[发明专利]一种车辆驾驶员个性化疲劳监测及预警方法

说明书

本发明涉及车辆驾驶员个性化疲劳监测及预警方法，属于车辆主动安全系统领域。一种车辆驾驶员个性化疲劳监测及预警方法，其特征在于：采集驾驶员个性化特征，记录在车辆数据库中，在车辆驾驶过程中采集驾驶员面部特征，与数据库中驾驶员个性化特征进行比对，进行驾驶员疲劳度的综合判定，并对超过预设数值时进行预警。本发明能对驾驶员在多种驾驶环境、不同配饰穿戴条件以及不同驾驶员特征差异条件下进行视觉信息量化分析，更好地得到驾驶员的疲劳度判定结果，并能进行疲劳驾驶预警，确保驾驶员进行安全驾驶，与现有技术相比具有普遍适应性以及更好的监测预警效果。

技术领域

本发明涉及一种疲劳监测及预警方法，尤其涉及一种车辆驾驶员个性化疲劳监测及预警方法。

背景技术

随着社会经济的高速发展，汽车数量以及驾驶员数量的迅速增加，汽车给人们生活带来便捷的同时，也引发了许多交通事故。交通安全已经成为社会长期关注的一个热点。疲劳驾驶是引发重大交通事故的重要原因，其引发的重大交通事故占事故总量的40％以上。因此，如果能够检测出驾驶员的疲劳状态并提前预警，则可以一定程度上降低由疲劳驾驶引发的事故发生率，为驾驶员安全提供了保障。

疲劳驾驶监测是一种对行驶过程中驾驶员生理心理及车辆行驶状态等特异性指标进行检测，并确定驾驶员是否疲劳驾驶的手段。目前普遍接受的检测方法分为以下3种：

1)利用生理传感器检测驾驶员的生理变化指标,如脑电、心电、心率、呼吸、肌电等；

2)利用车载传感器检测驾驶员驾驶行为及其产生的车辆行驶状态变化特征，如转向、油门、档位、刹车，及车速、加速度、车辆在车道中的位置等；

3)利用机器视觉技术或其他传感器技术检测驾驶员的外部变化特征，如眼睑眨动、点头、打哈欠等。

上述三种疲劳检测方法中，生理指标可以最准确的检测出驾驶员疲劳度，但该方法需要在驾驶员身上安装生理信号传感器，限制约束了驾驶员正常的驾驶动作和姿态，无法在实际场景中大范围应用。

以车辆行驶信息作为疲劳度检测的方法，仅需利用车上现有传感器。但该方法只在疲劳程度严重到即将发生事故的时候才能起到预警作用，滞后程度高，无法在疲劳驾驶处于早期状态时给予预警，因此留给驾驶员做出反应的时间窗口非常窄，驾驶员在听到预警时很有可能已无法避免事故的发生。

以驾驶员面部特征作为疲劳度检测的方法兼顾上述两种手段的优势。一方面驾驶员疲劳状态能够较为直观地表现在眼睛(眨眼)、嘴巴(打哈欠)等面部特征以及头部姿态(点头)上，另一方面车载传感器能够在一定环境下有效避免疲劳驾驶引发的事故。1994年，卡内基梅隆大学经过反复试验和论证，提出了度量疲劳的物理量“PERCLOS”，定义为单位时间内(一般取1分钟或者30秒)眼睛闭合一定比例(70％或80％)所占的时间。美国联邦公路管理局(FHWA)和美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)在实验室中模拟驾驶，完成了九种疲劳检测指标的比较，结果证明，PERCLOS(percentage of eyelid closure over thepupil over time)与驾驶疲劳的相关性最好。

目前有不少发明均采用PERCLOS作为疲劳度评价指标，但是PERCLOS也有其缺点，不同人的面部特征及动作习惯都有所不同，不但每次驾驶都需要重新取样比较浪费时间，如果有人本来就有摇头晃脑小动作也容易造成误判。

发明内容

本申请的目的在于提出一种基于驾驶员面部特征、头部姿态信息的个性化疲劳监测预警方法。系统能够根据不同驾驶员的习惯以及驾驶员自身的个性化特征，在驾驶员处于疲劳状态时进行自动预警，从而降低由驾驶员疲劳驾驶引发的交通事故发生率。

本发明通过以下技术方案实现：