一种基于躯干定位的安全带检测方法及系统与流程

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种基于躯干定位的安全带检测方法及系统。

背景技术：

随着社会经济快速增长，人们的物质生活水平得到不断提高，同时汽车工业高速发展，越来越多的家庭选择汽车作为代步和出行的交通工具，现代化的出行方式在为人们提供舒适便捷的出行选择的同时，也存在由于驾驶者或乘车人违反道路交通法规所带来的事故和安全隐患。

车辆行驶过程中驾驶员是否佩戴安全带直接关系到驾乘人员的生命安全，在碰撞发生时，安全带能够将驾乘人员固定在车辆座椅周围一定的空间范围内，从而避免因身体失控与车内物体发生撞击或者被抛出车外所导致的严重伤害。我国现行的道路交通安全法规明确规定，机动车行驶时，驾驶人和乘坐人员应当按照规定使用安全带。

现有技术大部分基于传感器监测驾驶员是否系有安全带，监测结果容易受驾驶员误接触的影响，安全带系住了但并未系在驾驶员身上，现有的方案和技术未解决此问题。

目前，道路交通监控系统已经日益普及完善，能够准确地对道路上行驶的车辆进行拍摄，得到清晰的视频图像，为通过道路交通监控系统对车辆行驶中驾乘人员未按规定佩戴安全带的违法行为进行确认提供了必要的基础条件。目前采用的是通过对拍摄的视频图像进行人工检测的方式对驾驶员是否系安全带进行判断，由于视频监控图像数据量庞大，人工操作的工作效率低，准确性不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于躯干定位的安全带检测方法及系统，解决现有技术中的上述技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于躯干定位的安全带检测方法，包括：

s1、获取道路的监控图像，并对获取的监控图像进行预处理；

s2、对预处理后的监控图像逐帧进行hough线段检测，获取每一帧监控图像中所有线段的两个端点坐标；

s3、根据所有线段的两个端点坐标计算所有线段的倾斜角度，预先设定安全带的倾斜角度范围，筛选出每一帧监控图像的在安全带的倾斜角度范围内的线段为第一线段集合；

s4、识别出身体躯干区域范围，筛选出第一线段集合中在身体躯干区域范围内的线段为第二线段集合，如果第二线段集合不为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员系有安全带，如果第二线段集合为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员没有系安全带；

s5、统计连续设定帧数的监控图像的安全带佩戴结果，以出现频率最高的安全带佩戴结果为连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果，并根据连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果决定是否提醒驾驶员。

本发明还提供一种基于躯干定位的安全带检测系统，包括：

图像获取模块：获取道路的监控图像，并对获取的监控图像进行预处理；

线段检测模块：对预处理后的监控图像逐帧进行hough线段检测，获取每一帧监控图像中所有线段的两个端点坐标；

角度筛选模块：根据所有线段的两个端点坐标计算所有线段的倾斜角度，预先设定安全带的倾斜角度范围，筛选出每一帧监控图像的在安全带的倾斜角度范围内的线段为第一线段集合；

躯干范围筛选模块：识别出身体躯干区域范围，筛选出第一线段集合中在身体躯干区域范围内的线段为第二线段集合，如果第二线段集合不为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员系有安全带，如果第二线段集合为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员没有系安全带；

多帧检测模块：统计连续设定帧数的监控图像的安全带佩戴结果，以出现频率最高的安全带佩戴结果为连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果，并根据连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果决定是否提醒驾驶员。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明在检测系有安全带时需要满足多个约束条件，即检测出的线段必须满足线段的最小长度、线段必须在安全带的倾斜角度范围内、线段必须在身体躯干区域范围内，降低误检率，提高了准确率；现有技术的单帧检测、单帧判断是否系有安全带，算法速度较慢，比较耗时，且不够稳定和准确，本发明采用多帧检测，根据多帧安全带佩戴结果决定是否提醒驾驶员，提高了算法速度，且稳定性、准确性更高。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于躯干定位的安全带检测方法流程图；

图2是本发明提供的一种基于躯干定位的安全带检测系统结构框图。

附图中：1、基于躯干定位的安全带检测系统，11、图像获取模块，12、线段检测模块，13、角度筛选模块，14、躯干范围筛选模块，15、多帧检测模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种基于躯干定位的安全带检测方法，包括：

s1、获取道路的监控图像，并对获取的监控图像进行预处理；

s2、对预处理后的监控图像逐帧进行hough线段检测，获取每一帧监控图像中所有线段的两个端点坐标；

s3、根据所有线段的两个端点坐标计算所有线段的倾斜角度，预先设定安全带的倾斜角度范围，筛选出每一帧监控图像的在安全带的倾斜角度范围内的线段为第一线段集合；

s4、识别出身体躯干区域范围，筛选出第一线段集合中在身体躯干区域范围内的线段为第二线段集合，如果第二线段集合不为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员系有安全带，如果第二线段集合为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员没有系安全带；

s5、统计连续设定帧数的监控图像的安全带佩戴结果，以出现频率最高的安全带佩戴结果为连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果，并根据连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果决定是否提醒驾驶员。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测方法，步骤s1中对获取的监控图像进行预处理操作为：

对获取的监控图像进行分辨率降低、图像灰度化、图像增强及边缘检测。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测方法，步骤s2中：

对预处理后的监控图像逐帧进行hough线段检测时，根据每一帧监控图像大小自适应调整线段最小像素点个数阈值和线段的最小长度阈值，从而调整检测出的线段范围。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测方法，步骤s4中识别出身体躯干区域范围的步骤为：

首先识别出监控图像中的驾驶员脸部区域，识别驾驶员脸部区域下方的和脸部区域长宽成设定比例的长宽的矩形区域为身体躯干区域范围。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测方法，步骤s5中：

统计连续30帧的监控图像的安全带佩戴结果，当安全带佩戴结果为没有系安全带的帧数大于安全带佩戴结果为系有安全带的帧数时，以语音或者振动方式提醒驾驶员系安全带。

本发明还提供一种基于躯干定位的安全带检测系统1，包括：

图像获取模块11：获取道路的监控图像，并对获取的监控图像进行预处理；

线段检测模块12：对预处理后的监控图像逐帧进行hough线段检测，获取每一帧监控图像中所有线段的两个端点坐标；

角度筛选模块13：根据所有线段的两个端点坐标计算所有线段的倾斜角度，预先设定安全带的倾斜角度范围，筛选出每一帧监控图像的在安全带的倾斜角度范围内的线段为第一线段集合；

躯干范围筛选模块14：识别出身体躯干区域范围，筛选出第一线段集合中在身体躯干区域范围内的线段为第二线段集合，如果第二线段集合不为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员系有安全带，如果第二线段集合为空，则判定当前帧监控图像中安全带佩戴结果为驾驶员没有系安全带；

多帧检测模块15：统计连续设定帧数的监控图像的安全带佩戴结果，以出现频率最高的安全带佩戴结果为连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果，并根据连续的设定帧数监控图像的安全带佩戴结果决定是否提醒驾驶员。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测系统1，图像获取模块11中：

对获取的监控图像进行分辨率降低、图像灰度化、图像增强及边缘检测。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测系统1，线段检测模块12中：

对预处理后的监控图像逐帧进行hough线段检测时，根据每一帧监控图像大小自适应调整线段最小像素点个数阈值和线段的最小长度阈值，从而调整检测出的线段范围。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测系统1，躯干范围筛选模块14中：

首先识别出监控图像中的驾驶员脸部区域，识别驾驶员脸部区域下方的和脸部区域长宽成设定比例的长宽的矩形区域为身体躯干区域范围。

本发明所述的基于躯干定位的安全带检测系统1，多帧检测模块15中：

统计连续30帧的监控图像的安全带佩戴结果，当安全带佩戴结果为没有系安全带的帧数大于安全带佩戴结果为系有安全带的帧数时，以语音或者振动方式提醒驾驶员系安全带。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明在检测系有安全带时需要满足多个约束条件，即检测出的线段必须满足线段的最小长度、线段必须在安全带的倾斜角度范围内、线段必须在身体躯干区域范围内，降低误检率，提高了准确率；现有技术的单帧检测、单帧判断是否系有安全带，算法速度较慢，比较耗时，且不够稳定和准确，本发明采用多帧检测，根据多帧安全带佩戴结果决定是否提醒驾驶员，提高了算法速度，且稳定性、准确性更高。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。