[发明专利]基于图像识别的驾驶员负荷检测车载装置

说明书

本发明公开了一种基于图像识别的驾驶员负荷检测车载装置，该装置由采集单元、图像处理单元、道路线形负荷等级计算单元、视觉负荷等级计算单元、显示单元及储存单元组成。其中显示单元，用于接收道路线形负荷等级计算单元和视觉负荷等级计算单元的数据，量化融合后实时显示道路环境的综合驾驶负荷，并对系统地运行状态进行显示。本发明融合了驾驶人视觉负荷和由道路线性引致的精神负荷，展示了驾驶人的综合驾驶负荷，可供管理部门和设计部门分析。

技术领域

本发明涉及辅助驾驶技术，尤其涉及一种基于图像识别的驾驶员负荷检测车载装置。

背景技术

当前，驾驶行车过程中，超过60％的信息是通过视觉获得的，视觉信息增加时视觉工作量也随之增加，相应的视觉负荷也会增加。较高的视觉负荷会引起驾驶员信息处理不及时，增加操作失误，影响交通安全。对驾驶员视觉负荷影响较大的道路环境主要有道路平纵线形、交通标志信息等。视觉负荷是驾驶工作负荷的组成部分，有人曾使用眨眼次数、注视次数或瞳孔面积等指标的变化来评价驾驶工作负荷的强度，认为在视距压力增大的情况下，驾驶员会试图通过减少眨眼次数和增加注视持续时间，来获取更多的视觉信息。。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于图像识别的驾驶员视觉负荷检测车载装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于图像识别的驾驶员负荷检测车载装置，包括：

采集单元，用于采集包括车辆前方交通环境信息的图像和驾驶员的心率变异率，所述交通环境信息包括车道线、道路标志和信号灯，所述采集单元包括安装于前挡风玻璃内正中间的摄像头和设置于方向盘上的心率传感器；

图像处理单元，通过处理视景采集单元的图像信息提取识别环境信息，包括：前方道路线形指标：包括坡度和转弯半径；交通标志信息：包括字符量、图形量和组合关系；以及信号灯信息：包括灯组数和相位；并将识别的交通标志信息和信号灯信息转换为以下元素：1)汉字、2)英文字母、3)阿拉伯数字、4)颜色：道路交通标志颜色、5)方向箭头：道路交通标志上使用的方向箭头、6)符号：表示道路状况的符号；

道路线形负荷等级计算单元，用于根据心率传感器采集的心率变异率评价道路线形指标对驾驶员产生的驾驶负荷度；

视觉负荷等级计算单元，用于根据信息理论算法对环境信息量进行计算，得出不同环境要素下的综合信息量，并根据计算得到的信息量指标，对该环境信息量所属的等级进行确定，最后确定相应道路环境的视觉负荷等级；

显示单元，用于接收道路线形负荷等级计算单元和视觉负荷等级计算单元的数据，量化融合后实时显示道路环境的综合驾驶负荷，并对系统地运行状态进行显示；

储存单元，由储存卡构成，接收道路线形负荷等级计算单元和视觉负荷等级计算单元的数据，实时存储道路视景影像以及与之对应的道路环境信息、驾驶负荷因素、驾驶负荷量度；所有存储的信息都通过同一时间轴进行标识，便于在统一时间轴进行分析。

按上述方案，所述道路线形负荷等级计算单元中驾驶负荷度的量化方法如下：

1)道路线形为平曲线半径驾驶负荷的量化

二者量化数学模型为：

X₁＝4.316×10^-6R²－0.15R+15.152

其中，R为平曲线半径，X₁为平曲线半径驾驶负荷；

2)道路线形为纵向坡度驾驶负荷的量化

最终选用三次函数曲线模型更能反映驾驶负荷X与道路坡度Y间的关系，二者量化数学模型为：