[发明专利]一种驾驶员疲劳检测手机与检测单元

说明书

技术领域

本发明涉及交通驾驶领域，具体涉及一种驾驶员疲劳检测手机与检测单元。

背景技术

随着人们生活水平的提高，机动车和驾驶员的数量都有了很大增长，机动车驾驶日渐普及，与此同时，随之而来的是频繁发生的交通事故，对我们的生命财产安全造成很大威胁。调查显示，2011年全国涉及人员伤亡的道路交通事故210812起，共造成62387人死亡，虽较往年数据这两个数字均有所下降，但仍然不容忽视。查阅和分析我国在过去几年中交通事故的案例统计可以知道，在所有交通事故中，由于驾驶员在疲劳状态下驾驶而引发的交通事故在所有的道路交通事故中所占据的比例高达15-20%，令人触目惊心。所以对驾驶员驾驶机动车过程中疲劳状态的监测显得十分必要，对驾驶员驾驶过程中疲劳状态的及时发现，并作出相应的提醒，减少甚至制止驾驶员疲劳驾驶，对于减少交通事故的发生数量，保护生命财产安全，有着非同一般的重要意义。

近年来手机有明显的智能化趋势，智能手机的市场占有率不断提高，在人们日常生活中发挥的作用也越来越大。因此研究一种驾驶员疲劳检测手机与检测单元，对驾驶员驾驶机动车过程中疲劳状态进行监测是十分必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种驾驶员疲劳检测手机与检测单元，能够对驾驶员驾驶机动车过程中疲劳状态的监测，对驾驶员驾驶过程中疲劳状态的及时发现，并作出相应的提醒。

该种驾驶员疲劳检测手机，包括手机摄像头、手机功能单元和检测单元；其中检测单元包括切割单元、人眼判断单元、嘴部判断单元、头部判断单元和警告单元；

手机摄像头：置于驾驶员前方，获取驾驶员面部的实时图像，并将实时图像帧传输给切割单元；

切割单元根据手机摄像头获得的实时图像帧，进行人脸检测与定位，得到人脸所在区域发送给头部判断单元；再对人脸所在区域进行人眼、嘴部检测得到人眼位置图像和嘴部位置图像分别发送给人眼判断单元和嘴部判断单元；

人眼判断单元：

1.1根据切割单元发送的人眼位置图像，对人眼位置图像进行切割，得到眼睑周围部分区域，再排除眉毛部分得到切割后的眼睑部分图像；

1.2将切割后得到的眼睑部分图像转化为灰度图，接着对转化后的灰度图进行直方图归一化及对比度增强，得到增强后的眼睑灰度图；

1.3将增强后的眼睑灰度图进行二值化处理：根据实验经验设定相应阈值，将图像中颜色值大于设定阈值的点置为黑色，颜色值小于阈值的点置为白色，得到黑白两色图像，其中黑色部分将对应于瞳孔部分；

1.4以50帧为周期进行统计，当周期开始时，对本周期第一帧图像进行计算，如果瞳孔部分比例达到整个画面的25%，则可以认为图像中人眼为正常睁开状态，则取本帧为比对帧；若未达到25%，则弃用本帧，判断下帧是否为对比帧；得到比对帧后，记录比对帧中黑色像素点数目作为比对值，本周期内剩余帧取黑色像素点数目与比对值进行比对，当剩余帧取黑色像素点数目少于比对值的85%时，则判定当前帧中人眼为非正常睁开状态；

1.5统计非正常睁开帧，当连续出现5帧非正常睁开帧时，直接判定驾驶员处于疲劳状态并立即将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；或者当一个统计周期的50帧图像中，非正常睁开帧达到12%即6帧时，则判定驾驶员处于疲劳状态并将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；

嘴部判断单元：

2.1根据切割单元发送的嘴部位置图像后，将图像转化为灰度图，接着对转化后的灰度图进行直方图归一化及对比度增强，得到增强后的嘴部灰度图；

2.2将增强后的嘴部灰度图进行二值化处理：根据实验经验设定嘴唇部分颜色值区间，将符合颜色值区间的值置为黑色，剩余部分置为白色，得到黑白两色图像，其中黑色部分就对应于嘴部；

2.3以65帧为周期进行统计，当周期开始时，对本周期第一帧图像进行计算，如果黑色部分比例小于整个画面的35%，则可以认为图像中嘴部为正常闭合状态，则取本帧为比对帧；若未大于35%，则弃用本帧，判断下帧是否为对比帧；得到比对帧后，记录比对帧中黑色像素点数目作为比对值，本周期内剩余帧取黑色像素点数目与比对值进行比对，当黑色像素点数目达到比对值的200%，即超出一倍时，则认为嘴部为非正常张开状态，认定驾驶员打了一次哈欠；

2.4若在65帧周期内产生了3次或3次以上打哈欠的情况，则判定驾驶员处于疲劳状态并将驾驶员处于疲劳状态的信息发送给警告单元；

头部判断单元：