TWI694933B - 安全駕駛之監控裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明主要目的在於利用影像辨識技術，以透過其影像辨識進行即時分析其人臉特徵點位置、眨眼次數、眨眼頻率及瞳孔位置等，並根據上述所得之分析數據以判斷其駕駛者是否有疲勞駕駛或是不專注駕駛之情形發生。其藉由外掛式攝影裝置擷取駕駛者影像後，再透過分析處理模組分析駕駛者影像以偵測駕駛者臉部及身體位置，其後再由判斷模組進行上述之判斷，最後再由相關警告或搜尋休息站等方法避免疲勞駕駛或是不專注駕駛等狀況。
Description
本發明係為一種安全駕駛之監控裝置及方法，尤指一種藉由駕駛者臉部影像之眨眼次數、頻率及瞳孔位置判斷駕駛者是否疲勞駕駛或不專注駕駛之監控裝置及方法。
近年來有許多車輛發生交通事故，其部分原因係為汽車駕駛者生理裝態不佳或是駕駛時未注意駕駛情形，進而造成相關事故發生；如此為避免以上情形產生，現已有相關技術以針對上述情形進行改善。
目前所習知之技術中，係針對於人員狀態判斷、疲勞駕駛之警告或提醒之相關領域中，已有台灣專利號TW436436(持續監控車輛駕駛者之方法)及台灣專利號TWM534707(具自動防衛之行動監控系統)等相關專利，然而TW436436僅以眨眼之參數及駕駛者面部影像作以判斷駕駛員是否清醒之標準，倘若駕駛者欲有不專注行駛車輛之情形發生時，並無法有效進行判斷以有效提醒駕駛者；另外，其TWM534707專利案具有瞳孔追蹤器及心率監視器，係透過此二項裝置判斷駕駛者之狀態，若有不適或疲勞之狀況，則可透過自動駕駛之系統自動靠邊停駛以防止相關意外之產生，然而，此專利僅可判斷瞳孔放大縮小之狀況，亦無法防制駕駛者有不專注開車之情況發生。
然而，本發明係可透過瞳孔位置判別駕駛者是否有不專注開車之
情形發生，又可透過眨眼次數及頻率、駕駛者面部特徵之變化以判斷駕駛者是否有疲勞或不適開車之情況發生；再者，本發明又以外掛式裝置進以取得駕駛者上述之相關資訊，並將其外掛式裝置所得之資料傳送駕駛者的隨身電子裝置中，如此將其外掛式裝置獨立不但可更精確地取得駕駛者之資訊之外，於消費者之立場來說，僅需購置其外掛式裝置後，再以本身具有之電子裝置(係如智慧型手機)與其外掛式裝置相互連結後即可立即使用；但上述之二專利前案則必須具有多項裝置設備才可達成其相同功效(TW436436：一光電感應器與一電子單元組合產生視訊，至少一積體電路，其積體電路具有一偵測機構以偵測駕駛人是否在位置上。
TWM534707：其車輛監控模組係由金屬極片、心率監視器及瞳孔追蹤器所構成。)，如此於結構上來說亦有多處差異。因此，為避免上述之缺點，本發明係發明出一種安全駕駛之監控裝置及方法以更進一步同時達成防止疲勞駕駛及不專注駕駛等功效。
因此，為改善上揭之目的者本發明係提供一種安全駕駛之監控裝置，係應用於駕駛安全之相關領域，其包括：
外掛式攝影裝置，外掛式攝影裝置之周圍設有攝影元件，攝影裝置內部設有電源供應元件及發送元件，外掛式攝影裝置係藉由攝影元件以取得一駕駛者影像；電子裝置，其電子裝置一面設有顯示元件，電子裝置係與外掛式攝影裝置相互連結，電子裝置內部則設有接收元件及警告元件；以及駕駛安全模組，其係載於該電子裝置內且包括有分析處理模組、判斷模組及搜尋模組，該分析處理模組用以分析駕駛者影像以偵測駕駛者臉部及身體位置，判斷模組則根據駕駛者影像之臉部影像判斷駕駛者狀況；其中判斷模組根據駕駛者影像之臉部影
像的眼皮部位以判斷駕駛者眨眼次數及眨眼頻率，若判斷模組判斷出其所得之眨眼數據屬異常時，則發送一疲勞駕駛警告訊號予該警告元件；其中判斷模組根據駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置判斷駕駛者是否有不專注駕駛之現象時，若駕駛者有不專注駕駛的現象時，則發送一注意力分散警告訊號予電子裝置內所設有之警告元件以警示駕駛者。
較佳地，駕駛安全模組進一步包括儲存模組，儲存模組係用以儲存駕駛者每次駕駛時的生理資訊以供予駕駛者得知，且進一步將駕駛者每次駕駛時的生理資訊作成統計圖表以讓駕駛者了解過去駕駛習慣。
較佳地，當駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置多次偏離正常位置而處於異常位置或處於異常位置的時間大於預設時間時，判斷模組則會判斷駕駛者有不專注駕駛的現象時，進而發送注意力分散警告訊號予警告元件以警示駕駛者。
較佳地，駕駛安全模組進一步包括有一鍵報案模組，其係存有快速聯絡警察局的相關資訊以供予駕駛者透過一鍵報案模組快速進行報案。
較佳地，當警告元件接收到疲勞駕駛警告訊號時，駕駛安全模組則會同時啟動搜尋模組以進行鄰近休息站或休息地點之相關搜尋，進以將其搜尋結果傳送至電子裝置，以藉由顯示元件顯示其搜尋結果。
較佳地，眨眼次數的正常範圍為0.15次/秒~0.8次/秒，而眨眼頻率的正常範圍則為10~40次/分。
較佳地，其中眨眼次數更佳地正常範圍為0.2次/秒~0.4次/秒，而眨眼頻率更佳地正常範圍則為15次/分~20次/分。
較佳地，其搜尋結果係可以地圖導航的方式顯示在顯示元件上。
一種安全駕駛之監控方法，係應用於駕駛安全之相關領域，其包含下列步驟：
利用外掛式攝影裝置取得駕駛者影像；利用分析處理模組以分析駕駛者影像，進以偵測駕駛者臉部及身體位置；利用判斷模組根據駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置判斷駕駛者是否有不專注駕駛之現象，若駕駛者有不專注駕駛之現象時，則發送注意力分散警告訊號予電子裝置內所設有之警告元件；利用判斷模組根據臉部影像的眼皮部位以判斷駕駛者眨眼次數及眨眼頻率，若判斷模組判斷出其所得之眨眼數據屬異常時，則透過分析處理模組發送疲勞駕駛警告訊號予警告元件；以及當警告元件接收到疲勞駕駛警告訊號時，其駕駛安全模組則會同時啟動搜尋模組以進行鄰近休息站或休息地點之相關搜尋，進以將其搜尋結果傳送至電子裝置一面所設有之顯示元件以顯示其搜尋結果。
較佳地，駕駛安全模組進步包括儲存模組，儲存模組係用以儲存駕駛者每次駕駛時的生理資訊以供予駕駛者得知，且進一步將駕駛者每次駕駛時的生理資訊作成統計圖表以讓駕駛者了解過去駕駛習慣。
較佳地，當駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置多次偏離正常位置而處於異常位置或處於異常位置的時間大於預設時間時，判斷模組則會判斷駕駛者有不專注駕駛的現象時，進而發送注意力分散警告訊號予警告元件以警示駕駛者。
較佳地，駕駛安全模組進一步包括有一鍵報案模組，一鍵報案模組係存有快速聯絡警察局的相關資訊，以供予駕駛者透過一鍵報案模組快速進行報案。
較佳地，眨眼次數的正常範圍為0.15次/秒~0.8次/秒，而眨眼頻率
的正常範圍則為10~40次/分。
較佳地，其中眨眼次數更佳地正常範圍為0.2次/秒~0.4次/秒，而眨眼頻率更佳地正常範圍則為15次/分~20次/分。
較佳地，搜尋模組的搜尋結果係可以地圖導航的方式顯示在顯示元件上。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文茲配合圖示列舉具體實施例。
10:外掛式攝影裝置
11:攝影元件
12:發送元件
13:駕駛者影像
131:身體影像
132:臉部影像
20:電子裝置
21:顯示元件
22:接收元件
23:警告元件
30:駕駛安全模組
31:分析處理模組
32:判斷模組
321:疲勞駕駛警告訊號
322:注意力分散警告訊號
33:搜尋模組
34:儲存模組
35:一鍵報案模組
第1圖係本發明之系統架構示意圖。
第2圖係本發明之駕駛人影像示意圖。
第3圖係本發明之疲勞駕駛判斷流程圖。
第4圖係本發明之不專注駕駛判斷流程圖。
第5圖係本發明之不專注駕駛示意圖。
為使 貴審查委員方便了解本發明之內容，以及所能達成之功效，茲配合圖示列舉具體實施例，詳細說明如下：本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解為其本發明僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所為定義。
請參閱第1圖，係為本發明之系統架構示意圖，如圖所示，本發明係為一種安全駕駛之監控裝置，其包含：外掛式攝影裝置10，外掛式攝影裝置10之周圍設有攝影元件11且內部設有發送元件12，外掛式攝影裝置10係可懸掛於駕駛座之周邊相鄰位置(以清楚拍攝駕駛者位置為主)且藉由其攝影元件11以取得一駕駛者影像13；一電子裝置20，其電子裝置20與外掛式攝影裝置10相互連結(係可無線或有線連結)，電子裝置20一面設有顯示元件21其內部則設有接收元件22及警告元件23，其接收元件22係用於接收發送元件12所傳送之訊息(亦如駕駛者影像)；以及駕駛安全模組30，其係載於該電子裝置20內且包括有分析處理模組31、判斷模組32、搜尋模組33及儲存模組34等，該分析處理模組31用以分析駕駛者影像13以偵測駕駛者臉部及身體位置，判斷模組則根據駕駛者影像13之臉部影像判斷駕駛者狀況，搜尋模組33係用以搜尋鄰近之休息站或休息地點，而儲存模組34則用以儲存駕駛者每次駕駛時的生理資訊，且將其作成一統計圖表(圖未示)以讓駕駛者了解過去駕駛習慣。
較佳地，駕駛安全模組30進一步包括一鍵報案模組35，其用於儲存快速聯絡警察局的相關資訊以供予駕駛者透過一鍵報案模組35快速進行報案。
請配合上述第1圖所提及之結構，再參閱第2圖及第3圖，其第2圖及第3圖係為駕駛人影像示意圖及疲勞駕駛判斷流程圖，如圖所示，當駕駛者行駛車輛時，其外掛式攝影裝置10所設有之攝影元件11則會持續擷取駕駛者影像13，且透過發送元件12傳送至電子裝置20內所設有之接收元件22上，又其電子裝置20係載有駕駛安全模組30，故當電子裝置20接收到駕駛者影像13後，其駕駛安全模組30所設有之分析處理模組31則會針對駕駛者影像13進行分析，進以將駕駛者與其背景相區分後，再判別其駕駛者之身體影像131及臉部影像132，之後再由
判斷模組32透過駕駛者影像13之臉部影像132進行相關判別；當分析處理模組31完成駕駛者影像13的分析處理後，其判斷模組32則會依照駕駛者臉部影像132之眼部位置的眨眼次數及眨眼頻率進行判斷，亦如，當駕駛者駕駛車輛時，眨眼次數的正常範圍應於0.15次/秒~0.8次/秒，而眨眼頻率的正常範圍則為10~40次/分，當其所測得之數據大於上述範圍時，判斷模組32則會發送疲勞駕駛警告訊號321予警告元件23，進以透過其警告元件23以聲音作響或螢幕顯示等方式提醒駕駛者。然而上述眨眼次數及眨眼頻率更佳地正常範圍應為眨眼次數：0.2次/秒~0.4次/秒，眨眼頻率：15次/分~20次/分，進以更準確地判斷駕駛者是否有疲勞駕駛之現象發生。另外當警告元件23接收到疲勞駕駛警告訊號321而以相關作動方式提醒駕駛者時，其搜尋模組33則會進一步由外部提供之資料(亦可將其資料內建於搜尋模組內)搜尋與駕駛者相鄰近地休息地點或休息站等，進以提供駕駛者可休憩之處。
請配合上述第1圖所提及之結構，再參閱第4圖及第5圖，其第4圖及第5圖係為不專注駕駛判斷流程圖及不專注駕駛示意圖，如圖所示，當外掛式攝影裝置10所設有之攝影元件11持續擷取其駕駛者影像13，且透過發送元件12傳送接收元件22後，其駕駛安全模組30除了會進行如上所述之疲勞駕駛的判斷外，亦可同時進行不專注駕駛的判斷，亦如當駕駛者影像13傳送至電子裝置20且分析處理模組31完成駕駛者影像13的分析處理後，其判斷模組32則會進一步依據駕駛者臉部影像132的瞳孔位置1321判斷駕駛者是否有不專注駕駛的情況發生，係當駕駛者駕駛時，其瞳孔位置1321的正常位置應於正向位置或正向相鄰位置，瞳孔位置1321的正常位置係可透過外掛式攝影裝置10的設置位置的不同而有所改變，例如外掛式攝影裝置10設於高於駕駛者頭部位置時，其瞳孔位置1321
之正常位置則應於正向且偏下方的位置上，但若外掛式攝影裝置10設於駕駛者的左上方位置時，其瞳孔位置1321之正常位置則應於正向且偏右下方位置，故以此邏輯判斷，其正向相鄰位置則是因外掛式攝影裝置設置位置不同而使得其正常位置會有正向偏右、偏左、偏右上、偏左上、偏右下或偏左下等。而其不同係可透過相關設定(例如使用前以記憶儲存之方式記憶其瞳孔正常位置)以進行調整。
因此透過上述判定，若當駕駛者瞳孔位置1321多次偏離正常位置而處於異常位置或處於異常位置的時間大於預設時間時，判斷模組32則會判斷駕駛者有不專注駕駛的情形發生，進而傳送注意力分散警告訊號322予警告元件23，進以透過其警告元件23以聲音作響或螢幕顯示等方式提醒駕駛者；另外其搜尋模組33亦會於警告元件接收到注意力分散警告訊號322而以相關作動方式提醒駕駛者後，進一步由外部提供之資料搜尋與駕駛者相鄰近地休息地點或休息站等，進以提供駕駛者可休憩之處。然而上述之「多次」的次數係可例如為5分內處於異常位置3次或10分內處於異常位置5次等，而上述之「預設時間」的時間亦可例如為2秒~7秒以上的時間皆處於異常位置等。然而其多次的次數及預設時間的判斷係可依據實際狀況的不同而設定，應不限於上列所舉例之相關數據。
惟，以上所述者，僅為本發明之最佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍。故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所做之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10:外掛式攝影裝置
11:攝影元件
12:發送元件
13:駕駛者影像
20:電子裝置
21:顯示元件
22:接收元件
23:警告元件
30:駕駛安全模組
31:分析處理模組
32:判斷模組
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34:儲存模組
35:一鍵報案模組
Claims (9)
- 一種安全駕駛之監控裝置，係應用於駕駛安全之相關領域，其包括：一外掛式攝影裝置，該外掛式攝影裝置之周圍設有一攝影元件，該攝影裝置內部設有一電源供應元件及一發送元件，該外掛式攝影裝置係藉由該攝影元件取得一駕駛者影像；一電子裝置，該電子裝置一面設有至少一顯示元件，該電子裝置係與該外掛式攝影裝置相互連結，該電子裝置內部設有一接收元件及一警告元件；以及一駕駛安全模組，其係載於該電子裝置內且包括有一分析處理模組、一判斷模組及一搜尋模組，該分析處理模組用以分析該駕駛者影像以偵測駕駛者臉部及身體位置，該判斷模組根據該駕駛者影像之臉部影像判斷駕駛者狀況；其中該判斷模組根據該駕駛者影像之臉部影像的眼皮部位以判斷駕駛者眨眼次數及眨眼頻率，若該判斷模組判斷出其所得之眨眼數據屬異常時，則透過該分析處理模組發送一疲勞駕駛警告訊號予該警告元件；其中該判斷模組根據該駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置判斷駕駛者是否有不專注駕駛之現象時，若駕駛者有不專注駕駛的現象時，則發送一注意力分散警告訊號予該電子裝置內所設有之該警告元件以警示駕駛者；其中，該駕駛安全模組進一步包括一儲存模組，該儲存模組係用以儲存駕駛者每次駕駛時的生理資訊以供予駕駛者得知，且進一步將駕駛者每次駕駛時的生理資訊作成一統計圖表以讓駕駛者了解過去駕駛習慣；其中，眨眼次數的正常範圍為0.2次/秒~0.4次/秒，而眨眼頻率更佳地正常範圍則為15次/分~20次/分；該電子裝置係為駕駛者本身具有之智慧型手機。
- 如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，其中，當該駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置多次偏離一正常位置而處於一異常位置或處於該異常位置的時間大於預設時間時，該判斷模組則會判斷駕駛者有不專注駕駛的現象時，進而發送該注意力分散警告訊號予該警告元件以警示駕駛者。
- 如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，其中，該駕駛安全模組進一步包括有一一鍵報案模組，該一鍵報案模組係存有快速聯絡警察局的相關資訊，以供予駕駛者透過該一鍵報案模組快速進行報案。
- 如申請專利範圍第2項所述之監控裝置，其中，當該警告元件接收到該疲勞駕駛警告訊號時，該駕駛安全模組則會同時啟動該搜尋模組以進行鄰近休息站或休息地點之相關搜尋，進以將其搜尋結果傳送至該電子裝置，以藉由該顯示元件顯示其搜尋結果。
- 如申請專利範圍第4項所述之監控裝置，其中，其搜尋結果係可以地圖導航的方式顯示在該顯示元件上。
- 一種安全駕駛之監控方法，係應用於駕駛安全之相關領域，其包含下列步驟：利用一外掛式攝影裝置取得一駕駛者影像；利用一分析處理模組以分析該駕駛者影像，進以偵測駕駛者臉部及身體位置；利用一判斷模組根據該駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置判斷駕駛者是否有不專注駕駛之現象，若駕駛者有不專注駕駛之現象時，則發送一注意力分散警告訊號予一電子裝置內所設有之一警告元件；利用一判斷模組根據該臉部影像的眼皮部位以判斷駕駛者眨眼次數及眨眼頻率，若該判斷模組判斷出其所得之眨眼數據屬異常時，則透過該分析處理模組 發送一疲勞駕駛警告訊號予該警告元件；以及當該警告元件接收到該疲勞駕駛警告訊號時，其一駕駛安全模組則會同時啟動一搜尋模組以進行鄰近休息站或休息地點之相關搜尋，進以將其搜尋結果傳送至該電子裝置一面所設有之一顯示元件以顯示其搜尋結果；其中，該駕駛安全模組進一步包括一儲存模組，該儲存模組係用以儲存駕駛者每次駕駛時的生理資訊以供予駕駛者得知，且進一步將駕駛者每次駕駛時的生理資訊作成一統計圖表以讓駕駛者了解過去駕駛習慣；其中，眨眼次數的正常範圍為0.2次/秒~0.4次/秒，而眨眼頻率的正常範圍則為15次/分~20次/分；其中，該電子裝置係為駕駛者本身具有之智慧型手機。
- 如申請專利範圍第6項所述之監控方法，其中，當該駕駛者影像之臉部影像的瞳孔位置多次偏離一正常位置而處於一異常位置或處於該異常位置的時間大於預設時間時，該判斷模組則會判斷駕駛者有不專注駕駛的現象時，進而發送該注意力分散警告訊號予該電子裝置內所設有之該警告元件以警示駕駛者。
- 如申請專利範圍第7項所述之監控方法，其中，該駕駛安全模組進一步包括有一一鍵報案模組，該一鍵報案模組係存有快速聯絡警察局的相關資訊，以供予駕駛者透過該一鍵報案模組快速進行報案。
- 如申請專利範圍第6項所述之監控方法，其中，該搜尋模組的搜尋結果係可以地圖導航的方式顯示在該顯示元件上。
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