[發(fā)明專利]一種駕駛員的駕駛能力判斷方法、安全駕駛方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011130695.7
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112208544B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙林峰;周大洋;左灝;陳楷祺;何云;豐肖;曹琴星;蔡必鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00;B60W40/08;B60W60/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

1.一種駕駛員的駕駛能力判斷方法，其特征在于，其包括以下步驟：

一、數(shù)據(jù)采集

采集駕駛員在一個單位時間T內(nèi)的平均心率HR，駕駛員在單位時間T內(nèi)的前后點頭次數(shù)N1及每次前后點頭的前后點頭時長T1和前后點頭速度F1，駕駛員在單位時間T內(nèi)的左右點頭次數(shù)N2及每次左右點頭的左右點頭時長T2和左右點頭速度F2；還采集駕駛員在單位時間T內(nèi)的眨眼頻率FE，打哈欠頻率FM，每次打哈欠時對頭部的遮擋時長TH，駕駛員表情；

二、判斷駕駛員身體是否異常

根據(jù)平均心率HR、遮擋時長TH、駕駛員表情判斷駕駛員身體是否異常，同時滿足以下條件時，則判斷駕駛員身體異常：

(1)平均心率HR大于一個心率上限閾值hr2或小于一個心率下限閾值hr1；

(2)遮擋時長TH大于一個遮擋閾值th；以及

(3)獲取駕駛員的面部圖像；利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和訓練好的表情庫，對所述面部圖像中駕駛員的面部表情進行識別，識別出駕駛員表情為異常表情；

三、判斷駕駛員是否疲勞

駕駛員疲勞判斷方法包括步驟：

步驟一、根據(jù)眨眼頻率FE、打哈欠頻率FM判斷駕駛員是否為面部疲勞狀態(tài)，定義為面部疲勞FF，面部疲勞FF＝1的判斷方法為同時滿足條件：

(1)眨眼頻率FE大于一個眨眼頻率閾值fe；以及

(2)打哈欠頻率FM大于一個打哈欠頻率閾值fm；

步驟二、根據(jù)前后點頭次數(shù)N1、前后點頭速度F1、左右點頭次數(shù)N2、左右點頭速度F2判斷駕駛員是否為頭部疲勞狀態(tài)，定義為頭部疲勞FH，頭部疲勞FH＝1的判斷方法為同時滿足條件：

(1)前后點頭時長T1大于一個前后點頭時長閾值t1或者左右點頭時長T2大于一個左右點頭時長閾值t2；

(2)前后點頭次數(shù)N1大于一個前后點頭次數(shù)閾值n1或者左右點頭次數(shù)N2大于一個左右點頭次數(shù)閾值n2；以及

(3)前后點頭速度F1大于一個前后點頭速度閾值f1或者左右點頭速度F2大于一個左右點頭速度閾值f2；以及

步驟三，當面部疲勞FF＝1或者頭部疲勞FH＝1時，判斷駕駛員疲勞；

四、判斷駕駛員的駕駛能力

駕駛能力的判斷方法包括步驟：

步驟一、計算駕駛員的綜合異常度AD：

AD＝a1*△HR+a2*△TH

其中，△HR表示駕駛員身體異常下，平均心率HR與心率下限閾值hr1的差的絕對值或者平均心率HR與心率上限hr2的差的絕對值；△TH表示駕駛員身體異常下，遮擋時長TH與閾值th的差的絕對值，a1和a2分別表示△HR和△TH在計算過程中的權(quán)重系數(shù)；

步驟二、計算駕駛員的綜合疲勞度FD：

FD＝b1*△FE+b2*△FM+b3*△T+b4*△N+b5*△F

其中，△FE表示駕駛員眨眼頻率FE與閾值fe的差的絕對值；△FM表示駕駛員疲勞下，打哈欠頻率FM與打哈欠頻率閾值fm的差的絕對值；△T表示駕駛員疲勞下，前后點頭時長T1與前后點頭時長閾值t1的差的絕對值、左右點頭時長T2與左右點頭時長閾值t2的差的絕對值中的較大值；△N表示駕駛員疲勞下，前后點頭次數(shù)N1與前后點頭次數(shù)閾值n1的差的絕對值、左右點頭次數(shù)N2與左右點頭次數(shù)閾值n2的差的絕對值中的較大值；△F表示駕駛員疲勞下，前后點頭速度F1與前后點頭速度閾值f1的差的絕對值、左右點頭速度F2與左右點頭速度閾值f2的差的絕對值中的較大值；b1、b2、b3、b4、b5分別表示△FE、△FM、△T、△N、△F在計算過程中的權(quán)重系數(shù)；以及

步驟三、判斷駕駛員的駕駛能力

當綜合異常度AD大于一個綜合異常度閾值ad時，或者綜合疲勞度FD大于一個綜合疲勞度閾值fd時，判斷駕駛員不能有效控制車輛。

2.如權(quán)利要求1所述的駕駛員的駕駛能力判斷方法，其特征在于，平均心率HR的計算方法為：

采集駕駛員在單位時間T內(nèi)的胸腔起伏次數(shù)B；

計算胸腔起伏速率B/min：B/T；

根據(jù)胸腔起伏速率B/min得到駕駛員的平均心率HR：K*(B/T)，其中，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)。