CN110329068A - 一种禁止穿高跟鞋开车的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种禁止穿高跟鞋开车的装置，包括图像采集模块、处理模块和控制汽车启动模块；所述的处理模块的输入端与所述的图像采集模块的输出端相连，所述的处理模块的输出端与所述的控制汽车启动模块的输入端相连；所述的处理模块通过对比，分析采集图像与背景图像的像素点的灰度差值分离脚部图像从而判断驾驶员是否穿高跟鞋，并根据结果控制汽车的启动。本发明装置结构简单，且能够准确的判断驾驶员是否穿高跟鞋驾驶汽车，从而及时的禁止汽车的其从或提醒驾驶员停止驾驶，减少交通事故的发生，保护驾驶员和社会的生命安全。
Description
技术领域
本发明属于汽车安全领域，具体涉及一种禁止穿高跟鞋开车的装置。
背景技术
随着公路上的汽车流量越来越大，安全驾驶对于人生和社会安全都及其重要。对于女性司机来说穿高跟鞋开车的时候，很可能会出现踩刹车和油门不到位的情况，尤其是刹车，很容易被卡住，出现“踩不下去抬不起来”的情况，即使踩刹车不被卡住，也存在着力点不稳的问题，影响刹车距离，存在着严重的安全隐患。据不完全统计，女性引发的交通事故中有40％是穿高跟鞋开车引起的，给人民生活造成了严重的威胁。
在我们国家的交通法里也明确的规定，在驾驶机动车期间，不允许穿超过4公分以上的高跟鞋，一经发现就给予驾驶证计2分，并罚款200的处罚。但是，尽管如此穿高跟鞋开车依旧是屡见不鲜的现象。因此迫切需要在汽车中安装在汽车启动时用于禁止穿高跟鞋的装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种禁止穿高跟鞋开车的装置。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：包括图像采集模块、处理模块和控制汽车启动模块；
所述的处理模块的输入端与所述的图像采集模块的输出端相连，所述的处理模块的输出端与所述的控制汽车启动模块的输入端相连；所述的处理模块通过对比，分析采集图像与背景图像的像素点的灰度差值分离脚部图像从而判断驾驶员是否穿高跟鞋，并根据结果控制汽车的启动。
作为本发明的进一步改进，还包括提醒模块，其输入端与所述的处理模块的输出端相连，用于向在启动汽车的情况下更换穿高跟鞋的驾驶员发出警示信息。
作为本发明的进一步改进，所述的控制汽车启动模块为三极管V1，所述的三极管V1串联到汽车的点火开关中。
作为本发明的进一步改进，所述的三极管V1的基极经电阻R1接处理模块输出的控制信号，三极管V1的集电极通过点火开关接汽车的蓄电池，三极管V1的发射极通过R2、R3分压后接V1的基极。
作为本发明的进一步改进，所述的处理模块处理图像信息包括以下步骤：
(1)获取驾驶员进入驾驶室前后检测区域的图像：背景图像和分析图像；
(2)采用帧间差分析法将脚部图形分离出来，所述的帧间差分析法为：
其中，S(m，n)为位于(m，n)像素点的灰度值，Td为自适应阀值，取值范围为3-5，将D(m，n，t)＝1的点分离出来对应于脚部图像；
(3)检查脚部图像点(m，n)的连续性：当x轴方向上最大不连续点数大于等于200，y轴方向上最大不连续点数大于等于150时，则判断驾驶员穿的是高跟鞋；若否则为平底鞋。
作为本发明的进一步改进，所述的图像采集模块采用周期性扫描方式对监测区域进行拍摄。
作为本发明的进一步改进，所述的分析图像和用于对比的背景图像拍摄的间隔时间一个周期以内。
作为本发明的进一步改进，还包括启停模块，其控制端分别与所述的图像采集模块、处理模块和提醒模块相连。
作为本发明的进一步改进，所述的启停模块设置在座位下方的压力传感器。
本发明的有益效果：本发明装置结构简单，且能够准确的判断驾驶员是否穿高跟鞋驾驶汽车，从而及时的禁止汽车的其从或提醒驾驶员停止驾驶，减少交通事故的发生，保护驾驶员和社会的生命安全。
附图说明
图1是本发明装置的组成框图。
图2是本发明一实施例中图像采集模块安装示意图。
图3是图1中处理模块的电路图。
图4是图1中控制汽车启动模块的电路图；
其中：1-驾驶室，2-驾驶座，3-处理模块，4-图像采集模块，5-启停模块，6-监控区域，7-控制汽车启动模块，8-提醒模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1结构框图中所示的本发明的装置包括图像采集模块4、处理模块3和控制汽车启动模块7；所述的处理模块3的输入端与所述的图像采集模块4的输出端相连，所述的处理模块3的输出端与所述的控制汽车启动模块7的输入端相连。所述的图像采集模块4用于采集监控区域6，主要是驾驶室下侧位于油门、刹车区域的图像。所述的处理模块3通过对比，分析采集图像与背景图像的像素点的灰度差值分离脚部图像从而判断驾驶员是否穿高跟鞋，并根据结果控制汽车的启动。
还包括提醒模块8，其输入端与所述的处理模块3的输出端相连，用于向在启动汽车的情况下更换穿高跟鞋的驾驶员发出警示信息。本发明的实施例中，所述的提醒模块8采用的是发出“请不要穿高跟鞋开车”的语音提示的语音模块。
还包括启停模块5，其控制端分别与所述的图像采集模块4、处理模块3和提醒模块8相连，从而控制各个模块的开启。这样可以保证本发明装置各个零件是否开启不会因人为的原因而被强制关闭而失去作用。
如图2所示，所述的启停模块5为设置在驾驶座2下方的压力传感器。当驾驶员落座时，压力传感器启动电源，装置中的其它模块连通信号，准备工作；当驾驶员离座时，压力消失，电源关闭，装置中的其它模块也停止工作。所述的图像采集模块4采用的是红外夜视摄像头，放置在驾驶室1的下侧，正对着放置包括油门和刹车的监控区域6，所采集的图像的分辨率为1280*720。
所述的处理模块3通过以下步骤处理图像信息进行判断：
(1)获取驾驶员进入驾驶室前后检测区域的图像：背景图像和分析图像；
(2)采用帧间差分析法将脚部图形分离出来，所述的帧间差分析法为：
其中，S(m，n，t)为t时刻位于(m，n)像素点的灰度值，m，n为像素点在x、y轴上对应的坐标值；Td为自适应阀值，取值范围为3-5；将D(m，n，t)＝1的点分离出来对应于脚部图像；
(3)检查脚部图像点(m，n)的连续性：若脚部图像的点(m，n)是连续的，则说明驾驶员穿的是平底鞋；若检查脚部图像点(m，n)的不连续，当x轴方向上最大不连续点数大于等于δ，y轴方向上最大不连续点数大于等于λ时，则判断驾驶员穿的是高跟鞋；对于本发明分辨率为1280*720的图像，δ的取值为200，γ的取值为150。
由于受限于不同时间段光线强度对背景的影响，以及前述中途更换驾驶人员的可能性，所述的图像采集模块4采用周期性扫描方式对监测区域进行不间断的拍摄和监测，将获得的分析图像与背景图像进行对比。所述的背景图像为驾驶员坐到驾驶座2上开启启停模块5的瞬间拍摄的图像，此时驾驶员双脚还未放入监控区域。
如图3所示，本发明具体实施例中处理模块3选用STM32F103C8芯片U2，U2的OSC_IN引脚与OSC_OUT引脚之间连接有晶振器Y1，OSC_IN引脚及OSC_OUT引脚分别经电容C3、C4接地，VDD1、VDD2、VDD3及VDDA引脚接稳压模块的输出端，VSS1、VSS2、VSS3及VSSA引脚接地。
进一步，如图4所示，本发明的实施例中所述的控制汽车启动模块7为三极管V1，所述的三极管V1串联到汽车的点火开关中。所述的三极管V1的基极经电阻R1接处理模块3所输入的低电平控制信号，三极管V1的集电极通过点火开关接汽车的蓄电池，三极管V1的发射极通过R2、R3分压后接V1的基极。在实施过程中三级管V1作为开关，当检测到驾驶员穿高跟鞋时，处理模块3输出低电平信号控制三级管V1的关断，使汽车的点火开关即使接通也不能点火，但点火成功后，即使检测到驾驶员更换高跟鞋，发动机仍然保持工作，而处理器输出的控制信号只会通过提醒模块8反复提醒驾驶员不要穿高跟鞋开车。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：包括图像采集模块、处理模块和控制汽车启动模块；
所述的处理模块的输入端与所述的图像采集模块的输出端相连，所述的处理模块的输出端与所述的控制汽车启动模块的输入端相连；所述的处理模块通过对比，分析采集图像与背景图像的像素点的灰度差值分离脚部图像从而判断驾驶员是否穿高跟鞋，并根据结果控制汽车的启动。
2.根据权利要求1所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：还包括提醒模块，其输入端与所述的处理模块的输出端相连，用于向在启动汽车的情况下更换穿高跟鞋的驾驶员发出警示信息。
3.根据权利要求1所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：所述的控制汽车启动模块为三极管V1，所述的三极管V1串联到汽车的点火开关中。
4.根据权利要求3所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：所述的三极管V1的基极经电阻R1接处理模块输出的控制信号，三极管V1的集电极通过点火开关接汽车的蓄电池，三极管V1的发射极通过R2、R3分压后接V1的基极。
5.根据权利要求1所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：所述的处理模块处理图像信息包括以下步骤：
(1)获取驾驶员进入驾驶室前后检测区域的图像：背景图像和分析图像；
(2)采用帧间差分析法将脚部图形分离出来，所述的帧间差分析法为：
其中，S(m，n)为位于(m，n)像素点的灰度值，Td为自适应阀值，取值范围为3-5，将D(m，n，t)＝1的点分离出来对应于脚部图像；
(3)检查脚部图像点(m，n)的连续性：当x轴方向上最大不连续点数大于等于200，y轴方向上最大不连续点数大于等于150时，则判断驾驶员穿的是高跟鞋；若否则为平底鞋。
6.根据权利要求1或5所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：所述的图像采集模块采用周期性扫描方式对监测区域进行拍摄。
7.根据权利要求6所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：所述的分析图像和用于对比的背景图像拍摄的间隔时间一个周期以内。
8.根据权利要求2所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：还包括启停模块，其控制端分别与所述的图像采集模块、处理模块和提醒模块相连。
9.根据权利要求8所述的一种禁止穿高跟鞋开车的装置，其特征在于：所述的启停模块设置在座位下方的压力传感器。
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