专利名称：异常驾驶行为监测与安全预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种异常驾驶行为监测与安全预警系统，属交通安全防护报警设备。该系统具有对疲劳驾驶、酒后驾驶、不专注驾驶以及异常行为发出声光警示、录像和远程通信功能。
背景技术：
交通安全已成为制约社会和谐发展的焦点问题，全世界每年因交通事故而导致的死亡人数超过60万，造成的直接经济损失约125亿美元，而这些事故中70%的灾难性事故与驾驶员疲劳驾驶、酒后驾驶和不专注驾驶有关。统计显示，在交通事故发生时，如果驾驶员的反应能快半秒，60%的交通事故就可以避免。驾驶员疲劳驾驶、酒后驾驶和不专注驾驶是交通安全的重要隐患。此外，针对驾驶员进行的抢劫、打斗、行凶等危及驾驶员安全和行车安全的事件也频繁发生，是交通安全的另一隐患。目前，国内外有一些汽车厂商和研究机构投入大量人力、物力开展安全驾驶方面的研究工作。典型的有，VOLVO汽车公司推出的“驾驶员警示系统”，依据行车状况间接检测驾驶员状态；VDO汽车公司开发了一种监测驾驶员注意力下降的系统；专利200610007961.0开发了一种非接触疲劳检测技术，通过由单片机控制的反射式红外线传感器来检测驾驶员的头部位置，判断驾驶员是否在疲劳状态；专利200480031216. 9提供一种可使疲劳度定量化并进行显示的疲劳度测定装置，检测和分析生物体信号的数据波形，定量分析驾驶员疲劳程度。尽管上述已公开的驾驶员疲劳检测技术方案为减少交通事故发挥了一定的作用， 但是现有技术有的系统功能过于单一导致实用性能差，有的采用接触式检测方法而干扰驾驶员的正常行为，有的系统复杂或体积庞大而不便于实现车载。
发明内容本实用新型提供一种异常驾驶行为监测与安全预警系统，具有对疲劳驾驶、酒后驾驶、不专注驾驶以及异常行为发出声光警示、录像和远程通信功能。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是包括Davinci DM6446处理板、 红外摄像机、LED指示灯、语音报警模块、GPRS模块和酒精检测模块，其特征在于摄像机采用红外摄像机，摄像机镜头周围安装红外LED灯，摄像机镜头前安装红外滤镜；Davinci DM6446通过1 总线方式控制音视频信号的采集；通过RS232接口与酒精检测模块通信； 通过GPIO接口驱动语音报警模块和LED指示灯；通过RS232接口与GPRS模块通信；通过 SDIO接口控制SD卡数据的读写；通过DSP核完成快速算法处理。构造一种异常驾驶行为监测与安全预警系统，系统基于Davinci DM6446实现， Davinci系统由DSP处理器和ARM处理器双核组成，其中，DSP处理器负责算法处理工作， ARM处理器负责操作系统运行工作。在DSP端，图像处理算法、视频编码算法和音频编码算法被封装成库，然后集成在可执行程序codec server之中；在ARM端，首先加载codec server，然后依据TI的codec engine机制调用DSP端的各个算法模块，实现疲劳状态检测、不专注状态检测、异常行为检测和音视频编码功能。同时，ARM处理器负责操作系统的各个外围设备，包括GPRS设备、SD卡存储设备、视频采集设备、音频采集设备、酒精检测设备、语音报警设备和LED指示灯，实现系统的各项功能，具体包括(1)操作音视频采集设备，采集音视频数据，并将音频频数据传递给DSP端的图像处理模块和音视频编码模块，实现音视频数据的编码和疲劳状态、不专注状态、异常行为的检测；(2)操作酒精检测设备，检测驾驶员是否处于酒后驾驶状态；(3)操作语音报警设备和LED指示灯，在检测到疲劳驾驶、酒后驾驶、不专注驾驶以及异常行为时触发声光报警；(4)操作SD卡存储设备，存储音视频编码数据(即录像数据)；(5)操作GPRS设备，将报警信号传递给远程监控中心。通过实现以上功能，使系统具备对疲劳驾驶、酒后驾驶、不专注驾驶以及异常行为发出声光警示、录像和远程通信功能。本实用新型的有益效果是，该系统可以采用非接触式采样方式，智能化检测驾驶员是否处于疲劳驾驶状态、酒后驾驶状态或不专注驾驶状态，并能检测驾驶室是否存在抢劫、打斗、行凶等异常行为，对交通安全意义重大，且使用方便，适用范围广。
图1是本实用新型的系统结构图。图2是本实用新型的图像处理算法流程图。图3是本实用新型的警情处理流程图。
具体实施方式
图1为本实用新型的系统结构图，其中，处理板采用Davinci DM6446，GPRS模块采用PTB200，酒精检测模块采用CTS-0806，语音报警模块采用LX50，摄像机装置配备红外LED 灯和红外滤光片，目的是消除外界光照对图像处理算法的影响，使得系统可以在任何光照环境下正常工作，包括在夜间无环境光照的情况下也能正常工作。Davinci DM6446处理板采用1 总线方式控制音视频信号的采集；在DSP核上采用专有的图像处理算法和警情处理方式，实现对疲劳状态、不专注状态和异常行为的低虚警率、低漏警率检测；通过RS232 接口与酒精检测模块通信，获取驾驶员酒后驾驶警情信号；通过GPIO接口驱动语音报警模块和LED指示灯，实现声光报警功能；通过RS232接口与GPRS模块通信，将报警信息通过无线方式传递给远程监控中心；通过SDIO接口控制SD卡数据的读写，实现录像功能。图2是本实用新型的图像处理算法流程图，首先复位警情计数器，然后开始图像处理过程。对于输入的驾驶员头部图像，首先进行图像预处理，包括光照归一化和图像滤波增强处理；然后采用Adaboost算法检测人脸，如果检测不到人脸，则认为由于他人的异常行为作用导致驾驶员偏离了正常的驾驶位置或驾驶姿态，此时异常行为警情计数加一；如果检测到人脸，判断人脸是否存在遮挡现象或异常姿态，如果存在这些现象，则认为驾驶员存在接打电话或左顾右盼等不专注驾驶行为，此时不专注状态警情计数加一；如果人脸正常，检测嘴巴的张开程度和形状，辨别嘴巴是否处于打哈欠状态，打哈欠时疲劳状态警情计数加一；否则，检测双眼的闭合程度和眼睑曲线形状，辨别双眼是否处于瞌睡状态，瞌睡状态下疲劳状态警情计数加一；否则，继续下一帧图像的检测。 图3是警情信号处理流程图，对于异常行为、不专注状态和疲劳状态三种类型的警情信息，采用时域滤波的方式降低虚警率，方法如下首先，读取当前某类型警情计数器中数据，然后进行时域滤波，如果在连续的一定时间间隔内，警情计数大于此类警情设置的阈值门限，则将此类报警信号输出给报警装置，并复位该类型警情计数器；否则，则继续读取下一帧的警情计数。
权利要求1.异常驾驶行为监测与安全预警系统，包括Davinci DM6446处理板、红外摄像机、LED 指示灯、语音报警模块、GPRS模块和酒精检测模块，其特征在于摄像机采用红外摄像机，摄像机镜头周围安装红外LED灯，摄像机镜头前安装红外滤镜；Davinci DM6446通过1 总线方式控制音视频信号的采集；通过RS232接口与酒精检测模块通信；通过GPIO接口驱动语音报警模块和LED指示灯；通过RS232接口与GPRS模块通信；通过SDIO接口控制SD卡数据的读写；通过DSP核完成快速算法处理。
专利摘要一种异常驾驶行为监测与安全预警系统，包括Davinci DM6446处理板、红外摄像机、LED指示灯、语音报警模块、GPRS模块和酒精检测模块，其特征在于摄像机采用红外摄像机，摄像机镜头周围安装红外LED灯，摄像机镜头前安装红外滤镜；Davinci DM6446通过I2C总线方式控制音视频信号的采集；通过RS232接口与酒精检测模块通信；通过GPIO接口驱动语音报警模块和LED指示灯；通过RS232接口与GPRS模块通信；通过SDIO接口控制SD卡数据的读写；通过DSP核完成快速算法处理。该系统具有对疲劳驾驶、酒后驾驶、不专注驾驶以及异常行为发出声光警示、录像和远程通信功能，对交通安全意义重大，且使用方便，适用范围广。
文档编号G06K9/00GK202120407SQ20112013775
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者刘通, 唐朝京, 李沛秦, 谢剑斌, 闫玮 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学, 湖南德顺电子科技有限公司