CN105374162A

CN105374162A - 用于警告瞌睡驾驶的系统和方法

Info

Publication number: CN105374162A
Application number: CN201410803163.3A
Authority: CN
Inventors: 金镇权; 金三龙; 郑镐铁; 李秉俊
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-03-02
Also published as: US20160052524A1

Abstract

本发明提供用于警告瞌睡驾驶的系统和方法。该系统包括配置成分析车辆的驾驶模式以检测危险驾驶模式的控制器。另外，控制器配置成分析驾驶员的面部图像以检测预定时间段或更久的眼部模式。此外，控制器配置成当同时检测到眼睛闭合预定时间段或更久和危险驾驶模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

Description

用于警告瞌睡驾驶的系统和方法

相关专利申请的交叉引用

本专利申请基于并要求于2014年8月25日提出的韩国专利申请No.10-2014-0110950的优先权权益，该申请的全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本公开涉及用于警告瞌睡驾驶的系统和方法，并且更具体而言，涉及用于通过组合并分析驾驶员面部图像和驾驶模式信息来确定瞌睡驾驶状态的系统和方法。

背景技术

瞌睡驾驶(drowsydriving)由于驾驶员不会完全意识到他周围的其他驾驶员，因此是安全驾驶的障碍。是否可以防止瞌睡驾驶可取决于驾驶员。然而，当疲劳的驾驶员操作车辆时，事故可能在驾驶员意识到疲劳状态之前便发生。根据现有技术，通过拍摄驾驶员眼睛的闭合、头部的降低等来确定瞌睡驾驶。然而，由于根据现有技术的用于警告瞌睡驾驶的系统已经配置成仅当疲劳模式被累积时并且当这样的模式维持达预定时间或更久时执行警报，并且在相当长的疲劳时间未执行警报，因此会降低其效果。

发明内容

本公开的一个方面提供可以配置成通过组合驾驶员的状态和驾驶模式信息以更准确地确定疲劳(例如，不安全的)驾驶状态并警告驾驶员来启动安全驾驶的用于警告瞌睡驾驶的系统和方法。

根据本公开的示例性实施方式，用于警告瞌睡驾驶的系统可以包括：驾驶模式分析器，其配置成分析车辆的驾驶模式并检测危险驾驶模式；驾驶员面部图像分析器，其配置成分析驾驶员的面部图像，并在面部图像中检测眼睛模式维持达预定时间段或更久；以及瞌睡驾驶确定器，其配置成当同时检测到眼睛闭合达预定时间段或更久和危险驾驶模式时，确定驾驶员当前正在瞌睡时驾驶。该系统还可以包括：警报器，其配置成输出选自警报声音、警报短语和警报振动中的至少一者；以及控制器，其配置成当瞌睡驾驶确定器确定驾驶员正在瞌睡时驾驶时，执行警报器的输出。

危险驾驶模式可以包括选自锯齿形模式、转向过度模式、转向不足模式、车道违反模式和车辆跟随错误模式中的至少一者。驾驶员面部图像分析器可以配置成检测驾驶员的眼睛睁开或闭合的状态以检测眼睛闭合达预定时间段或更久。另外，驾驶员面部图像分析器可以配置成检测闭眼模式内的驾驶员的半闭合眼睛。瞌睡驾驶确定器可以配置成当同时检测到眼睛闭合达预定时间段或更久和转向不足模式时，确定驾驶员可能正在瞌睡时驾驶。另外，瞌睡驾驶确定器可以配置成当眼睛闭合达预定时间段或更久后驾驶员的眼睛睁开之后检测到转向过度模式时，确定驾驶员可能正在瞌睡时驾驶。另外，瞌睡驾驶确定器可以配置成当检测到眼睛闭合达预定时间段或更久时维持相当快的横向速度时，确定驾驶员可能正在瞌睡时驾驶。

根据本公开，用于警告瞌睡驾驶的方法可以包括：通过控制器同时分析驾驶模式和闭眼模式达预定时间段或更久；以及通过控制器，当检测到危险驾驶模式和闭眼模式达预定时间段或更久时，确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶。该方法还可以包括通过控制器，响应于确定驾驶员正在瞌睡时驾驶而输出选自警报短语、警报声音和警报振动中的至少一者作为瞌睡驾驶警报。

确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶可以包括，通过控制器，当同时检测到眼睛闭合达预定时间段或更久和转向不足模式时，确定驾驶员可能正在瞌睡时驾驶。另外，确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶可以包括，通过控制器，当眼睛闭合达预定时间段或更久后驾驶员的眼睛睁开之后检测到转向过度模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。此外，确定驾驶员是否可能正在瞌睡时驾驶可以包括，通过控制器，当检测到眼睛闭合达预定时间段或更久时维持相当快的横向速度时，确定驾驶员可能正在瞌睡时驾驶。

附图说明

本发明的上面和其他目的、特征及优点将从以下结合附图的详细描述中更显而易见。

图1是根据本公开的示例性实施方式的用于警告瞌睡驾驶的系统的示例性配置示意图；

图2是示出根据本公开示例性实施方式的用于警告瞌睡驾驶的方法的示例性示意图；

图3A是描述根据本公开的第一示例性实施方式的用于检测瞌睡驾驶的条件的示例性示意图；

图3B是描述根据本公开的第一示例性实施方式的用于检测瞌睡驾驶的方法的示例性图表；

图4A是描述根据本公开的第二示例性实施方式的用于检测瞌睡驾驶的条件的示例性示意图；

图4B是描述根据本公开的第二示例性实施方式的用于检测瞌睡驾驶的方法的示例性图表；

图5A是描述根据本公开的第三示例性实施方式的用于检测瞌睡驾驶的条件的示例性示意图；

图5B是描述根据本公开第三示例性实施方式的用于检测瞌睡驾驶的方法的示例性图表。

附图中各个元件的符号：

100：驾驶模式分析器

200：驾驶员面部图像分析器

300：瞌睡驾驶确定器

400：控制器

500：警报器

具体实施方式

应当理解此处使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括，诸如包括运动用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、多种商用车辆的载客汽车的机动车辆，包括各种船和艇的水运工具，航行器等，并且包括混合动力车、电动车辆、内燃车辆、插入式混合电动车辆、氢动力车辆和其它可选的燃料车辆(例如从除了石油以外的资源中获得的燃料)。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解的是，也可以通过一个或多个模块来执行示例性过程。此外，应当理解的是，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储模块并且处理器具体地配置成执行所述模块以执行在下面进一步描述的一个或多个过程。

此外，本发明的控制逻辑可以实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非临时性计算机可读媒介。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布在网络耦合的计算机系统中，从而例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分布式方式存储并执行计算机可读媒介。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的并且不旨在限制发明。如本文所使用的，除非上下文中清楚地另外指出，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”、和“该”也旨在包括复数形式。应当进一步理解的是，当使用在本说明书中时，术语“包括”和/或“包括有”具体指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组成的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组成和/或其组合的存在或添加。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个关联列出项目的任何或全部组合。

除非特别指明或从上下文明显，如本文所用，术语“大约”理解为在本领域中正常容差的范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“大约”可以理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另有清楚说明，否则这里所提供的所有数值都由术语“大约”修饰。

以下，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以便本领域技术人员可以容易地实现本公开的实质。

本公开涉及能够通过同时考虑驾驶员状态信息和驾驶模式信息的更准确地确定驾驶员瞌睡驾驶的系统和方法。以下，将参考图1至图5B详细描述本公开的示例性实施方式。图1是根据本公开的示例性实施方式的用于警告瞌睡驾驶的系统的示例性配置示意图。根据本公开示例性实施方式的用于警告瞌睡驾驶的系统可以包括驾驶模式分析器100、驾驶员面部图像分析器200、瞌睡驾驶确定器300、控制器400和警报器500。控制器400可以配置成操作驾驶模式分析器、驾驶员面部图像分析器200、瞌睡驾驶确定器300和警报器500。

驾驶模式分析器100可以配置成分析车辆的驾驶状态，并且确定车辆的驾驶状态是否为危险驾驶模式状态(例如，会增加事故风险的状态)。相应地，危险驾驶状态可以包括锯齿形模式(例如，前后漂动)、转向过度模式(例如，方向盘过度转向)、转向不足模式(例如，方向盘转向不足)、车道违反模式(例如，穿过行驶车道线)、车道跟随错误模式(例如，未跟随行驶车道线)等。具体而言，尽管未图示，但是驾驶模式分析器100可以配置成使用转向角传感器(未图示)、变速箱(未图示)、雷达(未图示)等来搜集转向信息、变速箱信息、车道信息等。

驾驶员面部图像分析器200可以配置成使用通过利用成像设备(例如，照相机、摄影机等)(未图示)等对驾驶员的前面(眼睛)成像而获得的图像数据从面部图像中分析驾驶员的眼睛的开闭以及驾驶员的眼睛是否闭合达预定时间段或更久。例如，当驾驶员的眼睛闭合达约0.5秒或更久时，这边可以确定为相当久的闭眼。另外，当眼睛半闭合时也可以确定为闭合状态。瞌睡驾驶确定器300可以配置成通过同时组合驾驶模式分析器100和驾驶员面部图像分析器200的分析结果来确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶。

用于确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶的条件可以由下列三个条件表示。第一，瞌睡驾驶确定器300可以配置成当同时检测到相当久的闭眼模式(例如，当眼睛闭合达约0.5秒或更久时)和如图3A所示的转向不足模式时，则确定驾驶员处于瞌睡驾驶状态。参考图3B，应当理解，当维持转向角或转向扭矩(例如，达约2秒或更久)并且同时出现相当久的闭眼模式时，时间段A会出现。基于上述，瞌睡驾驶确定器300可以配置成确定在图3B的时间段A内驾驶员正在瞌睡时驾驶。

第二，瞌睡驾驶确定器300可以配置成当检测到转向过度模式并且在相当久的闭眼模式之后如图4B所示驾驶员的眼睛睁开(例如，图4B的时间段B)时，则确定驾驶员处于正在瞌睡时驾驶。换言之，参考图4A，瞌睡驾驶确定器300可以配置成当在以驾驶不足模式驾驶的同时转向角或转向扭矩突然改变(例如，约5°或更大)时，确定转向过度模式。转向过度模式可以发生在转向不足模式并且第一条件和第二条件都被满足之后，并且可以确定为瞌睡驾驶。第三，瞌睡驾驶传感器300可以配置成当如图5A所示车辆未在行驶车道线内行驶并且同时检测到相当久的闭眼模式时，确定驾驶员处于瞌睡驾驶状态。

参考图5B，当在极点发生位置(例如，时间段C、D、E)处发生闭眼时，控制器可以配置成确定驾驶员不处于瞌睡驾驶状态(例如，不存在事故风险)。但是，当检测到相当快的横向速度和相当久的闭眼时，控制器可以配置成确定驾驶员处于瞌睡驾驶状态。换言之，瞌睡驾驶确定器300可以配置成，当在车道内的横向位置的两个极点(图5A的时间H、I)之间出现相当久的闭眼模式时，确定驾驶员处于瞌睡驾驶状态，并且确定在该两个极点(例如，时间H、I)之间是否同时检测到转向不足模式和相当久的闭眼模式。当满足上述三个条件中的至少一个时，可以确定瞌睡驾驶。另外，为了增加瞌睡驾驶确定的精确度，可以在三个条件均被满足时确定瞌睡驾驶。

控制器400可以配置成，当瞌睡驾驶确定器300确定驾驶员当前正在瞌睡时驾驶时，将警报输出请求信号传送至警报器500。警报器500可以配置成输出警报。警报可以包括警报短语、警报声音、警报振动等。相应地，用于警告瞌睡驾驶的系统可以包括配置成显示警报短语的显示器(未图示)、配置成输出警报声音的扬声器(未图示)、配置成输出警报振动的触觉板(未图示)。

以下，将参考图2详细描述根据本公开示例性实施方式的用于警告瞌睡驾驶的方法。首先，车辆启动(S101)，当车辆被驱动时(S102)，该方法可以包括通过控制器同时分析驾驶模式和闭眼模式达预定时间或更久(S103)。另外，该方法可以包括通过控制器，当检测到危险驾驶模式和闭眼模式达预定时间段或更久时，确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶(S104)。换言之，驾驶员是否正在瞌睡时驾驶可以通过控制器确定在相当久的闭眼模式出现的同时可能是危险驾驶模式的转向不足模式、转向过度模式和车辆跟随错误模式中的至少一者是否已经出现来确定。

当同时检测到相当久的闭眼模式和危险驾驶模式时，该方法可以包括通过控制器确定驾驶员正在瞌睡时驾驶(S105)并且输出警报500(S106)。相应地，本公开可以确定当同时检测到危险驾驶模式和相当久的闭眼模式时，驾驶员处于瞌睡驾驶状态。因此，驾驶员是否正在瞌睡时驾驶可以通过同时使用车辆的驾驶模式和闭眼模式来确定，从而可以提高确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶的精确度。如上所述，本技术可以通过更准确地确定瞌睡驾驶并警告驾驶员来提高驾驶员的安全性。上面所描述的本公开的示例性实施方式以示例性的目的提供。因此，本领域技术人员将理解，在不偏离在所附权利要求所公开的本公开的范围和实质的情况下，各种修改、改变、变型和添加均是可能的，并且这样的修改、改变、替代和添加落入本公开的范围内。

Claims

1.一种用于警告瞌睡驾驶的系统，包括：

存储器，其配置成存储程序指令；以及

控制器，其配置成执行所述程序指令，所述程序指令在执行时配置成：

分析车辆的驾驶模式；

检测危险驾驶模式；

分析驾驶员的面部图像；

在所述面部图像中检测眼睛模式达预定时间段或更久；以及

当同时检测到眼睛闭合达所述预定时间段或更久和所述危险驾驶模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述程序指令在执行时还配置成输出选自警报声音、警报短语和警报振动中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述危险驾驶模式包括选自锯齿形模式、转向过度模式、转向不足模式、车道违反模式和车道跟随错误模式中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述程序指令在执行时还配置成：

检测驾驶员的眼睛睁开或闭合，以检测眼睛闭合达所述预定时间段或更久，

眼睛闭合包括驾驶员的眼睛半闭合。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述程序指令在执行时还配置成：

当同时检测到眼睛闭合达所述预定时间段或更久和转向不足模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述程序指令在执行时还配置成：

当眼睛闭合达所述预定时间段或更久后驾驶员的眼睛睁开之后检测到转向过度模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述程序指令在执行时还配置成：

当检测到眼睛闭合达所述预定时间段或更久时维持相当快的横向速度时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

8.一种用于警告瞌睡驾驶的方法，所述方法包括：

通过控制器同时分析驾驶模式并且从面部图像中分析闭眼模式达预定时间段或更久；以及

通过所述控制器，当检测到危险驾驶模式和所述闭眼模式达所述预定时间段或更久时，确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

还包括当确定驾驶员正在瞌睡时驾驶时，通过所述控制器输出选自警报短语、警报声音和警报振动中的至少一者，作为瞌睡驾驶警报。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶包括：

通过所述控制器，当同时检测到所述眼睛闭合达所述预定时间段或更久和转向不足模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，

确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶包括：

通过所述控制器，当从面部图像中所述眼睛闭合达所述预定时间段或更久后驾驶员的眼睛睁开之后检测到转向过度模式时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，

确定驾驶员是否正在瞌睡时驾驶包括：

通过所述控制器，当检测到眼睛闭合达所述预定时间段或更久时维持相当快的横向速度时，确定驾驶员正在瞌睡时驾驶。