[发明专利]基于驾驶员面部识别的机动车安全控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机动车控制技术，特别是一种基于驾驶员脸部图像识别结果判断行车是否存在安全隐患，以提醒驾驶员保持安全驾驶，甚至进一步自动控制机动车行驶的方法及系统，属于自动控制技术领域。

背景技术

机动车的行车安全一直是社会各界关注的焦点之一。导致机动车出现安全事故的主要原因，除机动车本身出现故障以外，驾驶员操作失误是最主要的因素。特别是，经过长期的技术发展，机动车的机械、电气质量以及道路安全设施日益完善；因此，非人为因素导致机动车出现安全事故的比率越来越低，而由于驾驶人员操作失误导致的道路交通安全事故的比率不断呈上升的趋势。

在所有机动车交通事故中，疲劳驾驶是造成事故的主要原因之一。中国公安部关于2005年全国道路交通事故统计分析报告指出：机动车驾驶人交通违法是造成交通事故的主要原因，驾驶人员在驾驶机动车过程中因疲劳、酒后、注意力不集中导致上万人死伤。近年来，随着经济不断增长，截止到2010年10月，中国私人拥有的汽车数量已达1.5亿辆以上，机动车驾驶员的数量达到2亿多人。显然，减少或者防止因疲劳、酒后、注意力不集中驾驶机动车的现象是降低机动车交通事故的重要措施。

为了达到上述的目的，业界通常使用摄像头来摄像驾驶人员的脸部图像，采用处理器对驾驶人员的脸部图像进行分析，并基于脸部图像中眼部的图像判断驾驶员是否瞌睡，进而采用声、光报警的方式提示驾驶人员注意。这样的方案固然能够解决一定的问题，但还是存在诸多不足。例如：上述方案的功能单一，对眼部图像判断仅仅能用于识别瞌睡的情况，对于驾驶员注意力不集中，长时间扭头的情形无法识别；当驾驶员配戴眼镜或墨镜时，无法正确识别；此外，该方案仅对驾驶员眼睛睁开的状态进行识别，当驾驶员遇到正面强光照射眯起眼睛时，存在产生误报警的可能，因此可靠性不高。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种基于驾驶员面部识别的机动车安全控制方法，即通过采集、处理驾驶员的脸部图像，判断出驾驶员是否处于疲劳、酒后驾驶的状态，或者判断出驾驶员的注意力是否集中，并在此基础上发出声、光报警，甚至直接控制机动车安全系统工作，以防止发生交通事故。

本发明的另一个方面在于提供一种基于驾驶员面部识别的机动车安全控制系统，即在机动车上设置必要的图像采集、运算装置以及控制模组，该装置利用上述的方法，采集并处理驾驶员的脸部图像，判断出驾驶员是否处于疲劳、酒后驾驶的状态，或者判断出驾驶员的注意力是否集中。并基于判断的结果控制发出声、光报警，甚至直接控制机动车安全系统工作，以防止发生交通事故。

本发明的第一个方面采用如下的技术方案实现：

提供一种机动车安全控制方法，其中：

当检测到机动车处于启动状态时，按照一预定的时间间隔采集驾驶员的脸部图像；

对所述脸部图像中的两个眼部以及嘴部进行识别，并定位两个眼部及嘴部的中心坐标；

当两个眼部及嘴部的中心坐标都存在时，基于两个眼部及嘴部的中心坐标形成一图像三角形；并将所述图像三角形各个边与预先存储的一对应的人脸三角形相应边进行比较；其中，

当所述图像三角形各边与所述人脸三角形相应边具有相同的比例值，且持续的时间大于第一时间阈值时，判断确定驾驶员处于不安全的驾驶状态；

当所述图像三角形各边与所述人脸三角形相应边具有不相同的比例值，且持续的时间大于第二时间阈值时，判断确定驾驶员处于不安全的驾驶状态；

当两个眼部及嘴部的中心坐标任意之一不存在时，且持续的时间大于第三时间阈值时，判断确定驾驶员处于不安全的驾驶状态。

上述方法中所述的人脸三角形可以采用如下的方法获得：

采集驾驶员的脸部图像；

对所述脸部图像中的两个眼部以及嘴部进行识别，提取所述驾驶员的脸部图像的特征参数；且定位两个眼部及嘴部的中心坐标；

当两个眼部及嘴部的中心坐标都存在时，该两个眼部及嘴部的中心坐标值为一人脸三角形的顶点坐标值，将所述人脸三角形的顶点坐标值以及所述的特征参数对应地存储于人脸三角形参数库中。

另外，在将所述图像三角形各个边与预先存储的一对应的人脸三角形相应边进行比较之前还可以：

提取驾驶员的脸部图像的特征信息，在人脸三角形参数库中查找与该特征信息匹配度最高的特征参数，并提取特征参数对应的人脸三角形的顶点坐标值。

此外，当判断确定驾驶员处于不安全的驾驶状态时，还可以进一步：