[实用新型]一种基于方向盘图像的司机疲劳检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及车辆司机疲劳检测领域，具体为一种基于方向盘图像的司机疲劳检测装置。

背景技术

随着机动车数量的增多，交通事故也持续增加。统计数据表明，我国每年由于疲劳驾驶导致的死亡人数约9000人，给国家带来了巨大的人员和财产损失。统计数据表明，司机疲劳引起的交通事故占交通事故总数的20％左右，占特大交通事故数的40％以上。如果能在司机疲劳产生的初期给予预警，那么就会减少交通事故的发生，对交通安全意义重大。

现有的司机疲劳检测不少是基于人脸技术，因为需要对司机的正常状态和疲劳状态的特征进行识别分类判别，硬件成本较高，算法复杂，实时效果差，难以实现，且因有些司机的疲劳在脸部并没有特别反映，受个人特征影响比较大。

研究发现方向盘转角数据能实时反映司机的操作状态，当司机处于疲劳状态时，其对环境的感知能力、判断能力和实际操控能力都会下降，其直接操控的方向盘转角会出现异常波动。

通过检测方向盘转角的实时变化，即可判断司机的疲劳状态。其中关键是对方向盘转角的测量。目前，方向盘转角的测量方法安装转角传感器，测量方向盘的旋转角度。比较有代表性的如申请号为201310068176.6、名称为《基于方向盘转角数据的疲劳检测方法及检测装置》的发明专利申请和申请号为201510113007.9、名称为《基于方向盘转角信息的驾驶人疲劳状态检测方法》的发明专利申请，虽然他们的方案有效地提取了方向盘转角的疲劳特征信息并有效地检测司机的疲劳状态，但也存在明显问题：

1、方向盘转角传感器需要直接固定在车辆方向盘上或固定在方向盘转轴上，转角传感器遮挡部分仪表盘，司机察看的仪表的视线被阻挡，另一方面方向盘或其转轴上的传感器还有可能影响方向盘的旋转，影响正常驾驶操作；

2、现有方向盘转角传感器没有转角记忆功能，因此当方向盘转动范围大于一周时，转角传感器无法得到正确的转角数据；

3、方向盘转角传感器安装困难，通常需要在汽车出厂前固定安装于方向盘或转轴上，且不方便拆卸，移植性差，无法满足现有车辆司机疲劳状态检测的需要。

为此又出现的申请号为201210343216.9名称为《一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置》的方案，其无需安装方向盘转角传感器，在方向盘的背面粘贴两种标记贴和标识线，以方向盘初始状态图像与转动后的图像比较，计算得到方向盘转角。但是其标记过于繁琐，标识线有六条将方向盘分为六个区，每个区内要按规定粘贴三角形的标记贴和弧形标记贴，实施较困难；在方向盘背面粘贴标记，光线较差，影响图像清晰度，司机握着方向盘操作时会遮挡部分标记，也影响检测效果。故也难以实用。

传统的基于方向盘转角信息的司机疲劳判别是采用fisher线性判别算法，此方法将车辆的行驶视为直线行驶，采用角度标准差σ和零速百分比PNS这两个指标、用fisher线性判别算法判别司机的疲劳状态。但是车辆的实际行驶有走“S”形、超车变道等情况。以角度标准差σ大于1.2°作为判定疲劳的标准明显不合理。故传统的基于方向盘转角信息的司机疲劳判别方法准确率不高。

目前尚未见一种用之有效的简单易行的基于图像的司机疲劳状态检测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种基于方向盘图像的司机疲劳检测装置，包括中心处理器、摄像头和报警模块，摄像头安装于驾驶室内的顶部，方向盘处于摄像头的取景框内，摄像头的视频信号输出线与本装置的中心处理器连接；中心处理器还连接报警模块。摄像头实时采集方向盘图像，采用模板匹配算法让模板图像与实时图像匹配，通过图像处理得到方向盘转动角度，计算当前零速百分比和角度标准差，据此判断当前司机的状态。本装置操作简单、实用性强，且对司机状态检测准确。

本实用新型设计的一种基于方向盘图像的司机疲劳检测装置，包括中心处理器、摄像头和报警模块，所述摄像头安装于驾驶室内的顶部，处于方向盘上方，整个方向盘处于摄像头的取景框内，摄像头的视频信号输出线与本装置的中心处理器连接；所述中心处理器配有存储模块和供电模块，还连接报警模块，所述报警模块为报警灯或蜂鸣器；

所述中心处理器经数据传输模块连接图像处理模块，图像处理模块连接摄像头。