[发明专利]一种驾驶员状态检测设备

权利要求书

1.一种驾驶员状态检测设备，其特征在于，包括：

人脸框选模块，用于获取驾驶员的灰度图像并对灰度图像进行边缘检测以提取灰度图像的边缘轮廓；

人脸定位模块，用于对边缘检测后的灰度图像进行垂直积分投影，确定人脸边界图像；

眼睛初步定位模块，用于先对人脸边界图像进行中值滤波和水平积分投影，然后计算人脸边界图像的复杂度，根据水平复杂度在垂直方向上对人眼进行初步定位，根据垂直复杂度计算嘴部最大宽度以确定脸部中轴线；

倾斜补偿模块，用于利用嘴部复杂度最大值的差值对人脸边界图像进行水平和垂直补偿；

具体的，在通过眼睛初步定位模块得到嘴部的左右边沿列坐标a(i，j)和a(i，j+n)后，设坐标a(i，j)和a(i，j+n)的复杂度分别为和得到嘴部中心的列坐标[a(i，j)+a(i，j+n)]/2；在嘴部的左边沿列坐标和嘴部中心列坐标之间取复杂度最大值A，并记录其列坐标a(i，k)，其中j≤k≤j+n/2；取嘴部中心列坐标到右边沿列坐标之间的最大复杂度B，并记录其列坐标a(i，k+m)，其中j+n/2≤k+m≤j+n；左边倾斜角度的正切值右边倾斜角度的正切值同样也得到：在求得两个正切值之后，计算倾斜补偿：水平补偿等于倾斜补偿乘以二分之一行数，垂直补偿等于倾斜补偿乘以嘴部宽度；

眼睛二次定位模块，用于根据眼睛与脸部中轴线的先验知识确定双眼的纵向边界，对人眼初步定位区域进行二值化水平积分投影确定眼睛位置，对人眼初步定位区域进行纵向搜索确定眼睛上下边界；

具体的，通过倾斜补偿模块对人脸边界图像进行水平和垂直补偿后，通过眼睛初步定位模块求出了嘴部的宽度K1；取嘴部的水平中心坐标作为面部的中心点，人的眼睛边沿到眼部中心的距离K比嘴的宽度K1多出N个像素点，即K＝K1+N；左眼的左边列坐标等于眼部中心坐标减去宽度，右眼的右边列坐标为眼部中心加上宽度；估计面部中心距离左右眼边缘距离M，面部中心减M作为左眼的右边沿，面部中心加M作右眼的左边沿；求出左右眼的纵向坐标；进一步对人眼初步定位区域进行二值化水平积分投影确定眼睛的位置，对人眼初步定位区域进行纵向搜索确定眼睛上下边界，精确定位眼睛；

疲劳检测模块，用于根据眼睛上下边界判断眼睛处于睁开或闭合状态，根据PERCLOS方法判断驾驶员的疲劳状态；

异常报警模块，用于在驾驶员处于疲劳状态时进行报警提示。

2.如权利要求1所述的驾驶员状态检测设备，其特征在于，还包括心率检测模块和血糖检测模块，心率检测模块用于检测驾驶员的心率，血糖检测模块用于检测驾驶员的血糖，异常报警模块还用于在驾驶员的心率高于心率设定值或血糖高于血糖设定值时进行报警提示。

3.如权利要求1所述的驾驶员状态检测设备，其特征在于，人脸定位模块对边缘检测后的灰度图像进行垂直积分投影的步骤包括：

取固定宽度作为积分宽度，根据固定宽度对边缘检测后的灰度图像进行垂直积分投影，每隔一个像素取一个积分值。

4.如权利要求3所述的驾驶员状态检测设备，其特征在于，人脸定位模块对边缘检测后的灰度图像进行垂直积分投影的步骤还包括：

记录积分值大于设定阈值的个数，若仅有一个则判断此积分值对应区域的中点坐标到起点坐标的距离是否小于设定值，若是则将设定阈值减小后再与积分值比较，否则将设定阈值增加后再与积分值比较。

5.如权利要求1所述的驾驶员状态检测设备，其特征在于，还包括电源转换模块，用于对车载电源的输出电压进行转化后对其他各个模块进行供电。

6.如权利要求5所述的驾驶员状态检测设备，其特征在于，电源转换模块包括开关管V1、二极管VD、电感Lr、电感Lf、电容Cr及电容Cf；

车载电源的输出端正极依次经开关管V1、电感Lr、电感Lf连接负载，电感Lr与电感Lf的公共端依次经二极管VD的负极、二极管VD的正极连接车载电源的输出端负极，电容Cr与开关管V1并联，电容Cf与负载并联。