CN109859438A

CN109859438A - 安全预警方法、系统、车辆和终端设备

Info

Publication number: CN109859438A
Application number: CN201910092805.6A
Authority: CN
Inventors: 赵起超
Original assignee: Beijing Jinfa Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jinfa Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2019-06-07
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: CN109859438B

Abstract

本发明提供了一种安全预警方法、系统、车辆和终端设备，其中，该方法包括：获取目标对象的头部图像；根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度；确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。通过上述方式可以解决现有的需要工作人员时刻注视需观察物体的工作过程中没有对工作人员进行这方面监控预警的安全系统，以造成安全性较低的问题，达到了有效提升工作安全性的技术效果。

Description

安全预警方法、系统、车辆和终端设备

技术领域

本发明涉及设备安全技术领域，特别涉及一种安全预警方法、系统、车辆和终端设备。

背景技术

具有某一固定工作位置的工作人员，如驾驶员或某些运行设备(如运行中的炼钢设备的钢水包)的监控系统的监控员，其基本处于一个固定位置工作，但由于其需要时刻注视位于其前方的道路或者监控显示设备，这时，如果工作人员转头等，将导致视线看不到前面的路况或监控显示设备，容易发生事故。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种安全预警方法、系统、车辆和终端设备，以达到安全工作的目的。

本发明实施例提供了一种安全预警方法、系统、车辆和终端设备，具体的：

一种安全预警方法，包括：

获取目标对象的头部图像；

根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度；

确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。

在一个实施方式中，在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警，包括：

在所述偏转角度不在所述预设安全角度范围的内的持续时长达到第一时长的情况下，按照第一预警方式进行预警；

在所述偏转角度不在所述预设安全角度范围的内的持续时长达到第二时长的情况下，按照第二预警方式进行预警；

其中，所述第二时长大于所述第一时长，所述第二预警方式的强度高于所述第一预警方式的强度。

在一个实施方式中，在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警的过程中，还包括：

获取设备当前的运行速度；

根据所述运行速度，确定所述第一时长和所述第二时长，其中，所述运行速度越高，所述第一时长和所述第二时长越短。

在一个实施方式中，所述第一预警方式包括以下至少之一：可视化进度条方式、声音方式、震动方式；所述第二预警方式包括以下至少之一：可视化进度条方式、声音方式、震动方式。

在一个实施方式中，确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内，包括：

确定所述偏转角度中左右方向上的偏转角度是否在所述预设安全角度范围中左右方向上的安全角度范围内；

确定所述偏转角度中上下方向上的偏转角度是否在所述预设安全角度范围中上下方向上的安全角度范围内。

在一个实施方式中，在获取目标对象的头部图像之前，所述方法还包括：

根据所述目标对象面部特征点相对于所述摄像头的位置，对所述目标对象正常工作且目视正前方时的头部的空间位置进行校准；

控制所述目标对象的头部进行转动，以确定所述预设安全角度范围。

确定预设安全角度范围：将眼动仪置于被试者前方，通过调试实现，被试者注视前方时，眼动仪能一直捕捉到被试者的眼睛，被试者向左或向右或向上或向下偏转头部不看前方时，眼动仪完全捕捉不到被试眼睛，眼动仪不能捕捉到眼睛时，头部相对于摄像头的左右偏角度范围为A(L1、R1)、上下偏角度范围为B(U1、D1)，此A、B即为预设安全角度范围。

一种安全预警系统，包括：

摄像头，用于获取目标对象的头部图像；

眼动仪，用于根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度，并确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

预警器，用于在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。

在一个实施方式中，所述预警器包括以下至少之一：震动传感器、音响设备、显示器、显示灯。

一种车辆，包括：上述的安全预警系统。

一种终端设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现如下方法的步骤：

获取目标对象的头部图像；

确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现如下方法的步骤：

获取目标对象的头部图像；

确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

在本发明实施例中，提供了一种安全预警方法，在检测到目标对象头部相对于摄像头的偏转角度超出安全角度范围的情况下，确定目标对象当前眼睛未正视前方，工作容易出现危险，因此，这时会触发安全预警以提醒目标对象注意安全，通过上述方式可以解决现有的需要工作人员时刻注视需观察物体的工作过程中没有对工作人员进行这方面监控预警的安全系统，以造成安全性较低的问题，达到了有效提升工作安全性的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的安全预警方法的方法流程图；

图2是根据本发明实施例的68个脸部特征点示意图；

图3是根据本发明实施例的安全预警系统的组成部件示意图；

图4是根据本发明实施例的计算机终端的架构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本说明书中，诸如第一和第二这样的形容词仅可以用于将一个元素或动作与另一元素或动作进行区分，而不必要求或暗示任何实际的这种关系或顺序。在环境允许的情况下，参照元素或部件或步骤(等)不应解释为局限于仅元素、部件、或步骤中的一个，而可以是元素、部件、或步骤中的一个或多个等。

以下的具体实施例，以车辆驾驶员在车辆驾驶过程的相关问题提出技术方案实施例。但可以理解的是，在其他的实施例场景下，车辆驾驶过程为其他需工作人员时刻注视某一工作场景的工作过程，相应地驾驶员为其他工作人员，驾驶座位为工作人员的工作座位，驾驶员所观察的前方路面为其他工作人员工作时所需监控或注视的工作场景。如，需要一个监控工作人员在其工作位置时刻观察监控显示设备以保证监控显示内容中的作业安全的一个工作实施场景。

针对现有的车辆驾驶过程中，因为用户转头等导致交通事故的问题，考虑到如果可以对驾驶者的偏头程度进行检测，并在确定偏头程度过高的情况下，对驾驶者进行提醒，那么可以有效提升驾驶者开车时候的注意力，从而减少交通事故的产生。

图1是本申请所述一种安全预警方法一个实施例的方法流程图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例描述及附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构连接进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至分布式处理环境)。

如图1所示，在本例中提供了一种安全预警方法，可以包括如下步骤：

步骤101：获取目标对象的头部图像；

步骤102：根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度；

步骤103：确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

步骤104：在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。

在上例中，提供了一种安全预警方法，在检测到目标对象头部相对于摄像头的偏转角度超出安全角度范围的情况下，确定目标对象当前眼睛未正视前方，开车容易出现危险，因此，这时会触发安全预警以提醒目标对象注意安全，通过上述方式可以解决现有的驾驶过程中没有对驾驶者进行这方面的安全系统，以造成驾驶安全性较低的问题，达到了有效提升驾驶安全性的技术效果。

考虑到在实际的驾驶运行过程中，驾驶者转头持续的时间越长，危险性就越高，因此，可以根据转头持续时长设置不同程度的提醒，例如，如果持续1s，则可以不提醒，3s可以简单提醒，5s及以上等可以进行高强度的提醒，从而实现基于持续时长的不同强度的提醒，也表示当前安全系数的高度。例如，在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警，的时候，可以是在所述偏转角度不在所述预设安全角度范围的内的持续时长达到第一时长的情况下，按照第一预警方式进行预警；在所述偏转角度不在所述预设安全角度范围的内的持续时长达到第二时长的情况下，按照第二预警方式进行预警；其中，所述第二时长大于所述第一时长，所述第二预警方式的强度高于所述第一预警方式的强度。通过为不同的持续时长设置不同的提醒强度，可以达到提醒强度与安全性匹配的目的。

然而，值得注意的是，上述所列举的持续时长等仅是一种示例性描述，可以包括：第一时长和第二时长，还可以包括：第三时长、第四时长等等。具体设置几个安全等级可以根据实际需要和情况设定，本申请对此不作限定。

进一步的，考虑到行驶的过程中，车的运行速度越快，那么允许偏转头的时长就越短，因为车速越快，行驶的安全性越低。为此，在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警的过程中，还可以获取车辆当前的运行速度；根据所述运行速度，确定所述第一时长和所述第二时长，其中，所述运行速度越高，所述第一时长和所述第二时长越短。即，可以为不同的运行速度，设置不同的第一时长和第二时长，以达到有效提升高速行驶过程中的安全性。

在一个实施方式中，上述第一预警方式可以包括但不限于以下至少之一：可视化进度条方式、声音方式、震动方式；上述第二预警方式可以包括但不限于以下至少之一：可视化进度条方式、声音方式、震动方式。

然而，值得注意的是，上述所列列举的第一预警方式和第二预警方式的具体方式仅是一种示例性描述，在实际实现的时候，还可以采用其它方式进行预警，只要是能够提醒驾驶者注意的方式都可以作为预警方式，本申请对此不作限定。

上述偏转角度可以包括：上下方向上的偏转角度和左右方向上的偏转角度，因此，确定偏转角度是否在预设安全角度范围内，可以包括：确定所述偏转角度中左右方向上的偏转角度是否在所述预设安全角度范围中左右方向上的安全角度范围内；确定所述偏转角度中上下方向上的偏转角度是否在所述预设安全角度范围中上下方向上的安全角度范围内。

因为不同车辆或者不同驾驶车的身高或者坐高等是不同的，为了使得检测结果更为准确，在获取目标对象的头部图像之前，可以根据所述目标对象面部特征点相对于所述摄像头的位置，对所述目标对象正常驾驶且目视正前方时的头部的空间位置进行校准；还可以控制所述目标对象的头部进行转动，以确定所述预设安全角度范围。即，针对每个车辆每个驾驶者进行位置和预设安全角度范围进行校准。当然采用同一套预设安全角度也可以，但是个性化地校准可以有效提升准确度。

如果采用个性化地校准方式，可以提供一个存储器和人脸识别功能，针对每个驾驶者进行校准，并将该驾驶者对应的摄像头位置、预设安全角度范围等进行存储，用户在驾驶的时候，先通过人脸识别出当前驾驶者的身份，然后调取对应的校准信息进行设置。

上述的目标对象为车辆的驾驶者。

下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在本例中，提供了一种基于面部识别的驾驶员注意追踪反馈系统，基于该系统可以通过面部表情摄像头识别面部的68个特征点来识别驾驶员的头部位置；通过眼动仪判断确定驾驶员相对于正前方时上下、左右安全角度范围；根据头部相对于正前方上下、左右偏转位置与上下、左右安全角度比较以及累计偏转持续时间判断是否给予驾驶员安全警示反馈。下面对该系统和方法进行具体说明如下：

1)面部特征点排列方式如下：

如图2所示，人脸可以设置68个特征点，其中，这68个特征点可以分别为左右眉毛各5个点，按照眉毛的位置依次排开，从内向外分别为LB1、LB2、LB3、LB4、LB5、RB1、RB2、RB3、RB4、RB5；左右眼睛各6个点，分别为每只眼的上下眼睑各2个点、左右眼角各1个点，分别为LE1、LE2、LE3、LE4、LE5、LE6、RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6；鼻子9个点，分别为鼻梁4个点，从上往下分别为N1、N2、N3、N4，鼻孔下部5个点，从左到右分别为N5、N6、N7、N8、N9；嘴部20个点，分别为上下嘴唇各7个点，从左到右依次为UL1、UL2、UL3、UL4、UL5、UL6、UL7、LL1、LL2、LL3、LL4、LL5、LL6、LL7，上下牙各3个点，从左到右依次为为UT1、UT2、UT3、LT1、LT2、LT3；脸颊17个点，从左到右依次为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17；其中N1、N2、N3、N4、N7、UL4、LL4、UT2、LT2、C9点在一条直线上。通过68个面部特征点，可以有效识别人脸。

2)上述系统平台可以包括三大模块，分别为：系统设置模块、参数控制模块、实时状态显示模块，其中：

系统设置模块，用于对整个系统配置进行设置，识别面部表情摄像头、识别眼动仪、识别震动传感器、识别反馈音频等。

参数控制模块，用于对整个反馈过程中的反馈方式进行设置，在反馈阶段可以按照时间预设四个测试阶段：第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；其中，第一阶段为安全驾驶阶段，在该阶段，被试头部偏转范围是允许被试超过安全角度范围，无需进行安全警示，在后三个阶段可以认为是非安全驾驶阶段，当累计偏转时间处在后三个阶段，那么可以根据反馈设置的不同，给出不同的安全警示，以提示被试者。

其中，反馈形式可以包括但不限于以下至少之一：触发震动传感器、视觉进度条、声音警示等，在实际反馈的过程中，可以根据被试者没有注视正前方的持续时长的不同进行不同强度的提示反馈。

为了实现上述的需求，上述基于面部识别的驾驶员注意追踪反馈系统可以包括：注意追踪软件平台、面部识别行为摄像头、震动传感器、外放音响设备、Tobii X系列眼动仪，该系统眼动仪左右可测范围可以设置为：宽*高约为50*36cm(24*14°)。其中，上述的摄像头、震动传感器、音响设备及眼动仪等可以通过USB接口插入到软件平台所在的设备上。

然而，值得注意的是，上述所列举的基于面部识别的驾驶员注意追踪反馈系统中所包括的部件仅是一种示例性描述，在实际实现的时候，可以选用其中的几种设置，还可以采用其它的部件，或者其它类型的部件设置，本申请对此不作限定。

具体的，可以按照如下步骤进行追踪提醒：

S1：面部识别、头部位置确定：

将面部识别摄像头放置在头部正前方，对头部相对于摄像头的相对位置进行校准，具体的，可以按照如下方式进行校准：

以摄像头位置作为空间原点0(0，0，0)点，摄像头放置在头部的正前方，头部的空间位置的计算可以是计算面部特征点中N4点相对于摄像头的位置，N4点坐标为N4n(Xn，Yn，Zn)，通过校准，以N40(X0，Y0，Z0)为头部相对于摄像头的原点的位置。其中，头部相对于摄像头的原点的位置N40(X0，Y0，Z0)是指：被试正常驾驶且目视正前方时的头部的空间位置。

S2：头部安全角度范围确定：

将眼动仪放置在被试正前方，计算被试头部偏转的安全角度范围。通过向左、向右、向上、向下偏转头部，计算头部偏转的第一安全角度范围，具体计算方法如下：

1)确定头部在空间位置的X、Y、Z值，其中，X、Y、Z值是头部的位置相对于摄像头的位置，其中，通过X计算头部左右方向上的偏转角度，通过Y计算头部上下方向的偏转角度，通过Z计算头部距离摄像头的距离，n为每个采样点。例如，可以设置头部相对于摄像头的距离在500mm左右；具体距离可以根据实际情况确定，本申请对此不作限定。

头部相对于摄像头的偏转角度，是指某一采样时刻，摄像头与N4点之间的连线、摄像头与N40(X0，Y0，Z0)之间的连线，两根连线之间的角度。

2)设头部相对于摄像头偏转角度为Qn(an、bn)，其中，an为左右方向上的偏转角度，bn为上下方向上的偏转角度，在校准完成后，头部相对于摄像头的原点位置N40(X0，Y0，Z0)相对于摄像头的偏转角度为Q0(0,0)，即，头部相对于摄像头的偏转角度为Q0(0,0)；

3)实时记录每一采样的头部位置N4n(Xn，Yn，Zn)；

4)实时计算每一帧头部相对于摄像头偏转的角度，具体的，可以按照如下公式计算：

an＝arccos[(X0-0)²+(Xn-0)²-(Xn-X0)²]/[2(X0-0)(Xn-0)]＝arccos[X0²+Xn²-(Xn-X0)²]/(2X0Xn)，

bn＝arccos[Y0²+Yn²-(Yn-Y0)²]/(2Y0Yn)；

5)通过眼动仪获取被试注视前方时的边界头部位置，并确定边界头部位置与摄像头之间的角度，从而确定出第一安全角度范围。

确定头部向左、向右、向上、向下偏转时，眼动仪不能捕捉到眼睛时的角度，其中，头部左右偏安全角度范围为A(L1、R1)、上下偏安全角度范围为B(U1、D1)。

将眼动仪置于被试者前方，通过调试实现，被试者注视前方时，眼动仪能一直捕捉到被试者的眼睛，被试者向左或向右偏转头部不看前方时，眼动仪完全捕捉不到被试眼睛。

被试者头部向左偏转，眼动仪完全捕捉不到眼睛时，记录此时的被试头部位置即N4点位置，作为左侧边界头部位置，并计算此时N4点与摄像头之间的角度，作为左侧干扰开始角度L1。

被试者头部向右偏转，眼动仪完全捕捉不到眼睛时，记录此时的被试头部位置即N4点位置，作为右侧边界头部位置，并计算此时N4点与摄像头之间的角度，作为右侧干扰开始角度R1。

在左侧干扰开始角度和右侧干扰开始角度之间为头部左右偏安全角度范围A(L1、R1)，也即，当被试头部位置与摄像头之间的角度在此安全角度范围内时，认为被试在注视前方，属于正常驾驶。

同理，上下偏安全角度范围为B(U1、D1)。

即，通过上述方式可以确定头部左右偏安全角度范围A(L1、R1)和上下偏安全角度范围为B(U1、D1)，将上述确定的A(L1、R1)和B(U1、D1)作为第一安全角度范围。

S3：判断及执行安全警示反馈：

通过上述步骤S2中4)的计算方法实时计算每一帧头部相对于摄像头的偏转角度，并实时判断头偏转角度Qn(an、bn)中an、bn是否在A、B角度范围内，如果在第一安全角度范围内，则不进行预警，如果不在第一安全角度范围内，随时间的累计，进行不同阶段的预警反馈。

具体的，上述头部偏转角度不在第一安全角度范围内进行反馈的反馈阶段，可以设置为多个阶段，例如，可以设置为4个阶段：第一阶段--安全阶段、第二阶段--不安全1阶段、第三阶段--不安全2阶段和第四阶段--不安全3阶段，其中，第一阶段不进行反馈(因为此时持续时间较短，发生危险的可能较小)，其他三个阶段可以自由组合反馈的方式，例如：可以通过可视化进度条、声音、震动等方式中的一种或多种进行反馈预警。

例如，被试者头部偏转动作持续一定时间，即处于第一阶段，在此第一阶段内，不给予反馈。如果被试头部偏转动作继续持续，则第一阶段结束，进入第二阶段；如果被试头部偏转动作继续持续，则第二阶段结束，进入第三阶段；如果被试头部偏转动作继续持续，则第三阶段结束，进入第四阶段。在第二阶段、第三阶段、第四阶段，均给予反馈。

当被试头部偏转动作结束，恢复正常角度，则反馈阶段计时归零。被试头部偏转动作再次发生时，重新开始计时。

例如，预设第一阶段的持续时间是1s，第二阶段的持续时间5s，那么当被试头部偏转角度在第一安全角度范围外持续时间为2s时处在第二阶段；如果头部偏转时间在6s的时候又返回到正常角度即第一安全角度范围内，计时归零。那么再次计算头部偏离角度持续总时间则重新从0计时。

其中，上述第二阶段、第三阶段、第四阶段中，反馈的强度可以依次增大。选择可视化反馈方式，设置可视化间隔时间，显示方式可以包括可视化进度条梯度显示、可视化闪烁显示、可视化渐变显示；选择声音警示反馈方式，设置声音警示反馈间隔时间；选择震动反馈方式，设置震动反馈时间间隔等。

上述前三个阶段中各个阶段的持续时间，可以结合当前的车速确定，对应不同车速，前三个阶段各自的持续时间可以设置为不同的，例如，车速越大，相应各阶段的持续时间应当越短，因而进入第二阶段、第三阶段、第四阶段的所需持续的时间越短。

例如，车速为10km/h，则第一阶段持续时间为2秒，第二阶段持续时间为3秒；而当车速为50km/h，则第一阶段持续时间为1秒，第二阶段持续时间为2秒；因为车速越快，行驶一定距离所需时间越短，发生危险所需时间越短，越需要驾驶员尽快恢复正常姿态。

通过上述的注意追踪反馈系统，一方面可以通过监控在不同车速下头部偏离正前方的相对偏度角度的持续时间，给驾驶员提供一个警示反馈，从而避免因为其他刺激的干扰影响驾驶员的注意集中性，减少交通事故的发生；另一方面通过采集不同车速，设置不同阶段的安全预警时间范围，从而可以在安全驾驶和自动驾驶过程中，通过实时监测车速，根据车速的变化实时给出预警反馈机制。

进一步的，考虑到有时候驾驶员可能会倾斜侧探身体离开正常驾驶位，去够取驾驶室内的物品，例如：放在副驾驶位或其前方的物品。探身至一定位置后，头部在左右位置是固定的，进而会有转动，以观测车身前方或者其他物品。

在这种情况下，驾驶员眼睛可能是看着前方的，也可能是不看着前方的，位于驾驶员正常驾驶位置正前方的第一摄像头检测到驾驶员头部相对于此摄像头的偏转角度超过了第一安全角度范围(即，驾驶员在正常驾驶位置时的安全角度范围)头部完全脱离此第一摄像头的可视范围，按上述的预警规则，到一定时间反馈系统会进行反馈。然后，如果此时驾驶员眼睛是看向前方的，则检测及反馈是不符合实际需要的判断要求的，即，上述的反馈系统无法正确反映驾驶员是不是注视前方。

由于摄像头、眼动仪距离驾驶员的安装距离较近，摄像头、眼动仪本身的检测范围及大视野范围内的检测误差问题，因此，仅通过一个摄像头、眼动仪检测驾驶员在较大范围内的头部偏转角度是否在安全角度范围内，进而判断驾驶员是否注视前方，实现驾驶员注意追踪反馈，是存在缺陷的。为此，在本例中还提供了一种利用多套设备联合检测的方式，从而达到准确检测的目的。

具体的，在本例中提供了一个追踪系统，可以包括：第一摄像头、第一眼动仪、第二摄像头和第二眼动仪。

其中，第一摄像头和第一眼动仪，用于驾驶员正常驾驶位的注意追踪，第二摄像头和第二眼动仪设置在第一摄像头和第一眼动仪的右侧，用于驾驶员向右移动脱离第一安全角度范围后，进入第二摄像头和第二眼动仪的检测范围时，通过第二摄像头和第二眼动仪进行检测。在进入第二摄像头和第二眼动仪的检测范围时，第一摄像头和第一眼动仪不进行反馈，不动作，第二套设备进行反馈和动作。第二摄像头和第二眼动仪的左侧检测范围与第一摄像头和第一眼动仪的右侧检测范围部分重叠。

第一摄像头和第一眼动仪、第二摄像头和第二眼动仪，只要有一套设备检测到驾驶员是注视前方的，那么就判定驾驶员是注视前方的。

首先，从行为习惯来分析，驾驶员坐在驾驶位实现身体倾斜侧探时，臀部不会发生左右位置的整体移动，是以臀部为轴进行倾斜，上半身及头部一同倾斜，并且，每个人的上半身身高是固定不变的，因此，人体坐式倾斜侧探时，类似于一根杆绕定轴转动。两肩连线与身体方向是垂直的，身体倾斜侧探时，通过两肩连线与竖直方向之间的夹角β，即可获得上半身身体相对于竖直方向的倾斜角度α，α＝90°-β。由于人体的上半身身高是固定不变的，驾驶员坐在驾驶位实现身体倾斜侧探时，臀部不会发生左右位置的整体移动，是以臀部为轴进行倾斜，上半身及头部一同倾斜，因此，上半身相对于竖直方向的倾斜角度α确定后，头部的位置也就确定了。

在进行面部识别和头部位置确定的时候，可以以第二摄像头位置作为第二空间原点0(0，0，0)点。假设上半身相对于竖直方向向右倾斜角度α为C时，且驾驶员眼睛注视前方时，通过校准，此时头部N4点位置为N4C0(XC0，YC0，ZC0)，计为头部相对于第二摄像头的原点位置。

具体的，可以记录角度α为各种值时的头部相对于第二摄像头的原点位置，例如：α分别为10°、15°、20°...80°各个角度时，头部相对于第二摄像头的原点位置N4_α0(X_α0，Y_α0，Z_α0)。其中，α取值间隔可以根据实际需要确定，例如，可以取值为5°等，即，每间隔5°取一个角度，确定一个头部相对于第二摄像头的原点位置。

在实现的时候，针对每个采样角度，确定一个第二安全角度范围，即，分别确定记录角度α为各种值时第二安全角度范围。例如，确定α为10°时的第二安全角度范围，α分别为15°时的第二安全角度范围。

在确定出各个角度的第二安全角度范围之后，可以基于确定的第二安全角度范围进行安全警示反馈。由于已经确定了多种角度α时，头部相对于第二摄像头的原点位置和第二安全角度范围。因此，实时判断身体倾斜的角度α，确定在该角度下，头偏转角度是否在第二安全角度范围内，如果在第二安全角度范围内，则不进行预警，如果不在第二安全角度范围内，则进行不同阶段的预警反馈。

进一步的，因考虑到由于身体倾斜，驾驶员反应比较慢，因此，可以从第一阶段进行预警反馈。

如图3所示，提供了一种安全预警系统，可以包括：

摄像头301，用于获取目标对象的头部图像；

眼动仪302，用于根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度，并确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

预警器303，用于在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。

其中，上述预警器可以包括以下至少之一：震动传感器、音响设备、显示器、显示灯等。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图4是本发明实施例的一种安全预警方法的计算机终端的硬件结构框图。如图4所示，计算机终端10可以包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器104、以及用于通信功能的传输模块106。本领域普通技术人员可以理解，图4所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算机终端10还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的安全预警方法对应的程序指令/模块，处理器102通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的安全预警方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输模块106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输模块106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输模块106可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在软件层面，上述安全预警装置可以包括：

获取模块，用于获取目标对象的头部图像；

第一确定模块，用于根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度；

第二确定模块，用于确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

预警模块，用于在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。

在一个实施方式中，上述预警模块具体可以在所述偏转角度不在所述预设安全角度范围的内的持续时长达到第一时长的情况下，按照第一预警方式进行预警；在所述偏转角度不在所述预设安全角度范围的内的持续时长达到第二时长的情况下，按照第二预警方式进行预警；其中，所述第二时长大于所述第一时长，所述第二预警方式的强度高于所述第一预警方式的强度。

在一个实施方式中，上述预警模块还可以在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警的过程中，获取车辆当前的运行速度；根据所述运行速度，确定所述第一时长和所述第二时长，其中，所述运行速度越高，所述第一时长和所述第二时长越短。

在一个实施方式中，上述第一预警方式可以包括但不限于以下至少之一：可视化进度条方式、声音方式、震动方式；所述第二预警方式可以包括但不限于以下至少之一：可视化进度条方式、声音方式、震动方式。

在一个实施方式中，上述第二确定模块具体可以确定所述偏转角度中左右方向上的偏转角度是否在所述预设安全角度范围中左右方向上的安全角度范围内；确定所述偏转角度中上下方向上的偏转角度是否在所述预设安全角度范围中上下方向上的安全角度范围内。

在一个实施方式中，获取模块在获取目标对象的头部图像之前，还可以根据所述目标对象面部特征点相对于所述摄像头的位置，对所述目标对象正常驾驶且目视正前方时的头部的空间位置进行校准；控制所述目标对象的头部进行转动，以确定所述预设安全角度范围。

在一个实施方式中，上述目标对象为车辆的驾驶者。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的安全预警方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，所述电子设备具体包括如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；

其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信所述处理器用于调用所述存储器中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤1：获取目标对象的头部图像；

步骤2：根据所述头部图像确定所述目标对象的头部相对于摄像头的偏转角度；

步骤3：确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

步骤4：在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警。

从上述描述可知，本申请实施例在检测到目标对象头部相对于摄像头的偏转角度超出安全角度范围的情况下，确定目标对象当前眼睛未正视前方，开车容易出现危险，因此，这时会触发安全预警以提醒目标对象注意安全，通过上述方式可以解决现有的驾驶过程中没有对驾驶者进行这方面的安全系统，以造成驾驶安全性较低的问题，达到了有效提升驾驶安全性的技术效果。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的安全预警方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的安全预警方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤1：获取目标对象的头部图像；

步骤3：确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种安全预警方法，其特征在于，包括：

获取目标对象的头部图像；

确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述偏转角度不在所述预设安全角度范围内的情况下，进行安全预警的过程中，还包括：

获取设备当前的运行速度；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述偏转角度是否在预设安全角度范围内，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取目标对象的头部图像之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定预设安全角度范围：将眼动仪置于被试者前方，通过调试实现，被试者注视前方时，眼动仪能一直捕捉到被试者的眼睛，被试者向左或向右或向上或向下偏转头部不看前方时，眼动仪完全捕捉不到被试眼睛，眼动仪不能捕捉到眼睛时，头部相对于摄像头的左右偏角度范围为A(L1、R1)、上下偏角度范围为B(U1、D1)，此A、B即为预设安全角度范围。

7.一种安全预警系统，其特征在于，包括：

摄像头，用于获取目标对象的头部图像；

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预警器包括以下至少之一：震动传感器、音响设备、显示器、显示灯。

9.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求7至8中任一项所述的安全预警系统。

10.一种终端设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。