CN110533883A - 一种疲劳驾驶提醒系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种疲劳驾驶提醒系统及方法。本发明涉及汽车驾驶技术领域，提供了一种疲劳驾驶系统及方法，该方法包括如下步骤：S1、检测当前车速是否达到了车速预设值；S2、若检测结果为是，则启动摄像单元采集驾驶员的面部图像，并发送至微处理器；S3、微处理器基于驾驶员面部图像中的眼部及嘴部特征来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；S4、若检测结果为是，控制警示单元发出疲劳驾驶提醒。疲劳驾驶提醒系统通过判断眼睛持续闭合时间、规定时间内眨眼次数和嘴巴高宽比来确定驾驶员是否处于疲劳状态，提高疲劳驾驶判断的精准度。

Description

一种疲劳驾驶提醒系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车驾驶技术领域，提供了一种疲劳驾驶提醒系统及方法。

背景技术

随着经济的发展，汽车逐渐成为人们不可或缺的交通工具，公路上的汽车数量日益增多，驾驶员长时间驾驶容易疲劳，出现磕睡状态，增大了交通事故的发生率，对人们的生命财产构成严重威胁。

现有的疲劳检测系统通过摄像头采集驾驶员的面部图像，提取眼部特征，监测驾驶员的闭眼时长，通过闭眼时长来判断驾驶员是否处于疲劳状态，这种单一检测的方法，存在漏检或误判风险，即存在检测精准度不高的问题。

发明内容

本发明提供了一种疲劳驾驶提醒系统，综合眼睛持续闭合时间、规定时间内眨眼次数和嘴巴高宽比来判断驾驶员是否处于疲劳状态，提高疲劳驾驶判断的精准度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种疲劳驾驶提醒系统，所述系统包括：

车速采集单元、图像采集单元、与车速采集单元及图像采集单元连接的微处理器，与微处理器连接的警示单元。

进一步的，所述系统还包括：

ADAS控制器，与微处理器连接。

为了实现上述目的，本发明提供了一种疲劳驾驶提醒方法，包括如下步骤：

S1、检测当前车速是否达到了车速预设值；

S2、若检测结果为是，则启动摄像单元采集驾驶员的面部图像，并发送至微处理器

S3、微处理器基于驾驶员面部图像中的眼部及嘴部特征来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；

S4、若检测结果为是，控制警示单元发出疲劳驾驶提醒。

进一步的，疲劳驾驶状态的判断方法具体如下：

基于驾驶员面部图像获取如下三个参数：驾驶员眼部的连续闭眼时间、驾驶员眼部在设定时长内的眨眼次数及驾驶员嘴部的高宽比；

若一个参数出现异常，则报警单元发出低强度的报警；

若两个参数出现异常，则报警单元发出中强度的报警；

若三个参数均出现异常，则报警单元发出高强度的报警。

进一步的，在步骤S4之后还包括：

若高强度报警次数超出设定次数，则向ADAS控制器发出警告信号，ADAS控制器开启危险报警灯，同时开启ACC自适应巡航模式。

进一步的，若连续闭眼时间大于设定时长，则连续闭眼时间异常；

若指设定时长内的眨眼次数低于设定次数，则眨眼次数异常；

若图像中驾驶员的嘴部的高宽比大于设定值，则嘴部高宽比异常。

本发明提供的疲劳驾驶提醒系统具有如下有益效果:

1.通过设置车速预设值来启动疲劳驾驶提醒系统，避免不必要的能源浪费；

2.疲劳驾驶提醒系统通过判断眼睛持续闭合时间、规定时间内眨眼次数和嘴巴高宽比来确定驾驶员是否处于疲劳状态，提高疲劳驾驶判断的精准度；

3.疲劳驾驶提醒系统在设定报警次数无效时，启动ADAS辅助驾驶功能，提高行车的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的疲劳驾驶提醒系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的疲劳驾驶提醒方法流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的疲劳驾驶提醒系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例先关的部分。

该系统包括：

车速采集单元、图像采集单元、与车速采集单元及图像采集单元连接的微处理器，与微处理器连接的警示单元。

车速采集单元从ESP控制器处读取车辆的当前车速，并输出至微处理器，图像采集单元采集车辆驾驶员的面部图像，并将采集到的驾驶员面部图像发送至微处理器，微处理器基于驾驶员的面部图像检测驾驶员在驾驶过程中是否处于疲劳驾驶状态，若检测结果为是，则控制警示单元发出疲劳驾驶提醒。

该系统还包括：

ADAS控制器，与微处理器连接，当微处理器发出警示信号时，ADAS控制器开启车辆的危险灯。

在本发明实施例中，图像采集单元采用红外高清摄像头，内部是一个彩色CMOS型图像采集集成芯片，分辨率能达到1280×800，传输速率可以达到30帧，摄像机固定在内后视镜上。

微处理器通过CAN1引脚与ESP控制器和ADAS控制器相连进行通信，微处理器通过LVDS与摄像头相连，通过CAN2引脚与组合仪表&方向盘相连接，微处理器的主芯片采用飞思卡尔，型号为MC9S12DG128的16位主芯片，它具有128K的字节的Flash EEPROM存储器，8K字节的RAM，2K字节的EEPROM，两个异步串行通信接口(SC工)，两个串行外围接口(SP工)，两个8通道模拟数字转换器(ADC)，1个8通道脉宽调制模块，两个兼容CAN2.OA/B协议的控制器，1个Byteflight模块和内部集成电路总线，微处理器还包括：计时单元及计数单元，计时单元计算眼睛持续闭合时间，计数单元累计报警次数。

车速采集单元实时采集ESP控制器发出的车速信息，微处理器中的LVDS接口根据车速来控制摄像头的开闭；将摄像头拍摄的视频发送到微处理器上，微处理器通过“Haar特征值++AdaBoost”算法对视频流进行动态分析，确定头部位置；通过无迹卡尔曼滤波算法跟踪眼睛和嘴巴位置，实时判断眼睛和嘴巴状态；微处理器CAN2引脚与组合仪表&方向盘相连，警示单元通过组合仪表&方向盘向驾驶员发出警告；

ADAS控制器为高级驾驶辅助系统控制单元，是高级驾驶辅助系统的核心控制部件，它采集多功能摄像头、毫米波雷达信号进行融合，通过CAN网络信息进行管理，调度，分析和运算，实现车道保持、自动紧急制动、ACC自适应巡航等高级辅助驾驶功能。

图2为本发明实施例提供的疲劳驾驶提醒方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S1、检测当前车速是否达到了车速预设值；

S2、若检测结果为是，则启动摄像单元采集驾驶员的面部图像，并发送至微处理器

S3、微处理器基于驾驶员面部图像中的眼部及嘴部特征来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；

S4、若检测结果为是，控制警示单元发出疲劳驾驶提醒。

在本发明实施例中，在车速大于车速预设值(30km/h)时，才会启动疲劳驾驶检测，该车速预设值可以是用户基于自身需求来设置，或者是主机厂内置该车速预设值。

在本发明实施例中，疲劳驾驶状态的判断方法具体如下：

基驾驶员面部图像获取如下三个参数：驾驶员眼部的连续闭眼时长、驾驶员眼部在设定时长内的眨眼次数及驾驶员嘴部的高宽比；

若上述三个参数中的一个参数异常，则判定处于疲劳驾驶状态，在本发明实施例中，闭眼时长异常是指连续闭眼时间大于设定时长(3s)，眨眼次数异常是指设定时长(20s)内的眨眼次数低于设定次数(10次)，嘴部高宽比异常是指嘴部的高宽比大于设定值，该设定值可以基于驾驶员自身需求来设置，如设置为1；

在本发明实施例中，若一个参数出现异常，则报警单元发出低强度的报警；若两个参数出现异常，则报警单元发出中强度的报警，若三个参数均出现异常，则报警单元发出高强度的报警。

在本发明实施例中，基于报警音量的分贝实现不同等级强度的报警，等级强度越大，报警的音量越大，或者是通过不同的报警方式来实现不同强度等级的报警。

在本发明实施例中，若高强度报警次数超出设定次数，则向ADAS控制器发出警告信号，ADAS控制器开启危险报警灯，同时开启ACC自适应巡航模式。

本发明所述的疲劳驾驶提醒系统通过CAN网络采集ESP控制器发送的当前车速，若车速≥30km/h，微处理器控制摄像头开启，实时采集摄像头拍摄的视频，微处理器通过“Haar特征值++AdaBoost"算法对视频流进行动态分析，从而确定头部位置、通过无迹卡尔曼滤波算法跟踪眼睛和嘴巴位置，若眼睛持续闭合时长≥3s且眼睛20s内眨眼次数≥10且嘴巴高宽比≥1时，高强度报警(组合仪表疲劳驾驶报警灯闪烁，扬声器发出急促报警声；方向盘开启振动)；当出现上述现象任意两项时，中强度报警(组合仪表疲劳驾驶报警灯闪烁，扬声器发出急促报警声)；当出现上述现象任意一项时，低强度报警(组合仪表疲劳驾驶报警灯闪烁，扬声器发出缓和报警声)；当累计高强度报警次数超过8次而驾驶员没有反应时，通过CAN网络向ADAS控制器发出警告信号，ADAS控制器开启危险报警灯，开启ACC自适应巡航速度设置为30km/h，开启车道保持，开启自动紧急制动，在右侧无车情况下靠边。

本发明提供的疲劳驾驶提醒系统具有如下有益效果:

1.通过设置车速预设值来启动疲劳驾驶提醒系统，避免不必要的能源浪费；

2.疲劳驾驶提醒系统通过判断眼睛持续闭合时间、规定时间内眨眼次数和嘴巴高宽比来确定驾驶员是否处于疲劳状态，提高疲劳驾驶判断的精准度；

3.疲劳驾驶提醒系统在设定报警次数无效时，启动ADAS辅助驾驶功能，提高行车的安全性。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种疲劳驾驶提醒系统，其特征在于，所述系统包括：

车速采集单元、图像采集单元、与车速采集单元及图像采集单元连接的微处理器，与微处理器连接的警示单元。

2.如权利要求1所述疲劳驾驶提醒系统，其特征在于，所述系统还包括：

ADAS控制器，与微处理器连接。

3.如权利要求1或2所述疲劳驾驶提醒系统的疲劳驾驶提醒方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、检测当前车速是否达到了车速预设值；

S2、若检测结果为是，则启动摄像单元采集驾驶员的面部图像，并发送至微处理器

S3、微处理器基于驾驶员面部图像中的眼部及嘴部特征来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；

S4、若检测结果为是，控制警示单元发出疲劳驾驶提醒。

4.如权利要求3所述的疲劳驾驶提醒方法，其特征在于，疲劳驾驶状态的判断方法具体如下：

基于驾驶员面部图像获取如下三个参数：驾驶员眼部的连续闭眼时间、驾驶员眼部在设定时长内的眨眼次数及驾驶员嘴部的高宽比；

若一个参数出现异常，则报警单元发出低强度的报警；

若两个参数出现异常，则报警单元发出中强度的报警；

若三个参数均出现异常，则报警单元发出高强度的报警。

5.如权利要求4所述的疲劳驾驶提醒方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括：

若高强度报警次数超出设定次数，则向ADAS控制器发出警告信号，ADAS控制器开启危险报警灯，同时开启ACC自适应巡航模式。

6.如权利要求4所述的疲劳驾驶提醒方法，其特征在于，若连续闭眼时间大于设定时长，则连续闭眼时间异常；

若指设定时长内的眨眼次数低于设定次数，则眨眼次数异常；

若图像中驾驶员的嘴部的高宽比大于设定值，则嘴部高宽比异常。