用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法及装置，报警灵敏度检测方法包括：疲劳度确定步骤：拍摄驾驶员的面部，经图像分析识别出驾驶员的眼睛和嘴部图像，经过算法确定疲劳度大小；车道保持能力确定步骤：结合汽车行驶信息中的转向信息和变道信息确定驾驶员的车道保持能力；道路危险度确定步骤：结合道路位置信息和车速确定道路危险度；报警灵敏度确定步骤：根据疲劳度大小、车道保持能力、道路危险度确定报警灵敏度的等级。本发明结合驾驶员疲劳度、车道保持能力、道路危险度检测驾驶员状态预警系统的报警灵敏度，提高了检测准确率，实现对驾驶员的非正常驾驶状态实时监测和报警，更有效地保障汽车驾驶安全。
【专利说明】
用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及驾驶员状态预警技术领域，具体涉及一种用于驾驶员状态预警系统的 报警灵敏度检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在全球范围内，交通事故已成为严重威胁人们生命财产安全的因素之一，而交通 事故的主要诱因是驾驶员疲劳驾驶或注意力长时间分散。驾驶人员在疲劳时，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将大幅度降低，极易发生交通事故。因 此主动地检测驾驶员的注意力状态并进行有效地报警提醒，是一个亟待解决的问题。
[0003] 现有的驾驶员疲劳预警系统，采用驾驶员的脑电、心电传感器技术、或者方向盘握 力传感器等技术预测驾驶员是否进入疲劳状态。这些技术具有需要驾驶员佩戴特定设备的 要求、疲劳判断精度较低、或疲劳判断结果受驾驶员驾驶习惯影响较大、或疲劳判定比较滞 后等缺点。
[0004] 现有的车辆道路偏离警告系统，采用车道线图像识别技术，能够通过图像中检测 到的车道线判断出本车辆相对于车道线的位置关系，当车辆轮胎压过车道线时，发出告警。 此技术存在的最大缺点是，难以评估驾驶员是否为非主动切换车道线。在很多国家，车辆变 换车道线时，司机没有打转向灯的习惯。这样在驾驶员正常驾车时，频繁地因为未打转向灯 而造成的车道偏离报警会引起驾驶员烦躁。
[0005] 现有驾驶员疲劳检测报警装置只是根据检测驾驶员闭眼时间长短来设置报警灵 敏度，而没有结合具体的路况改变引起的驾车风险性变换而改变报警等级。
[0006] 因此，现有技术有待进一步改进。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法及装 置，融合驾驶员状态检测、车道偏移检测、路况检测确定驾驶员疲劳度、车道保持能力、道路 危险度，结合上述因素检测驾驶员状态预警系统的报警灵敏度，提高了检测准确率，实现对 驾驶员的非正常驾驶状态实时监测和报警，更有效地保障汽车驾驶安全。
[0008] 本发明通过以下技术方案实现：
[0009] 本发明一方面提供一种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法，包括： 疲劳度确定步骤:拍摄驾驶员的面部，对拍摄的视频进行处理，经图像分析识别出驾驶员的 眼睛和嘴部图像，根据面部图像数据库的数据，经过算法确定疲劳度大小；
[0010] 车道保持能力确定步骤:获取汽车行驶信息，通过车道线偏离检测获取变道信息， 并结合汽车行驶信息中的转向信息和变道信息确定驾驶员的车道保持能力；
[0011] 道路危险度确定步骤:获取行驶道路的位置信息，结合道路位置信息和车速确定 道路危险度；
[0012] 报警灵敏度确定步骤:根据上述步骤确定的疲劳度大小、车道保持能力、道路危险 度确定报警灵敏度的等级，从而确定报警等级。
[0013] 进一步地，在疲劳度确定步骤中，经图像分析识别出的眼睛和嘴部图像中，选择的 特征有:眼睛闭合百分比、眨眼频率、瞳孔无休息指数，根据上述特征计算疲劳度大小。
[0014] 进一步地，在车道保持能力确定步骤中，将驾驶员的车道保持能力分为第一等级 和第二等级，当驾驶员进行了转向操作并进行了变道时，确定为第一等级车道保持能力；当 驾驶员未进行转向操作而进行了变道时，确定为第二等级车道保持能力。
[0015] 进一步地，在道路危险度确定步骤中，在道路位置信息相同的情况下，通过车速与 阈值的比较结果区分道路危险度的等级。
[0016] 本发明另一方面提供一种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装置，包 括：
[0017] 疲劳度确定模块，用于通过红外摄像头拍摄驾驶员的面部，通过处理器对拍摄的 视频进行处理，经图像分析识别出驾驶员的眼睛和嘴部图像，根据面部图像数据库的数据， 经过算法确定疲劳度大小；
[0018] 车道保持能力确定模块，通过处理器获取汽车行驶信息，通过车道线偏离装置检 测获取变道信息，并结合通过转向信息获取模块获取的汽车行驶信息中的转向信息和变道 信息确定驾驶员的车道保持能力；
[0019] 道路危险度确定模块，处理器与位置信息获取模块以获取行驶道路的位置信息， 结合道路位置信息和车速确定道路危险度；
[0020] 报警灵敏度确定模块，用于根据上述模块确定的疲劳度大小、车道保持能力、道路 危险度确定报警灵敏度的等级，从而确定报警等级；
[0021] 报警模块，用于根据所述报警灵敏度模块确定的报警灵敏度的等级进行报警。
[0022] 进一步地，在疲劳度确定模块中，经图像分析识别出的眼睛和嘴部图像中，选择的 特征有:眼睛闭合百分比、眨眼频率、瞳孔无休息指数，根据上述特征计算疲劳度大小。 [0023]进一步地，在车道保持能力确定模块中，将驾驶员的车道保持能力分为第一等级 和第二等级，当驾驶员进行了转向操作并进行了变道时，确定为第一等级车道保持能力；当 驾驶员未进行转向操作而进行了变道时，确定为第二等级车道保持能力。
[0024] 进一步地，在道路危险度确定装置中，在道路位置信息相同的情况下，通过车速与 阈值的比较结果区分道路危险度的等级。
[0025] 本发明的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法及装置的有益效果在 于：1)与现有的接触式驾驶员疲劳预警系统相比，无需驾驶员佩戴特定设备，提高疲劳判断 精度，使疲劳判断结果不受驾驶员驾驶习惯影响，使疲劳判定快捷；
[0026] 2)将车辆道路偏离警告系统结合转向信息确定车道保持能力，避免了因未打转向 灯而造成的车道偏离报警的情况，不会引起驾驶员烦躁；
[0027] 3)将驾驶员疲劳检测报警装置结合具体的路况改变引起的驾车风险性变换而改 变报警的灵敏度；
[0028] 综上所述，本发明融合驾驶员状态检测、车道偏移检测、路况检测确定驾驶员疲劳 度、车道保持能力、道路危险度，结合上述因素检测驾驶员状态预警系统的报警灵敏度，提 高了检测准确率，实现对驾驶员在疲劳、酒后、注意力分散的非正常驾驶状态进行实时监测 和报警，更有效地保障汽车驾驶安全。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明中用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法的流程示意图；
[0030] 图2是本发明中用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚的描述，所描述的实施例仅仅是本 发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032] 实施例1:
[0033] 如图1所示，本发明实施例提供的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方 法，包括:疲劳度确定步骤、车道保持能力确定步骤、道路危险度确定步骤、报警灵敏度确定 步骤。具体实施流程为：
[0034]首先，定义报警的灵敏度为ASL(Alarm Sensitivity Level)，驾驶员的疲劳度为F (Fatigue)，车道保持能力为K(Lane Keeping)，道路的危险度为D(Risk Degree)。报警灵敏 度ASL由疲劳度F、车道保持能力K、道路危险度D三个因素决定。本实施例的用于驾驶员状态 预警系统的报警灵敏度检测方法包括以下步骤：
[0035] 1)计算确定疲劳度F;
[0036]具体地，通过红外摄像头对驾驶员的面部进行拍摄，将拍摄的视频传送给图像处 理器进行处理，经图像分析识别出驾驶员的眼睛和嘴部图像，根据面部图像数据库的数据， 经过算法确定疲劳度F值大小。
[0037]经图像分析识别出的眼睛和嘴部图像中，选择的特征有:眼睛闭合百分比PERCL0S (一段时间内，眼睛累计闭合时间占时间窗长度的百分比）、眨眼频率BF(每分钟眨眼次数）、 瞳孔无休息指数PUI(-段时间内，瞳孔无运动时间占总时间的百分比）；
[0038]疲劳分类器的计算公式为：
[0039] Functionl =al*PERCL0S_m*BF+ y 1*PUI;
[0040] Function2 = a2*PERCL0S+P2*BF+ 丫 2*PUI;
[0041] 其中，al、m、yl的默认值分别是0.81、0.253、0.181;
[0042] a2、02、y 2的默认值分别是0.293、0.817、0.771。
[0043]当实际驾驶时，在开始驾驶的前3分钟，系统根据不同司机的驾驶习惯进行样本训 练自适应得出al、m、y l，a2、02、丫2对应的权值。
[0044] 当Functionl〈 = 0并且 Function2〈 = 0 :F=F1;
[0045] 当卩1111(31:〇111>0并且卩1111(31:;[0111〈3并且卩1111(31:;[0112>0并且卩1111(31:;[0112〈4:卩=卩2;
[0046] 当 Functonl> = 3并且 Functionl〈ll并且 Function2>_2并且 Function2〈0 :F=F3; [0047] 2)确定车道保持能力K;
[0048]处理器通过车身总线（如CAN、LIN等)获取当前汽车行驶信息，如车速、转向、方向 盘转角等信息；
[0049]通过车道线偏离检测获取变道信息，具体为:通过前向摄像头对前方行驶路况进 行拍摄，将拍摄的视频传送给图像处理器，经图像分析识别出车道线。根据横向位置探测判 断车辆是否偏离当前车道，并从车身总线获取是否有打转向灯信息和方向盘转角信息，从 而判断是否为非主动的车道线偏移；
[0050]将驾驶员的车道保持能力K分为第一等级K1和第二等级K2,当驾驶员进行了转向 操作（如:打了转向灯)并进行了变道时，确定为第一等级车道保持能力K = K1;当驾驶员未 进行转向操作(如:未打转向灯)而进行了变道时，确定为第二等级车道保持能力K=K2。 [00511 3)确定道路危险度D;
[0052]处理器通过与位置信息获取模块通讯，获取当前行驶道路信息，结合道路位置信 息和车速确定道路危险度。当行车到安全模式下提醒驾驶员小心驾驶的P0I点（如急转弯、 隧道口、学校等)时，道路的危险等级提升；
[0053]位置信息获取模块发送P0I信号给处理器，处理器再结合其它两个因素 F、K判定报 警灵敏度。
[0054] 道路危险度D分为D1、D2、D3三个等级，当正常驾驶路况时，为D = D1;当到达提醒小 心驾驶的P0I点时，且车速彡40Km时，D = D2;车速>40Km时，D = D3。
[0055] 在本实施例中，报警灵敏度ASL=F*K*D。可表现为如下关系表：
[0057]系统根据报警灵敏度ASL的等级通过信息显示模块和发声模块发出不同等级的报 警提示。S为安全级，不需要报警;A、B、C、D报警等级逐级提升。
[0058]如图2所示，本实施例还涉及一种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装 置，包括：
[0059]疲劳度确定模块，用于通过红外摄像头拍摄驾驶员的面部，通过处理器对拍摄的 视频进行处理，经图像分析识别出驾驶员的眼睛和嘴部图像，根据面部图像数据库的数据， 经过算法确定疲劳度大小；
[0060] 车道保持能力确定模块，通过处理器获取汽车行驶信息，通过车道线偏离装置检 测获取变道信息，并结合通过转向信息获取模块获取的汽车行驶信息中的转向信息和变道 信息确定驾驶员的车道保持能力；车道线偏离装置设有前向摄像头，通过前向摄像头对前 方行驶路况进行拍摄，将拍摄的视频传送给图像处理器，经图像分析识别出车道线;根据横 向位置探测判断车辆是否偏离当前车道，并从车身总线获取是否有打转向灯信息和方向盘 转角信息，判断是否为非主动的车道线偏移；
[0061] 道路危险度确定模块，位置信息获取模块与位置信息获取模块以获取行驶道路的 位置信息，结合道路位置信息和车速确定道路危险度；
[0062] 报警灵敏度确定模块，用于根据上述模块确定的疲劳度大小、车道保持能力、道路 危险度确定报警灵敏度的等级，从而确定报警等级。
[0063] 报警模块，用于根据所述报警灵敏度模块确定的报警灵敏度的等级进行报警。
[0064] 在本实施例中，在疲劳度确定模块中，经图像分析识别出的眼睛和嘴部图像中，选 择的特征有:眼睛闭合百分比、眨眼频率、瞳孔无休息指数，根据上述特征计算疲劳度大小。 [0065]在本实施例中，在车道保持能力确定模块中，将驾驶员的车道保持能力分为第一 等级和第二等级，当驾驶员进行了转向操作并进行了变道时，确定为第一等级车道保持能 力；当驾驶员未进行转向操作而进行了变道时，确定为第二等级车道保持能力。
[0066] 在本实施例中，在道路危险度确定装置中，通过道路位置信息及车速区分道路危 险度的等级。
[0067] 如上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例 的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简 化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法，其特征在于，包括： 疲劳度确定步骤:拍摄驾驶员的面部，对拍摄的视频进行处理，经图像分析识别出驾驶 员的眼睛和嘴部图像，根据面部图像数据库的数据，经过算法确定疲劳度大小； 车道保持能力确定步骤:获取汽车行驶信息，通过车道线偏离检测获取变道信息，并结 合汽车行驶信息中的转向信息和变道信息确定驾驶员的车道保持能力； 道路危险度确定步骤:获取行驶道路的位置信息，结合道路位置信息和车速确定道路 危险度； 报警灵敏度确定步骤:根据上述步骤确定的疲劳度大小、车道保持能力、道路危险度确 定报警灵敏度的等级，从而确定报警等级。2. 根据权利要求1所述的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法，其特征在 于:在疲劳度确定步骤中，经图像分析识别出的眼睛和嘴部图像中，选择的特征有:眼睛闭 合百分比、眨眼频率、瞳孔无休息指数，根据上述特征计算疲劳度大小。3. 根据权利要求1所述的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法，其特征在 于:在车道保持能力确定步骤中，将驾驶员的车道保持能力分为第一等级和第二等级，当驾 驶员进行了转向操作并进行了变道时，确定为第一等级车道保持能力；当驾驶员未进行转 向操作而进行了变道时，确定为第二等级车道保持能力。4. 根据权利要求1所述的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测方法，其特征在 于： 在道路危险度确定步骤中，在道路位置信息相同的情况下，通过车速与阈值的比较结 果区分道路危险度的等级。5. -种用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装置，其特征在于，包括:疲劳度确 定模块，用于通过红外摄像头拍摄驾驶员的面部，通过处理器对拍摄的视频进行处理，经图 像分析识别出驾驶员的眼睛和嘴部图像，根据面部图像数据库的数据，经过算法确定疲劳 度大小； 车道保持能力确定模块，通过处理器获取汽车行驶信息，通过车道线偏离装置检测获 取变道信息，并结合通过转向信息获取模块获取的汽车行驶信息中的转向信息和变道信息 确定驾驶员的车道保持能力； 道路危险度确定模块，处理器与位置信息获取模块通讯以获取行驶道路的位置信息， 结合道路位置信息和车速确定道路危险度； 报警灵敏度确定模块，用于根据上述模块确定的疲劳度大小、车道保持能力、道路危险 度确定报警灵敏度的等级，从而确定报警等级； 报警模块，用于根据所述报警灵敏度模块确定的报警灵敏度的等级进行报警。6. 根据权利要求5所述的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装置，其特征在 于:在疲劳度确定模块中，经图像分析识别出的眼睛和嘴部图像中，选择的特征有:眼睛闭 合百分比、眨眼频率、瞳孔无休息指数，根据上述特征计算疲劳度大小。7. 根据权利要求5所述的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装置，其特征在 于:在车道保持能力确定模块中，将驾驶员的车道保持能力分为第一等级和第二等级，当驾 驶员进行了转向操作并进行了变道时，确定为第一等级车道保持能力；当驾驶员未进行转 向操作而进行了变道时，确定为第二等级车道保持能力。8.根据权利要求5所述的用于驾驶员状态预警系统的报警灵敏度检测装置，其特征在 于:在道路危险度确定装置中，在道路位置信息相同的情况下，通过车速与阈值的比较结果 区分道路危险度的等级。
【文档编号】G08B21/06GK105931430SQ201610357131
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】杨青春, 徐焕东
【申请人】惠州华阳通用电子有限公司