[发明专利]一种基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统

权利要求书

1.一种基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，包括：主控模块、信息传输模块、功能模块、报警模块；所述信息传输模块包括图像视频传输单元和驾驶行为状态信号传输单元；所述功能模块包括图像预处理单元、图像视频存储单元、疲劳驾驶检测单元、盲视驾驶检测单元及违规驾驶检测单元；所述主控模块连接各个模块和单元并协调各个模块和单元之间的通信，所述图像视频传输单元读取红外摄像头拍摄的图像和视频并传输给功能模块，所述功能模块进行图像、视频处理和分析，并产生驾驶行为状态信号，驾驶行为状态信号传输单元接收功能模块产生的驾驶行为状态信号并传输给报警模块，所述报警模块分析驾驶行为状态信号进行危险程度评估，决定是否启动报警器并根据分析结果选择报警级别，且上传有关图像、视频到服务器。

2.如权利要求1所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述图像预处理单元进行图像视频采集、基本预处理、人脸检测、人脸跟踪、人脸特征点定位的预处理操作；基本预处理的操作包括：尺度变换、图像灰度化、图像滤波、图像增强、图像二值化、图像边缘检测；人脸检测的步骤为：利用V-J人脸检测方法，对输入功能模块的图像进行人脸循环检测，获取所有疑似人脸所在位置的矩形框；人脸跟踪的步骤为：采用KCF跟踪算法，在获取输入功能模块的第一帧图像的人脸检测结果时，训练分类器，将后续每一帧图像与该分类器进行卷积，产生的最大响应值即为人脸跟踪结果；人脸特征点定位的步骤为：利用主动形状模型ASM算法或形状回归算法进行人脸特征点定位。

3.如权利要求2所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述疲劳驾驶检测单元进行眨眼检测操作、眯眼闭眼检测操作；眨眼检测操作的步骤为：对图像进行图像预处理单元的预处理操作，提取人脸跟踪获取的眼部区域，该眼部区域是包含眼睛的感兴趣区域，对该感兴趣区域作预处理，对预处理后的感兴趣区域进行平均灰度阈值二值化，并拟合出眼睛的精确位置，使用垂直投影判断是否眨眼并计算眨眼频率；眯眼闭眼检测的步骤为：进行眨眼检测操作，并统计持续眨眼的时间，若超过设定阈值则判断为闭眼。

4.如权利要求2所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述疲劳驾驶检测单元还进行打哈欠检测操作，打哈欠检测的步骤为：对图像进行图像预处理单元的预处理操作，定位人脸特征点，获取嘴部位置和图像，对嘴部图像进行轮廓分析，计算嘴部的张开度和持续张开时间以此判断驾驶员是否打哈欠。

5.如权利要求2所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述盲视驾驶检测单元进行视线偏离检测、扭头低头检测操作；视线偏离检测的步骤为：对图像进行图像预处理单元的预处理操作，获取所有眼部轮廓特征点位置信息以及特定的耳部特征点位置信息，定义视线参数为眼部轮廓特征点质心到耳部特征点距离的比值，根据图像中视线参数值与视线参数的初始化值判断视线是否偏离；扭头低头检测的步骤为：基于人脸检测和人脸跟踪，结合运动检测定位头部区域，再结合视线偏离检测获取的视线偏移结果判断驾驶员是否有扭头低头动作。

6.如权利要求2所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述盲视驾驶检测单元还进行身体倒卧转移检测操作，身体倒卧转移检测的步骤为：对图像进行图像预处理单元的预处理操作，检测出人脸和身体区域，将人脸和身体区域作为整体进行椭圆拟合，由椭圆长短轴、圆心位置、偏转角信息判断身体倒卧转移情况。

7.如权利要求2所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述违规驾驶检测单元进行方向盘脱手检测操作，方向盘脱手检测步骤为：对图像进行图像预处理单元的预处理操作，通过hough椭圆检测出方向盘位置，结合灰度信息和肤色信息准确检测方向盘上划分的单一感兴趣区域是否存在手，从而判断全方向盘上是否存在操作手。

8.如权利要求2所述的基于嵌入式图像处理的驾驶员行为检测系统，其特征在于，所述违规驾驶检测单元还进行安全带检测操作，安全带检测步骤为：对图像进行图像预处理单元的预处理操作，对输入功能单元的图像进行hough线段检测，对检测出的线段进行筛选，检测是否存在符合条件的线段从而判断驾驶员是否系有安全带。