[发明专利]基于面部特征的驾驶人注意力状态检测方法

摘要

本发明涉及一种基于面部特征的驾驶人注意力状态检测方法，其特征在于检测步骤如下：基于PERCLOS的驾驶人疲劳状态检测；基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测；基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测；驾驶人疲劳与注意力分散状态的预警；疲劳或注意力分散状态应该预警持续时间，避免不同状态频繁切换。预警优先级：疲劳驾驶>注意力分散>正常驾驶;其通过驾驶人生理反应特征准确检测驾驶人的注意力状态并对驾驶人疲劳与注意力分散状态进行预警。不包括驾驶人面部特征的采集和提取，所采用的驾驶人面部特征采集提取系统的采样频率为，本发明读取驾驶人面部特征的频率为。

主权项

基于面部特征的驾驶人注意力状态检测方法，其特征在于检测步骤如下：（1）基于PERCLOS的驾驶人疲劳状态检测；（2）基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测；（3）基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测；（4）驾驶人疲劳与注意力分散状态的预警；疲劳或注意力分散状态应该预警持续时间，避免不同状态频繁切换；预警优先级：疲劳驾驶>注意力分散>正常驾驶;其中所述的基于PERCLOS的驾驶人疲劳状态检测包括如下步骤：针对不同驾驶人的差异，驾驶人眼睑尺寸阈值的初始化步骤如下a.读取并保存前n组驾驶人眼睑尺寸：左眼睑，右眼睑；眼睑俗称眼皮，长在眼球前面的软组织，对眼球起保护作用，眼睑尺寸是眼睛睁开时的尺寸;b.计算驾驶人眼睑尺寸阈值（左眼睑、右眼睑）作为PERCLOS的计算基准，驾驶人眼睑尺寸阈值计算公式如下：基于的判断准则（即：单位时间内眼睛闭合超过80%所占的比例大于0.4）检测驾驶人疲劳状态步骤如下：a.读取当前帧的眼睑尺寸：左眼睑、右眼睑；b.眼睑闭合程度的计算公式如下：其中：为左眼闭合程度，为右眼闭合程度；c.当眼睛闭合超过80%时开始计时，计算s内驾驶人眼睛闭合超过80%的次数，计算公式如下：其中：为内眼睛闭合超过80%的次数，每次开始计时的初始值为0；d.的计算公式如下：其中：为读取驾驶人眼睑尺寸的频率;如果，则驾驶人处于疲劳驾驶状态，如果，则驾驶人处于正常驾驶状态；所述的基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测包括如下步骤：（1）针对不同驾驶人单位时间（1min）内眨眼次数变化范围阈值初始化步骤如下：a.驾驶人开始驾驶前时间内，统计单位时间窗（1min）内的驾驶人眨眼次数；b.两个连续时间窗重复率为50s;c.统计前内共组驾驶人眨眼次数组成特征向量，计算特征向量中驾驶人眨眼次数最小值和最大值，计算前时间内驾驶人眨眼次数最小值和最大值，作为该驾驶人正常驾驶状态眨眼次数变化范围;（2）基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测步骤如下：a.统计单位时间窗（1min）内驾驶人眨眼次数;b.两个连续时间窗重复率为50s;c.如果眨眼次数落在正常驾驶状态变化范围内，即则驾驶人处于正常驾驶状态，如果或则驾驶人处于疲劳驾驶状态；所述的基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测包括如下步骤：（1）针对不同驾驶人正视道路前方时，注视区域划分的步骤如下：a.读取并保存前m组驾驶人正视道路前方时，驾驶人视线方向；b.前m组所有驾驶人视线方向在x方向分量按从小到大顺序构成特征向量；c.按照百分位计算方法计算特征向量上四分位数、下四分位数和四分位距；d.特征向量中落在区间外的元素为异常值，删除中所有异常值后剩余个元素，将个元素按从小到大顺序排列构成正常注视区域x方向分量新特征向量；e.取特征向量中最小值、最大值构成正常注视区域x方向范围；f.前m组所有驾驶人视线方向在y方向分量按从小到大顺序构成特征向量；g.按照百分位计算方法计算特征向量上四分位数、下四分位数和四分位距；h.特征向量中落在区间外的元素为异常值，删除中所有异常值后剩余个元素，将个元素按从小到大顺序排列构成正常注视区域y方向分量新特征向量；i.取特征向量中最小值、最大值构成正常注视区域y方向范围;（2）基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测步骤如下：a.读取当前帧的注视方向：；b.如果驾驶人注视方向偏离正常注视区域，开始计时，其计算公式如下：其中：为注视方向偏离正常注视区域计时次数，每次开始计时的初始值为0；c.如果持续偏离正常注视区域时间超过2s，则驾驶人处于注意力分散状态，否则为正常驾驶状态，持续时间计算公式如下：其中：为读取驾驶人视线方向的频率；所述的驾驶人疲劳或注意力分散状态的预警包括如下步骤：（1）当驾驶人处于正常驾驶状态时，预警系统的绿色指示灯亮，显示“正常驾驶”;（2）当驾驶人处于疲劳驾驶状态时，预警系统的红色指示灯亮，播放警告声音，同时显示“疲劳驾驶”，直到正常驾驶为止;（3）当驾驶人处于注意力分散状态时，预警系统的黄色指示灯亮，播放警告声音，同时显示“注意力分散”，直到正常驾驶为止;（4）预警系统安装在仪表盘处，所发出预警易被驾驶人理解和接受。