专利名称：一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆安全驾驶技术领域，特别是涉及一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法及装置。
背景技术：
疲劳驾驶是当今交通安全的重要隐患之一。驾驶员在疲劳时，其对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都有不同程度的下降，因此很容易发生交通事故。全世界每年因交通事故而导致的死亡人数达60万，直接经济损失约125亿美元，这些事故中57%的灾难性事故与驾驶员疲劳驾驶有关。在2007年至2008年我国直接由疲劳驾驶导致的死亡人数分别占机动车驾驶员交通肇事总死亡人数的11.35%、10.91%和12.5%， 大约每年有9000人死于疲劳驾驶。现有的驾驶员疲劳状态监测方法大都基于某一单项指标，虽然在限定条件下能够达到一定的精度，但在实际复杂多变的行车环境下，其准确性和可靠性上还存在问题，难以达到预期要求。研究发现，驾驶员的疲劳状态受多种因素影响，到目前为止，国内外还没有发现非常有效的指标或模型能够对疲劳等级进行精确的评价。现有的大多数检测方法因其检测条件的限制和复杂环境的影响，不能准确完整地提取驾驶员的疲劳信息，导致目前开发的疲劳驾驶预警系统往往不能快速对疲劳状态作出判断与响应检测灵敏度低，可靠性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法及装置，有效减少因疲劳驾驶引起的交通事故。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，包括以下步骤(1)检测驾驶员面部及眼睛状态，从而得到驾驶员面部图像信息；采集车道图像 fn息；(2)根据得到的驾驶员面部图像信息对驾驶员进行疲劳评估；(3)根据车道图像信息建立数学模型，判断车辆是否压线；(4)根据车道图像信息建立数学模型，判断车辆是否发生大角度偏离；(5)根据上述步骤得到的信息评估驾驶安全等级；(6)根据所述驾驶安全等级作出决策及预警。所述步骤⑵和步骤(4)之间还包括根据车速和行驶时间改变疲劳评估的灵敏度的步骤。所述步骤(1)中的驾驶员面部图像信息包括睁眼信息、闭眼信息和转头信息。所述步骤(2)采用PERCL0S方法对驾驶员进行疲劳度评估。所述步骤C3)还包括以下子步骤
(31)建立极坐标系，并将车道图像信息坐标系中的直线模型对应到所述的极坐标系中；(32)建立数学模型得到X= cos θ I ·πι，其中，X为车道图像中心点到车道线的距离；θ为偏离角，即车辆实际导航方向和车道线指引方向夹角；m为车头中心点距车道线的水平距离；(33)若XS车身的一半长度时，判定车辆压线；否则车辆不压线。所述步骤(1)前还包括判断所述车速是否大于门限值，若大于门限值则进入步骤 (1)；否则保持对车速的检测。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是还提供一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警装置，包括第一图像采集单元，用于采集驾驶员面部及眼睛状态；驾驶员疲劳评估单元，用于根据驾驶员面部及眼睛状态评估驾驶员的疲劳度；第二图像采集单元，用于采集车道图像信息；压线判断单元，用于根据车道图像信息判断车辆是否压线；偏离判断单元，用于根据车道图像信息判断车辆是否发生大角度偏离；驾驶评估单元，用于根据驾驶员疲劳评估单元、压线判断单元和偏离判断单元的结果，对驾驶安全等级进行评估；中央处理单元，用于驾驶安全等级根据作出决策及预警。所述多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警装置还包括车辆行驶检测单元，用于检测车辆的车速和行驶时间；灵敏度单元，用于根据车辆的车速和行驶时间改变所述驾驶员疲劳评估单元的驾驶员的疲劳度。所述多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警装置还包括还包括启动单元，用于将车辆的车速与门限值进行比较，若车辆的车速大于门限值则启动所述第一图像采集单元和第二图像采集单元采集图像。有益效果由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本发明通过检测驾驶员面部及眼睛状态、车速及行车时间和车道线信息等多种传感信息，并融合多种传感信息，准确完整地提取驾驶员的疲劳信息，从而对疲劳驾驶进行评估及预警，有效减少因疲劳驾驶引起的交通事故。利用PERCL0S算法将驾驶员疲劳程度分为四个等级，因此可根据不同的情况对驾驶员及车辆做出不同的预警及控制动作。
图1是本发明的疲劳驾驶评估预警流程图加是车辆到右边线距离示意图2b是图加中的直线模型对应的极坐标示意图3a是车辆到左边线距离示意图北是图3a中的直线模型对应的极坐标示意图如是车辆到左边线示意图4b是图如中的直线模型对应的极坐标示意图5是车辆压线示意图6是车辆大角度偏离车道示意图7是疲劳驾驶评估及预警装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。以下结合图1，即疲劳驾驶评估预警流程图，分步说明具体的评估预警方法。1)检测驾驶员面部及眼睛状态本发明将驾驶员的面部及眼睛分为三种状态，“睁眼”、“闭眼”、“转头”。三种状态的定义方法如下面部各变量的取值及含义如表1所示。表1面部各变量取值及含义
权利要求
1.一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，其特征在于，包括以下步骤(1)检测驾驶员面部及眼睛状态，从而得到驾驶员面部图像信息；采集车道图像信息；(2)根据得到的驾驶员面部图像信息对驾驶员进行疲劳评估；(3)根据车道图像信息建立数学模型，判断车辆是否压线；(4)根据车道图像信息建立数学模型，判断车辆是否发生大角度偏离；(5)根据上述步骤得到的信息评估驾驶安全等级；(6)根据所述驾驶安全等级作出决策及预警。
2.根据权利要求1所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，其特征在于，所述步骤( 和步骤(4)之间还包括根据车速和行驶时间改变疲劳评估的灵敏度的步骤。
3.根据权利要求1所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中的驾驶员面部图像信息包括睁眼信息、闭眼信息和转头信息。
4.根据权利要求1所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，其特征在于，所述步骤( 采用PERCL0S方法对驾驶员进行疲劳度评估。
5.根据权利要求1所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，其特征在于，所述步骤C3)还包括以下子步骤(31)建立极坐标系，并将车道图像信息坐标系中的直线模型对应到所述的极坐标系中；(32)建立数学模型得到X=cos θ I ·πι，其中，X为车道图像中心点到车道线的距离； θ为偏离角，即车辆实际导航方向和车道线指引方向夹角；m为车头中心点距车道线的水平距离；(33)若XS车身的一半长度时，判定车辆压线；否则车辆不压线。
6.根据权利要求1所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法，其特征在于，所述步骤⑴前还包括判断所述车速是否大于门限值，若大于门限值则进入步骤⑴；否则保持对车速的检测。
7.一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警装置，其特征在于，包括第一图像采集单元，用于采集驾驶员面部及眼睛状态；驾驶员疲劳评估单元，用于根据驾驶员面部及眼睛状态评估驾驶员的疲劳度；第二图像采集单元，用于采集车道图像信息；压线判断单元，用于根据车道图像信息判断车辆是否压线；偏离判断单元，用于根据车道图像信息判断车辆是否发生大角度偏离；驾驶评估单元，用于根据驾驶员疲劳评估单元、压线判断单元和偏离判断单元的结果，对驾驶安全等级进行评估；中央处理单元，用于驾驶安全等级根据作出决策及预警。
8.根据权利要求7所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警装置，其特征在于，还包括车辆行驶检测单元，用于检测车辆的车速和行驶时间；灵敏度单元，用于根据车辆的车速和行驶时间改变所述驾驶员疲劳评估单元的驾驶员的疲劳度。
9.根据权利要求7所述的多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警装置，其特征在于，还包括启动单元，用于将车辆的车速与门限值进行比较，若车辆的车速大于门限值则启动所述第一图像采集单元和第二图像采集单元采集图像。
全文摘要
本发明涉及一种多传感信息融合的疲劳驾驶评估预警方法和装置，其中，方法包括检测驾驶员面部及眼睛状态，从而得到驾驶员面部图像信息，采集车道图像信息；根据得到的驾驶员面部图像信息对驾驶员进行疲劳评估；根据车道图像信息建立数学模型，判断车辆是否压线；根据车道图像信息建立数学模型，判断车辆是否发生大角度偏离；根据上述步骤得到的信息评估驾驶安全等级；根据所述驾驶安全等级作出决策及预警。装置包括第一图像采集单元、驾驶员疲劳评估单元、第二图像采集单元、压线判断单元、偏离判断单元、驾驶评估单元和中央处理单元。本发明能够有效减少因疲劳驾驶引起的交通事故。
文档编号G08B21/06GK102509418SQ20111030700
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者于洋, 刁莎, 郝矿荣, 黄军君 申请人:东华大学