[发明专利]一种驾驶员疲劳驾驶检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于图像处理与模式识别技术领域，更具体地，涉及一种驾驶员疲劳驾驶检测方法及系统。

背景技术

疲劳驾驶已经对我国道路交通安全带来了巨大影响，如果能在疲劳产生的初期给驾驶员进行预警提示，就会大大减少交通事故的发生。现有的疲劳驾驶检测主要分为接触式和非接触式的方法。接触式的方法主要是检测驾驶员脑电、心电和肌电三个指标；非接触式的方法主要是通过安放的摄像头对驾驶员和车辆动作参数进行检测，包括驾驶员面部特征、车辆行驶路线、方向盘的转动等。接触式的方法由于其检测系统较大，不适合安放在驾驶室内，同时由于需要接触到驾驶员，对驾驶员有很大的干扰，限制了接触式检测方法的应用，故而非接触式的方法成为疲劳检测研究的主要方向。

非接触式检测包括检测头部姿态、基于PERCLOS(Percentage of Eyelid Closure Time)标准的方法等方法。此类方法通过对人体的外在特征进行检测，可以得到较为直观的结果，避免采用接触式检测时所产生的问题。

其中，检测头部姿态根据疲劳时人的头部会经常向下倾斜来判定是否疲劳，但是此种方法判断太过单一，而且有些人在疲劳的时候头部姿态基本不变，因而该方法无法准确检测是否疲劳，影响判断的准确性。另外，虽然驾驶员在疲劳时，头部运动不够频繁，但是在一些较为空旷的道路上行驶时，驾驶员判断出汽车处于安全状态，不会受到周围的影响，就会更多的观察前方路面的情况，不一定会左顾右盼。因而头部运动不频繁并不能直接说明驾驶员处于疲劳状态，通过检测头部运动的方法来判断是否疲劳容易出现误判。

基于PERCLOS标准的方法通过判断眼睛的开合度来判断是否疲劳，该方法需要精确定位驾驶员的眼睛。但是在汽车行驶过程中，外界环境变化较大，当外界的光照强度不同，例如汽车可能从艳阳高照的情况下突然进入一个较暗的隧道，或者在夜晚、光线较弱、司机戴上墨镜等情况下进行检测时会影响检测效果，因而此方法对于各种环境下的适应性要求比较高。在没有相应处理的前提下，无法得到准确的检测结果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种驾驶员疲劳驾驶检测方法及系统，能够在不同光照强度以及戴墨镜的情况下对疲劳驾驶进行检测，并且得到较为准确的检测结果，避免出现误判。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种驾驶员疲劳驾驶检测方法，包括以下步骤：

步骤1采集驾驶员行驶过程中的头部图像；

步骤2从所述头部图像中定位驾驶员的眼睛区域，判断驾驶员是否佩戴墨镜，并获得粗定位眼睛图像，其中，判断驾驶员是否佩戴墨镜的方法为先假定驾驶员未佩戴墨镜并得到眼睛区域的图像，将所述图像转化到HSV空间，选取V通道，并使用OTSU算法进行二值化，统计二值化后图像中黑色像素点的比例，如果超出设定阈值，则认为驾驶员佩戴墨镜；

步骤3根据不同光线情况和驾驶员是否佩戴墨镜对所述粗定位眼睛图像进行处理得到眼睛轮廓的图像；

步骤4根据所述眼睛轮廓的图像，通过重心位置的x坐标将眼睛目标分为左右两个部分，分别计算左右两个部分的重心，计算其连线与水平线的夹角，按照所述夹角旋转图像，将眼睛旋转至水平，再计算所述眼睛轮廓的上下边界得到眼高，根据所述眼高计算得到驾驶员行驶过程中眼睛的开合度；

步骤5判断所述眼睛的开合度是否大于设定的阈值，是则执行步骤6，否则执行步骤1；

步骤6判定驾驶员处于疲劳状态，发出警报提醒驾驶员。

按照本发明的另一方面，提供一种驾驶员疲劳驾驶检测系统，包括图像采集模块、主控模块以及警报模块，其中：

所述图像采集模块用于采集驾驶员行驶过程中的头部图像；

所述主控模块包括：

眼睛定位模块，用于对采集到的所述头部图像的眼睛部位进行粗定位得到眼睛图像；

眼部图像处理模块，用于对粗定位得到的所述眼睛图像进行处理后得到眼睛轮廓的图像；

眼高计算模块，用于根据所述眼睛轮廓的图像计算眼睛的高度，从而得到行驶过程中驾驶员的眼睛开合度；以及

疲劳状态判断模块：用于将所述驾驶员的眼睛开合度与设定阈值比较，判断驾驶员是否处于疲劳状态；以及

所述警报模块用于当所述疲劳状态判断模块判断驾驶员处于疲劳状态时发出警报。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比具有以下优点：