[发明专利]汽车驾驶员疲劳状态预判系统

说明书

本发明是申请号为2013102292353、申请日为2013年6月8日、发明名称为“汽车驾驶员疲劳状态预判系统”的发明的分案申请。

技术领域

本发明涉及监控领域，尤其涉及一种汽车驾驶员疲劳状态预判系统。

背景技术

汽车的发展为人类带来极大的方便，进一步改变了人类的时空观，改善了人们的生活条件。汽车的快速发展也为人类带来了不小的麻烦，例如，能源的耗尽、交通噪声、尾气污染等，如果这些问题属于给人类带来的潜在危机，那么每天发生的交通事故引起的人身伤害和财产损失给人类造成的影响更加直接。

交通事故的肇事原因主要有几个：车辆状况、路况、开车习惯和疲劳驾驶，其中疲劳驾驶导致的事故更惨烈，但也是最容易避免的一个肇事原因，现有的预防疲劳驾驶的方案基本上着重于汽车驾驶员开车前自己的判断，但是往往为了追求经济利益和用车效率，还是有很多睡眠不足或连续开车时间过长的驾驶员上路，在现有技术中，缺乏对这些驾驶员即时状态的检测和报警方案。

因此，需要一种汽车驾驶员疲劳状态预判系统，根据人眼闭合时间反映疲劳程度的特点，通过对汽车驾驶员的眼睛闭合时间的检测，预先判断汽车驾驶员的疲劳程度等级，在较为疲劳或极端疲劳状态下向汽车驾驶员本人、汽车所属单位和驾驶员亲属发出不同等级的报警信息，便于相关单位和个人采取紧急措施，避免交通事故的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种汽车驾驶员疲劳状态预判系统，引入人脸识别模块、人眼定位模块、疲劳状态预判模块，对接收到的人脸图像逐步进行人脸识别、人眼定位和最终的疲劳状态预判，并将判断结果通过音视频信息、无线通信网络发送给相关单位和个人，以在汽车驾驶员疲劳时进行降低车速和即时报警，保障了汽车上乘客的人身和财产安全。

根据本发明的一方面，提供了一种汽车驾驶员疲劳状态预判系统，包括图像采集模块、图像预处理模块、疲劳状态预判模块和控制器模块，图像预处理模块连接图像采集模块以对图像采集模块拍摄的面部图像进行模数转换，疲劳状态预判模块根据模数转换后数字图像中的驾驶员眼睛闭合时间判断驾驶员疲劳状态，控制器模块连接疲劳状态预判模块以根据驾驶员疲劳状态进行车速控制和报警操作。

更具体地，所述汽车驾驶员疲劳状态预判系统进一步包括：所述图像采集模块设置在汽车车内且位于汽车驾驶员位置的上方，进行拍摄以获得驾驶员的面部图像，并输出模拟图像信号，所述模拟图像信号的格式是复合视频广播信号CVBS格式；所述图像预处理模块设置在汽车的仪表盘中，连接所述图像采集模块以接收CVBS格式的模拟图像信号，将CVBS格式的模拟图像信号进行模数转换，获得并输出数字图像信号，所述数字图像信号的格式是8比特位的ITU 656YUV 4:4:4格式；色度空间转换模块，设置在汽车的仪表盘中，连接所述图像预处理模块以接收8比特位的ITU656YUV 4:4:4格式的数字图像信号，将ITU 656YUV 4:4:4格式的数字图像信号进行色度空间转换，获得RGB888格式的数字图像信号；人脸识别模块，设置在汽车的仪表盘中，连接所述图像预处理模块以接收YUV 4:4:4格式的数字图像信号，并根据所述YUV 4:4:4格式的数字图像信号进行人脸识别，所述人脸识别具体为，判断所述YUV 4:4:4格式的数字图像信号中的像素的像素值是否落在肤色范围内，如果是，则认定为肤色像素，如果否，则认定为非肤色像素，所有的肤色像素组合成人脸图像；人眼定位模块，设置在汽车的仪表盘中，连接所述人脸识别模块以接收人脸图像，并根据人眼部位的像素的像素值中的亮度值偏大的特点，认定人脸图像中的属于人眼部分的像素，所有的人眼像素组合成人眼图像；所述疲劳状态预判模块设置在汽车的仪表盘中，连接所述人眼定位模块以接收所述人眼图像，根据所述人眼图像提取驾驶员眼睛闭合时间，并输出所述驾驶员眼睛闭合时间占所述人眼图像被采样时间的比率；所述控制器模块设置在汽车的仪表盘中，连接所述疲劳状态预判模块，根据用户通过方向盘上的控制按键发出的控制指令进入或退出疲劳状态控制模式，当进入疲劳状态控制模式时，接收所述疲劳状态预判模块输出的所述比率，当所述比率大于等于第一预定阈值时，发出极度疲劳报警信号，当所述比率在第一预定阈值和第二预定阈值之间时，发出中度疲劳报警信号，当所述比率小于等于第二预定阈值时，发出状态正常信号，所述第一预定阈值大于所述第二预定阈值；车速控制模块，设置在汽车的仪表盘中，连接控制器模块以接收极度疲劳报警信号、中度疲劳报警信号或状态正常信号，当接收到极度疲劳报警信号时，控制汽车的行驶速度在每小时20公里，当接收到中度疲劳报警信号时，控制汽车的行驶速度在每小时40公里，当接收到状态正常信号时，不对汽车行驶速度进行控制；无线数据通信模块，设置在汽车的车身上，连接控制器模块和车速控制模块，以通过无线通信网络将极度疲劳报警信号、中度疲劳报警信号、状态正常信号和当前车速发送给汽车所属单位的网络上或发送给汽车驾驶员亲属的手机上；语音播放模块，设置在汽车的仪表盘中，连接控制器模块和车速控制模块，以通过麦克风播放极度疲劳报警信号、中度疲劳报警信号、状态正常信号和当前车速分别对应的语音内容；显示模块，设置在汽车的仪表盘中，连接色度空间转换模块、控制器模块和车速控制模块，显示色度空间转换模块输出的RGB888格式的数字图像信号，并显示与极度疲劳报警信号、中度疲劳报警信号、状态正常信号和当前车速分别对应的文字内容；太阳能供电模块，包括固定在汽车车体以采集太阳能的光伏板，检测汽车自身蓄电池的电量，在汽车自身蓄电池的电量小于预定电量阈值时对图像采集模块、图像预处理模块、色度空间转换模块、人脸识别模块、人眼定位模块、疲劳状态预判模块、控制器模块、车速控制模块、无线数据通信模块、语音播放模块和显示模块供电。