CN109367479A - 一种疲劳驾驶监测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疲劳驾驶监测方法及装置，方法包括：利用摄像头采集驾驶员头部信息，当车速大于预设速度后，第一摄像头实时定位驾驶员侧脸头部轮廓，实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点，监测嘴部的张合度，当嘴部张合度大于预设阈值及持续时间大于预设阈值，判定为打哈气；当打哈气频率大于预设阈值，判定为轻度疲劳，报警提示；当判定为轻度疲劳时，第二摄像头实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点，监测眼睛的张合度，当眼睛的张合度小于预设阈值，且持续时间大于预设阈值，判定为眼睛疲劳；当轻度疲劳并且眼睛疲劳次数大于预设阈值时，判定为重度疲劳，报警提示。本发明以驾驶员正常驾驶状态为评判标准，可以有效地增加驾驶员的驾车安全性。

Description

一种疲劳驾驶监测方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车安全驾驶监测技术，具体涉及一种疲劳驾驶监测方法和装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高，汽车已经走进千家万户，驾驶人员的数量迅速增加，道路安全问题也已尤为突出，而疲劳驾驶是造成交通事故的一大重要原因。
目前，疲劳驾驶监测主要有基于人体生理信号的监测方法，基于汽车行驶信息的监测方法，以及基于人脸面部信息的监测方法。
基于人体生理信号的监测方法需要采集驾驶员的心跳信号、脑电波信号等，并根据所采集到的人体生理信号做出驾驶疲劳状态的判断。由于人体生理信号的监测方法是接触式监测，舒适性差且监测繁琐，一般不用于驾驶疲劳监测。
基于汽车行驶信息的监测方法需要监测车辆行驶轨迹及当前汽车的行驶状态，包括汽车行驶时间、行驶里程、相对于车道位置等信息，受道路与环境等外在因素的影响很大，容易产生误判和错判。
基于人脸面部信息的监测方法主要是通过摄像头采集驾驶员的头部信息及面部信息，通过对眼睛和嘴部特征点的位置变化进行是否为疲劳驾驶的判断，有较好的实时性。但是由于光线以及头部动作的变化，会使特征点的提取存在误差，成为实时监测系统的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种疲劳驾驶监测方法及装置，用以解决驾驶员疲劳驾驶所引起交通事故问题。
实现本发明目的的技术方案为：一种疲劳驾驶监测方法，该方法包括：
当车速大于预设速度后，利用摄像头采集驾驶员头部信息，定位驾驶员侧脸头部轮廓，实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；
通过上下嘴唇特征点的空间位置变化来实时监测嘴部的张合度，当嘴部张合度大于预设阈值及持续时间大于预设阈值，判定为打哈气；当打哈气频率大于预设阈值，判定为轻度疲劳，报警提示；
当判定为轻度疲劳时，实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点，通过上下眼睑特征点来实时监测眼睛的张合度，当眼睛的张合度小于预设阈值，且持续时间大于预设阈值，判定为眼睛疲劳；
在限定时间内监测到眼睛疲劳次数大于预设阈值，判定为重度疲劳，报警提示。
一种疲劳驾驶监测装置，包括信息采集模块、判断处理模块以及语音报警模块；
所述信息采集模块包含第一摄像头及第二摄像头，用于监测并识别驾驶员头部信息；
所述第一摄像头用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；所述第二摄像头用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点；
所述判断处理模块包含DSP处理器，DSP处理器用于处理所述驾驶员头部图像信息及疲劳驾驶状态等级；
所述语音报警模块用于根据所述疲劳驾驶判断处理模块所确定的疲劳驾驶状态，声音报警提示。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明通过两个摄像头的相互配合，实时跟踪定位人体面部特征点的特征值的变化，依据眼睛和嘴部的特征值变化信息判定驾驶员的疲劳驾驶状态；相比较现有的基于一个摄像头的人脸特征点的跟踪定位方法，本发明能够更加迅速准确识别出人的嘴部和眼睛位置，从而更加快速计算特征点的变化信息，实时性更好。
附图说明
图1为本发明疲劳驾驶监测装置结构示意图。
图2为本发明疲劳驾驶监测方法流程图。
具体实施方式
结合图1、图2，本发明的一种疲劳驾驶监测方法，该方法包括：
当车速大于预设速度后，利用摄像头采集驾驶员头部信息，定位驾驶员侧脸头部轮廓，实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；
通过上下嘴唇特征点的空间位置变化来实时监测嘴部的张合度，当嘴部张合度大于预设阈值及持续时间大于预设阈值，判定为打哈气；当打哈气频率大于预设阈值，判定为轻度疲劳，报警提示；
当判定为轻度疲劳时，实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点，通过上下眼睑特征点来实时监测眼睛的张合度，当眼睛的张合度小于预设阈值，且持续时间大于预设阈值，判定为眼睛疲劳；
在限定时间内监测到眼睛疲劳次数大于预设阈值，判定为重度疲劳，报警提示。
进一步的，该方法采用两个摄像头，第一摄像头安装于驾驶员侧面，用于监测并定位驾驶员侧脸轮廓，实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；第二摄像头安装于驾驶员正面，用于监测并提取驾驶员正面脸部信息，实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点。
进一步的，当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示一级警报；当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示二级警报。
进一步的，当车速大于预设速度时，所述第一摄像头工作，所述第二摄像头待机，所述语音报警模块发出一级警报；当驾驶员驾驶行为被判定为轻度疲劳驾驶时，所述第二摄像头工作；当驾驶员驾驶行为被判定为重度疲劳驾驶时，所述语音报警模块发出二级警报。
本发明还提供一种疲劳驾驶监测装置，包括：
信息采集模块，判断处理模块以及语音报警模块；
所述信息采集模块包含第一摄像头及第二摄像头，用于监测并识别驾驶员头部信息；
所述第一摄像头用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；所述第二摄像头用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点；
所述判断处理模块包含DSP处理器，所述DSP处理器用于处理所述驾驶员头部图像信息及疲劳驾驶状态等级；
所述语音报警模块用于根据所述疲劳驾驶判断处理模块所确定的疲劳驾驶状态，声音报警提示。
所述第一摄像头安装于驾驶员侧面，用于监测并定位驾驶员侧脸轮廓，所述驾驶员侧脸轮廓用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；所述的第二摄像头安装于驾驶员正面，用于监测并提取驾驶员正面脸部信息，所述驾驶员正面脸部信息用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点；
所述驾驶员头部信息包含所述侧脸轮廓及所述正面脸部信息，进一步地，所述侧脸轮廓包含整体头部位置信息及嘴部相对于头部的位置信息；所述正面脸部信息包含眼睛张合度信息；
所述嘴巴张合度是判定是否轻度疲劳的依据；
所述眼睛张合度是判定是否重度疲劳的依据。
当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示一级警报；当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示二级警报。
所述第一摄像头及所述第二摄像头处于待机状态，当车速大于预设速度时，所述第一摄像头工作，所述第二摄像头待机，所述语音报警模块发出一级警报；当驾驶员驾驶行为被判定为轻度疲劳驾驶时，所述第二摄像头工作；当驾驶员驾驶行为被判定为重度疲劳驾驶时，所述语音报警模块发出二级警报
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
实施例
如图1所示，监测装置包括：
S101，信息采集模块
信息采集模块由两个摄像头组成，分别为第一摄像头和第二摄像头。第一摄像头安装于驾驶员侧面，用于监测并定位驾驶员侧脸轮廓，所述驾驶员侧脸轮廓用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；第二摄像头安装于驾驶员正面，用于监测并提取驾驶员正面脸部信息，所述驾驶员正面脸部信息用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点。第一摄像头和第二摄像头分别独立工作，当汽车发动时，第一摄像头及第二摄像头处于待机状态，当车速大于预设速度时，第一摄像头工作，第二摄像头待机，语音报警模块发出一级警报；当驾驶员驾驶行为被判定为轻度疲劳驾驶时，第二摄像头工作；当驾驶员驾驶行为被判定为重度疲劳驾驶时，语音报警模块发出二级警报。
S102，判断处理模块
判断处理模块包含DSP处理器，DSP处理器用于处理所述驾驶员头部图像信息及疲劳驾驶状态等级。通过上下嘴唇特征点的空间位置变化来实时监测嘴部的张合度，当嘴部张合度大于预设阈值及持续时间大于预设阈值，判定为打哈气；当打哈气频率大于预设阈值，判定为轻度疲劳，报警提示。通过上下眼睑特征点来实时监测眼睛的张合度，当眼睛的张合度小于预设阈值，且持续时间大于预设阈值，判定为眼睛疲劳；在限定时间内监测到眼睛疲劳次数大于预设阈值，判定为重度疲劳，报警提示。
S103，语音报警模块
语音报警模块用于根据疲劳驾驶判断处理模块所确定的疲劳驾驶状态，声音报警提示。当判定为轻度疲劳时，语音报警模块发出语音“您已疲劳，请小心驾驶！”；当判定为重度疲劳时，语音报警模块发出语音“您已重度疲劳，请立即硬停车休息！”。
如图2所示，监测方法包括如下步骤：
步骤S201，车辆启动。
步骤S202，当检测到车辆启动时，第一摄像头和第二启动待机。
步骤S203，检测车速，判断车速是否超过预设阈值，如果车速超过预设阈值，执行步骤S204；如果车速未超过预设阈值时，执行步骤S203。
步骤S204，当检测车速超过预设阈值时，第一摄像头开启，第二摄像头待机。所述第一摄像头安装于驾驶员侧面，用于监测并定位驾驶员侧脸轮廓，所述驾驶员侧脸轮廓用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点。
步骤S205，利用第一摄像头定位驾驶员侧脸轮廓，并且实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点。
步骤S206，判断驾驶员是否为轻度疲劳。通过上下嘴唇特征点的空间位置变化来实时监测嘴部的张合度，当嘴部张合度大于预设阈值及持续时间大于预设阈值，判定为打哈气；当打哈气频率大于预设阈值，判定为轻度疲劳。当驾驶员被判定为轻度疲劳时，执行步骤S207与S210。当驾驶员未被判定为轻度疲劳时，执行步骤S205。
步骤S207，开启第二摄像头。所述第二摄像头用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点。
步骤S208，利用第二摄像头实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点，通过上下眼睑特征点来实时监测眼睛的张合度。
步骤S209，判断驾驶员是否为重度疲劳。通过上下眼睑特征点来实时监测眼睛的张合度，当眼睛的张合度小于预设阈值，且持续时间大于预设阈值，判定为眼睛疲劳；在限定时间内监测到眼睛疲劳次数大于预设阈值，判定为重度疲劳。当驾驶员被判定为重度疲劳时，执行步骤S210。当驾驶员未被判定为重度疲劳时，执行步骤S208。
步骤S210，语音报警。语音报警用于根据所述疲劳驾驶判断处理模块所确定的疲劳驾驶状态，声音报警提示。当驾驶员被判定为轻度疲劳时，所述语音报警模块发出语音“您已疲劳，请小心驾驶！”；当驾驶员被判定为重度疲劳时，所述语音报警模块发出语音“您已重度疲劳，请立即停车休息！”。

Claims (8)

1.一种疲劳驾驶监测方法，其特征在于，该方法包括：
当车速大于预设速度后，利用摄像头采集驾驶员头部信息，定位驾驶员侧脸头部轮廓，实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；
通过上下嘴唇特征点的空间位置变化来实时监测嘴部的张合度，当嘴部张合度大于预设阈值及持续时间大于预设阈值，判定为打哈气；当打哈气频率大于预设阈值，判定为轻度疲劳，报警提示；
当判定为轻度疲劳时，实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点，通过上下眼睑特征点来实时监测眼睛的张合度，当眼睛的张合度小于预设阈值，且持续时间大于预设阈值，判定为眼睛疲劳；
在限定时间内监测到眼睛疲劳次数大于预设阈值，判定为重度疲劳，报警提示。
2.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测方法，其特征在于，该方法采用两个摄像头，第一摄像头安装于驾驶员侧面，用于监测并定位驾驶员侧脸轮廓，实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；第二摄像头安装于驾驶员正面，用于监测并提取驾驶员正面脸部信息，实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点。
3.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测方法，其特征在于，当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示一级警报；当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示二级警报。
4.根据权利要求3所述的疲劳驾驶监测方法，其特征在于，当车速大于预设速度时，第一摄像头工作，所述第二摄像头待机，所述语音报警模块发出一级警报；当驾驶员驾驶行为被判定为轻度疲劳驾驶时，第二摄像头工作，当驾驶员驾驶行为被判定为重度疲劳驾驶时，语音报警模块发出二级警报。
5.一种疲劳驾驶监测装置，其特征在于，包括信息采集模块、判断处理模块以及语音报警模块；
所述信息采集模块包含第一摄像头及第二摄像头，用于监测并识别驾驶员头部信息；
所述第一摄像头用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；所述第二摄像头用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点；
所述判断处理模块包含DSP处理器，DSP处理器用于处理驾驶员头部图像信息及疲劳驾驶状态等级；
所述语音报警模块用于根据所述疲劳驾驶判断处理模块所确定的疲劳驾驶状态，声音报警提示。
6.根据权利要求5所述的疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述第一摄像头安装于驾驶员侧面，用于监测并定位驾驶员侧脸轮廓，所述驾驶员侧脸轮廓用于实时跟踪定位嘴部上下嘴唇特征点；所述的第二摄像头安装于驾驶员正面，用于监测并提取驾驶员正面脸部信息，所述驾驶员正面脸部信息用于实时监测驾驶员正面脸部上下眼睑特征点。
7.根据权利要求5所述的疲劳驾驶监测装置，其特征在于，当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示一级警报；当驾驶行为由所述判断处理模块被判定为轻度疲劳驾驶时，所述声音报警提示二级警报。
8.根据权利要求7所述的疲劳驾驶监测装置，其特征在于，当车速大于预设速度时，所述第一摄像头工作，所述第二摄像头待机，所述语音报警模块发出一级警报；当驾驶员驾驶行为被判定为轻度疲劳驾驶时，所述第二摄像头工作；当驾驶员驾驶行为被判定为重度疲劳驾驶时，所述语音报警模块发出二级警报。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190222

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