[发明专利]一种驾驶员面部表情的自动定位和识别系统

说明书

本发明公开了一种驾驶员面部表情的自动定位和识别系统，包括驾驶员图像采集模块(1)、距离感知模块、自动对正模块(2)、驾驶员面部识别模块、警示模块；驾驶员图像采集模块跟据车型的不同和实验室驾驶模拟器的空间大小安装在合理位置处，实时采集驾驶员面部表情；距离感知模块确定摄像头与驾驶员面部中心的相对位置；自动对正模块调整驾驶员图像采集模块的位置，使驾驶员面部在图像中心区域；驾驶员面部识别模块能识别出驾驶员的7种表情状；警示模块根据驾驶员的表情不同对驾驶员做出相对的提醒与警示以保证驾驶员行程安全。

技术领域

本发明属于机动车驾驶技术领域，涉及一种汽车驾驶员识别系统，具体来说是一种驾驶员面部表情的自动定位和识别系统。

背景技术

随着生活水平的提高，汽车逐渐成为人们生活中的重要工具，在带来巨大便利的同时，由于交通事故的发生也造成了惨痛的代价，这其中与驾驶员有关的交通事故更是占绝大多数。在现代社会中的快节奏影响，因驾驶员开车过程中情绪不稳引发的交通事故更是层出不穷。因此需要研究驾驶员的情绪状态，在发现驾驶员情绪波动时对驾驶员加以提醒和警示以降低交通事故发生的可能性。驾驶员无论是高兴还是愤怒、伤心都会影响交通安全，所以识别驾驶员的不同情绪状态在驾驶员驾驶车辆的过程中具有重要意义。

目前驾驶员的情绪状态没有被引起足够的重视，在我国交通现状和形势下研究驾驶员情绪对驾驶安全的影响有着良好的应用前景，而驾驶员本人在驾驶车辆的过程中往往忽视自己情绪的变化。因此，通过识别驾驶员的面部表情，提醒和警示驾驶员注意情绪波动对减少交通事故的发生具有较大意义。

发明内容

本发明提供一种驾驶员面部表情的自动定位和识别系统，来解决驾驶员在驾驶过程中因为情绪状态不佳导致交通事故的发生。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种驾驶员面部表情的自动定位和识别系统，其特征在于，包括驾驶员图像采集模块(1)、距离感知模块、自动对正模块(2)、驾驶员面部识别模块、警示模块；

所述驾驶员图像采集模块(1)包括摄像头(11)、夹具(13)和移动平台(15)，用于在实验室和实车环境下的驾驶员面部图像采集，摄像头(11)固定在夹具(13)上，夹具(13)与移动平台(15)连接，可安装在车辆驾驶员和实验室操作台上；跟据车型的不同和实验室驾驶模拟器的空间大小确定驾驶员图像采集模块的安装位置，保证在不同环境下均可以正常工作；

由于车型的空间大小存在差异，并且实验室操作台的工作空间也不尽相同，驾驶员图像采集模块的安装位置需要根据实际情况综合考量。例如紧凑型的轿车的空间比大型城市越野车的空间要小很多，驾驶员图像采集模块在紧凑型轿车的安装位置和各个方向上的活动空间都要小上许多。驾驶员图像采集模块在不同的车型和实验室操作台上的安装位置都应对准驾驶员的面部，保证能够清晰明了的采集驾驶员的面部表情。

驾驶员图像采集模块的三个自由度的调整阈值包括两个部分：一个是各个自由度的基础行程、另一个是各个自由度由于安装位置和空间大小产生的偏差。

所述距离感知模块根据驾驶员图像采集模块采集的驾驶员面部表情，采用改进后的积分投影算法定位出驾驶员眼睛、鼻子、嘴巴和耳朵的位置，从而确定摄像头与驾驶员面部中心的距离与角度；

所述自动对正模块(2)包括Y轴水平移动机构(21)、Y轴旋转机构(22)、Z轴旋转机构(23)；Y轴水平移动机构(21)、Y轴旋转机构(22)、Z轴旋转机构(23)均由步进电机(2x1，x＝1,2,3)和减速机构构成；自动对正模块(2)根据距离感知模块计算出的驾驶员图像采集模块(1)与驾驶员面部中心的距离与角度，在三个自由度上控制步进电机(2x1)，改变驾驶员图像采集模块(1)的位置，使驾驶员的鼻子区域在摄像头中心区域，起到与驾驶员面部对正的效果，保证驾驶员图像采集模块可以准确的采集驾驶员面部信息；