[发明专利]基于驾驶员头颈移动特征识别的疲劳驾驶检测方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种疲劳驾驶检测方法与系统，特别是涉及一种基于驾驶员头颈移动特征识别的疲劳驾驶检测方法与系统。

 

背景技术

随着公路总通车里程和机动车数量的不断增加、车辆运行速度的提高，我国道路交通事故逐年增多，重大事故及死伤人数呈上升趋势，已成为威胁人民群众生命财产安全和社会可持续发展的严重问题。在众多交通事故中，驾驶员人为因素已成为交通事故的主要因素之一。英国和美国的科学家研究分析表明，由驾驶员本身引发的道路交通事故占交通事故总数的57％～65％，与驾驶员相关因素引发的事故占总数的近95％；我国道路交通事故的统计也表明，主要由于驾驶员造成的事故占90％左右。在这些事件中，疲劳驾驶是肇事致人死亡数量最多的交通违法行为之一。据统计，我国因疲劳驾车而造成的交通事故占总数的20%左右，占特大交通事故的40%以上，占交通事故死亡率的83%。

因此，疲劳驾驶已经对我国道路交通安全带来了巨大影响，检测驾驶员的疲劳程度，提前预警对提高驾驶员的工作效率，保护驾驶员的身心健康，从而避免因驾驶员疲劳驾车而造成的交通事故具有非常重要的现实意义。

现有的疲劳驾驶检测手段以利用驾驶员正上前方的摄像头采集驾驶员面部图像并识别眨眼次数和眼部动作居多，例如申请号为200710010629.4的发明专利公开了一种驾驶员疲劳检测报警器，由装有反射式光纤位移传感器的眼镜和智能控制系统组成；所说的光纤传感器是反射式光纤位移传感器，将其组装在一付眼镜两侧边框上，使传感器的探头正对眼睑，并通过光纤将传感器与智能控制系统连接起来；该发明是以眼部疲劳的表情为基准，建立数学模型，对眼睑闪动频率、闭合时间乃至眼球转动、瞳孔收扩进行动态监测。但由于人体眼部动作特点个体差异较大，且动作随机性较强，故检测准确度难以让人满意，且从人体正面采集图像时，眼部和头颈部的垂直向移动较难从图像背景中检测出来，这进一步影响了检测的准确度。

现有技术中也存在基于人体头部姿态识别的疲劳检测系统，例如CN201120266804.8公开了一种基于姿态识别的防疲劳驾驶辅助系统，通过采用带红外光源的摄像机采集头部姿态完成识别疲劳驾驶，所述的摄像机分布在人脸前方的左右两侧和人脸成45°入射角，两台摄像机采集使用者的脸部图像信息，输入到信息处理装置，利用软件处理驾驶员的脸部图像，计算得到头部的3D姿态，进而判断驾驶员正视前方、左视、右视、上视、下视等基本驾驶动作，但是，这种方法同样采集的是人体面部的正面图像，由于人体头颈肤色差异较小，所以利用人体面部正视图来识别头部姿态变化时必须从面部中提取眼、口等颜色比较特殊的部分进行识别处理，对图像处理的要求很高，技术难度大，系统软硬件设计实现成本高。

现有技术中，也有以生理信息检测为手段进行疲劳驾驶检测手段的，例如常见的基于脑电法的疲劳驾驶检测方法虽然检测准确率高，但是测量时需要在头上粘贴电极，这种侵入式测试并不受驾驶人员欢迎；而且这种基于脑电法的疲劳驾驶检测方法在检测过程容易受到外界磁场的干扰，限制了它的使用。

综上所述，现有技术中的各种疲劳驾驶检测方法分别存在着检测精度差；图像处理要求高，技术难度大，软硬件设计实现成本高；或者需要对驾驶员进行侵入式检测等缺陷。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种检测精度高，图像处理和相应硬件均要求较低，易于实现的基于驾驶员头颈移动特征识别的疲劳驾驶检测方法。

本发明还同时设计了一套基于驾驶员头颈移动特征识别的疲劳驾驶检测系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种基于驾驶员头颈移动特征识别的疲劳驾驶检测方法，其特征在于：其检测步骤为：

1）在车内驾驶位侧面设置摄像头，该摄像头用于从侧面采集驾驶员头颈部图像；

2）图像处理单元每隔一个间隔时间T保存一组步骤1）中摄像头采集得到的图像，并利用人体皮肤与车内环境图像特征之间的差异，将驾驶员头颈部侧面图像的轮廓线提取出来；其中，所述的间隔时间T为3-30秒。

3）根据步骤2）中得到的若干组连续的驾驶员头颈部侧面图像轮廓线形成驾驶员头颈部移动特征，并将其与人体瞌睡状态时的头颈部移动特征进行比较判断，若驾驶员头颈部移动特征符合瞌睡状态要求，则认为驾驶员属于疲劳驾驶并发出报警提示；否则重复步骤2），并持续循环运行。

进一步地，步骤3）形成的驾驶员头颈部移动特征是由若干组连续的驾驶员头颈部侧面图像轮廓线变化值构成。