù)警。利用多特征綜合判斷疲勞程度，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度兩個(gè)方面效果均好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于安全駕駛技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種疲勞駕駛檢測(cè)裝置與方法。

背景技術(shù)

隨著人們的生活幸福指數(shù)的提升，汽車的普及程度也越來越高。但是公眾對(duì)于交通出行安全問題的重視程度卻沒有隨之升高，尤其是普遍缺乏對(duì)疲勞駕駛等造成事故的隱性成因的認(rèn)識(shí)。疲勞駕駛產(chǎn)生的后果有時(shí)是極其嚴(yán)重的，因此通過技術(shù)手段對(duì)疲勞駕駛進(jìn)行檢測(cè)并及時(shí)預(yù)警，能夠有效減少交通事故帶來的危害。

目前研究較多的是基于視覺特征的方法，采集駕駛員臉部圖像后通過分析其眼部、嘴部等面部特征來檢測(cè)疲勞。但是這一過程是極其復(fù)雜的，一方面面部特征容易受個(gè)體因素和光照環(huán)境影響，而且在行駛過程中人臉存在姿態(tài)角度問題，對(duì)檢測(cè)精度造成了較大干擾。另一方面有些方法在準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)性兩個(gè)方面無法做到很好的平衡，有的方法準(zhǔn)確度提高了，但是沒有考慮實(shí)時(shí)性的問題；有的方法能夠做到快速檢測(cè)，但是又面臨著精度較差的問題。所以該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還需要進(jìn)一步完善與研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種兼顧實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度、不易受光照變化和姿態(tài)角度影響的疲勞駕駛檢測(cè)裝置與方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種疲勞駕駛檢測(cè)裝置，包括圖像采集模塊、主控模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊，主控模塊分別與圖像采集裝置、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊電性連接；所述報(bào)警模塊包含LED燈、報(bào)警器；所述圖像采集模塊包含攝像頭和4個(gè)紅外LED光源；主控模塊輸出控制信號(hào)到攝像頭，攝像頭采集駕駛員圖像，并輸入至主控模塊；所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)哈希指紋信息、與哈希指紋對(duì)應(yīng)的人臉定位框以及疲勞檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；所述主控模塊對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)得到疲勞特征參數(shù)，并讀取存儲(chǔ)模塊中的疲勞檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，根據(jù)二者比較的結(jié)果得到疲勞程度，輸出對(duì)應(yīng)控制信號(hào)到報(bào)警模塊，控制報(bào)警模塊發(fā)出設(shè)定報(bào)警信號(hào)。

一種采用上述疲勞駕駛檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1：利用圖像采集裝置采集駕駛員駕駛圖像，圖像包括駕駛員清醒時(shí)的圖像，得到眼部寬高比初始值，并作為疲勞檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；

S2：使用改進(jìn)后的人臉快速檢測(cè)算法定位人臉位置；

S3：當(dāng)檢測(cè)到人臉時(shí)，使用人臉特征點(diǎn)定位算法，得出68個(gè)人臉特征點(diǎn)位置；

S4：根據(jù)人臉特征點(diǎn)的位置提取眼部信息，計(jì)算眼部寬高比，計(jì)算單位時(shí)間閉眼幀數(shù)占總幀數(shù)的比例PERCLOS值和眨眼頻率，判斷PERCLOS值T與給定閾值之間的關(guān)系：當(dāng)T≥T_Z時(shí)，判定為重度疲勞，T_Z為重度疲勞閾值，報(bào)警模塊發(fā)出設(shè)定的報(bào)警信號(hào)；當(dāng)T_QTT_Z時(shí)，T_Q為輕度疲勞閾值，執(zhí)行S5；當(dāng)T≤T_Q時(shí)，執(zhí)行步驟S6；

S5：進(jìn)一步判斷眨眼頻率是否過快：當(dāng)眨眼頻率大于給定眨眼頻率閾值時(shí)，判定為正常駕駛，執(zhí)行步驟S6；否則，判定為輕度疲勞駕駛，報(bào)警模塊發(fā)出設(shè)定的報(bào)警信號(hào)；

S6：進(jìn)行頭部姿態(tài)角度計(jì)算，當(dāng)頭部姿態(tài)垂直方向的角度大于給定角度閾值時(shí)，判定為低頭，當(dāng)頭部姿態(tài)垂直方向的角度大于給定角度閾值的時(shí)間大于給定時(shí)間閾值時(shí)，判定為重度疲勞，報(bào)警模塊發(fā)出設(shè)定的報(bào)警信號(hào)；否則，執(zhí)行步驟S7；