[发明专利]一种疲劳驾驶检测装置与方法

权利要求书

1.一种疲劳驾驶检测装置，其特征在于：包括图像采集模块、主控模块、存储模块、报警模块，主控模块分别与图像采集装置、存储模块、报警模块电性连接；所述报警模块包含LED灯、报警器；所述图像采集模块包含摄像头和4个红外LED光源；主控模块输出控制信号到摄像头，摄像头采集驾驶员图像，并输入至主控模块；所述存储模块用于存储哈希指纹信息、与哈希指纹对应的人脸定位框以及疲劳检测标准参数；所述主控模块对接收数据进行处理，实时得到疲劳特征参数，并读取存储模块中的疲劳检测标准参数，根据二者比较的结果得到疲劳程度，输出对应控制信号到报警模块，控制报警模块发出设定报警信号；利用所述装置的检测步骤包括：

S1：利用图像采集装置采集驾驶员驾驶图像，图像包括驾驶员清醒时的图像，得到眼部宽高比初始值，并作为疲劳检测标准参数；

S2：使用改进后的人脸快速检测算法定位人脸位置，具体为：首先计算待检测驾驶员图像的均值哈希指纹，如果在缓存模块中有与所述均值哈希指纹相差不超过2位的指纹信息，则直接输出缓存中指纹对应的人脸定位框，同时缓存中该指纹调用次数加1；

如果在缓存模块中有与均值哈希指纹相差超过2位但小于5位的指纹信息，则调用AdaBoost人脸检测算法得到定位框，同时判断缓存容量是否已满，如果未满，则将该均值哈希指纹存入缓存数据库；当缓存容量已满，则删除缓存中调用次数最小的指纹，然后将当前均值哈希指纹存入缓存数据库；

如果在缓存模块中的指纹信息与所述均值哈希指纹相差均超过5位，则调用AdaBoost人脸检测算法得到定位框；

S3：当检测到人脸时，使用人脸特征点定位算法，得出68个人脸特征点位置；

S4：根据人脸特征点的位置提取眼部信息，计算眼部宽高比，计算单位时间闭眼帧数占总帧数的比例PERCLOS值和眨眼频率，判断PERCLOS值T与给定阈值之间的关系：当T≥T_Z时，判定为重度疲劳，T_Z为重度疲劳阈值，报警模块发出设定的报警信号；当T_Q＜T＜T_Z时，T_Q为轻度疲劳阈值，执行S5；当T≤T_Q时，执行步骤S6；

S5：进一步判断眨眼频率是否过快：当眨眼频率大于给定眨眼频率阈值时，判定为正常驾驶，执行步骤S6；否则，判定为轻度疲劳驾驶，报警模块发出设定的报警信号；

S6：进行头部姿态角度计算，当头部姿态垂直方向的角度大于给定角度阈值时，判定为低头，当头部姿态垂直方向的角度大于给定角度阈值的时间大于给定时间阈值时，判定为重度疲劳，报警模块发出设定的报警信号；否则，执行步骤S7；

S7：根据眼部宽高比判断眼睛是否闭合：当眼睛闭合时，无法进行注意力分散检测，判定为正常驾驶；当未闭合时，执行步骤S8；

S8：进行注意力分散检测，计算得到视线水平偏角θ_l和视线垂直偏角θ_v，将驾驶员面前区域划分为正常注视区域和视线偏离区域，根据θ_l和θ_v得出驾驶员注视落点所在区域，当注视落点在视线偏离区域时间超过给定时间阈值时，判定为轻度疲劳，报警模块发出设定的报警信号；否则，判定为正常驾驶。