一种实时监测酒后驾驶的方法和系统与流程

本发明涉及交通安全领域，尤其涉及一种监测酒后驾驶的方法和系统。

背景技术：

我国机动车驾驶人数量突破3亿大关，驾驶人数量位居世界第一，汽车数量居世界第二位，在我国快速进入汽车社会的同时行车安全问题越来越受到人们关注。驾驶员酒后驾驶导致的交通事故在道路交通事故中占有很大比重，酒驾不仅对驾驶员本人带来巨大伤害，而且严重威胁其他车辆和行人的安全。

自公安部发布实施“史上最严交规”123号令以来，全国各地集中开展“酒驾”整治行动，酒驾导致交通事故的数量有所下降，但酒驾现象仍然十分普遍，酒驾造成重大人员伤亡的恶性交通事故时有发生，治理酒后驾驶的形势依然十分严峻。

现在酒驾查处主要靠交警在道路上设卡拦截过往车辆，对驾驶员进行呼吸或血液检测。这种方式不能实时检测酒驾，检查过程复杂繁琐效率低下，存在漏检现象，也会对正常驾驶的驾驶员造成影响。

目前先进的酒驾识别技术大多是通过在驾驶室内安装气体传感器来检测酒驾，但是这种方法无法确定探测到含有酒精的气体是否是驾驶员呼出的气体，误判率较高，而且这些气体传感器的价格昂贵，难以推广使用。

因此有必要发明一种监测酒后驾驶的方法和系统来提高酒驾查处的准确率和效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的识别酒后驾驶的方法设备成本高、检测方法复杂、误判率高的缺点，提供一种利用图像处理技术监测酒后驾驶的方法和系统。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：构造一种监测酒后驾驶的系统，融合可见光图像信息和驾驶员热红外图像信息识别酒驾，跟踪酒驾车辆并调动附近警力对其进行拦截，系统包括图像采集单元、图像处理单元、控制单元、跟踪单元和调度单元，其中：

所述的图像采集单元，用于采集道路及车辆的可见光图像和驾驶员的热红外图像；

所述的图像处理单元，用于对获得的可见光图像和热红外图像进行初步地处理并存储；

所述的控制单元，用于判断驾驶员是否酒驾；

所述的跟踪单元，用于识别并跟踪酒驾车辆；

所述的调度单元，用于调度附近警力拦截酒驾车辆。

本发明所述的图像采集单元包括：可见光摄像头和热红外摄像头，其中：

所述可见光摄像头，用于拍摄道路及车辆的可见光图像，获得道路信息、车辆行驶轨迹特征和车牌等信息；

所述热红外摄像头，用于获得驾驶员的热红外图像；

本发明所述图像处理单元包括可见光图像处理模块、热红外图像处理模块和图像存储模块，其中：

所述可见光图像处理模块，用于对可见光摄像头采集的路况图像和车辆图像进行预处理；

所述热红外图像处理模块，用于对热红外摄像头采集的驾驶员热红外图像进行预处理；

所述图像存储模块，用于存储经过预处理的可见光图像和热红外图像。

本发明所述控制单元包括、车辆运动状态识别模块、驾驶员热红外图像识别模块和酒驾识别模块，其中：

所述车辆运动状态识别模块，用于判断车辆运动是否处于正常状态；

所述的驾驶员热红外图像识别模块，用于判断驾驶员是否处于正常状态；

所述酒驾识别模块，用于识别驾驶员是否处于酒后驾驶状态。

所述的车辆运动状态识别模块的原理如下：根据可见光图像提取的车道线及车辆轮廓线可以判断车辆的运行状态。正常情况下车辆在直线行驶时车体到车道线的距离在一定范围内，如果取连续的3个场图像发现车体到车道线的距离超出正常的范围，车辆太靠左或靠右行驶或车辆运动轨迹呈s形，可以判断车辆处于不正常的运动状态；

所述的驾驶员热红外图像识别模块的原理如下：正常情况下人面部的温度在一定范围内，其热红外图像具有一定的稳定性和特征性；驾驶员饮酒后，酒精能够引起皮肤表面的血管膨胀，血液代谢速度加快，面部温度升高，其热红外图像将发生改变。因此将拍摄到的驾驶员面部热红外图像与正常情况下的人面部热红外图像进行对比可以判断驾驶员是否处于正常状态；

所述的酒驾识别模块的原理如下：车辆处于不正常运动状态的原因不一定是驾驶员酒后驾驶还可能是疲劳驾驶等其它原因，除了饮酒驾驶员感冒发烧也会使面部热红外图像发生变化，因此仅根据车辆运动状态或驾驶员热红外图像均不能准确判断是否酒驾。该模块将车辆运动状态识别模块和驾驶员热红外图像识别模块的识别结果进行融合，两者互为补充，只有同时满足车辆运动处于不正常状态和驾驶员处于非正常状态的条件才能识别驾驶员是否为酒驾。该方法排除疲劳驾驶、感冒等其他因素的影响，提高识别酒驾的准确率。

构造一种用于监测酒后驾驶的方法，所述方法包括以下步骤：

a:采集道路及车辆的可见光图像，驾驶员的热红外图像并将采集的图像信号发送给图像处理单元进行处理并存储；

b:根据经过处理的道路可见光图像设置检测车道线的有效区域，进行canny边缘检测和hough变换查找匹配车道线，运用canny算子和边缘点统计识别车辆轮廓，结合检测到的车道线和车辆轮廓信号得到车辆的运动状态信息判断车辆是否处于正常运动状态，若是则返回步骤a若否则执行步骤c；

c：将经过处理的驾驶员的热红外图像与预先存储的正常状态下的驾驶员的热红外图像进行比对，判断驾驶员的热红外图像是否正常；若是则返回步骤a，若否则执行步骤d；

d：结合车辆的运动状态信息和驾驶员的热红外图像信息判断驾驶员是否处于酒后驾驶状态，若否则返回步骤a，若是则执行步骤e；

e：启动跟踪单元进行酒驾车辆车牌识别，并将酒驾车辆车牌信息传递给调度单元；

f：调度单元将酒驾车辆牌照信息传输给附近区域的交警，指挥交警拦截酒驾车辆。

所述的用于监测酒后驾驶的方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括：

c1：对采集到的驾驶员热红外图像进行数字噪声降噪处理；

c2：对降噪处理后的驾驶员热红外图像通过边缘特征分析精确定位驾驶员面部位置；

c3：将正常的驾驶员热红外图像与经过处理的驾驶员的热红外图像进行存储，并将采集到的经过处理的驾驶员面部图像与正常的图像进行对比，判断驾驶员是否处于正常驾驶状态。

所述的用于监测酒后驾驶的方法，其特征在于，所述步骤d进一步包括：

d1：结合识别出的车道线和车辆轮廓判断车辆运动状态是否正常；

d2：若判断出此时车辆的运动情况非正常，再结合驾驶员的热红外图像的信息，两者信息进行融合可以判断驾驶员是否处于酒后驾驶状态。

实施本发明的监测酒后驾驶的系统及方法，具有以下有益效果：本发明涉及检测酒后驾驶的方法和系统，其中监测酒后驾驶的系统包括：图像采集单元、图像处理单元、控制单元、跟踪单元和调度单元，控制单元进一步包括车辆运动状态识别模块、驾驶员热红外图像识别模块和酒驾识别模块，控制单元首先根据车辆运动状态信息判断车辆是否处于正常的运动状态，进一步融合驾驶员的热红外图像包含的信息可以判断驾驶员是否酒驾，人体饮酒后酒精使血管膨胀，体表温度升高使得人体的热红外图像出现明显的变化。经过车辆运动状态识别模块判断处于非正常驾驶状态的驾驶员还可能是疲劳驾驶，毒驾；经过驾驶员热红外图像识别模块判断驾驶员的热红外图像不正常也可能是感冒引起的，因此仅根据其中一种图像信息识别酒驾都不准确。本发明所公开的监测酒驾的方法融合可见光图像信息和驾驶员热红外图像信息，采用双重判断，降低了虚报警率，可以实时监测道路上是否有酒驾车辆，提高酒后驾驶的查处效率。本发明所采用的识别驾驶员酒后驾驶状态的方法和系统结构简单、拍摄传输图片费用较低、可进一步降低成本有利于大范围推广。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明监测酒后驾驶系统的结构框图；

图2是本发明监测酒后驾驶方法的一个优选实施例的流程图；

图3是正常人面部热红外图像与饮酒后人面部热红外图像对比图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明监测酒后驾驶系统的结构框图。该系统包括：图像采集单元10、图像处理单元20、控制单元30、跟踪单元40和调度单元50，其中：

图像采集单元10，用于采集车辆的可见光图像和驾驶员的热红外图像；

图像处理单元20，用于对获得的可见光图像信号和热红外图像进行初步地处理；

控制单元30，用于识别处于酒后驾驶状态的驾驶员；

跟踪单元40，用于识别并跟踪酒驾车辆；

调度单元50，用于调度附近警力拦截酒驾车辆。

具体地，图像采集单元10包括：可见光摄像头101和热红外摄像头102；

优选地图像处理单元20，包括可见光图像处理模块201、热红外图像处理模块202和图像存储模块203，其中：

可见光图像处理模块201，用于对可见光摄像头采集的路况图像和车辆图像进行预处理；

热红外图像处理模块202，用于对热红外摄像机拍摄到的驾驶员热红外图像进行预处理；

图像存储模块203，用于存储经过预处理的可见光图像和热红外图像。

优选地，控制单元30进一步包括车辆运动状态识别模块301、驾驶员热红外图像识别模块302和酒驾识别模块303，其中：

车辆运动状态识别模块301，用于判断车辆运动是否处于正常状态；

驾驶员热红外图像识别模块302，用于判断驾驶员是否处于正常状态；

酒驾识别模块303，用于识别驾驶员是否处于酒后驾驶状态。

本发明可以实时监测道路中是否有酒后驾驶的车辆并及时派出警力拦截酒后驾驶车辆，提高了酒驾的查处效率。单纯根据可见光图像信息或者驾驶员的热红外图像信息判断驾驶员是否处于酒后驾驶状态存在一定的误判率，本发明融合可见光图像信息和驾驶员热红外图像信息识别处于酒后驾驶状态的驾驶员，提高了识别酒驾的准确率。

为了使本领域人员更好的理解本发明的技术方案，结合图2所示的监测酒后驾驶的方法的优选实施例的流程图对本发明的方法进行详细说明，包括以下步骤：

步骤s1：图像采集单元的可见光摄像头和热红外摄像头分别采集道路及车辆的可见光图像和驾驶员的热红外图像；

步骤s2：图像处理单元将采集到的可见光图像和驾驶员的热红外图像进行初步处理并存储；

步骤s3：控制单元的车辆轮廓识别模块根据可见光图像包含的道路及车辆信息，识别车道线和车辆轮廓以判断车辆的运行状态是否正常，若是则返回s1，若否则执行s4；

步骤s4：控制单元的驾驶员热红外图像识别模块将采集到的经过处理的驾驶员面部热红外图像与预先保存的正常的驾驶员面部热红外图像进行对比；

步骤s5：根据驾驶员的热红外图像包含的驾驶员的体温等相关因素信息，判断驾驶员是否处于正常状态，若是则返回s1若否则执行下一步骤；

步骤s6控制单元的酒驾识别模块融合可见光图像中的车辆运动信息和驾驶员的热红外图像信息识别驾驶员是否酒后驾车，若否则返回步骤s1，若是则执行下一步骤；

步骤s7跟踪单元识别驾驶员酒后驾驶车辆的牌照，并将车牌信息上传给调度单元；

步骤s8调度单元指挥周围警力对驾驶员酒后驾驶车辆进行拦截。

采用本实施例的监测酒后驾驶的方法，利用道路上常见的可见光摄像头获得路况和车辆的可见光图像，融合驾驶员的热红外图像来识别驾驶员是否酒后驾驶，可以有效提高识别准确率并且可以实时监控道路上的车辆提高酒驾的查处效率。

本发明所公开的基于图像处理的监测酒后驾驶的方法和系统，结构简单不必在车内安装复杂的传感器，传输图像费用较低进一步降低成本，识别方法更加准确可靠适合推广。

以上所述仅为本发明的实施例，并不限7制本发明，凡在本发明所述的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明保护范围之内。