CN113925512B - 基于视野焦点的疲劳检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于视野焦点的疲劳检测方法及装置，属于疲劳检测技术领域。该方法包括：在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小；在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离；获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶。当车辆前方的视野范围内出现障碍物时，人眼会通过调整虹膜改变瞳孔大小，调整进入晶状体的光线的范围和数量，实现人眼聚焦以看清楚障碍物。本发明利用该特性，通过获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离，最后根据视野焦点的距离和障碍物的距离有效判断驾驶员是否疲劳驾驶。

Description

基于视野焦点的疲劳检测方法及装置
技术领域
本发明属于疲劳检测技术领域，具体涉及一种基于视野焦点的疲劳检测方法及装置。
背景技术
疲劳驾驶，是指驾驶员在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶员睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。疲劳驾驶极易引起交通事故，因此，实时对驾驶员进行疲劳检测并予以提醒可以有效地减少交通事故的发生。
目前有通过判断驾驶员是否打呵欠来判断驾驶员是否疲劳，但呵欠产生原因并未精确到是人疲劳，还是由其他原因产生。因此，基于呵欠、不动作等方案判断驾驶疲劳不准确。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于视野焦点的疲劳检测方法及装置，利用驾驶员的视野焦点准确检测驾驶疲劳。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于视野焦点的疲劳检测方法，包括以下步骤：
在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小；
在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离；
获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶。
在一些可选的实施方案中，标定物等间隔设置。
在一些可选的实施方案中，距离车辆越近，标定物越密集；距离车辆越远，标定物越稀疏。
在一些可选的实施方案中，标定物的距离为：1m，1.5m，2m，3m，5m，10m，20m，50m，80m，100m，150m，200m。
在一些可选的实施方案中，设远近距离不同的标定物对应的瞳孔大小依次为：T1、T2、T3……Tn，相邻两瞳孔大小构成一个区间Ti至Ti+1，i＝1，2，3……n-1；
根据行车过程中驾驶员的瞳孔大小T，得出T所在的区间，进而得出该区间所对应的视野焦点距离范围；
判断障碍物的距离是否位于该区间所对应的视野焦点距离范围；若是，则疲劳驾驶。
在一些可选的实施方案中，根据标定物的距离及其对应的瞳孔大小，拟合出距离与瞳孔大小之间的关系，进而根据该关系以及瞳孔大小得出行车过程中驾驶员视野焦点的距离。
在一些可选的实施方案中，计算视野焦点的距离和障碍物的距离的差的绝对值，若该绝对值大于预设阈值，则疲劳驾驶。
在一些可选的实施方案中，瞳孔大小为瞳孔直径。
在一些可选的实施方案中，瞳孔大小为瞳孔像素点数占眼球像素点数的比例值。
一种基于视野焦点的疲劳检测装置，包括：
标定模块，用于在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小；
距离模块，用于在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离；
判断模块，用于获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
在驾驶过程中，当车辆前方的视野范围内出现障碍物时，驾驶员通常会注意到该障碍物；为了看清楚障碍物，人眼会通过调整虹膜改变瞳孔大小，进而调整进入晶状体的光线的范围和数量，实现人眼聚焦。本发明利用该特性，通过获取驾驶员的瞳孔大小，进而根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离，最后根据视野焦点的距离和障碍物的距离有效判断驾驶员是否疲劳驾驶。
此外，当驾驶员没有注意到障碍物时，系统会误认为驾驶员疲劳驾驶，进而会给予驾驶员提示，但该提示会提醒驾驶员及时发现障碍物，因此本发明还能提高行车安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的基于视野焦点的疲劳检测方法流程图。
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，以下结合附图及实施例，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例的基于视野焦点的疲劳检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小。
标定物可等间隔设置，也可以在距离车辆越近的地方标定物越密集，距离车辆越远的地方标定物越稀疏。例如：标定物的距离可设置为：1m，1.5m，2m，3m，5m，10m，20m，50m，80m，100m，150m，200m。
S2、在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离。
可根据标定物的距离及其对应的瞳孔大小，拟合出距离与瞳孔大小之间的关系，可线性拟合或多项式拟合，进而根据拟合出的方程以及瞳孔大小得出行车过程中驾驶员视野焦点的距离。
S3、获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶。
计算视野焦点的距离和障碍物的距离的差的绝对值，若该绝对值大于预设阈值，则疲劳驾驶。
在一些可选的实施方案中，可设远近距离不同的标定物对应的瞳孔大小依次为：T1、T2、T3……Tn，相邻的两瞳孔大小构成一个区间Ti至Ti+1，i＝1，2，3……n-1；
根据行车过程中驾驶员的瞳孔大小T，得出T所在的区间，进而得出该区间所对应的视野焦点距离范围；
最后判断障碍物的距离是否位于该区间所对应的视野焦点距离范围；若是，则认为是疲劳驾驶。
优选地，瞳孔大小可为瞳孔直径，通过图像处理算法估算出瞳孔的直径。或将瞳孔像素点数占眼球像素点数的比例值作为瞳孔大小。
下面给出一个具体的实施例，该实施例包括3部分：
1、人眼焦点判断学习：
人眼中最小的黑色圆为瞳孔。人眼通过调整虹膜改变瞳孔大小，调整进入晶状体的光线的范围和数量，实现人眼焦点近处/远处切换；
可在车前地面投影图片，分别投影车前1m，1.5m，2m，3m，5m，10m等距离，三次重复目视同一物体，分析监测摄像头拍摄的驾驶员瞳孔占像素数量与眼球占像素数量的比例，分别为T1，T15，T2，T3，T5，T10等。其中，T1，T15，T2，T3，T5，T10分别对应驾驶员注视车前1m，1.5m，2m，3m，5m，10m距离障碍物的瞳孔所占像素点与眼睛所占像素点的比例。
2、人眼焦点距离计算
在行车过程中，通过疲劳检测摄像头拍摄驾驶员瞳孔大小及眼球大小，计算Td，Td＝瞳孔占像素数/眼球像素数。
通过对比Td和T1，T15，T2，T3，T5，T10的大小，得出驾驶员眼睛聚焦的距离Ld。
3、疲劳判断
车身ADAS摄像头抓取前方障碍物的距离L；
当人产生疲劳时，焦点的距离Ld与实际障碍的距离L存在差异；系统进行警报提示驾驶员。
为了减少误判，避免驾驶员未及时注意到出现的障碍物，可在障碍物出现一段时间后判断人眼是否注意到该障碍物，如果驾驶员眼睛聚焦的距离与障碍物的距离接近，则认为没有疲劳驾驶。
本发明还提供一种基于视野焦点的疲劳检测装置，包括：
标定模块，用于在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小；
距离模块，用于在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离；
判断模块，用于获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶。
综上所述，本发明通过标定瞳孔大小，确认眼睛聚焦的障碍物距离，并与ADAS输入的障碍物距离，确认人眼是否失焦，进而判断是否疲劳驾驶。且当驾驶员没有注意到障碍物时，虽然系统会误认为驾驶员疲劳驾驶，给予驾驶员提示，但该提示会提醒驾驶员及时发现障碍物，因此本发明还能提高行车安全性。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小；
在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离；具体为：根据标定物的距离及其对应的瞳孔大小，拟合出距离与瞳孔大小之间的关系，进而根据该关系以及瞳孔大小得出行车过程中驾驶员视野焦点的距离；
获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶；具体为：计算视野焦点的距离和障碍物的距离的差的绝对值，若该绝对值大于预设阈值，则疲劳驾驶。
2.根据权利要求1所述的基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，标定物等间隔设置。
3.根据权利要求1所述的基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，距离车辆越近，标定物越密集；距离车辆越远，标定物越稀疏。
4.根据权利要求3所述的基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，标定物的距离为：1m，1.5m，2m，3m，5m，10m，20m，50m，80m，100m，150m，200m。
5.根据权利要求1所述的基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，设远近距离不同的标定物对应的瞳孔大小依次为：T1、T2、T3……Tn，相邻两瞳孔大小构成一个区间Ti至Ti+1，i＝1，2，3……n-1；
根据行车过程中驾驶员的瞳孔大小T，得出T所在的区间，进而得出该区间所对应的视野焦点距离范围；
判断障碍物的距离是否位于该区间所对应的视野焦点距离范围；若是，则疲劳驾驶。
6.根据权利要求1所述的基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，瞳孔大小为瞳孔直径。
7.根据权利要求1所述的基于视野焦点的疲劳检测方法，其特征在于，瞳孔大小为瞳孔像素点数占眼球像素点数的比例值。
8.一种基于视野焦点的疲劳检测装置，其特征在于，包括：
标定模块，用于在车辆前方设置多个远近距离不同的标定物，获取驾驶员注视远近距离不同的标定物时的瞳孔大小；
距离模块，用于在行车过程中，获取驾驶员的瞳孔大小，根据瞳孔大小得出驾驶员视野焦点的距离；具体为：根据标定物的距离及其对应的瞳孔大小，拟合出距离与瞳孔大小之间的关系，进而根据该关系以及瞳孔大小得出行车过程中驾驶员视野焦点的距离；
判断模块，用于获取车辆前方障碍物的距离，根据视野焦点的距离和障碍物的距离判断是否疲劳驾驶；具体为：计算视野焦点的距离和障碍物的距离的差的绝对值，若该绝对值大于预设阈值，则疲劳驾驶。
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