CN201716818U - 驾驶员瞌睡报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了驾驶员瞌睡报警装置，该装置安装在车内方向盘的上方，摄像头将汽车驾驶员的脸部图像输入到图像处理部分，图像处理部分由图象采集、图像识别和图像判断几部分组成，图像通过识别和判断，当发现驾驶员出于瞌睡状态时，该装置将发出报警信号通知驾驶员注意。如果处严重瞌睡状态时，该装置将发送信号给汽车的控制系统，以帮助汽车做出是否启动刹车系统的判断。本实用新型报警装置将驾驶员的脸部信息记录下来，可以用于对比在驾驶中实际取得的脸部图像，大大增加了判断的正确性，避免了交通事故的发生。

Description

驾驶员瞌睡报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车驾驶辅助装置。尤其涉及一种通过图像识别技术来判断驾驶员是否处于瞌睡状态，并具有报警功能的装置。

背景技术

在现实生活中，交通事故的最大原因是驾驶员驾驶不当。驾驶不当主要有酒后驾车，疲劳驾车，无证驾车和过于自信驾车。其中疲劳驾车中有，疲劳过度，休息不充分，睡眠不足，身体状况不佳等情况。过于自信，疏忽大意，超速行驶，措施不当，违规超车，不按规定让行等情况。

已有报警技术只注重于检查眼睛关闭程度，并根据关闭频率来做出判断。可是，驾驶人员的脸部和个人习惯的情况不同，外部日光条件不同，都影响眼睛，单凭检查眼睛关闭程度是很难正确检查出驾驶员是否处于瞌睡状态中。

发明内容

针对已有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种驾驶员瞌睡报警装置，该装置使驾驶员在驾驶车辆中，具有更好的安全性，特别是在驾驶员瞌睡状态时，通过报警装置使驾驶员自己能够知道是否处于瞌睡状态。

本实用新型的发明目的是通过如下技术方案实现的。

一种驾驶员瞌睡报警装置，该装置包括摄像头，图像处理部分和报警器，所述驾驶员瞌睡报警装置安装在车内方向盘的上方，摄像头将汽车驾驶员的脸部图像输入到图像处理部分，图像处理部分由图象采集、图像识别和图像判断几部分组成，图像通过识别和判断，当发现驾驶员处于瞌睡状态时，通知报警器报警或报警并控制刹车系统自动刹车。

所述摄像头可以使用CMOS或CCD来得到视频图像，也可以采用红外摄像头来得到图像，这样可以在夜间也能得到很清晰地图像。

驾驶员瞌睡报警装置外部连接有扬声器，振动器或香味喷雾装置。发现驾驶员有处于瞌睡状态时，可以通过发声，振动，发出香味来提醒驾驶员。可以在驾驶室里安装扬声器，振动器(可以与方向盘相连)。还可以控制外部装置，喷发出带有香味的喷雾。这些措施都是为了提醒驾驶员注意。

所述驾驶员瞌睡报警装置在驾驶中随时将驾驶员的脸部信息通过摄像头输入到图像处理部分。驾驶员的瞌睡状态与驾驶员眼睛在一定的单位时间内，眼睛关闭次数和每次闭合的时间长度有关。根据不同的驾驶员，可以通过自我学习来设定一个瞌睡判断基准，即瞌睡判断时间a。当闭眼时间超过该瞌睡判断时间a时，表明驾驶员已经处于瞌睡状态。a值可以通过学习驾驶员的特征得出一个比较适合于该驾驶员的数值。由于驾驶员的不同，该数据将不一样。本实用新型分别检查出眼睛连续闭眼时间N1，和连续开眼时间N2。当连续开眼时间N2大于连续闭眼时间N1时，连续闭眼时间N1将被清空。而连续开眼时间N2小于连续闭眼时间N1时，连续闭眼时间将被累计。当连续闭眼时间N1大于瞌睡判断时间a时，该装置会报警。

将驾驶员的脸部图像摄入到该装置中，通过头部的变化来判断驾驶员是否处于瞌睡状态。当头部突然下垂时，可以判断驾驶员已经处于严重瞌睡状态。采用图像比较方法，在正常驾驶时找出一条水平线，当头下垂时，头部将大幅超越该水平线。当长时间处于超越水平线状态，或者连续超越次数超过预先的设定值b以上，将认为是处于严重瞌睡状态，将信息通过有线传送给汽车的内部控制系统，汽车控制系统会根据情况来判断是否启动汽车的制动系统，如刹车等。

所述b值可以通过学习驾驶员的特征得出一个比较适合于该驾驶员的数值。由于驾驶员的不同，该数据将不一样。

本实用新型报警装置可以自我学习驾驶员的脸部特征，根据这些特征可以设定出瞌睡状态的判断基准。并将这些特征保存在该装置的不挥发内存中，在判断瞌睡状态时，可以作为参考数据增加瞌睡判断能力。

本实用新型报警装置采用了区域特征分析算法，从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析，并建立数学模型，即人脸特征模板。实际应用中，将人脸特征模板与驾驶员的面像进行特征分析来判断是否是同一个驾驶员。如果是同一个驾驶员，该装置就可以使用已保存的基础数据。如果不是同一个驾驶员，该装置将记录新驾驶员的脸部特征。

本实用新型报警装置将驾驶员的脸部信息记录下来，可以用于对比在驾驶中实际取得的脸部图像，大大增加了判断的正确性，避免了交通事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置的安装示意图。

图2为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置的功能模块图。

图3为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置的瞌睡判断流程图。

图4为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置的严重瞌睡判断流程图。

图5为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置与外部报警器连接方式图。

图6为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置与汽车控制器连接方式图。

图7为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置中图像识别脸部特征抽取图之一。

图8为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置中图像识别脸部特征抽取图之二。

图9为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置中图像识别眼部特征抽取图。

图10为本实用新型驾驶员瞌睡报警装置中图像识别脸部特征抽取图之三。

图中标号说明

1—驾驶员瞌睡报警装置    2—外部报警器    3—刹车    4—扬声器

5—振动装置    6—香味喷雾装置    7—汽车内控制系统

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本实用新型是如何实现的。

实施例

如图1和图2所示，驾驶员瞌睡报警装置1安装在车内方向盘的上方，该装置包括摄像头，图像处理部分和外部报警器2(扬声器4，振动器5或香味喷雾装置6)(如图5所示)。图像处理部分由图象采集、图像识别和图像判断几部分组成，摄像头将汽车驾驶员的脸部图像输入到图像处理部分，图像通过识别和判断，当发现驾驶员处于瞌睡状态时，通知报警器2报警或控制刹车3自动刹车。

图像采集

摄像头可以使用CMOS或CCD来得到视频图像，也可以采用红外摄像头来得到图像，这样可以在夜间也能得到很清晰地图像。图像采集会对来自于摄像头的视频信息进行图像预处理，该部分由以下几个部分组成：光线分析，色调调整，亮度调整和取出脸部图像。光线分析用于自动识别当时的采光状况，比如白天，下雨天，夜间等。将分析结果输入给色调调整和亮度调整部分，这两个部分会对图像进行加工，以方便后续处理进度的提高。在图像采集的最后一部分是从整幅图像中，抽取出脸部图像。抽取脸部图像可以将实际取得的图像与预先登记的图像进行比较，将不要的部分去除，只需要脸部的轮廓。

图像识别

主要是从取得的脸部图像中取出脸部特征。脸部特征中，最主要的是眼睛特征。可以在脸部的中央划出一条横线，将横线以下部分去除，剩下横线以上的部分(如图7所示)。由于眼睛是对称的，可以在中央划出一条垂线，让可以只取出左上部分作为可用图像(如图8所示)。

在可用图像中，通过眼球的黑点像素和白点像素以及灰度来找出眼睛所在部位，如图9所示。T1是眼球的上下距离，但闭眼睛时，T1为0，既无法找出黑点像素。

同样采取上述方法可以将图像份成4等分，取出脸部下半部分的一半出来，并在下巴画出一条横线。这部分可以用来判断驾驶员是否处于严重瞌睡状态，如图10所示。

图像判断

将对闭眼时间和开眼时间以及下巴下垂进行判断。图9中的T1为0时可以认为处于闭眼状态，具体可以使用图3所示的流程图，当闭眼时间超通过自学得到的标准时间值a时，可以判断驾驶员处于瞌睡状态。

图10中抽取出来的图像，可以用于判断驾驶员是否处于严重瞌睡状态。具体采用图4所示的流程来判断，当连续下垂次数超过标准时间值b时，可以判断驾驶员处于严重瞌睡状态。当判断出驾驶员处于瞌睡状态或者严重瞌睡状态时，该装置将通过指定的接口将信号送给指定的外部装置。如图5和图6所示，外部装置可以有，外部扬声器4，外部振动装置5，外部香味喷雾装置6，汽车内控制系统7等。

Claims (4)

1.一种驾驶员瞌睡报警装置，该装置包括摄像头，图像处理部分和报警器，其特征在于：所述驾驶员瞌睡报警装置安装在车内方向盘的上方，摄像头将汽车驾驶员的脸部图像输入到图像处理部分，图像处理部分由图象采集、图像识别和图像判断几部分组成。

2.根据权利要求1所述的一种驾驶员瞌睡报警装置，其特征在于：驾驶员瞌睡报警装置外部连接有扬声器，振动器或香味喷雾装置。

3.根据权利要求1所述的一种驾驶员瞌睡报警装置，其特征在于：所述图像处理部分与报警器相连。

4.根据权利要求1所述的一种驾驶员瞌睡报警装置，其特征在于：所述摄像头使用CMOS或CCD或红外摄像头来得到图像。 

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