CN105389948A - 一种预防司机疲劳驾驶的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种预防司机疲劳驾驶的系统及方法,包括判断车辆的行车速度是否为一预设时速值;在车辆的行车速度大于所述预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像;根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动;在方向盘在一定时间内没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。本发明的预防司机疲劳驾驶的系统及方法基于驾驶员的面部表情和方向盘操作动作来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态;并在驾驶员疲劳驾驶到一定程度时,除了提醒驾驶员本人外,还向周边行驶的驾驶员发出提醒,从而保证道路行车的安全。
Description
技术领域
本发明涉及驾驶监控的技术领域,特别是涉及一种预防司机疲劳驾驶的系统及方法。
背景技术
随着机动车数量的不断增长,交通安全成了人们关注的一个大问题。很多情况下,疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因之一。驾驶疲劳是指驾驶人在长时间连续行车后,产生生理机能和心理机能的失调,而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶人睡眠质量差或不足,长时间驾驶车辆,容易出现疲劳。驾驶疲劳会影响到驾驶人的注意、感觉、知觉、思维、判断、意志、决定和运动等诸方面。
因此,现有技术中出现了很多针对疲劳驾驶的检测、预防方案。如公开号为CN204632054U、发明名称为《一种镜面式智能防疲劳驾驶装置》的中国实用新型专利公开一种镜面式智能防疲劳驾驶装置,包括有疲劳信息采集装置、疲劳信息传感器、防止疲劳装置、防止疲劳执行器和控制器,疲劳信息传感器安装在疲劳信息采集装置上,防止疲劳执行器安装在防止疲劳装置上,控制器与疲劳信息传感器和防止疲劳执行器连接;疲劳信息采集装置包括有吊杆、上板和下板,吊杆安装在驾驶室顶棚上,上板与吊杆连接,下板设于上板下方,下板设有半圆形凹槽;疲劳信息传感器包括有激光接收板、光源和激光反射板,激光接收板设在上板上,光源安装在接收板中间,激光反射板安装在下板上;防止疲劳装置为U型耳夹,耳夹包括有壳体和内腔,内腔内设有防止疲劳执行器;防止疲劳执行器包括有钢带、防疲劳螺母、防疲劳电机和防疲劳螺杆,钢带安装在帽沿内,钢带设有松紧口,松紧口的左侧设有防疲劳螺母,松紧口的右侧设有防疲劳电机,防疲劳电机连接有防疲劳螺杆,防疲劳螺杆与防疲劳螺母连接,防疲劳电机与控制器连接。
再如公开号为CN104840204A、发明名称为《一种疲劳驾驶监控方法及设备》的中国发明专利公开一种疲劳驾驶监控设备,包括处理器,以及与所述处理器分别连接的监测单元、报警单元和充气单元,其中,所述处理器,用于获取监测结果,并根据所述监测结果向所述报警单元发送报警指示,以及在发送所述报警指示后若再次获取到所述监测结果,则向所述充气单元发送充气指示,所述监测结果用于指示驾驶员处于疲劳驾驶状态,所述报警指示用于指示所述报警单元报警,所述充气指示用于指示所述充气单元进行充气操作;所述监测单元,用于实时监测所述驾驶员的驾驶状态,并向所述处理器发送用于表征所述驾驶员的驾驶状态的数据;所述报警单元,用于接收所述处理器发送的所述报警指示,并根据所述报警指示报警;所述充气单元,用于接收所述处理器发送的所述充气指示,并根据所述充气指示进行充气操作。
然而,上述疲劳驾驶检测方案设计复杂,需要基于驾驶员的生理信号、生理反应特征以及车辆行驶轨迹等进行检测。特别对生理信号检测时,更是需要医学的专业检测工具,导致检测成本的过高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种预防司机疲劳驾驶的系统及方法,通过摄像头获取的驾驶员的面部表情和方向盘操作动作来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态,并在驾驶员疲劳驾驶时,同时提醒驾驶员及周边车辆的驾驶员,以保证行车的安全。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种预防司机疲劳驾驶的系统,包括车速判断模块、数据采集模块、状态识别模块、控制模块和提醒模块;所述车速判断模块用于判断车辆的行车速度是否大于一预设时速值;所述数据采集模块用于在车辆的行车速度大于所述预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像;所述状态识别模块用于根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动;所述控制模块用于在方向盘在一定时间内没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并控制所述提醒模块发出提醒信息;所述提醒模块用于向驾驶员发出疲劳驾驶的提醒信息。
于本发明一实施例中,所述状态识别模块还用于根据采集的连续多帧图像判断驾驶员是否处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数;所述控制模块还用于在驾驶员处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数时,判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并控制所述提醒模块发出提醒信息。
于本发明一实施例中,所述状态识别模块中,当判断驾驶员是否处于闭眼状态时,采用边缘检测算法对眼睛状态进行检测。
于本发明一实施例中,所述状态识别模块中,当判断方向盘在一定时间内是否发生转动时,在方向盘上设置一标识物,通过识别连续多帧图像中所述标识物的位置变化来判断方向盘是否发生转动。
于本发明一实施例中,还包括显示模块,设置在车辆的后背车厢上,用于在一定时间内,所述控制模块判定驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,在所述控制模块控制下,显示提醒信息以提醒周边车辆驾驶员。
同时,本发明还提供一种预防司机疲劳驾驶的方法,包括以下步骤:
步骤S1、判断车辆的行车速度是否大于一预设时速值;
步骤S2、在车辆的行车速度大于所述预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像;
步骤S3、根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动;
步骤S4、在方向盘没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。
于本发明一实施例中,所述步骤S3中,还包括根据采集的连续多帧图像判断驾驶员是否处于闭眼状态和/或处于打哈欠状态;所述步骤S4中,还包括在驾驶员处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。
于本发明一实施例中,所述步骤S3中,当判断驾驶员是否处于闭眼状态时,采用边缘检测算法对眼睛状态进行检测。
于本发明一实施例中,所述步骤S3中,当判断方向盘在一定时间内是否发生转动时,在方向盘上设置一标识物,通过识别连续多帧图像中所述标识物的位置变化来判断方向盘是否发生转动。
于本发明一实施例中,还包括步骤S5:若在一定时间内,判定驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,通过设置在车辆的后背车厢上显示模块显示提醒信息,以提醒周边车辆驾驶员。
如上所述,本发明的预防司机疲劳驾驶的系统及方法,具有以下有益效果:
(1)仅基于驾驶员的面部表情这一生理特征来进行疲劳驾驶的判断,简化了流程;
(2)采用边缘检测算法来判断眼睛的睁闭,保证了检测的准确性;
(3)当判断驾驶员疲劳驾驶到一定程度时,除了提醒驾驶员本人外,还向周边行驶的驾
驶员发出提醒,从而保证道路行车的安全。
附图说明
图1显示为本发明的预防司机疲劳驾驶的系统的一个优选实施例的结构示意图;
图2显示为本发明的预防司机疲劳驾驶的系统的另一个优选实施例的结构示意图;
图3显示为本发明的预防司机疲劳驾驶的方法的一个优选实施例的流程图;
图4显示为本发明的预防司机疲劳驾驶的方法的另一个优选实施例的流程图。
元件标号说明
1车速判断模块
2数据采集模块
3状态识别模块
4控制模块
5提醒模块
6显示模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的预防司机疲劳驾驶的系统及方法通过设置在车辆前方的摄像头获取驾驶员的面部表情和方向盘的操作信息,继而判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态,并在驾驶员疲劳驾驶时,提醒驾驶员注意;当驾驶员疲劳到一定程度时,同时提醒驾驶员及周边车辆的驾驶员,以保证车辆行车的安全。
参照图1,本发明的预防司机疲劳驾驶的系统包括车速判断模块1、数据采集模块2、状态识别模块3、控制模块4和提醒模块5。
车速判断模块1用于判断车辆的行车速度是否为一预设时速值。
其中,车速判断模块采用设置在车辆上的速度传感器来获取车辆的行车速度,以判断车辆的行车速度是否为0。
数据采集模块2与车速判断模块1相连,用于在车辆的行车速度大于该预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像。
具体地,数据采集模块2可以采用设置在车辆前方的摄像头来获取有关驾驶员的面部和方向盘的图像。为了保证疲劳驾驶的准确判断,在本发明中,需要连续获取多帧有关驾驶员的面部和方向盘的图像,以连续地判断驾驶员的驾驶状态。
状态识别模块3与数据采集模块2相连,用于根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动。
具体地,状态识别模块3通过对采集的连续多帧图像进行图像分析处理,来判断方向盘在一定时间内是否发生转动。
优选地,状态识别模块3还用于根据采集的连续多帧图像判断驾驶员是否处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数。
其中,当判断驾驶员是否处于闭眼状态时,首先检测图像中的眼睛。现有技术中,针对眼睛检测已经有很多成熟的技术方案,在此不再赘述。在本发明中,需要检测眼睛是处于睁开还是闭合的状态,故采用边缘检测算法来检测眼睛。进行眼睛的边缘检测时,首先检测出两侧眼角、上弧度最高点和下弧度最低点这四个位置,然后计算上弧度最高点和下弧度最低点间的距离,最后根据计算的距离判断眼睛是处于睁开还是闭合状态。由于驾驶员可能会出现眨眼的动作而影响检测结果,故本发明通过连续多帧图像的状态识别来保证检测结果的准确性。
当判断驾驶员是否处于打哈欠状态时,同样采用边缘检测算法对驾驶员的嘴巴状态进行检测。当检测到驾驶员的嘴巴形状变化符合预定的打哈欠时嘴巴形状变化规律时,则判断驾驶员处于打哈欠的状态。同样,打哈欠状态需要连续多帧图像进行处理才能识别。
当判断方向盘在一定时间内是否发生转动时,在方向盘上设置一标识物,通过识别连续多帧图像中该标识物的位置变化来判断方向盘是否发生转动。虽然现有技术中已有转向盘监视系统等成熟的技术用于识别方向盘的转动,但为了不增加额外的装置成本,故采用本发明的图像识别算法来判断方向盘的转动。优选地,该标识物需与方向盘颜色相异,且易于识别,如红色标识物。
控制模块4与状态识别模块3相连,用于在方向盘在一定时间内没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并控制提醒模块发出提醒信息。
其中,预定次数优选为3次。
优选地,控制模块4还用于在驾驶员处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数时,判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并控制提醒模块发出提醒信息。
提醒模块5与控制模块4相连,用于向驾驶员发出疲劳驾驶的提醒信息。
优选地,提醒模块5采用语音提醒模块。
优选地,参照图2,还包括显示模6,设置在车辆的后背车厢上,用于在一定时间内,控制模块4判定驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,在控制模块控制下,显示提醒信息以提醒周边车辆驾驶员。其中,预定阈值优选为3次。
具体地,当驾驶员处于疲劳驾驶状态时,若其继续驾驶,则处于危险时期。若在一定时间内,驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,则控制模块除了控制提醒模块向驾驶员发出提醒信息外,还需通过显示模块发送相关的提醒信息至周边车辆的驾驶员,以保证车辆行车安全。例如,显示模块可以显示“车主疲劳驾驶,请您注意行车安全”等字样,作为提醒。
参照图3,本发明的预防司机疲劳驾驶的系统方法包括以下步骤:
步骤S1、判断车辆的行车速度是否为一预设时速值。
其中,采用设置在车辆上的速度传感器来获取车辆的行车速度,以判断车辆的行车速度是否为0。
步骤S2、在车辆的行车速度大于该预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像。
具体地,可以采用设置在车辆前方的摄像头来获取有关驾驶员的面部和方向盘的图像。为了保证疲劳驾驶的准确判断,在本发明中,需要连续获取多帧有关驾驶员的面部和方向盘的图像,以连续地判断驾驶员的驾驶状态。
步骤S3、根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动。
优选地,步骤S3中,还包括根据采集的连续多帧图像判断驾驶员是否处于闭眼状态和/或处于打哈欠状态。
具体地,通过对采集的连续多帧图像进行图像分析处理,来判断驾驶员是否处于闭眼状态,是否处于打哈欠状态,以及方向盘是否发生转动。
其中,当判断驾驶员是否处于闭眼状态时,首先检测图像中的眼睛。现有技术中,针对眼睛检测已经有很多成熟的技术方案,在此不再赘述。在本发明中,需要检测眼睛是处于睁开还是闭合的状态,故采用边缘检测算法来检测眼睛。进行眼睛的边缘检测时,首先检测出两侧眼角、上弧度最高点和下弧度最低点这四个位置,然后计算上弧度最高点和下弧度最低点间的距离,最后根据计算的距离判断眼睛是处于睁开还是闭合状态。由于驾驶员可能会出现眨眼的动作而影响检测结果,故本发明通过连续多帧图像的状态识别来保证检测结果的准确性。
当判断驾驶员是否处于打哈欠状态时,同样采用边缘检测算法对驾驶员的嘴巴状态进行检测。当检测到驾驶员的嘴巴形状变化符合预定的打哈欠时嘴巴形状变化规律时,则判断驾驶员处于打哈欠的状态。同样,打哈欠状态需要连续多帧图像进行处理才能识别。
当判断方向盘在一定时间内是否发生转动时,在方向盘上设置一标识物,通过识别连续多帧图像中该标识物的位置变化来判断方向盘是否发生转动。虽然现有技术中已有转向盘监视系统等成熟的技术用于识别方向盘的转动,但为了不增加额外的装置成本,故采用本发明的图像识别算法来判断方向盘的转动。优选地,该标识物需与方向盘颜色相异,且易于识别,如红色标识物。
步骤S4、在驾驶员处于闭眼状态、打哈欠次数超过预定次数和/或方向盘没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。
优选地,步骤S4中,还包括在驾驶员处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。
其中,预定次数优选为3次。
优选地,提醒信息采用语音提醒信息。
优选地,参照图4,还包括步骤S5:若在一定时间内,判定驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,通过设置在车辆的后背车厢上显示模块显示提醒信息,以提醒周边车辆驾驶员。其中,预定阈值优选为3次。
具体地,当驾驶员处于疲劳驾驶状态时,若其继续驾驶,则处于危险时期。若在一定时间内,驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,则控制模块除了控制提醒模块向驾驶员发出提醒信息外,还需通过显示模块发送相关的提醒信息至周边车辆的驾驶员,以保证车辆行车安全。例如,显示模块可以显示“车主疲劳驾驶,请您注意行车安全”等字样,作为提醒。
综上所述,本发明的预防司机疲劳驾驶的系统及方法仅基于驾驶员的面部表情这一生理特征来进行疲劳驾驶的判断,简化了流程;采用边缘检测算法来判断眼睛的睁闭,保证了检测的准确性;当判断驾驶员疲劳驾驶到一定程度时,除了提醒驾驶员本人外,还向周边行驶的驾驶员发出提醒,从而保证道路行车的安全。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种预防司机疲劳驾驶的系统,其特征在于:包括车速判断模块、数据采集模块、状态识别模块、控制模块和提醒模块;
所述车速判断模块用于判断车辆的行车速度是否大于一预设时速值;
所述数据采集模块用于在车辆的行车速度大于所述预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像;
所述状态识别模块用于根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动;
所述控制模块用于在方向盘在一定时间内没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并控制所述提醒模块发出提醒信息;
所述提醒模块用于向驾驶员发出疲劳驾驶的提醒信息。
2.根据权利要求1所述的预防司机疲劳驾驶的系统,其特征在于:所述状态识别模块还用于根据采集的连续多帧图像判断驾驶员是否处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数;所述控制模块还用于在驾驶员处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数时,判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并控制所述提醒模块发出提醒信息。
3.根据权利要求2所述的预防司机疲劳驾驶的系统,其特征在于:所述状态识别模块中,当判断驾驶员是否处于闭眼状态时,采用边缘检测算法对眼睛状态进行检测。
4.根据权利要求1所述的预防司机疲劳驾驶的系统,其特征在于:所述状态识别模块中,当判断方向盘在一定时间内是否发生转动时,在方向盘上设置一标识物,通过识别连续多帧图像中所述标识物的位置变化来判断方向盘是否发生转动。
5.根据权利要求1所述的预防司机疲劳驾驶的系统,其特征在于:还包括显示模块,设置在车辆的后背车厢上,用于在一定时间内,所述控制模块判定驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,在所述控制模块控制下,显示提醒信息以提醒周边车辆驾驶员。
6.一种预防司机疲劳驾驶的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1、判断车辆的行车速度是否大于一预设时速值;
步骤S2、在车辆的行车速度大于所述预设时速值时,采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像;
步骤S3、根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动;
步骤S4、在方向盘没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。
7.根据权利要求6所述的预防司机疲劳驾驶的方法,其特征在于:所述步骤S3中,还包括根据采集的连续多帧图像判断驾驶员是否处于闭眼状态和/或处于打哈欠状态;所述步骤S4中,还包括在驾驶员处于闭眼状态和/或打哈欠次数超过预定次数时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态,并向驾驶员发出提醒信息。
8.根据权利要求7所述的预防司机疲劳驾驶的方法,其特征在于:所述步骤S3中,当判断驾驶员是否处于闭眼状态时,采用边缘检测算法对眼睛状态进行检测。
9.根据权利要求6所述的预防司机疲劳驾驶的方法,其特征在于:所述步骤S3中,当判断方向盘在一定时间内是否发生转动时,在方向盘上设置一标识物,通过识别连续多帧图像中所述标识物的位置变化来判断方向盘是否发生转动。
10.根据权利要求6所述的预防司机疲劳驾驶的方法,其特征在于:还包括步骤S5:若在一定时间内,判定驾驶员处于疲劳驾驶状态的次数超过预定阈值时,通过设置在车辆的后背车厢上显示模块显示提醒信息,以提醒周边车辆驾驶员。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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