CN105109448A - 一种汽车安全带正确佩戴的检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车安全带正确佩戴的检测系统，其特征在于：所述的检测系统包括图像采集单元采集驾驶人员身上的安全带图像后送入图像处理单元，图像处理单元对安全带图像进行判断，并控制报警单元进行声光报警。由于采用上述的结构，本发明通过检测驾驶员区域线段角度，搜索满足佩戴条件的安全带特征线段，根据特征线段类型进行判断，可以有效地识别安全带的佩戴方式，克服驾驶员不正确佩戴安全带造成的检测误差。

Description

一种汽车安全带正确佩戴的检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及汽车安全带的使用检测，特别涉及一种汽车安全带正确佩戴的检测系统及其检测方法。

背景技术

安全带作为最有效的车内安全保护装置，当汽车紧急制动时，安全带将驾驶员束缚在座椅上，防止或减少驾驶员受到二次冲撞的伤害。在危险情况发生时，安全带的正确佩戴可以大幅降低伤亡率。然而出于各种原因，驾驶员不佩戴安全带或不正确佩戴安全带的情况时有发生。

目前主要的安全带佩戴检测方式，是在安全带卡槽处安装锁扣传感器，汽车启动后安全带未扣入卡槽，检测系统就会发出提示。但驾驶员在驾车过程中仍存在使检测失效的不正确佩戴行为，主要有三种：1.不佩戴安全带，使用独立的卡扣替代安全带卡扣插在卡槽处；2.空座时将安全带系在椅背上，上车就坐时安全带靠在身后；3.空座时将安全带系在椅背上，上车后将肩带从身后拉出跨在胸前。

针对上述问题，提供一种新型的检测系统，可以有效地识别安全带的佩戴方式是否正确，提高行车的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种汽车安全带正确佩戴的检测系统及其检测方法，可以有效地识别安全带的佩戴方式是否正确，达到提高行车安全性的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种汽车安全带正确佩戴的检测系统，其特征在于：所述的检测系统包括图像采集单元采集驾驶人员身上的安全带图像后送入图像处理单元，图像处理单元对安全带图像进行判断，并控制报警单元进行声光报警。

所述的图像采集单元设置在汽车仪表总成上，图像采集单元的摄像头正对驾驶员。

所述的安全带在驾驶员的肩部和胸部设有反光条，便于图像处理单元进行图像判断。

所述的检测系统获取待检测的驾驶员图像后将驾驶员肩部区域设为第一检测区域，在该区域内搜索角度介于35度与55度之间的线段，判定为斜跨的安全带肩带线段，当判定角度不在范围内则判断为未系安全带；再将驾驶员胸前区域设为第二检测区域，在该区域内搜索角度介于40度与50度之间的线段，判定为安全带肩带线段；角度介于-5度与5度之间的线段，判定为安全带腰带线段，当判定角度不在范围内则判断为未系安全带。

所述的图像采集单元在获取车内摄像头拍摄的驾驶员图像后进行彩色图像灰度化处理，用3×3模板的中值滤波去除图像中的噪声，再采用直方图均衡化处理增强图像对比度，最后采用Canny算子进行边缘检测。

所述的图像处理单元在对第一检测区域进行判断时首先利用Hough变换，从第一检测区域边缘图像中检测出可能为安全带边缘的直线段，记为lines1(i){point1,point2},i＝1,2,3,…,n，其中point1(x_i1,y_i1)为线段起点，point2(x_i2,y_i2)为线段终点，n为检测到的线段个数；同时在第一检测区域内计算线段倾斜角angle1(i)

$angle1\left(i\right)=arctan\left(\frac{y_{i2}-y_{i1}}{x_{i2}-x_{i1}}\right)\×\frac{180}{\mathrm{\π}},i=1,2,3,...,n$

搜索倾斜角满足35°<angle1(i)<55°的线段，满足条件的线段判定为斜跨的安全带特征线段，由此判断安全带已扣入卡槽，否则判断安全带未扣入卡槽，即驾驶员未佩戴安全带。

所述的图像处理单元在对第二检测区域进行判断时利用Hough变换，从第二检测区域边缘图像中检测出可能为安全带边缘的直线段，记为lines2(i){point1,point2},i＝1,2,3,…,n，其中point1(x_i1,y_i1)为线段起点，point2(x_i2,y_i2)为线段终点，n为检测到的线段个数，计算线段倾斜角angle2(i)

$angle2\left(i\right)=arctan\left(\frac{y_{i2}-y_{i1}}{x_{i2}-x_{i1}}\right)\&times;\frac{180}{\mathrm{\&pi;}},i=1,2,3,...,n$

图像处理单元搜索倾斜角满足40°<angle2(i)<50°的线段，满足条件的线段判定为安全带肩带特征线段，由此判断驾驶员佩戴肩带；图像处理单元搜索斜角满足-5°<angle2(i)<5°的线段，满足条件的线段判定为安全带腰带特征线段。

所述的检测装置在判断驾驶员同时佩戴肩带与腰带，为正确的佩戴方式；如果判断出驾驶员只佩戴肩带，未判断出腰带则为不正确的佩戴方式控制报警单元进行报警；如果未判断出肩带与腰带，则驾驶员未佩戴安全带控制报警单元进行报警。

一种汽车安全带正确佩戴的检测系统，由于采用上述的结构，本发明通过检测驾驶员区域线段角度，搜索满足佩戴条件的安全带特征线段，根据特征线段类型进行判断，可以有效地识别安全带的佩戴方式，克服驾驶员不正确佩戴安全带造成的检测误差。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种汽车安全带正确佩戴的检测系统结构示意图；

图2为本发明一种汽车安全带正确佩戴的检测系统逻辑判断流程图；

在图1中，1、图像采集单元；2、图像处理单元；3、报警单元。

具体实施方式

本发明提出一种基于角度识别的安全带佩戴检测方法。此方法通过检测驾驶员区域线段角度，搜索满足佩戴条件的安全带特征线段，根据特征线段类型进行判断，可以有效地识别安全带的佩戴方式，克服驾驶员不正确佩戴安全带造成的检测误差。

具体如图1所示，本发明包括图像采集单元1采集驾驶人员身上的安全带图像后送入图像处理单元2，图像处理单元2对安全带图像进行判断，并控制报警单元3进行声光报警。图像采集单元1设置在汽车仪表总成上，图像采集单元1的摄像头正对驾驶员。安全带在驾驶员的肩部和胸部设有反光条，便于图像处理单元2进行图像判断。

如图2所示，检测系统获取待检测的驾驶员图像后将驾驶员肩部区域设为第一检测区域，在该区域内搜索角度介于35度与55度之间的线段，判定为斜跨的安全带肩带线段，当判定角度不在范围内则判断为未系安全带；再将驾驶员胸前区域设为第二检测区域，在该区域内搜索角度介于40度与50度之间的线段，判定为安全带肩带线段；角度介于-5度与5度之间的线段，判定为安全带腰带线段，当判定角度不在范围内则判断为未系安全带。

图像采集单元1在获取车内摄像头拍摄的驾驶员图像后进行彩色图像灰度化处理，用3×3模板的中值滤波去除图像中的噪声，再采用直方图均衡化处理增强图像对比度，最后采用Canny算子进行边缘检测。

图像处理单元2在对第一检测区域进行判断时首先利用Hough变换，从第一检测区域边缘图像中检测出可能为安全带边缘的直线段，记为lines1(i){point1,point2},i＝1,2,3,…,n，其中point1(x_i1,y_i1)为线段起点，point2(x_i2,y_i2)为线段终点，n为检测到的线段个数；同时在第一检测区域内计算线段倾斜角angle1(i)

$angle1\left(i\right)=arctan\left(\frac{y_{i2}-y_{i1}}{x_{i2}-x_{i1}}\right)\&times;\frac{180}{\mathrm{\&pi;}},i=1,2,3,...,n$

搜索倾斜角满足35°<angle1(i)<55°的线段，满足条件的线段判定为斜跨的安全带特征线段，由此判断安全带已扣入卡槽，否则判断安全带未扣入卡槽，即驾驶员未佩戴安全带。

图像处理单元2在对第二检测区域进行判断时利用Hough变换，从第二检测区域边缘图像中检测出可能为安全带边缘的直线段，记为lines2(i){point1,point2},i＝1,2,3,…,n，其中point1(x_i1,y_i1)为线段起点，point2(x_i2,y_i2)为线段终点，n为检测到的线段个数，计算线段倾斜角angle2(i)

$angle2\left(i\right)=arctan\left(\frac{y_{i2}-y_{i1}}{x_{i2}-x_{i1}}\right)\&times;\frac{180}{\mathrm{\&pi;}},i=1,2,3,...,n$

图像处理单元2搜索倾斜角满足40°<angle2(i)<50°的线段，满足条件的线段判定为安全带肩带特征线段，由此判断驾驶员佩戴肩带；图像处理单元搜索斜角满足-5°<angle2(i)<5°的线段，满足条件的线段判定为安全带腰带特征线段。

检测装置在判断驾驶员同时佩戴肩带与腰带，为正确的佩戴方式；如果判断出驾驶员只佩戴肩带，未判断出腰带则为不正确的佩戴方式控制报警单元进行报警；如果未判断出肩带与腰带，则驾驶员未佩戴安全带控制报警单元进行报警。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车安全带正确佩戴的检测系统，其特征在于：所述的检测系统包括图像采集单元(1)采集驾驶人员身上的安全带图像后送入图像处理单元(2)，图像处理单元(2)对安全带图像进行判断，并控制报警单元(3)进行声光报警。

2.根据权利要求1所述的一种汽车安全带正确佩戴的检测系统，其特征在于：所述的图像采集单元(1)设置在汽车仪表总成上，图像采集单元(1)的摄像头正对驾驶员。

3.根据权利要求1所述的一种汽车安全带正确佩戴的检测系统，其特征在于：所述的安全带在驾驶员的肩部和胸部设有反光条，便于图像处理单元(2)进行图像判断。

4.一种汽车安全带正确佩戴的检测系统的检测方法，其特征在于：所述的检测系统获取待检测的驾驶员图像后将驾驶员肩部区域设为第一检测区域，在该区域内搜索角度介于35度与55度之间的线段，判定为斜跨的安全带肩带线段，当判定角度不在范围内则判断为未系安全带；再将驾驶员胸前区域设为第二检测区域，在该区域内搜索角度介于40度与50度之间的线段，判定为安全带肩带线段；角度介于-5度与5度之间的线段，判定为安全带腰带线段，当判定角度不在范围内则判断为未系安全带。

5.根据权利要求4所述的一种汽车安全带正确佩戴的检测系统的检测方法，其特征在于：所述的图像采集单元(1)在获取车内摄像头拍摄的驾驶员图像后进行彩色图像灰度化处理，用3×3模板的中值滤波去除图像中的噪声，再采用直方图均衡化处理增强图像对比度，最后采用Canny算子进行边缘检测。

6.根据权利要求4所述的一种汽车安全带正确佩戴的检测系统的检测方法，其特征在于：所述的图像处理单元(2)在对第一检测区域进行判断时首先利用Hough变换，从第一检测区域边缘图像中检测出可能为安全带边缘的直线段，记为lines1(i){point1,point2},i＝1,2,3,…,n，其中point1(x_i1,y_i1)为线段起点，point2(x_i2,y_i2)为线段终点，n为检测到的线段个数；同时在第一检测区域内计算线段倾斜角angle1(i)

$angle1\left(i\right)=arctan\left(\frac{y_{i2}-y_{i1}}{x_{i2}-x_{i1}}\right)\&times;\frac{180}{\mathrm{\&pi;}},i=1,2,3,...,n$

搜索倾斜角满足35°<angle1(i)<55°的线段，满足条件的线段判定为斜跨的安全带特征线段，由此判断安全带已扣入卡槽，否则判断安全带未扣入卡槽，即驾驶员未佩戴安全带。

7.根据权利要求4所述的一种汽车安全带正确佩戴的检测系统的检测方法，其特征在于：所述的图像处理单元(2)在对第二检测区域进行判断时利用Hough变换，从第二检测区域边缘图像中检测出可能为安全带边缘的直线段，记为lines2(i){point1,point2},i＝1,2,3,…,n，其中point1(x_i1,y_i1)为线段起点，point2(x_i2,y_i2)为线段终点，n为检测到的线段个数，计算线段倾斜角angle2(i)

$angle2\left(i\right)=arctan\left(\frac{y_{i2}-y_{i1}}{x_{i2}-x_{i1}}\right)\&times;\frac{180}{\mathrm{\&pi;}},i=1,2,3,...,n$

图像处理单元搜索倾斜角满足40°<angle2(i)<50°的线段，满足条件的线段判定为安全带肩带特征线段，由此判断驾驶员佩戴肩带；图像处理单元搜索斜角满足-5°<angle2(i)<5°的线段，满足条件的线段判定为安全带腰带特征线段。

8.根据权利要求4所述的一种汽车安全带正确佩戴的检测系统的检测方法，其特征在于：所述的检测装置在判断驾驶员同时佩戴肩带与腰带，为正确的佩戴方式；如果判断出驾驶员只佩戴肩带，未判断出腰带则为不正确的佩戴方式控制报警单元进行报警；如果未判断出肩带与腰带，则驾驶员未佩戴安全带控制报警单元进行报警。