一种疲劳驾驶检测系统及方法与流程

本发明汽车驾驶领域，特别涉及一种疲劳驾驶检测系统及方法。

背景技术：

随着经济的飞速发展，汽车的销量也逐渐增加。交通事故已成为威胁人类安全的重要隐患之一，安全行驶取决于多方面的因素，除了车况，大量的分析研究表明，驾驶员疲劳驾驶是交通事故的主要原因之一。

目前，驾驶员疲劳检测研究方法，大致分为以下两大类:一、结合驾驶员自身行为的特征，利用正常驾驶与异常驾驶状态人体行为特征不同，制定相应的检测方法，来进行车载疲劳检测。如：人脸检测、动作行为检测等；二、结合车的行驶轨迹的道路行为检测，通过传感器或摄像头进行捕捉提取信息，如：车道偏离、车辆是否长期超速、超过道路标志线等。依次制定相应的标准进行疲劳判断。大部分疲劳预警系统都是通过摄像头对驾驶员“头部运动”进行分析，即通过摄像头采集驾驶员的头部运动，再通过疲劳分析算法进行分析，进而判别疲劳状态，该方法是当前最常用的疲劳检测方法。

然而，由于驾驶员个体差异以及光线、路面等驾驶环境差异大，大部分已有的疲劳检测算法数据都是基于模拟驾驶环境下实验出来的，在实际驾驶环境下，误判率较大，效果不好。其次，现有的摄像装置的光源位置一般设置在人脸的前方，影响实际算法效果。同时，当红外灯在夜间工作时，成像会产生阴影及光斑，光源正对人脸发出的炫目红光会对驾驶员形成干扰，影响驾驶员安全驾驶。

技术实现要素：

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种能够消除干扰、提高识别准确度、安全性能高的疲劳驾驶检测系统及方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种疲劳驾驶检测系统，包括依次连接的摄像装置、mcu、告警装置；

所述摄像装置用于对驾驶员进行拍摄，并将拍摄的视频信息发送到mcu；所述mcu用于对所述视频信息进行处理，判断驾驶员是否疲劳驾驶，若是，则控制所述告警装置发出告警信号；

其中，所述摄像装置水平设置在驾驶座前方，光源设置在所述摄像装置的上方，且所述光源的照射方向与所述摄像装置拍摄方向呈30°-60°夹角。

进一步地，所述光源的照射方向与所述摄像装置拍摄方向呈45°夹角。

进一步地，所述光源为红外光源，所述摄像装置还用于判断照射到驾驶员脸部的红外光强度，根据所述红外光强度调节光感。

进一步地，还包括制动驱动装置，所述控制驱动装置连接所述mcu、汽车制动系统；所述mcu还用于当判断驾驶员疲劳驾驶时，通过所述驱动装置控制汽车制动。

进一步地，对所述视频信息进行处理包括，通过所述视频信息提取驾驶员面部信息，对所述面部信息中眨眼频率、闭眼时间进行计算，若所述计算结果均低于预先设定的阈值，则判断驾驶员为疲劳驾驶。

本发明同时提供一种疲劳驾驶检测方法，包括以下步骤：

s1、摄像装置拍摄驾驶员视频信息；

s2、对所述视频信息进行处理，

s3、通过所述视频信息提取驾驶员面部信息，对所述面部信息中眨眼频率、闭眼时间进行计算，得到检测数据；

s4、根据预先设定的阈值与所述检测数据进行对比，当判断驾驶员为疲劳状态时，则发出控制信号；

其中，所述摄像装置水平设置在驾驶座前方，光源设置在所述摄像装置的上方，且所述光源的照射方向与所述摄像装置拍摄方向呈30°-60°夹角。

进一步地，所述疲劳状态包括轻度疲劳、深度疲劳；所述阈值包括第一阈值、第二阈值，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。

进一步地，所述阈值包括第一阈值、第二阈值，当所述检测数据小于所述第一阈值且大于所述第二阈值时，判断驾驶员为轻度疲劳，发出告警信号。

进一步地，当所述检测数据均小于所述第一阈值和所述第二阈值时，判断驾驶员为深度疲劳，控制汽车制动。

进一步地，所述光源为红外光源，所述摄像装置还用于判断照射到驾驶员脸部的红外光强度，根据所述红外光强度调节光感。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的疲劳驾驶检测系统通过将光源设置在摄像装置上方，且保证光源的照射方向与摄像装置拍摄方向呈30°-60°夹角，使得光源不会直接照射到驾驶员的眼球，避免了光线对驾驶员的刺激，不会对驾驶员眼部产生疲劳，提高驾驶的安全性；另一方面，采用斜角射入光线时，摄像装置在反射成像时，能够减少光斑或阴影的干扰，提高判断准确度；此外，对于戴眼镜的驾驶员，本发明的系统能够达到更好的效果；本发明的系统在判断驾驶员疲劳驾驶后，对应的采取措施，通过对驾驶员进行提醒等方式，避免驾驶员危险驾驶。

附图说明

图1所示为本发明的疲劳驾驶检测系统模块框图。

图2所示为本发明的疲劳驾驶检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

图1所示为本发明的疲劳驾驶检测系统模块框图，包括依次连接的摄像装置、mcu、告警装置；

所述摄像装置用于对驾驶员进行拍摄，并将拍摄的视频信息发送到mcu；所述mcu用于对所述视频信息进行处理，判断驾驶员是否疲劳驾驶，若是，则控制所述告警装置发出告警信号；

其中，所述摄像装置水平设置在驾驶座前方，光源设置在所述摄像装置的上方，且所述光源的照射方向与所述摄像装置拍摄方向呈30°-60°夹角。

本发明的疲劳驾驶检测系统通过将光源设置在摄像装置上方，且保证光源的照射方向与摄像装置拍摄方向呈30°-60°夹角，使得光源不会直接照射到驾驶员的眼球，避免了光线对驾驶员的刺激，不会对驾驶员眼部产生疲劳，提高驾驶的安全性；另一方面，采用斜角射入光线时，摄像装置在反射成像时，能够减少光斑或阴影的干扰，提高判断准确度；此外，对于戴眼镜的驾驶员，本发明的系统能够达到更好的效果；本发明的系统在判断驾驶员疲劳驾驶后，对应的采取措施，通过对驾驶员进行提醒等方式，避免驾驶员危险驾驶。

在一个具体实施方式中，所述光源的照射方向与所述摄像装置拍摄方向呈45°夹角。优选的，当夹角为45度时，能够在增加面部光照的同时最大限度地消除了红外光源通过眼镜或者眼球反光带来的干扰。

在一个具体实施方式中，所述光源为红外光源，所述摄像装置还用于判断照射到驾驶员脸部的红外光强度，根据所述红外光强度调节光感。

一般采用ccd摄像头进行拍摄，通过视频输入解码器连接到嵌入式arm主机，对检测图像进行模式识别和处理，红外光源可又红外二极管提供。

ccd摄像头的快门光圈受控于光感，通过判断人脸区域红外强度，进行自适应的调节，使得边界红外成分小于红外led，让ccd成像质量更高，ccd成像在对比度上更符合检测需要，另一方面通过这种调整，其也能排除眼镜及眼睛反光的影响。结合传统的图像处理与模式识别算法，进行相应的疲劳检测，效果相比现有方案更好，能够适应实际的驾驶环境，具有明显的实用效果。

在一个具体实施方式中，还包括制动驱动装置，所述控制驱动装置连接所述mcu、汽车制动系统；所述mcu还用于当判断驾驶员疲劳驾驶时，通过所述驱动装置控制汽车制动。

对疲劳驾驶员采取措施主要包括语音提醒、强制停止驾驶等功能。所述mcu检测到轻微疲劳状态以后，会有相应的语音提醒，提醒驾驶者进行相应的处理及按相应的按钮，以判断驾驶员是否清醒，而当驾驶员长时间无反应，同时疲劳检测状态为深度疲劳时候，会进行强制熄火、强制制动等功能。

在一个具体实施方式中，对所述视频信息进行处理包括，通过所述视频信息提取驾驶员面部信息，对所述面部信息中眨眼频率、闭眼时间进行计算，若所述计算结果均低于预先设定的阈值，则判断驾驶员为疲劳驾驶。

在进行轻微疲劳与深度疲劳进行区分时，可设置不同的条件或检测标准进行区分，例如满足其中一个条件则判定为轻度疲劳，满足所有条件则判断为深度疲劳，具体的判断条件可依据实际情况进行确定。

本发明同时提供一种疲劳驾驶检测方法，参看图2，包括以下步骤：

s1、摄像装置拍摄驾驶员视频信息；

s2、对所述视频信息进行处理；

s3、通过所述视频信息提取驾驶员面部信息，对所述面部信息中眨眼频率、闭眼时间进行计算，得到检测数据；

s4、根据预先设定的阈值与所述检测数据进行对比，当判断驾驶员为疲劳状态时，则发出控制信号；

其中，所述摄像装置水平设置在驾驶座前方，光源设置在所述摄像装置的上方，且所述光源的照射方向与所述摄像装置拍摄方向呈30°-60°夹角。

在一个具体实施方式中，所述疲劳状态包括轻度疲劳、深度疲劳；所述阈值包括第一阈值、第二阈值，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。其中，阈值根据疲劳状态下测试的眨眼频率、闭眼时间而定。

在一个具体实施方式中，所述阈值包括第一阈值、第二阈值，当所述检测数据小于所述第一阈值且大于所述第二阈值时，判断驾驶员为轻度疲劳，发出告警信号。

在一个具体实施方式中，当所述检测数据均小于所述第一阈值和所述第二阈值时，判断驾驶员为深度疲劳，控制汽车制动。

在一个具体实施方式中，所述光源为红外光源，所述摄像装置还用于判断照射到驾驶员脸部的红外光强度，根据所述红外光强度调节光感。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。