CN103871200B - 用于汽车驾驶的安全提醒系统及方法 - Google Patents

Abstract

用于汽车驾驶的安全提醒系统，包括车载终端和后台服务器；后台服务器处理车载终端上传的视频图像，依此决定是否发送控制指令；车载终端根据控制指令进行报警。用于汽车驾驶的安全提醒方法，包括：S1、使用车载终端实时采集视频图像并将其上传；S2、后台服务器对视频图像进行人脸识别获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；S3、将人脸表情的模板数据进行检索识别并生成相似度；S4、判断相似度是否达到预定阀值，如是，则S5；如否，则S1；S5、根据比较结果生成控制指令并将其发送至车载终端；S6、车载终端根据控制指令对驾驶员进行报警提示。本发明可判断驾驶是否安全，并自动提醒驾驶员，提高行车的安全性。

Description

用于汽车驾驶的安全提醒系统及方法

技术领域

本发明涉及交通安全保护领域，尤其涉及一种用于汽车驾驶的安全提醒系统及方法。

背景技术

在交通事故频发的今天，行车中的人身安全保护越来越为人们所重视。在众多交通事故中，不难发现大部分交通事故的发生，与驾驶员精神不集中、疲劳驾驶等主观因素有关。

目前，现有的行车安全提醒装置基本都是通过检测车速是否超过一定的安全范围来确定是否向驾驶员发出警报。本领域尚缺乏能够实时监测驾驶员的精神状态，并根据其精神状态来确定是否发出警报的行车安全提醒系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术不能根据驾驶员身体状态来提醒驾驶员的缺陷，提供一种汽车驾驶的安全提醒系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

根据本发明的一方面，提供一种汽车驾驶的安全提醒系统，包括车载终端和与车载终端无线通信的后台服务器。

优选的，所述车载终端包括微处理器、摄像模块、存储模块、报警控制模块、报警设备及第一通信模块。其中，

摄像模块与微处理器相连，用于实时获取具有驾驶员人脸图像的视频图像；

存储模块与微处理器相连，用于存储资料；

报警控制模块与微处理器相连，用于根据接收的控制指令发出报警指令；

报警设备与报警控制模块相连，用于根据接收的报警指令进行报警；

第一通信模块与微处理器相连，用于将视频图像上传至后台服务器并从其接收控制指令。

优选的，所述后台服务器处理车载终端上传的视频图像，分析视频图像以判断驾驶员的表情及精神状态，并根据驾驶员的精神状态决定是否向车载终端发送控制指令；当车载终端从后台服务器接收到控制指令时，微处理器将控制指令发送至报警控制模块，报警控制模块根据控制指令发送报警指令以控制报警设备对驾驶员进行安全报警提示。

优选的，所述后台服务器包括处理器、人脸表情数据库、人脸表情识别模块、识别比较模块、判断模块及第二通信模块。其中，

人脸表情数据库与处理器相连，用于存储各种人脸表情的人脸特征模板；

人脸表情识别模块与处理器相连，用于对视频图像进行人脸识别并获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；

识别比较模块与人脸表情数据库和人脸表情识别模块相连，将人脸表情的模板数据在人脸表情数据库中进行检索识别并生成相似度；

判断模块与处理器和识别比较模块相连，用于将相似度与阈值进行比较并根据比较结果生成控制指令；

第二通信模块与处理器相连，用于接收摄像终端上传的视频图像并向其发送控制指令。

优选的，所述车载终端还包括定位模块；定位模块与微处理器相连，用于获取车载终端的实时位置信息。

优选的，所述报警设备包括语音模块。

优选的，所述报警设备还包括指示灯。

优选的，所述摄像模块为CCD高清视频采集模块，且摄像模块安装于驾驶员前方。

根据本发明的另一方面，提供一种汽车驾驶的安全提醒方法，应用于包括车载终端和后台服务器的汽车驾驶的安全提醒系统，包括以下步骤：

S1、使用车载终端实时采集驾驶员的视频图像并将其上传至后台服务器；

S2、使用后台服务器对视频图像进行人脸识别获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；

S3、将人脸表情的模板数据在后台服务器中进行检索识别并生成相似度；

S4、判断相似度是否达到预定阈值，如是，则执行步骤S5；如否，则返回步骤S1；

S5、后台服务器生成控制指令并将其发送至车载终端；

S6、车载终端根据控制指令进行报警提示。

优选的，所述控制指令根据驾驶员的脸部不同表情确定。

优选的，所述驾驶员的脸部不同表情的种类根据人脸表情的模板数据与后台服务器中的人脸特征模板进行比较来判断。

实施本发明的汽车驾驶的安全提醒系统和方法，具有如下优点或有益效果：可通过实时检测驾驶员的精神状态判断当前的驾驶是否安全，并在驾驶员精神状态不佳时自动提醒驾驶员，提高行车的安全性。同时本发明也可为提供对正在开车的驾驶员进行远程实时监控的方法，可及时掌握驾驶员的精神状态，确保营运安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，附图中：

图1是本发明汽车驾驶的安全提醒系统第一实施例的结构示意图；

图2是本发明汽车驾驶的安全提醒系统第二实施例的结构示意图；

图3是本发明汽车驾驶的安全提醒方法实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明提供的一种汽车驾驶的安全提醒系统实施例中，如图1所示，包括车载终端1和与车载终端1无线通信的后台服务器2。

所述后台服务器2处理车载终端1上传的视频图像，分析视频图像以判断驾驶员的表情及精神状态，并根据驾驶员的精神状态决定是否向车载终端1发送控制指令；当车载终端1从后台服务器2接收到控制指令时，微处理器11将控制指令发送至报警控制模块14，报警控制模块14发送报警指令以控制报警设备15进行报警。

所述车载终端1包括微处理器11、摄像模块12、存储模块13、报警控制模块14、报警设备15及第一通信模块16。其中，

摄像模块12与微处理器11相连，用于实时获取具有驾驶员人脸图像的视频图像；摄像模块12为摄像模块12为CCD高清视频采集模块，为了获取清晰的驾驶员的人脸图像，该摄像模块12安装于驾驶员正前方，对驾驶员脸部图像进行采集，尤其是与人脸表情相关的数据（例如五官的大小、形状及位置、面部运动情况、面部颜色等）进行记录。

存储模块13与微处理器11相连，用于存储资料；例如，用于存储车载终端1的系统资料，以及在网络不通时，存储摄像模块获取的视频图像等。

报警控制模块14与微处理器11相连，用于根据接收的控制指令发出报警指令；

报警设备15与报警控制模块14相连，用于根据接收的报警指令进行报警；报警设备15可以为用于发出语音提示驾驶员的语音模块，另外，报警设备15还可进一步包括指示灯，在语音模块发出语音提示同时发出闪光灯对驾驶员进行更为直观的提示。

第一通信模块16与微处理器11相连，用于将视频图像上传至后台服务器2并从其接收控制指令；

定位模块17与微处理器11相连，用于获取安装有车载终端1的汽车的实时位置信息，将该位置信息发送给后台服务器2，同时也将该位置信息以现有的图像或语音手段告知驾驶员。根据该位置信息，后台服务器2可以获得安装有车载终端1的汽车所在的具体位置，便于进行监控或救援。同时，驾驶员也可根据该位置信息，判断到加油站或休息站点的距离，及时地调整车速、燃油使用状态，以及做好休息安排等。

如图2所示，所述后台服务器2包括处理器21、人脸表情数据库22、人脸表情识别模块23、识别比较模块24、判断模块25及第二通信模块26。

人脸表情数据库22与处理器21相连，用于存储各种人脸表情；

人脸表情识别模块23与处理器21相连，用于对视频图像进行人脸识别并获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；

识别比较模块24与处理器21、人脸表情数据库22和人脸表情识别模块23相连，用于将人脸表情在人脸表情数据库22中进行检索识别并生成相似度；

判断模块25与处理器21和识别判断模块24相连，将该相似度与阈值进行比较并根据比较结果生成控制指令；

第二通信模块26与处理器21相连，用于接收摄像终端1上传的视频图像并向其发送控制指令。

在本实施方式中，人脸表情识别模块23采集的表情识别方法是人脸识别技术中广泛采用的区域特征分析算法，它融合了计算机人脸识别图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点（具体地说，可以是与表情有关并且可以量化的脸部图像信息，例如五官的大小、形状及位置、面部运动情况、面部颜色等），利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型，即人脸特征模板。对应各种常见表情的人脸特征的人脸特征模板都储存在人脸表情数据库22中。当CCD高清视频采集模块12采集到当前的驾驶员的脸部图像信息后，人脸表情识别模块23可以将驾驶员当前的脸部图像与已有的人脸特征模板进行对比，计算出驾驶员当前脸部图像与各个已有模板的相似度。接下来，人脸表情识别模块23选择与驾驶员当前脸部图像相似度最高的一个模板，并判断该模板与驾驶员当前脸部图像的相似度是否达到预定阈值。若该模板与驾驶员当前脸部图像的相似度达到该阈值，则判断驾驶员当前的表情相当于该模板对应的表情种类。

如图3所示，汽车驾驶的安全提醒方法，具体步骤包括：

S1、使用一车载终端实时采集驾驶员的视频图像并将其上传至一后台服务器；

S2、使用后台服务器对视频图像进行人脸识别获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；

S3、将人脸表情的模板数据在后台服务器中进行检索识别并生成相似度；

S4、判断相似度是否达到一预定阀值，如是，则执行步骤S5；如否，则返回步骤S1；

S5、后台服务器根据比较结果生成控制指令并将其发送至车载终端；其中，该控制指令根据驾驶员的不同表情确定，而驾驶员的不同表情的种类根据人脸表情的模板数据与后台服务器中的人脸特征模板进行比较来判断。

S6、车载终端根据控制指令对驾驶员进行报警提示。

更为具体地，车载终端1在上传视频图像后，后台服务器2的人脸表情识别模块23对该视频进行人脸识别并获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据，进而识别比较模块24将该人脸表情的模板数据在人脸表情数据库22中进行检索识别，识别出与该人脸表情相似的人脸特征模板并生成相似度，判断模块25判断该相似度是否达到阈值，如符合，并判断该人脸表情是属于那种表情，如疲劳、愤怒、哀伤等，进而需要根据相应的表情，发出相应的控制指令。

当人脸表情识别模块23依照上述方法判断出驾驶员当前的表情种类后，则向车载终端1发送不同的控制指令。当车载终端1从后台服务器2接收到所述控制指令时，微处理器11将控制指令发送至报警控制模块14，报警控制模块14根据控制指令发送报警指令控制所述报警设备15对驾驶员进行安全报警提示。

例如，若人脸表情识别模块23检测到驾驶员的表情为“疲劳”，则依照上述方法通过语音模块发出“您当前过于疲劳，不适于驾驶”及指示灯闪烁等方式，提醒驾驶员，并进一步通过定位单元17获取车载终端1的当前位置信息，进而判断载有该车载终端1的汽车到前方休息站点的距离。若汽车行驶在高速公路上，则可通过语音模块提醒驾驶员准备休息；而在一般路况，则可以提醒驾驶员立即靠边停车休息。如检测到驾驶员的表情为“哀伤”“愤怒”，则通过语音模块播放一些动听的音乐给驾驶员，缓解其不良情况。

本发明的汽车驾驶的安全提醒系统，可广泛应用于汽车行业，尤其是公共交通（汽车客车、公交车、出租车等），均可通过该系统自动提醒驾驶员注意行车安全。可通过实时检测驾驶员的精神状态判断当前的驾驶员是否安全，并在驾驶员精神状态不佳时自动提醒驾驶员，提高行车的安全性。同时，本发明也可提供对正在开车的驾驶员进行远程实时监控的方法，可及时掌握驾驶员的精神状态，确保营运安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于汽车驾驶的安全提醒系统，其特征在于，包括车载终端(1)和与所述车载终端(1)无线通信的后台服务器(2)；

所述车载终端(1)包括微处理器(11)、摄像模块(12)、存储模块(13)、报警控制模块(14)、报警设备(15)及第一通信模块(16)；

所述摄像模块(12)与所述微处理器(11)相连，用于实时获取具有驾驶员人脸图像的视频图像；

所述存储模块(13)与所述微处理器(11)相连，用于存储资料；

所述报警控制模块(14)与所述微处理器(11)相连，用于根据接收的控制指令发出报警指令；

所述报警设备(15)与所述报警控制模块(14)相连，用于根据接收的所述报警指令进行报警；

第一通信模块(16)与所述微处理器(11)相连，用于将所述视频图像上传至所述后台服务器(2)并从其接收所述控制指令；

所述后台服务器(2)包括处理器(21)、人脸表情数据库(22)、人脸表情识别模块(23)、识别比较模块(24)、判断模块(25)及第二通信模块(26)；

所述人脸表情数据库(22)与所述处理器(21)相连，用于存储各种人脸表情的人脸特征模板；

所述人脸表情识别模块(23)与所述处理器(21)相连，用于对所述视频图像进行人脸识别并获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；

所述识别比较模块(24)与所述人脸表情数据库(22)和人脸表情识别模块(23)相连，用于将所述人脸表情的模板数据在所述人脸表情数据库(22)中进行检索识别并生成相似度；

所述判断模块(25)与所述处理器(21)和识别比较模块(24)相连，用于将所述相似度与阈值进行比较并根据比较结果生成所述控制指令；

所述第二通信模块(26)与所述处理器(21)相连，用于接收所述车载终端(1)上传的视频图像并向其发送所述控制指令；

当所述车载终端(1)从所述后台服务器(2)接收到所述控制指令时，所述微处理器(11)将所述控制指令发送至所述报警控制模块(14)，所述报警控制模块(14)根据所述控制指令发送所述报警指令以控制所述报警设备(15)对所述驾驶员进行安全报警提示。

2.根据权利要求1所述的用于汽车驾驶的安全提醒系统，其特征在于，所述车载终端(1)还包括定位模块(17)；

所述定位模块(17)与所述微处理器(11)相连，用于获取所述车载终端(1)的实时位置信息。

3.根据权利要求1所述的用于汽车驾驶的安全提醒系统，其特征在于，所述报警设备(15)包括语音模块。

4.根据权利要求3所述的汽车驾驶的安全提醒系统，其特征在于，所述报警设备(15)还包括指示灯。

5.根据权利要求1所述的用于汽车驾驶的安全提醒系统，其特征在于，所述摄像模块(12)为CCD高清视频采集模块。

6.根据权利要求5所述的用于汽车驾驶的安全提醒系统，其特征在于，所述摄像模块(12)安装于所述驾驶员前方。

7.一种用于汽车驾驶的安全提醒方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用车载终端实时采集驾驶员人脸图像的视频图像并将其上传至后台服务器；

S2、使用所述后台服务器对所述视频图像进行人脸识别获取人脸图像及生成人脸表情的模板数据；

S3、将所述人脸表情的模板数据在所述后台服务器中进行检索识别并生成相似度；

S4、判断所述相似度是否达到预定阈值，如是，则执行步骤S5；如否，则返回步骤S1；

S5、所述后台服务器根据比较结果生成控制指令并将其发送至所述车载终端；

S6、所述车载终端根据所述控制指令进行报警提示。

8.根据权利要求7所述的用于汽车驾驶的安全提醒方法，其特征在于，所述控制指令根据驾驶员的脸部不同表情确定。

9.根据权利要求8所述的用于汽车驾驶的安全提醒方法，其特征在于，所述驾驶员的脸部不同表情的种类根据所述人脸表情的模板数据与所述后台服务器中的人脸特征模板进行比较来判断。