[发明专利]一种疲劳驾驶检测装置与方法

说明书

本发明公开了一种疲劳驾驶检测装置与方法，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；报警模块包含LED灯、报警器；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；存储模块用于存储哈希指纹信息、对应的人脸定位框以及疲劳检测标准参数；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，输出控制信号到报警模块，控制LED灯闪烁、报警器蜂鸣。发明能够全天候检测。通过注意力分散检测能够在疲劳初期对其预警。利用多特征综合判断疲劳程度，实时性和准确度两个方面效果均好。

技术领域

本发明属于安全驾驶技术领域，具体为一种疲劳驾驶检测装置与方法。

背景技术

随着人们的生活幸福指数的提升，汽车的普及程度也越来越高。但是公众对于交通出行安全问题的重视程度却没有随之升高，尤其是普遍缺乏对疲劳驾驶等造成事故的隐性成因的认识。疲劳驾驶产生的后果有时是极其严重的，因此通过技术手段对疲劳驾驶进行检测并及时预警，能够有效减少交通事故带来的危害。

目前研究较多的是基于视觉特征的方法，采集驾驶员脸部图像后通过分析其眼部、嘴部等面部特征来检测疲劳。但是这一过程是极其复杂的，一方面面部特征容易受个体因素和光照环境影响，而且在行驶过程中人脸存在姿态角度问题，对检测精度造成了较大干扰。另一方面有些方法在准确度和实时性两个方面无法做到很好的平衡，有的方法准确度提高了，但是没有考虑实时性的问题；有的方法能够做到快速检测，但是又面临着精度较差的问题。所以该技术在实际应用中还需要进一步完善与研究。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种兼顾实时性和准确度、不易受光照变化和姿态角度影响的疲劳驾驶检测装置与方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种疲劳驾驶检测装置，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。

一种采用上述疲劳驾驶检测装置的检测方法，包括以下步骤：

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；

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_QTT_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；