CN107323343A - 一种安全驾驶预警方法及系统、汽车和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

一种安全驾驶预警方法及系统，该系统包括摄像头和数字信号处理器，由于该系统通过采集驾驶员的虹膜图像数据或人脸图像数据和从中提取驾驶员眼部大小的信息，并根据驾驶员眼部大小，计算相应的使得摄像头拍摄的眼球反射图像具有高清晰度的焦距参数，再控制摄像头根据该焦距参数自动调整焦距，拍摄出高清晰度的眼球反射图像，确保了安全预警系统可根据眼球反射图像做出准确的判断和决策，避免驾驶员的危险驾驶，保障了安全驾驶。相应地，本申请还提供了一种包括该安全驾驶预警系统的汽车和一种可读存储介质。

Description

一种安全驾驶预警方法及系统、汽车和可读存储介质

技术领域

本发明涉及车载安全技术领域，具体涉及一种安全驾驶预警方法及系统、汽车和可读存储介质。

背景技术

随着经济和社会的进步，汽车产业飞速发展，汽车数量不断增加，交通运输日益繁忙，汽车事故的增多导致的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，安全驾驶对人类的重要性是不言而喻的，安全驾驶问题亟待关注。

现有的防抱死(ABS)、制动力分配(EBD/CBC)、刹车辅助(EBA/BAS/BA)、牵引力控制(ASR/TCS/TRC)、车身稳定控制(ESP/DSC/VSC)、车载防撞雷达、疲劳驾驶检测预警等技术，可在一定程度上保障驾驶员的安全，但上述这些技术仅能预防车辆将可能发生不可控的危险，很少关注驾驶员的视线问题，对驾驶员的危险驾驶的行为不能及时预警。

发明内容

本申请提供一种安全驾驶预警方法及系统、汽车、可读存储介质，该安全预警系统可做出准确的判断和决策，避免驾驶员的危险驾驶。

根据本申请第一方面，本申请供一种安全驾驶预警系统，包括：

所述摄像头用于采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据并将其发送至数字信号处理器，并用于接收并根据数字信号处理器反馈的焦距参数自动调焦以及实时拍摄驾驶员眼球反射图像数据；

所述数字信号处理器用于获取虹膜图像数据或人脸图像数据，从虹膜图像或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，并根据驾驶员眼部大小，计算相应的使得摄像头拍摄的眼球反射图像具有高清晰度的焦距参数，将所述焦距参数反馈至摄像头。

在一些实施例中，所述安全驾驶预警系统还包括：

车载方向传感器，用于实时采集汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息；

数字信号处理器，还用于根据所述车载方向传感器采集的汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；用于从所述摄像头采集的眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，所述参照物图像信息至少包括汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像信息，并根据所述参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；判断所述驾驶员当前视线方向是否与所述当前驾驶应关注方向一致；

车载报警装置，用于当所述数字信号处理器判断结果为不一致时，进行警示提醒。

在一些实施例中，所述摄像头还包括红外灯或/和IR-CUT双滤镜，所述红外灯用于向驾驶员眼部投射红外光，所述IR-CUT双滤镜用于屏蔽可见光。

根据本申请第二方面，本申请供一种安全驾驶预警方法，包括：

驾驶员信息采集步骤，采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据；

焦距调整步骤，从虹膜图像数据或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，根据驾驶员眼部大小，自动调整摄像头的焦距；

数据采集步骤，利用摄像头根据调整后的焦距，实时采集驾驶员身眼球反射图像数据，利用车载方向传感器实时采集汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息；

数据处理步骤，根据所述汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，所述参照物图像信息至少包括汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像信息，并根据所述参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；

分析与判断步骤，判断驾驶员当前视线方向是否与当前驾驶应关注方向一致，在不一致时，输出报警信号。

在一些实施例中，所述驾驶员信息采集步骤与焦距调整步骤之间还包括：

身份识别步骤，根据虹膜图像数据或人脸图像数据，在启动汽车前识别驾驶员的身份，并在汽车行驶过程中锁定驾驶员。

在一些实施例中，所述数据处理步骤还包括：在从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息之前，还通过定位每个眼球的中心点，对眼球反射图像进行归一化处理。

在一些实施例中，所述数据处理步骤还包括：在从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息之前，对眼球反射图像进行预处理，消除眼球反射图像的噪声干扰。

在一些实施例中，所述分析与判断步骤还包括：根据所述虹膜图像或人脸图像数据和报警信号数据，分析驾驶员的驾驶行为习惯信息。

根据本申请第三方面，本申请供一种汽车,包括：如本申请第一方面中任一项所述的安全驾驶预警系统。

根据本申请第四方面，本申请供一种可读存储介质,包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如本申请第二方面中任一项所述的方法。

依据上述实施例的一种安全驾驶预警方法及系统，由于通过采集驾驶员的虹膜图像数据或人脸图像数据和从中提取驾驶员眼部大小的信息，并根据驾驶员眼部大小，计算相应的使得摄像头拍摄的眼球反射图像具有高清晰度的焦距参数，再控制摄像头根据该焦距参数自动调整焦距，拍摄出高清晰度的眼球反射图像，确保了安全预警系统做出准确的判断和决策，避免驾驶员的危险驾驶，保障了安全驾驶。

附图说明

图1为本申请的一种安全驾驶预警系统结构示意图；

图2为眼球反射图像示意图；

图3为一种实施例的自动调焦过程示意图；

图4为一种实施例安全驾驶预警系统数据处理过程图的安全驾驶预警系统内部组成示意图；

图5为一种安全驾驶预警方法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

众所周知，汽车驾驶时，驾驶员视线应关注该关注的方向，比如，高速直行时关注正前方，转向时应关注后视镜和待转向方向，但也不可持续看后视镜时间过长，以免发生危险。现有技术中未能很好解决驾驶员的视线是否在当前驾驶应关注方向的检测及预警问题，为了保障安全驾驶，本申请拟从驾驶员的眼球反射图像中提取汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像等参照物信息，通过分析这些参照物信息，实时判断驾驶员视线是否处于当前驾驶应关注方向，在视线偏离时发出及时报警，避免驾驶员的危险驾驶。

驾驶员的眼球反射图像需要通过摄像头拍摄，但是不同的驾驶员，其眼部大小是不同的，假如摄像头1焦距不变，则其拍摄眼球反射图像很可能不清晰，影响后续数字信号处理器2判断的准确性，而手动调整焦距又比较麻烦也不准确。本申请通过利用摄像头1采集驾驶员虹膜图像或人脸图像，从虹膜图像或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，根据驾驶员眼部大小，自动调整摄像头的焦距，提高眼球反射图像的清晰度，下面具体说明。

实施例一：

请参考图1，为本申请的一种安全驾驶预警系统，该安全驾驶预警系统包括摄像头1、数字信号处理器2、车载方向传感器6和车载报警装置3，下面详细说明。

摄像头1用于采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据并将其发送至数字信号处理器，并用于接收并根据数字信号处理器反馈的焦距参数自动调焦以及实时拍摄驾驶员眼球反射图像数据；

如图2所示为眼球反射图像示意图。

数字信号处理器2用于获取虹膜图像或人脸图像，从虹膜图像或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，并根据驾驶员眼部大小，计算相应的使得摄像头拍摄的眼球反射图像具有高清晰度的焦距参数，将焦距参数反馈至摄像头。

本申请自动调焦具体的过程如图3所示：

摄像头1采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据，将其发送至数字信号处理器2；

数字信号处理器2根据接收到的驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据，从中提取驾驶员眼部大小的信息；

数字信号处理器2根据驾驶员眼部大小信息，计算出可使得摄像头1拍出高清晰图像对应的焦距参数，再将计算得到的焦距参数发送至摄像头1；

摄像头1根据该焦距参数自动调整摄像头1的焦距，使得摄像头1拉近眼部位置，跟踪眼部位置和提高眼球反射图像的清晰度。

在一些实施例中，安全预警系统还包括用于存储虹膜图像或人脸图像数据的存储器5。

不同的驾驶员相对应的焦距参数将会与其虹膜图像或人脸图像数据一一对应存储在存储器5中，在驾驶员再次驾驶员汽车时，将自动读取相应的焦距参数，并控制摄像头1自动调整焦距，使得所拍摄眼球反射图像具有高清晰度。

在一些实施例中，摄像头1还包括红外灯或/和IR-CUT双滤镜。其中，红外灯用于向驾驶员眼部投射红外光，IR-CUT双滤镜用于屏蔽可见光，从而避免可见光对眼球反射图像数据的精确性、清晰度造成影响，从而进一步保证摄像头1摄像头拍摄的眼球反射图像具有高清晰度。

在一些实施例中，在从眼球反射图像数据中提取参照物图像信息之前，数字信号处理器2还利用现有的一些图像预处理技术，如图像增强、图像的二值化处理，通过积分投影曲线消除眼球反射图像的噪声干扰，从而获取真实的图像信息。

在一些实施例中，数字信号处理器2还用于通过定位每个眼球的中心点，对眼球反射图像进行归一化处理。在一个具体实施种，数字信号处理器2利用积分投影算法实现双眼的中心点的定位，完成人眼反射图像的归一化处理。

如图1所示，数字信号处理器2输入端与摄像头1、车载方向传感器6相连接，输出端与车载报警装置3相连接。

车载方向传感器6用于实时采集汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息。

本申请的数字信号处理器2还用于根据车载方向传感器6采集的汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；用于从摄像头1采集的眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，参照物图像信息至少包括汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像信息，并根据所述参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；判断驾驶员当前视线方向是否与所述当前驾驶应关注方向一致，并在不一致时，输出报警信号。

车载报警装置3，用于根据报警信号，发出相应的报警提醒，报警提醒至少包括语音提醒、蜂鸣报警或/和显示提醒。

具体地，本申请判断驾驶员当前视线方向是否与所述当前驾驶应关注方向一致包括：根据提取的驾驶员眼球反射图像中前挡风玻璃的位置，判断驾驶员视线是否是汽车行驶的正前方；根据提取的驾驶员眼球反射图像中方向盘的转动角度，判断驾驶员驾驶视线是否与目前汽车行驶方向一致；根据提取的驾驶员眼球反射图像中转向后视镜图像，判断驾驶员是否正进行驾驶转向行为。

例1：高速驾驶中，驾驶员视线应紧盯汽车行驶正前方，如果从眼球反射图像中检测到当前驾驶员视线不在正前方，持续时间超过预设的时间，数字信号处理器2将发出相应的报警信号。

例2：驾驶中车辆转动方向盘转弯时，驾驶员视线应该随着方向盘的转动而转动，如果从眼球反射图像中检测到当前驾驶员视线与方向盘转动角度相差预设的角度，持续时间超过预设的时间，数字信号处理器2将发出相应的报警信号。

例3：当驾驶员进行驾驶转向时，如果从眼球反射图像中检测到视线保持看后视镜的时间超过预设的时间，数字信号处理器相应的报警指令，数字信号处理器2将发出相应的报警信号。

由此可见，根据汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向，并从驾驶员的眼球反射图像中提取汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像等参照物信息，通过分析这些参照物信息得到驾驶员当前视线方向，可实时判断驾驶员视线是否与当前驾驶应关注方向一致，在不一致时及时发出报警，可避免驾驶员的危险驾驶，保障了安全驾驶。而本申请通过从虹膜图像或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，并根据驾驶员眼部大小，计算相应的使得摄像头1拍摄的眼球反射图像具有高清晰度的焦距参数，再控制摄像头1根据该焦距参数自动调整焦距，拍摄出高清晰度的眼球反射图像以供数字信号处理器2分析，确保了安全预警系统判断和决策的准确性。

实施例二：

在实施例一的基础上，为了进一步保障安全驾驶，锁定驾驶员身份，避免未许可的驾驶员驾驶汽车。本申请的安全驾驶预警系统还利用摄像头1采集的虹膜图像或人脸图像数据，在启动汽车前识别驾驶员的身份，并在汽车行驶过程中锁定驾驶员，保障安全驾驶。

实施例三：

与实施例一或实施例二相比，本实施例的存储器5不仅用于用于虹膜图像或人脸图像数据，还用于存储报警数据和眼球反射图像数据。

在实施例一或实施例二的基础上，本申请的安全驾驶预警系统还可通过数字信号处理器2读取并分析驾驶员虹膜图像或人脸图像数据和历史报警数据，得出驾驶员的驾驶行为习惯信息，并将相关提醒信息显示在车载报警装置3或手机APP上，从而提醒驾驶员注意，进一步保障安全驾驶。

在一些实施例中，由于摄像头1和数字信号处理器2内置于车内后视镜内，存储于存储器5的眼球反射图像还可通过车内后视镜回放。

如图4所示，为一种实施例的安全驾驶预警系统数据处理过程图。具体为：

首先，通过摄像头1获取虹膜图像或人脸图像，经过数字信号处理器2识别身份图像数据后，驾驶员获得身份验证，汽车可以被启动；同时，为使摄像头1拍摄到的眼球反射图像具有高清晰度，数字信号处理器2还从虹膜图像或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，根据眼部大小，计算对应的焦距参数并将其发送至摄像头1，摄像头1根据焦距参数自动调整焦距，进行眼球反射图像的拍摄；

其次，摄像头1实时拍摄眼球反射图像，数字信号处理器2通过定位每个眼球的中心点，对眼球反射图像进行归一化处理，并从归一化后的眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，再根据这些参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；车载方向传感器6实时采集的汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，数字信号处理器2根据汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；

再次，数字信号处理器2判断驾驶员当前视线方向是否与当前驾驶应关注方向一致，在不一致时，输出报警信号，使得车载报警装置3发出相应的报警及时提醒驾驶员注意，避免危险的发生，保障行车安全；

最后，对于每个驾驶员的虹膜图像或人脸图像数据和历史报警数据，数字信号处理器2通过综合分析这些数据，得出驾驶员的驾驶行为习惯信息，将相关分析结果显示在车载报警装置3或手机APP上，从而提醒驾驶员注意，进一步保障安全驾驶。

实施例四：

本实施例提供了一种汽车,该汽车包括：如实施例一至实施例三中任一项所述的安全驾驶预警系统。

实施例五：

如图5所示，基于上述安全驾驶预警系统，本申请还提供了一种安全驾驶预警方法，包括：

驾驶员信息采集步骤100，采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据；

焦距调整步骤200：从虹膜图像数据或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，根据驾驶员眼部大小，自动调整摄像头的焦距；

数据采集步骤300，利用摄像头根据调整后的焦距，实时采集驾驶员身眼球反射图像数据，利用车载方向传感器实时采集汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息；

数据处理步骤400，根据汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；从眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，参照物图像信息至少包括汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像信息，并根据参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；

分析与判断步骤500，判断驾驶员当前视线方向是否与当前驾驶应关注方向一致，在不一致时，输出报警信号。

在一些实施例中，

驾驶员信息采集步骤100与焦距调整步骤200之间还包括：

身份识别步骤，根据虹膜图像数据或人脸图像数据，在启动汽车前识别驾驶员的身份，并在汽车行驶过程中锁定驾驶员。

在一些实施例中，

数据处理步骤400还包括：在从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息之前，还通过定位每个眼球的中心点，对眼球反射图像进行归一化处理。

在另一些实施例中，

分析与判断步骤500还包括：根据虹膜图像或人脸图像数据和报警信号数据，分析驾驶员的驾驶行为习惯信息。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种安全驾驶预警系统，其特征在于，包括：摄像头和数字信号处理器；

所述摄像头用于采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据并将其发送至数字信号处理器，并用于接收并根据数字信号处理器反馈的焦距参数自动调焦以及实时拍摄驾驶员眼球反射图像数据；

所述数字信号处理器用于获取虹膜图像数据或人脸图像数据，从虹膜图像或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，并根据驾驶员眼部大小，计算相应的使得摄像头拍摄的眼球反射图像具有高清晰度的焦距参数，将所述焦距参数反馈至摄像头。

2.如权利要求1所述的安全驾驶预警系统，其特征在于，还包括：

车载方向传感器，用于实时采集汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息；

数字信号处理器，还用于根据所述车载方向传感器采集的汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；用于从所述摄像头采集的眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，所述参照物图像信息至少包括汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像信息，并根据所述参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；判断所述驾驶员当前视线方向是否与所述当前驾驶应关注方向一致；

车载报警装置，用于当所述数字信号处理器判断结果为不一致时，进行警示提醒。

3.如权利要求1或2所述的安全驾驶预警系统，其特征在于，

所述摄像头还包括红外灯或/和IR-CUT双滤镜，所述红外灯用于向驾驶员眼部投射红外光，所述IR-CUT双滤镜用于屏蔽可见光。

4.一种安全驾驶预警方法，其特征在于，包括：

驾驶员信息采集步骤，采集驾驶员虹膜图像数据或人脸图像数据；

焦距调整步骤，从虹膜图像数据或人脸图像数据中提取驾驶员眼部大小的信息，根据驾驶员眼部大小，自动调整摄像头的焦距；

数据采集步骤，利用摄像头根据调整后的焦距，实时采集驾驶员身眼球反射图像数据，利用车载方向传感器实时采集汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息；

数据处理步骤，根据所述汽车行驶方向信息或/和方向盘转向角度信息，得到当前驾驶应关注方向；从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息，所述参照物图像信息至少包括汽车方向盘、前挡风玻璃和后视镜图像信息，并根据所述参照物图像信息，得到驾驶员当前视线方向；

分析与判断步骤，判断驾驶员当前视线方向是否与当前驾驶应关注方向一致，在不一致时，输出报警信号。

5.如权利要求4所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，所述驾驶员信息采集步骤与焦距调整步骤之间还包括：

身份识别步骤，根据虹膜图像数据或人脸图像数据，在启动汽车前识别驾驶员的身份，并在汽车行驶过程中锁定驾驶员。

6.如权利要求4所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，所述数据处理步骤还包括：在从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息之前，还通过定位每个眼球的中心点，对眼球反射图像进行归一化处理。

7.如权利要求4所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，所述数据处理步骤还包括：在从所述眼球反射图像数据中提取参照物图像信息之前，对眼球反射图像进行预处理，消除眼球反射图像的噪声干扰。

8.如权利要求4至7中任一项所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，所述分析与判断步骤还包括：根据所述虹膜图像或人脸图像数据和报警信号数据，分析驾驶员的驾驶行为习惯信息。

9.一种汽车,其特征在于，包括：如权利要求1-3中任一项所述的安全驾驶预警系统。

10.一种可读存储介质,其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求4-8中任一项所述的方法。