CN103680058A - 一种疲劳驾驶监测提醒系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种疲劳驾驶监测提醒系统，包括成像装置、补光装置、疲劳监测装置和提醒装置。成像装置获取驾驶人的面部图像；补光装置对驾驶人根据面部图像的质量对驾驶人的面部进行补光以使面部图像保持良好质量；疲劳监测装置根据面部图像的眼部状态判断驾驶人是否处于疲劳状态，一旦发现驾驶人出现疲劳状态即发出提醒指令；提醒装置根据提醒指令对驾驶人进行提醒，以使驾驶人摆脱疲劳状态。即本系统能够在驾驶人处于疲劳状态时及时对其进行提醒，从而能够大大减少交通事故的发生。

Description

一种疲劳驾驶监测提醒系统

技术领域

本申请涉及交通运输技术领域，更具体地说，涉及一种疲劳驾驶监测提醒系统。

背景技术

疲劳驾驶是当今交通安全的重要隐患之一。驾驶人在疲劳时，对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都有不同程度的下降，极易发生交通事故。如果能在驾驶人处于疲劳状态时及时对其进行提醒，则能大大减少交通事故的发生。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种疲劳驾驶监测提醒系统，用于当驾驶人处于疲劳状态时及时对其进行提醒。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种疲劳驾驶监测提醒系统，包括：

成像装置，用于获取驾驶人的面部图像；

补光装置，用于根据所述面部图像的质量对所述驾驶人的面部进行补光，以使所述面部图像的质量保持良好状态；

疲劳监测装置，用于根据所述面部图像的眼部状态判断所述驾驶人是否处于疲劳状态，当所述驾驶人处于疲劳状态时输出提醒指令；

提醒装置，用于根据所述提醒指令输出提醒信号，以使所述驾驶人摆脱疲劳状态。

优选的，所述成像装置包括红外摄像头。

优选的，所述红外摄像头为带滤光片的黑白CMOS摄像头。

优选的，所述补光装置包括：

与所述成像装置连接的图像处理单元，用于根据所述面部图像的质量输出补光信号；

光强控制单元，用于根据所述补光信号输出强度信号；

照明灯，用于根据所述强度信号以相应强度的光线照射所述驾驶人的面部。

优选的，所述照明灯为红外LED阵列。

优选的，所述疲劳监测装置包括：

眼部图像获取单元，用于根据ASM（Active Shape Model，主动形态模型）算法从所述面部图像得到所述驾驶人的眼部图像；

第一计算单元，用于根据所述眼部图像计算得到t₁、t₂、t₃和t₄，所述t₁为眼睛完全睁开到闭合20%的时间，所述t₂为眼睛完全睁开到闭合80%的时间，所述t₃为眼睛完全睁开到下一次睁开20%的时间，所述t₄为眼睛完全睁开到下一次睁开80%的时间；

第二计算单元，用于根据公式f=（t₃-t₂）/（t₄-t₁）计算得到眼睛闭合百分率f；当所述眼睛闭合百分率f大于0.15时，确认所述驾驶人处于疲劳状态，并输出所述提醒指令。

优选的，所述提醒装置包括：

声波信号输出单元，用于根究所述提醒指令输出声波信号；

定向发声器，用于根据所述声波信号向驾驶人发出定向声音。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的疲劳驾驶监测系统包括成像装置、补光装置、疲劳监测装置和提醒装置。成像装置获取驾驶人的面部图像；补光装置对驾驶人根据面部图像的质量对驾驶人的面部进行补光以使面部图像保持良好质量；疲劳监测装置根据面部图像的眼部状态判断驾驶人是否处于疲劳状态，一旦发现驾驶人出现疲劳状态即发出提醒指令；提醒装置根据提醒指令对驾驶人进行提醒，以使驾驶人摆脱疲劳状态。即本系统能够在驾驶人处于疲劳状态时及时对其进行提醒，从而能够大大减少交通事故的发生。

另外，因为实施例中包含补光装置，能够在夜间或其他光线不好的情况下对驾驶人的面部进行补光，以使成像装置随时能够获取良好质量的面部图像，使得本系统能够在任何时段对驾驶人的疲劳状态进行有效监测并提醒，从而进一步提高了本监测提醒系统的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种疲劳驾驶监测提醒系统的结构图；

图2为本申请另一实施例公开的一种疲劳驾驶监测提醒系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例公开的一种疲劳驾驶监测提醒系统的结构图。

如图1所示，本实施例公开的疲劳驾驶监测提醒系统包括成像装置10、补光装置20、疲劳监测装置30和提醒装置40，其中：成像装置10分别与补光装置20、疲劳监测装置30相连接，疲劳监测装置30还与提醒装置40相连接。

成像装置10用于获取驾驶人的面部图像，在实际应用中成像装置10可以设置在正对或侧对驾驶人的面部的地方，以获取驾驶人的面部图像。

补光装置20用于根据成像装置10获取的驾驶人的面部图像的质量对驾驶人的面部进行补光，以使面部图像保持良好状态。驾驶人最容易出现疲劳状态的是在夜间，而夜间的光线比较不好，因此在此情况下想要获取良好质量的面部图像，就需要对驾驶人的面部进行补光，以使成像装置10获取良好质量的面部图像。

疲劳检测装置30用于根据成像装置10获取的面部图像中眼部状态判断驾驶人是否处于疲劳状态，如果出现疲劳状态，则及时输出提醒指令。

提醒装置40用于当疲劳检测装置30输出提醒指令时输出提醒信号，以使驾驶人摆脱疲劳状态，提醒信号可以是声音、光线、点击、甚至喷液体等等。

从上述技术方案可以看出，本实施例公开的疲劳驾驶监测系统包括成像装置、补光装置、疲劳监测装置和提醒装置。成像装置获取驾驶人的面部图像；补光装置对驾驶人根据面部图像的质量对驾驶人的面部进行补光以使面部图像保持良好质量；疲劳监测装置根据面部图像的眼部状态判断驾驶人是否处于疲劳状态，一旦发现驾驶人出现疲劳状态即发出提醒指令；提醒装置根据提醒指令对驾驶人进行提醒，以使驾驶人摆脱疲劳状态。即本系统能够在驾驶人处于疲劳状态时及时对其进行提醒，从而能够大大减少交通事故的发生。

另外，因为实施例中包含补光装置，能够在夜间或其他光线不好的情况下对驾驶人的面部进行补光，以使成像装置随时能够获取良好质量的面部图像，使得本系统能够在任何时段对驾驶人的疲劳状态进行有效监测并提醒，从而进一步提高了本监测提醒系统的效果。

实施例二

图2为本申请另一实施例公开的一种疲劳驾驶监测提醒系统的结构图。

如图2所示，本实施公开的疲劳驾驶监测提醒系统包括成像装置10、补光装置20、疲劳监测装置30和提醒装置40，其中：成像装置10分别与补光装置20、疲劳监测装置30相连接，疲劳监测装置30还与提醒装置40相连接。

成像装置10用于获取驾驶人的面部图像。

成像装置10包括红外摄像头11，用于获取驾驶人的面部的红外图像，因为在行驶的交通工具的驾驶室内，光线有时候非常昏暗，而红外光线的光强相对稳定。红外摄像头11优选带滤光片的黑白COMS摄像头。

补光装置20用于根据面部图像的质量对驾驶人的面部进行补光，以使面部图像的质量保持良好状态。

补光装置20包括图像处理单元21、光强控制单元22和照明灯23，其中光强控制单元22分别与图像处理单元21、照明灯23相连接。

图像处理单元21接收成像装置10输出的面部图像，然后对面部图像的图像质量进行计算，如果图像质量不能达到预设的标准，则根据计算结果输出补光信号。

光强控制单元22用于根据补光信号输出强度信号。

照明灯23用于根据强度信号发出相应强度的光线并投射到驾驶人的面部，这样形成一种反馈系统，当图像变暗时，照明灯发出较强的光线，以使成像装置10获取的面部图像能够保持良好质量。

照明灯23优选红外LED阵列，利用红外LED阵列发出红外光线对驾驶人的面部进行补光，因为红外光线是肉眼不可见的，因此不会对驾驶人产生不利干扰。

优选的，光强控制单元22和照明灯23分别为两个，从不同的方位对驾驶人的脸部进行补光，已取得更好的补光效果。

疲劳监测装置30用于根据面部图像的眼部状态判断驾驶人是否处于疲劳状态，当驾驶人处于疲劳状态时输出提醒指令。

疲劳监视装置30包括眼部图像获取单元31、第一计算单元32和第二计算单元33，其中：第一计算单元32分别与眼部图像获取单元31、第二计算单元33相连接。

科学家们从20世纪70年代就开始研究眼睛光学变量与疲劳的关系，研究结果表明，与疲劳有关的主要因素有瞳孔直径、注目凝视、眼球快速转动、眉眼扫视、眨眼睛、眼睛闭合时间百分率等，其中眼睛闭合时间百分率是最具潜力的疲劳测定指标，计算眼睛闭合百分率得出的数据可以正确反映驾驶疲劳，是对疲劳进行估计测定的最好方法。

实验结果表明：眼睛持续闭合时间在事故前比在事故后要大，而在事故发生前10秒钟，突然变短，眼睛持续闭合时间与疲劳程度有密切的关系，眼睛持续闭合时间在事故之前1分钟比在起其它时间大得多。驾驶人眼睛持续闭合时间越长，疲劳程度越严重，因此通过测量眼睛闭合持续时间的长短就能够确定驾驶疲劳的程度。

眼部图像获取单元31用于根据ASM（Active Shape Model，主动形态模型）算法从面部图像得到驾驶人的眼部图像。

第一计算单元32根据眼部图像计算得到以下数据：眼睛完全睁开到闭合20%的时间t₁、眼睛完全睁开到闭合80%的时间t₂、眼睛完全睁开到下一次睁开20%的时间t₃和眼睛完全睁开到下一次睁开80%的时间t₄。

第二计算单元33根据公式f=（t₃-t₂）/（t₄-t₁）计算得到眼睛闭合百分率f；当在某时刻的眼睛闭合百分率f大于0.15时，确认驾驶人处于疲劳状态，并立即输出提醒指令。

提醒装置40用于根据提醒指令输出提醒信号，以使驾驶人摆脱疲劳状态。

提醒装置40包括声波信号输出单元41和定向发声器42，声波信号输出单元41与定向发生器42相连接。

声波信号输出装置41用于根究提醒指令输出声波信号，声波信号为预先设置的提醒语音或者暴烈的音乐等，以达到提醒驾驶人警醒的目的。

定向发声器42用于接收声波信号并向驾驶人发出定向声音。定向发声器42是近年出现的一种发声装置，能够利用超声波发出一束柱状的可听声音，而在柱状区域之外人不能听到。利用定向发声器42向驾驶人发出声音时可以不打扰汽车上的其他人。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，包括：

成像装置，用于获取驾驶人的面部图像；

补光装置，用于根据所述面部图像的质量对所述驾驶人的面部进行补光，以使所述面部图像的质量保持良好状态；

疲劳监测装置，用于根据所述面部图像的眼部状态判断所述驾驶人是否处于疲劳状态，当所述驾驶人处于疲劳状态时输出提醒指令；

提醒装置，用于根据所述提醒指令输出提醒信号，以使所述驾驶人摆脱疲劳状态。

2.如权利要求1所述的疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，所述成像装置包括红外摄像头。

3.如权利要求2所述的疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，所述红外摄像头为带滤光片的黑白CMOS摄像头。

4.如权利要求1所述的疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，所述补光装置包括：

与所述成像装置连接的图像处理单元，用于根据所述面部图像的质量输出补光信号；

光强控制单元，用于根据所述补光信号输出强度信号；

照明灯，用于根据所述强度信号以相应强度的光线照射所述驾驶人的面部。

5.如权利要求4所述的疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，所述照明灯为红外LED阵列。

6.如权利要求1所述的疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，所述疲劳监测装置包括：

眼部图像获取单元，用于根据ASM（Active Shape Model，主动形态模型）算法从所述面部图像得到所述驾驶人的眼部图像；

第一计算单元，用于根据所述眼部图像计算得到t₁、t₂、t₃和t₄，所述t₁为眼睛完全睁开到闭合20%的时间，所述t₂为眼睛完全睁开到闭合80%的时间，所述t₃为眼睛完全睁开到下一次睁开20%的时间，所述t₄为眼睛完全睁开到下一次睁开80%的时间；

第二计算单元，用于根据公式f=（t₃-t₂）/（t₄-t₁）计算得到眼睛闭合百分率f；当所述眼睛闭合百分率f大于0.15时，确认所述驾驶人处于疲劳状态，并输出所述提醒指令。

7.如权利要求1所述的疲劳驾驶监测提醒系统，其特征在于，所述提醒装置包括：

声波信号输出单元，用于根究所述提醒指令输出声波信号；

定向发声器，用于根据所述声波信号向驾驶人发出定向声音。

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