一种基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及安全驾驶监控技术领域，具体是一种基于Kinect的驾驶员接打电话监 控方法。
【背景技术】
[0002] 随着今年人们生活水平的提升，汽车作为家庭必需品逐步走入人们的生活。汽车 保有量的飞速增长给人们带来了很大的便利，但同时也导致各种交通事故频发，人们的生 命安全以及财产都蒙受很大的损失。据统计，开车看手机时的事故发生概率是普通驾驶的 23倍，开车打电话时的事故发生概率是普通驾驶的2.8倍。
[0003] 如何有效避免驾驶员在行驶中接打电话，很多学者都提出了一些不错的想法，比 如中国专利申请CN104573659A公开了"一种基于svm的驾驶员接打电话监控方法"，中国专 利申请CN104156717A公开了"一种基于图像处理技术的驾驶员驾车打电话违章识别方法"， 这两件专利申请都是通过摄像头实时监控驾驶员，通过手部和头部的识别判断驾驶员是否 在接打电话，在实际的行车环境中，图像受光照影响较大，很难准确地检测；中国专利申请 CN104486485A公开了"一种主动防止驾车司机接打电话的方法"，该专利申请是通过检测车 辆速度，达到一定速度时霍尔开关对磁通量检测，并阻拦驾驶员接打电话，这种方式时通过 手机信号检测，并不能确定是驾驶员还是乘客的手机信号，无法达到监控驾驶员接打电话 的目的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，采用该方法 能够实时捕捉驾驶员的肢体动作，从而监控驾驶员是否在接打电话，提高驾驶安全性。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] -种基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，包括以下步骤：
[0007] (1)采用Kinect体感设备对驾驶区域进行图像采集，并通过训练完成的人脸强分 类器对采集的图像进行人脸检测；
[0008] (2)判断是否存在人脸，若是，则说明驾驶区域存在驾驶员，执行步骤(3)，若否，则 说明驾驶区域不存在驾驶员，返回步骤(1);
[0009] (3)采用Kinect体感设备捕捉驾驶员的肢体动作，提取驾驶员的深度信息，并根据 提取的深度信息构建人体肢体结构骨骼图；
[0010] (4)根据所述人体肢体结构骨骼图，分别计算头部节点与左手节点、头部节点与右 手节点之间的相对距离；
[0011] (5)判断所述头部节点与左手节点或所述头部节点与右手节点之间的相对距离是 否小于一定限值，若是，则判定为异常驾驶状态，执行步骤(6)，若否，则返回步骤(3);
[0012] (6)判断所述异常驾驶状态的持续时间是否超过预设阈值，若是，则进行报警，若 否，则返回步骤(3)。
[0013]所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，步骤（1)中，所述人脸强分类器的 获取包括以下步骤：
[0014] a、获取若干人脸图像作为训练样本；
[0015] b、提取人脸的haar特征；
[0016] c、通过adaboost级联分类器得到人脸强分类器。
[0017] 所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，步骤(4)中，采用以下公式分别计 算头部节点与左手节点、头部节点与右手节点之间的相对距离：
[0018]
[0019]
[0020]其中，dQ1表示头部节点与左手节点之间的相对距离，dQ2表示头部节点与右手节点 之间的相对距离，（1〇,7〇,20)表示头部节点的坐标，（11，71，21)表示左手节点的坐标，（12,72， Z2)表示右手节点的坐标。
[0021]所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，步骤(5)中，所述一定限值为20公 分。
[0022]所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，步骤(6)中，所述预设阈值为5秒 钟。
[0023]本发明的有益效果为：
[0024]由上述技术方案可知，本发明使用Kinect体感设备采集驾驶员的图像信息以及深 度信息，通过驾驶员的肢体动作来判断其是否在接打电话，本发明稳定性高，检测结果准确 可靠，可以在复杂环境下使用，提醒驾驶员安全驾驶，从而提高了驾驶安全性。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的方法流程图；
[0026]图2是正常驾驶状态和接打电话状态的模拟图，其中，图2(a)是正常驾驶状态的模 拟图，图2(b)是左手接打电话状态的模拟图，图2(c)是右手接打电话状态的模拟图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0028]如图1所示，一种基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，包括以下步骤：
[0029] S1、获取若干人脸图像作为训练样本，提取人脸的haar特征，再通过adaboost级联 分类器得到人脸强分类器。
[0030] S2、采用Kinect体感设备对驾驶员进行图像采集，并通过人脸强分类器对采集到 的图像进行人脸检测，判断是否有人脸存在，若是，则说明存在驾驶员，进入步骤S3,若否， 则说明不存在驾驶员，循环步骤S2,继续进行图像采集和人脸检测。
[0031] S3、采用Kinect体感设备捕捉驾驶员的肢体动作，根据采集到的驾驶员的深度信 息构建人体肢体结构骨骼图。
[0032] S4、根据人体肢体结构骨骼图中的头部节点与左手、右手节点之间的相对距离来 判断驾驶员的开车状态。
[0033]如图2所示，正常情况下，驾驶员的头部节点与左手、右手节点之间的距离在50公 分以上，不应该小于20公分。
[0034]采用以下公式计算头部节点与左手、右手节点之间的相对距离：
[0035]
[0036]
[0037]其中，dQ1表示头部节点与左手节点之间的相对距离，dQ2表示头部节点与右手节点 之间的相对距离，（1〇,7〇,20)表示头部节点的坐标，（11，71，21)表示左手节点的坐标，（12,72， Z2)表示右手节点的坐标。
[0038] S5、如果驾驶员头部节点与左手或右手节点之间的相对距离小于20公分，则视为 异常驾驶状态，并开始计时，若该异常驾驶状态的持续时间超过5秒钟，则报警，发出滴滴的 报警声。
[0039] 本发明使用微软的Kinect体感设备实时获取驾驶员的图像和深度信息，通过图像 信息来检测定位驾驶员，通过深度信息来构建驾驶员的人体模型，对驾驶员的人体模型中 的头部节点与手部节点之间的相对位置进行计算，判断是否小于一定限值，并且根据停留 时间长短来判断驾驶员是否处于接打电话状态，如果是，则发出报警提示，类似于安全带的 报警装置，发出滴滴的报警声，提醒驾驶员安全驾驶。
[0040] 使用的Kinect有三个镜头，中间的镜头是RGB彩色摄像机，用来采集彩色图像;左 右两边镜头则分别为红外线发射器和红外线CMOS摄影机所构成的3D结构光深度感应器，用 来采集深度信息(场景中物体到摄像头的距离）。
[0041] 以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 采用Kinect体感设备对驾驶区域进行图像采集，并通过训练完成的人脸强分类器 对采集的图像进行人脸检测； (2) 判断是否存在人脸，若是，则说明驾驶区域存在驾驶员，执行步骤(3)，若否，则说明 驾驶区域不存在驾驶员，返回步骤(1); (3) 采用Kinect体感设备捕捉驾驶员的肢体动作，提取驾驶员的深度信息，并根据提取 的深度信息构建人体肢体结构骨骼图； (4) 根据所述人体肢体结构骨骼图，分别计算头部节点与左手节点、头部节点与右手节 点之间的相对距离； (5) 判断所述头部节点与左手节点或所述头部节点与右手节点之间的相对距离是否小 于一定限值，若是，则判定为异常驾驶状态，执行步骤(6)，若否，则返回步骤(3); (6) 判断所述异常驾驶状态的持续时间是否超过预设阈值，若是，则进行报警，若否，则 返回步骤(3)。2. 根据权利要求1所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，其特征在于，步骤 (1)中，所述人脸强分类器的获取包括以下步骤： a、 获取若干人脸图像作为训练样本； b、 提取人脸的haar特征； c、 通过adaboost级联分类器得到人脸强分类器。3. 根据权利要求1所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，其特征在于，步骤 (4) 中，采用以下公式分别计算头部节点与左手节点、头部节点与右手节点之间的相对距 离： + - y2f + (? - :?)2 其中，dQ1表示头部节点与左手节点之间的相对距离，dQ2表示头部节点与右手节点之间 的相对距离，（10,70,20)表示头部节点的坐标，（11，71，21)表示左手节点的坐标，（12,72,22) 表示右手节点的坐标。4. 根据权利要求1所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，其特征在于，步骤 (5) 中，所述一定限值为20公分。5. 根据权利要求1所述的基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，其特征在于，步骤 (6) 中，所述预设阈值为5秒钟。
【专利摘要】本发明提供一种基于Kinect的驾驶员接打电话监控方法，包括：采用Kinect体感设备对驾驶区域进行图像采集，并通过训练完成的人脸强分类器对采集的图像进行人脸检测；若存在人脸，则采用Kinect体感设备捕捉驾驶员的肢体动作，提取驾驶员的深度信息，并根据提取的深度信息构建人体肢体结构骨骼图；根据所述人体肢体结构骨骼图，分别计算头部节点与左手节点、头部节点与右手节点之间的相对距离；若所述头部节点与左手节点或所述头部节点与右手节点之间的相对距离是否小于一定限值，则判定为异常驾驶状态；若所述异常驾驶状态的持续时间超过预设阈值，则进行报警。本发明稳定性高，检测结果准确可靠，提高了驾驶安全性。
【IPC分类】G06K9/62, G06K9/00
【公开号】CN105469073
【申请号】CN201510955224
【发明人】谢宝, 姚莉莉, 张传金, 纪勇, 万海峰, 张芝华
【申请人】安徽创世科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月16日