一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统和方法与流程

本发明涉及汽车安全系统领域，尤其涉及一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统和方法。

背景技术：

随着汽车行业的发展，汽车的安全性能越来越被人们重视，而很多交通事故是由驾驶人员驾驶状态不佳引起的。如疲劳驾驶、开车玩手机、注意力不够集中在很大程度上会引发交通事故，因此我们需要一种主动安全控制系统来提醒驾驶员，代替驾驶员采取一些措施让汽车减速或停车以降低引发交通事故的可能性。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统和方法，其中当驾驶员处于不良驾驶状态时，发出报警提示，同时控制汽车减速或停车。

为实现上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统，包括：

图像采集器，用于采集驾驶员状态图像，包括：用于图像采集的ccd图像传感器以及用于夜间补光的红外线发射装置；

图像处理器，用于处理所述图像采集器采集到的驾驶员状态图像，并分析驾驶员是否处于不良驾驶状态，包括：

储存器，用于储存驾驶员处于不良驾驶状态的示例图像；

随机储存器，用于临时储存驾驶员实时状态图像；

处理器，用于对驾驶员实时状态图像和所述储存器中驾驶员处于不良驾驶状态的示例图像进行比对，并将对比后的数据结果生成信号；

can收发器，用于建立局域网络，接收和发送信号；

mp5显示控制器，用于显示驾驶员状态和汽车状态，发出警报，并为整个系统提供操作界面；

轮速传感器，用于监测汽车状态，同时将车轮转速生成电信号；

整车控制系统vcu，用于接收所述图像处理器处理后的信号，以及所述轮速传感器检测的信号，作出综合分析，并对加速器和制动器作出控制。

进一步地，所述can收发器连接所述图像处理器、所述mp5显示控制器、所述整车控制系统vcu，并实现它们之间的相互通讯。

一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制方法，包括：

基于mp5显示控制器内置软件控制所述图像采集器进行驾驶员不良驾驶状态的示例图像录入并存储到所述图像处理器中；

基于图像采集器采集到的驾驶员实时状态图像，经由所述图像处理器对比分析驾驶员是否处于不良驾驶状态并生成状态信号；

当汽车行驶过程中驾驶员处于不良驾驶状态时，将信号通过can收发器传递至mp5显示控制器以及整车控制系统vcu，所述mp5显示控制器显示驾驶员状态并发出警报提示；

基于轮速传感器监测车轮转速并将信号传输至所述整车控制系统vcu；

当所述整车控制系统vcu判断汽车处于行驶状态并且同时收到驾驶员处于不良驾驶状态信号时，将动作指令发送至加速器以及制动器从而控制汽车减速或停车。

进一步地，通过以下步骤确定驾驶员处于不良驾驶状态，

其中在判断驾驶员是否处于不良驾驶状态时，通过对驾驶员面部及肢体特征进行采集，利用图像处理器对图像进行数据处理和识别，并通过算法对进行破损，倾斜，色度，亮度，纠错处理后与储存数据进行对比，从而判断驾驶员是否处于不良驾驶状态。

进一步地，预先采集的驾驶员处于不良驾驶状态的示例图像为静态图像，在系统初始设置时应添加时间参数。

进一步地，在判断驾驶员处于不良驾驶状态时，当驾驶员面部偏离正前方20°或更大角度且时间达到3秒或更久时，确定驾驶员处于不良驾驶状态。

进一步地，在判断驾驶员处于不良驾驶状态时，当驾驶员面部处于正前方20°范围内且ccd图像传感器捕捉不到驾驶员眼部特征时时长达到2秒或以上，确定驾驶员处于不良驾驶状态。

进一步地，在判断驾驶员处于不良驾驶状态时，当驾驶员双手脱离方向盘且时长达到3秒或更长时，确定驾驶员处于不良驾驶状态。

进一步地，当驾驶员未处于不良驾驶状态时或者汽车处于停止状态时不发出报警同时整车控制系统vcu不会控制加速器和制动器执行减速或制动。

本发明的有益效果包括：及时提醒驾驶员谨慎驾驶，主动减速停车避免危险发生，提高了汽车的安全性能。

附图说明

图1是本发明一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统中图像采集器的结构示意图；

图3是本发明一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统中图像处理器的结构示意图；

图4是本发明种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统和方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

如图1至3所示一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制系统，包括：图像采集器1、图像处理器2、can收发器3、mp5显示控制器4、轮速传感器6、整车控制系统vcu5。

图像采集器1可以采集驾驶员的驾驶状态图像，其中初始设置的驾驶员不良驾驶状态的示例图像也经过图像采集器1采集。图像采集器1由ccd图像传感器11和红外线发射装置12组成，ccd图像传感器11用于图像采集并将其转换成数字信号。红外线发射装置12用于夜间或者光线不好的情况下作为补充光源，使图像采集时时进行且不会影响驾驶员的正常驾驶。

图像处理器2包括：储存器21、随机储存器22、处理器23。

储存器21接收储存初始设置时采集的驾驶员不良驾驶状态的示例图像，可以储存多个驾驶员的不良驾驶状态的示例图像，同时还可以增加和删除示例图像。

随机储存器22是用来临时保存实时采集的驾驶员驾驶状态图像，该图像不能作为长期保存。

处理器23主要是将实时采集的驾驶员驾驶状态图像与驾驶员处于不良驾驶状态的示例图像进行比对，同时结合初始设置的时间参数来判断此时驾驶员是否处于不良驾驶状态，并将比对后的数据结果生成信号。其中处理器中内置了高级算法对实时采集图像进行破损，倾斜，色度，亮度，纠错处理后与储存数据进行对比。

can收发器3通过局域网络将图像处理器2、mp5显示控制器4、整车控制系统vcu5连接并完成相互通讯。

mp5显示控制器4用于显示驾驶员当前驾驶状态并在驾驶员处于不良驾驶状态是发出报警提示，同时mp5显示控制器4还为整个系统提供操作界面。在本实施例中主要用于初始设置时控制图像采集器1对驾驶员处于不良驾驶状态的示例图像采集，时间参数设定。

轮速传感器6用于监测汽车状态，并将车轮转速转换成电信号。

整车控制系统vcu5是电动汽车的核心控制单元，本实施例主要利用整车控制系统对汽车加速器和制动器的控制。整车控制系统vcu5接收来至图像处理器3的发出的驾驶员驾驶状态信号以及轮速传感器6发出的汽车行驶状态信号，只有当同时接收到驾驶员处于不良驾驶状态的信号和汽车处于行驶状态时，整车控制系统vcu才控制加速器和制动器是汽车减速或停车。

如图4所示的一种基于汽车驾驶员状态图像检测的主动安全控制方法，包括以下步骤：

1.操作mp5显示控制器，控制图像采集器录入驾驶员处于不良驾驶状态的示例图片并保存至图像处理器，同时根据不同不良驾驶状态设置时间参数。本实施例优选的驾驶员处于不良驾驶状态的示例图像包括：驾驶员面部偏离正前方20°，设定时长为3秒；驾驶员面部偏离在正前方20°范围内，但ccd图像传感器捕捉不到驾驶员眼部特征时，设定时长为2秒，这里所说捕捉不到眼部特征包括驾驶员闭眼和驾驶员目光向下偏移脱离传感器捕捉范围；驾驶员双手脱离方向盘，设定时长为3秒。

2.汽汽车启动5分钟后，图像采集器开始对驾驶员驾驶状态图像进行实时采集，并装换成数字信号传递到图像处理器。

3.图像处理器接收采集器传递的驾驶员驾驶状态的实时图像，同时将实时图像与预先储存的驾驶员处于不良驾驶状态的示例图片进行比对，并判断驾驶员此时是否处于不良驾驶状态。例如驾驶员面部偏离正前方20°或者更大，且保持此状态时间达到3秒及以上，则对比结果为驾驶员处于不良驾驶状态；驾驶员面部偏离在正前方20°范围内，但ccd图像传感器捕捉不到驾驶员眼部特征，情况包括驾驶员疲劳睡着，驾驶员眼睛在看手机或者其他设备，且时长达到2秒或更长，则对比的结果为驾驶员处于不良驾驶状态；驾驶员双手脱离方向盘且时长达到3秒或更长，则对比结果为驾驶员处于不良驾驶状态。

4.mp5显示控制器接收到来至图像处理器的对比结果信号，从而显示当前驾驶员的驾驶状态，当汽车处于行驶过程中接收到驾驶员正处于不良驾驶状态的信号时显示危险驾驶并发出报警提示音，提醒驾驶员谨慎驾驶。

5.整车控制系统接收轮速传感器传递的汽车状态信号，同时接收图像处理器发出的驾驶员当前的驾驶状态信号，只有当汽车处于行驶状态且mp5显示控制器发出报警1秒后驾驶员未作出反应，整车控制系统vcu才控制加速器和制动器使汽车减速或停车。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。