!359.758 100年09月20日慘正替換頁 /、、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明是有關於一種駕駛狀態偵測方法及其系統，特別 是有關於一種利用影像擷取技術以檢視車輛駕駛狀態-之 駕駛狀態偵測方法及其系統。 【先前技術】 [0002] 目前’近年來，隨著數位技術發展及網路日益發達，視 訊多媒體應用的範圍越來越廣泛，並且對於高階的視訊 内容進行辨識與應用的需求也日益增加，因此相關於視 訊影像處理技術的發展已經成為重要的研究議題β隨著 全球經濟的成長，在人們的交通工具數量也隨之大幅提 升’而交通方面的意外事常常造成生命與財物的嚴重損 傷’多數的意外事故是由於駕駛人對於路況的疏忽、超 速或違規駕駛所造成。因此，世界各地的汽車製造商、 零組件供應商和政府單位不斷地努力研究開發，並希望 月包推廣能夠避免意外或降低事故嚴重性的主動安全與先 進駕駛輔助系統，所以把先進駕駛輔助系統稱為2〇1〇年 的最新技術。 [00〇3]所謂視覺式的駕駛輔助系統，是利用攝影機或各種感測 器蒐集車輛與周圍環境的資料，系統會利用視訊物件偵 測、辨識和追蹤處理技術評估各種威脅，其中車道辨識 與路面障礙偵測、交通標諸辨識與駕致狀況偵測都是非 常重要且迨切需要的主要技術。以視訊處理技術的車輛 駕駛安全輔助系統而言，車道辨識與路面障礙偵測技術 ’主要是在行駛路面的資訊中辨識出路面與路線的資訊 098121478 表單蝙號ΑΟίοΐ 第3頁/共16頁 1003345281-0 1359758 100年09月20日核正替换I頁 ，對於其他行駛車輛或路面障礙部分進行偵測，作為自 動駕駛或輔助駕駛的應用。而交通標誌辨識技術，則是 以交通標誌形狀辨識與内容的萃取為主，提供最新的道 路行車資訊。 [0004] 一般來說，車輛常裝置有視訊裝置（車輛前後影像顯示 - )、衛星導航、感應雷達等配備，來輔助駕駛人行車輛 - ，但是仍欠缺其他更先進的駕駛輔助系統的配備，若能 發展出高效能的先進駕駛輔助系統技術，且能簡易地與 目前的裝置結合應用，如數位攝影機、多媒體手機、手 持式設備…等，除了可以適當且適時地應用在輔助駕駛 系統外，更能輕易地普及至各式的車種，必定能有效地 降低意外事故的發生。 [0005] 鑑於習知技藝之各項問題，為了能夠兼顧解決之，本發 明人基於多年研究開發與諸多實務經驗，提出一種駕駛 狀態偵測方法及其系統，以作為改善上述缺點之實現方 式與依據。 【發明内容】 [0006] 有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是 在提供一種駕駛狀態偵測方法及其系統，以將實際道路 危險的駕駛狀態偵測出來，藉以警示駕駛人或是通報駕 駛安全管中心，以提升到路駕駛的安全。 [0007] 於是，為達上述目的，依本發明之駕駛狀態偵測方法， 其主要步驟如下。首先，設置一影像擷取單元以擷取一 車輛於駕駛狀態之複數個影像，於一儲存單元設置一預 設參數模組範圍。利用一處理單元計算該複數個影像間 098121478 表單編號A0101 第4頁/共16頁 1003345281-0 1359.758 100年09月20日修正替換頁 之全域運動參數值後，再比對一預設時距中該運動參數 值是否符合預設參數模組範圍内，若是，則傳送一警示 訊號。最後，設置一警示單元以接收並顯示警示訊號。 [0008] 此外，本發明更提出一種駕駛狀態偵測系統，其主要包 含有一影像擷取單元、一儲存單元、一處理單元及一警 示單元。影像擷取單元擷取一車輛於駕駛狀態之複數個 影像，形成車輛於駕駛狀態之連續影像。儲存單元儲存 一預設參數範圍，處理單元計算複數個影像間之一全域 運動參數值，並於一預設時距内比對各全域運動參數值 與預設參數模組範圍，若該預設時距中之該全域運動參 數值介於該預設參數模組範圍内，則以傳送一警示訊號 ，警示單元接收並顯示該警示訊號。 [0009] 承上所述，依本發明之駕駛狀態偵測方法及其系統，其 可具有一或多個下述優點： (1) 此駕駛狀態偵測方法及其系統可藉由車輛駕駛之影 像進行分析，藉此可提高道路駕駛監控之便利性。 (2) 此駕駛狀態偵測方法及其系統可藉由車輛駕駛之影 像進行分析，藉此可解決一般道路駕駛輔助工具只能協 助尋找道路，而無法對於前方車輛作駕駛狀態監控的問 題。 [0010] 茲為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功效 有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合 詳細之說明如後。 【實施方式】 098121478 以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之駕駛 表單編號A0101 第5頁/共16頁 1003345281-0 [0011] 1359758 _.__ 100年09月20日修正替換頁 狀態偵測方法及其系統，為使便於理解，下述實施例中 之相同元件係以相同之符號標示來說明。 [0012] 請參閱第1圖，其係為本發明之駕駛狀態偵測方法之步驟 流程圖，其主要步驟如下。首先，設置一影像擷取單元 以擷取一車輛於駕駛狀態之複數個影像（步驟S11)，並 於一儲存單元設置一預設參數模組範圍（步驟S12)。利 用一處理單元計算複數個影像間之全域運動參數值（步 驟S13>後，再比對一預設時距中全域運動參數值是否介 於預設參數模組範圍内（步驟S14)，若是，則傳送一警 示訊號（步驟S141)，若否，則不需有任何警示動作。 最後，設置一警示單元以接收並顯示警示訊號（步驟S15 )° [0013] 在本發明中，我們提出視覺式即時道路駕駛狀態偵測技 術，將實際道路危險的駕駛狀態偵測出來，藉以警示駕 駛人或是通報駕駛安全管中心，以提升道路駕駛的安全 。先利用全域運動估測技術，以景觀轉換運動模型對於 即時的道路視訊影像進行全域運動參數估測，接著可訂 定長短時態框架，對於運動參數在長、短時態的變化進 行分析觀察，然後依據參數變化的狀態定義出危險駕駛 的參數變化模組，最後將危險駕駛的模組應用在實際道 路駕駛模擬上。 [0014] 若以正常的車輛行駛狀態來進行分析，在車輛上所擷取 到的影像，經過全域運動參數估測後，可在方程式中設 定各參數分別為（a^ayaya^ayayayag)，其可 分別代表不同的運動資訊，其中的（a3，a6)代表座標 098121478 表單編號A0101 第6頁/共16頁 1003345281-0 1359758 100年.09月20日修正替换頁 (X, y)的位移向量，而（a2, a4)代表座標（X，y) 的旋轉係數，（a,，ac)為座標（X，y)縮放倍率，（ a7，a )為座標（X，y)扭曲的係數。藉此可發現，藉 〇 由（a丨，a5)、（a2，a4)與（a7，a8)參數值並無劇 烈的變動，呈現平穩的分佈狀態。 [0015] 但是參數（aQ，ac)的值則會有變化，造成這種情形原
0 D 因有許多，例如因車輛加速或煞車時避震器引起的上下 震盪所產生的變化、路面不平或顛簸所產生的上下震盪 、車輛忽快忽慢所產生的畫面變化、車輛停紅綠燈…等 種種因素。 [0016] 但是對於危險駕駛，如車輛蛇行這類的行車方式，最容 易造成車禍，根據我們模擬車輛蛇行狀態下的視訊影像 ，進行全域運動參數估測的結果，發現參數33的值會呈 現非常大的變化，所以對於蛇行狀態的偵測，可以利用 參數a3的變化來建立蛇行危險駕駛的偵測模組。 [0017] 然後，處理單元可將第一時距框架内之全域運動參數值 轉換為複數個第一方波及將該第二時距框架内之全域運 動參數值轉換為複數個第二方波可定義一個固定的時間 間距，若是在時間間距内出現的參數方波數量在一定的 範圍以内，或利用處理單元計算該複數個第一方波之數 量及華二方波之數量，若該複數個第一方波之數量介於 該預設參數範圍内，及複數個第二方波之數量介於該預 設參數範圍内，則發出該警示訊號即可以判斷為蛇行駕 駛狀態產生，即可以產生警訊以警示駕駛人，或是通報 交控中心。 098121478 表單編號A0101 第7頁/共16頁 1003345281-0 1359758 100年09月20日修正替&頁 [0018] 請參閱第2圖，其你為本發明之駕駛狀態偵測系統之方塊 示意圖。圖中，駕駛狀態偵測系統2配置於一車輛上，駕 欺狀sl 4貞測系統2包含一影像操取單元21、一儲存單元22 、一處理早元23及一警示單元24。影像操取單元21，較 佳為一攝影機及一照相機其中之一者，以榻取車輛於駕 駛狀態之複數個影像211，形成車輛於駕驶狀態之連續影 像。 [0019] 儲存單元22儲存一預設參數範圍221，預設參數範圍221 係指車輛之全域運動參數的變化量在一危險範圍内。處 理單元23計算每一該些影像間211之一全域運動參數值 231，並於一預設時距内比對各全域運動參數值231與預 設參數模組範圍221，以傳送一警示訊號232，警示單元 24接收並藉由發出聲音、光線及振動之方式以顯示警示 訊號232。 [0020] 其中，預設時距係包含一第一時距框架及一第二時距框 架，且第一時距框架係大於第二時距框架，處理單元係 將s亥第一時距框架及第二時距框架内之全域運動參數值 ，分別轉換為複數個第一方波及複數個第二方波。若該 複數個第-方波之數量及該第二方波之數量介於預設參 數範圍内，則發出警示訊號232。 [0021] 在本發明中，主要是發展視覺式蛇行駕駛狀態參數偵測 技術我們將利用全域運動參數估測技術，在即時的道 路駕驶視訊中’利用即時影像進行車輛的運動參數估測 098121478 並對於參數變化的狀態進行分析與統計，偵測出道路 駕驶中車柄蛇行的危險駕駛狀態，並將此技術運用於未 表單編珑ΑΟίοι 第8頁/共16頁 1003345281-0 1359758 100年09月20日核正替換頁 來的駕駛輔助系統中。利用已建立之全域運動估測模組 ，並對於即時的道路駕駛視訊進行參數估測。其中，我 們可建立了長時態（long term)與短時態（short term)的參數統計模組，分析並統計長時態與短時態中 全域運動參數的變化。最後，將長時態與短時態的統計 結果來偵測出蛇行危險駕驶的狀態，以輔助駕駛人的道 路駕駛安全。本發明可應用在實際道路輔助駕駛系統上 ，並且對不同型態的道路、日間和夜間與不同的天候狀 態皆可以進行駕駛狀態偵測，是極具有創新性的技術。 [0022] 道路駕駛狀態的偵測在車載輔助駕駛系統中是非常重要 的技術之一，本發明中主要運用的偵測與分析技術可分 為兩大類，第一類是車輛硬體偵測與分析技術，主要是 偵測油門、煞車的踩踏、引擎轉速或是方向盤的轉動狀 態的變化，來歸納出為危險駕駛的狀態。第二類則是利 用視訊影像的運動估測技術，估測出道路駕駛的視訊的 全域運動參數，藉以分析車輛行進的資訊，判斷出車輛 駕駛的狀態。其實在第一類技術中，實際駕駛的引擎轉 速、油門與煞車的踩踏以及方向盤的轉動都會影響實際 行車速度與行車的運動狀態，所以若是由視訊影像的方 式來進行偵測，也應該可以分析出相似的結果；所以， 我們可以從視訊影像運動訊參數估測的方式進行，分析 統計並歸納出駕駛狀態。 [0023] 此外，本發明係利用影像擷取裝置21，對於即時的道路 駕駛時所取得的視訊影像進行全域運動參數估測，藉由 參數估測的結果來分析並統計出目前的駕駛狀態，將危 098121478 表單編號A0101 第9頁/共16頁 1003345281-0 1359758 _^______ 100年.09月20日梭正替換π 險的駕駛狀態偵測出來，藉以警示駕駛人或提報駕駛控 管中心，以提升實際道路駕駛的安全，也希望將本發明 中所運用之技術藉由簡單的影像擷取裝置應用在輔助架 式系統上。 [0024] 且本發明預期能產出以下成果： 1. 建立即時全域運動參數估測模組。 2. 建立長時態與短時態駕駛狀態參數分析模組。 3. 即時道路駕駛狀態參數的定義與歸類，如蛇行狀態 、忽快忽慢、車輛不平穩晃動…等。 4. 建立道路駕駛狀態分析軟體模擬系統。 5. 實際道路駕駛模擬。 [0025] 藉由利用影像擷取裝置所擷取之即時視訊影像來進行駕 駛狀況的估測，在運動的資訊中分析並統計出運動資訊 的特徵與變化狀態，再依據這些特徵或變化狀態來偵測 出目前車輛駕駛的行進狀態，藉以警示出危險駕駛的情 形，如車輛蛇行狀態，以達到提高道路駕駛安全性之目 標。 [0026] 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本 發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 [0027] 第1圖係為本發明之駕駛狀態偵測方法之步驟流程圖；以 及 第2圖係為本發明之駕駛狀態偵測系統之方塊示意圖。 098121478 表單編號 Α0101 第 10 頁/共 16 頁 1003345281-0 1359.758 100年.09月20日核正替換頁 【主要元件符號說明】 [0028] S11〜S15 :步驟流程； 2 :駕駛狀態偵測系統； 21 :影像擷取單元； 211 :影像； 22 :儲存單元； 221 :預設參數模組範圍； 23 :處理單元； 231 :全域運動參數值； 232 :警示訊號；以及 24 :警示單元。 098121478 表單編號A0101 第11頁/共16頁 1003345281-0