一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法
【專利摘要】一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法，它涉及疲勞駕駛檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，超微光石墨烯感光元件攝像與車載攝像頭無線連接，車輛測速器與車載傳感器無線連接，車載傳感器與邏輯算法軟件連接，車載攝像頭與視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)與視頻采集機(jī)構(gòu)連接，視頻采集機(jī)構(gòu)與邏輯算法軟件連接，邏輯算法軟件與主板連接，PCB板的一側(cè)設(shè)有天線和UBS接口，控制面板與PCB板連接。它對行車駕駛員進(jìn)行非接觸的面部分析，提取有效的特征信息，可減少疲勞駕駛的發(fā)生率，提高交通安全。
【專利說明】一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及疲勞駕駛檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]駕駛疲勞，是指駕駛?cè)嗽陂L時間連續(xù)行車后，產(chǎn)生生理機(jī)能和心理機(jī)能的失調(diào)，而在客觀上出現(xiàn)駕駛技能下降的現(xiàn)象。駕駛?cè)怂哔|(zhì)量差或不足，長時間駕駛車輛，容易出現(xiàn)疲勞。駕駛疲勞會影響到駕駛?cè)说淖⒁?、感覺、知覺、思維、判斷、意志、決定和運(yùn)動等諸方面。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中對于疲勞駕駛的檢測還處于初步的研究過程中，并沒有切實(shí)可行的檢測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法，它對行車駕駛員進(jìn)行非接觸的面部分析，提取有效的特征信息，結(jié)合OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫進(jìn)行開發(fā)，并優(yōu)化了perclos度量疲勞/瞌睡物理量算法函數(shù)，尤其對眼睛的疲勞可作出報(bào)警提示，可減少疲勞駕駛的發(fā)生率，提高交通安全。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它包含超微光石墨烯感光元件攝像1、車輛測速器2、車載傳感器3、車載攝像頭4、視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)5、視頻采集機(jī)構(gòu)6、邏輯算法軟件7、存儲器8、GSM卡9、主板10、報(bào)警器11、電源接口 12、太陽能電板13、顯示器14、控制面板15、嵌入式操作系統(tǒng)16、天線17、UBS接口 18、PCB板19 ;超微光石墨烯感光元件攝像I與車載攝像頭4無線連接，車輛測速器2與車載傳感器3無線連接，車載傳感器3與邏輯算法軟件7連接，車載攝像頭4與視頻驅(qū)動5機(jī)構(gòu)連接，視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)5與視頻采集機(jī)構(gòu)6連接，視頻采集機(jī)構(gòu)6與邏輯算法軟件7連接，邏輯算法軟件7與主板10連接，主板10內(nèi)鑲嵌有嵌入式操作系統(tǒng)16，主板10與報(bào)警器11相互連接，主板10與顯示器14連接，存儲器8、GSM卡9均與主板10連接，PCB板19上的電源接口 12與太陽能電板13連接，PCB板19的一側(cè)設(shè)有天線17和UBS接口 18，控制面板15與PCB板19連接。
[0006]本發(fā)明包括對人臉、人眼和疲勞度狀態(tài)的檢測；所述的對于人臉檢測的步驟如下:A、收集學(xué)習(xí)的人臉的數(shù)據(jù)集，存儲并建立相應(yīng)的索引文件；
[0007]B、使用輔助工具createsamples來建立正樣本的向量輸出文件。通過這個文件，便可以重復(fù)訓(xùn)練過程，使用同一個向量輸出文件嘗試各種參數(shù)；
[0008]C、收集和處理反樣本。任何不感興趣的物體的圖像都可以作為反樣本。最好從需要測試的數(shù)據(jù)中選取反樣本圖像；
[0009]D、訓(xùn)練，a、采用OpenvCV函數(shù)在系統(tǒng)中應(yīng)用人臉檢測；b、將分類器轉(zhuǎn)化為OpenCV的內(nèi)部格式，這是因?yàn)镺penCV只能處理內(nèi)部優(yōu)化格式的分類器；C、檢測要用到函數(shù)HaarDetectObjects0[0010]所述的對于人眼的檢查步驟如下:人眼粗略定位-> 圖形二值化-> 灰度直方圖->人眼精確定位。
[0011]將人臉的垂直方向均分為四部分，將人臉的水平方向均分為七部分，人臉粗略區(qū)域的高度選取人臉上半部分的下1/2區(qū)域，寬度選取人臉的中心5/7區(qū)域。在人臉檢測模塊，可以做到對人眼粗略區(qū)域坐標(biāo)的定位。這樣可以保證，不管實(shí)際檢測的人臉比例怎樣，矩形框都可以將人眼包含在盡可能小的矩形框內(nèi)，并且能夠粗略地排除頭發(fā)，鼻子等因素的影響。這樣，根據(jù)先驗(yàn)知識在人臉區(qū)域內(nèi)設(shè)置了感興趣區(qū)域，為接下來的算法排除干擾，提聞了運(yùn)行速率。
[0012]確定人眼區(qū)域后，就需要使用自適應(yīng)閾值化操作對人眼的圖像進(jìn)行處理，進(jìn)一步獲得人眼的細(xì)節(jié)信息作為人眼定位的判斷依據(jù)。自適應(yīng)閾值化操作在人眼精確定位和眼睛狀態(tài)判斷中起著關(guān)鍵性作用。需要獲取整個人眼的完整信息，特別是人眼的完整形狀，作為定位人眼中心的前提。
[0013]所述的疲勞度狀態(tài)檢測的步驟如下:一、集采駕駛員人臉圖像，通過人臉特征庫，運(yùn)動檢測人臉位置；
[0014]二、對已經(jīng)確認(rèn)的人臉位置，進(jìn)行跟蹤，并對圖像進(jìn)行濾波操作；
[0015]三、在人臉區(qū)域內(nèi)進(jìn)行眼睛識別和精確定位和眼睛狀態(tài)識別；
[0016]四、計(jì)算眼睛狀態(tài)特征，包括眼睛平均閉合時間和Perclos/優(yōu)化單位時間內(nèi)眼睛眨動次數(shù)曲線圖，并根據(jù)各參數(shù)判定疲勞度。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:它對行車駕駛員進(jìn)行非接觸的面部分析，提取有效的特征信息，結(jié)合OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫進(jìn)行開發(fā)，并優(yōu)化了 perclos度量疲勞/瞌睡物理量算法函數(shù)，尤其對眼睛的疲勞可作出報(bào)警提示，可減少疲勞駕駛的發(fā)生率，提高交通安全。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0019]參看圖1，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含超微光石墨烯感光元件攝像1、車輛測速器2、車載傳感器3、車載攝像頭4、視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)5、視頻采集機(jī)構(gòu)6、邏輯算法軟件7、存儲器8、GSM卡9、主板10、報(bào)警器11、電源接口 12、太陽能電板13、顯示器14、控制面板15、嵌入式操作系統(tǒng)16、天線17、UBS接口 18、PCB板19 ;超微光石墨烯感光元件攝像I與車載攝像頭4無線連接，車輛測速器2與車載傳感器3無線連接，車載傳感器3與邏輯算法軟件7連接，車載攝像頭4與視頻驅(qū)動5機(jī)構(gòu)連接，視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)5與視頻采集機(jī)構(gòu)6連接，視頻采集機(jī)構(gòu)6與邏輯算法軟件7連接，邏輯算法軟件7與主板10連接，主板10內(nèi)鑲嵌有嵌入式操作系統(tǒng)16，主板10與報(bào)警器11相互連接，主板10與顯示器14連接，存儲器8、GSM卡9均與主板10連接，PCB板19上的電源接口 12與太陽能電板13連接，PCB板19的一側(cè)設(shè)有天線17和UBS接口 18，控制面板15與PCB板19連接。
[0020]本【具體實(shí)施方式】包括對人臉、人眼和疲勞度狀態(tài)的檢測；所述的對于人臉檢測的步驟如下:A、收集學(xué)習(xí)的人臉的數(shù)據(jù)集，存儲并建立相應(yīng)的索引文件；
[0021]B、使用輔助工具createsamples來建立正樣本的向量輸出文件。通過這個文件，便可以重復(fù)訓(xùn)練過程，使用同一個向量輸出文件嘗試各種參數(shù)；
[0022]C、收集和處理反樣本。任何不感興趣的物體的圖像都可以作為反樣本。最好從需要測試的數(shù)據(jù)中選取反樣本圖像；
[0023]D、訓(xùn)練，Ca)采用OpenvCV函數(shù)在系統(tǒng)中應(yīng)用人臉檢測:(b)將分類器轉(zhuǎn)化為OpenCV的內(nèi)部格式，這是因?yàn)镺penCV只能處理內(nèi)部優(yōu)化格式的分類器；(c)檢測要用到函數(shù) HaarDetectObjects。
[0024]所述的對于人眼的檢查步驟如下:人眼粗略定位_>圖形二值化_>灰度直方圖_>人眼精確定位。
[0025]將人臉的垂直方向均分為四部分，將人臉的水平方向均分為七部分，人臉粗略區(qū)域的高度選取人臉上半部分的下1/2區(qū)域，寬度選取人臉的中心5/7區(qū)域。在人臉檢測模塊，可以做到對人眼粗略區(qū)域坐標(biāo)的定位。這樣可以保證，不管實(shí)際檢測的人臉比例怎樣，矩形框都可以將人眼包含在盡可能小的矩形框內(nèi)，并且能夠粗略地排除頭發(fā)，鼻子等因素的影響。這樣，根據(jù)先驗(yàn)知識在人臉區(qū)域內(nèi)設(shè)置了感興趣區(qū)域，為接下來的算法排除干擾，提聞了運(yùn)行速率。
[0026]確定人眼區(qū)域后，就需要使用自適應(yīng)閾值化操作對人眼的圖像進(jìn)行處理，進(jìn)一步獲得人眼的細(xì)節(jié)信息作為人眼定位的判斷依據(jù)。自適應(yīng)閾值化操作在人眼精確定位和眼睛狀態(tài)判斷中起著關(guān)鍵性作用。需要獲取整個人眼的完整信息，特別是人眼的完整形狀，作為定位人眼中心的前提。
[0027]所述的疲勞度狀態(tài)檢測的步驟如下:一、集采駕駛員人臉圖像，通過人臉特征庫，運(yùn)動檢測人臉位置；
[0028]二、對已經(jīng)確認(rèn)的人臉位置，進(jìn)行跟蹤，并對圖像進(jìn)行濾波操作；
[0029]三、在人臉區(qū)域內(nèi)進(jìn)行眼睛識別和精確定位和眼睛狀態(tài)識別；
[0030]四、計(jì)算眼睛狀態(tài)特征，包括眼睛平均閉合時間和Perclos/優(yōu)化單位時間內(nèi)眼睛眨動次數(shù)曲線圖，并根據(jù)各參數(shù)判定疲勞度。
[0031]本【具體實(shí)施方式】具有以下有益效果:它對行車駕駛員進(jìn)行非接觸的面部分析，提取有效的特征信息，結(jié)合OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫進(jìn)行開發(fā)，并優(yōu)化了 perclos度量疲勞/瞌睡物理量算法函數(shù)，尤其對眼睛的疲勞可作出報(bào)警提示，可減少疲勞駕駛的發(fā)生率，提高交通安全。
【權(quán)利要求】
1.一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法，其特征在于它包含超微光石墨烯感光元件攝像(I)、車輛測速器(2)、車載傳感器(3)、車載攝像頭(4)、視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)、視頻采集機(jī)構(gòu)(6)、邏輯算法軟件(7)、存儲器(8)、GSM卡(9)、主板(10)、報(bào)警器(11)、電源接口(12)、太陽能電板(13)、顯示器(14)、控制面板(15)、嵌入式操作系統(tǒng)(16)、天線(17)、UBS接口(18)、PCB板(19);超微光石墨烯感光元件攝像(I)與車載攝像頭(4)無線連接，車輛測速器(2)與車載傳感器(3)無線連接，車載傳感器(3)與邏輯算法軟件(7)連接，車載攝像頭(4)與視頻驅(qū)動(5)機(jī)構(gòu)連接，視頻驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)與視頻采集機(jī)構(gòu)(6)連接，視頻采集機(jī)構(gòu)(6)與邏輯算法軟件(7)連接，邏輯算法軟件(7)與主板(10)連接，主板(10)內(nèi)鑲嵌有嵌入式操作系統(tǒng)(16)，主板(10)與報(bào)警器(11)相互連接，主板(10)與顯示器(14)連接，存儲器⑶、GSM卡(9)均與主板(10)連接，PCB板(19)上的電源接口 (12)與太陽能電板(13)連接，PCB板(19)的一側(cè)設(shè)有天線(17)和UBS接口 (18)，控制面板(15)與PCB板(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法，其特征在于所述的對于人臉檢測的步驟如下:(A)、收集學(xué)習(xí)的人臉的數(shù)據(jù)集，存儲并建立相應(yīng)的索引文件；(B)、使用輔助工具createsamples來建立正樣本的向量輸出文件。通過這個文件，便可以重復(fù)訓(xùn)練過程，使用同一個向量輸出文件嘗試各種參數(shù)；(C)、收集和處理反樣本。任何不感興趣的物體的圖像都可以作為反樣本。最好從需要測試的數(shù)據(jù)中選取反樣本圖像；(D)、訓(xùn)練，(a)、采用OpenvCV函數(shù)在系統(tǒng)中應(yīng)用人臉檢測；(b)、將分類器轉(zhuǎn)化為OpenCV的內(nèi)部格式，這是因?yàn)镺penCV只能處理內(nèi)部優(yōu)化格式的分類器；(C)、檢測要用到函數(shù)HaarDetectObjects0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法，其特征在于所述的對于人眼的檢查步驟如下:人眼粗略定位_>圖形二值化_>灰度直方圖_>人眼精確定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疲勞度狀態(tài)檢測的步驟，其特征在于疲勞度狀態(tài)檢測的步驟如下:(一)、集采駕駛員人臉圖像，通過人臉特征庫，運(yùn)動檢測人臉位置；(二)、對已經(jīng)確認(rèn)的人臉位置，進(jìn)行跟蹤，并對圖像進(jìn)行濾波操作；(三)、在人臉區(qū)域內(nèi)進(jìn)行眼睛識別和精確定位和眼睛狀態(tài)識別；(四)、計(jì)算眼睛狀態(tài)特征，包括眼睛平均閉合時間和Perclos/優(yōu)化單位時間內(nèi)眼睛眨動次數(shù)曲線圖，并根據(jù)各參數(shù)判定疲勞度。
【文檔編號】G08B21/06GK103646508SQ201310604243
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】虞靜麗 申請人:虞靜麗