[发明专利]用于确定驾驶员警觉性的系统和方法

说明书

技术领域

本申请要求通过引用被全部并入本文的于2011年3月25日提交的临时申请61/467849的优先权。本公开通常涉及驾驶员监视系统的领域。更具体地，本公开涉及用于使用图像处理来评估驾驶员的头部位置和眼睛矢量以确定驾驶员的警觉性的系统和方法。

背景技术

驾驶员监视系统变得越来越流行地被包括在车辆中，以便当驾驶员被检测到在非警觉状态中时警告驾驶员。

发明内容

根据一个示例性实施例，一种驾驶员警觉性检测系统包括：配置成对车厢中的驾驶员的头部所位于的区域进行成像的成像单元；配置成从成像单元接收图像并确定驾驶员的头部和眼睛的位置的图像处理单元；以及配置成基于如图像处理单元所输出的驾驶员的头部和眼睛的所确定的位置来确定驾驶员是在警觉状态还是在非警觉状态中并在驾驶员被确定为在非警觉状态中时向驾驶员输出警告的警告单元。

根据另一示例性实施例，一种检测驾驶员警觉性的方法包括：对车厢中的驾驶员的头部所位于的区域进行成像，以获得成像数据；基于成像数据确定驾驶员的头部和眼睛的位置；基于驾驶员的头部和眼睛的所确定的位置来确定驾驶员是在警觉状态还是在非警觉状态中；以及当驾驶员被确定为在非警觉状态中时向驾驶员输出警告。

根据又一示例性实施例，一种存储计算机程序代码的非暂态计算机可读介质，当该计算机程序代码被计算机执行时使计算机执行下列功能：对车厢中的驾驶员的头部所位于的区域进行成像，以获得成像数据；基于成像数据确定驾驶员的头部和眼睛的位置；基于驾驶员的头部和眼睛的所确定的位置来确定驾驶员是在警觉状态还是在非警觉状态中；以及当驾驶员被确定为在非警觉状态中时向驾驶员输出警告。

附图说明

根据下面的描述和在下面简要描述的附图中所示的附随的示例性实施例中，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得清楚。

图1是根据示例性实施例的驾驶员警觉性系统的摄像机放置和覆盖范围的示意图。

图2是根据示例性实施例的驾驶员警觉性系统的摄像机放置和覆盖的示意图。

图3是根据示例性实施例的由驾驶员警觉性系统的摄像机捕捉的平面二维强度图像和相应的2.5维伪深度图像。

图4是根据示例性实施例的示出各种头部运动的驾驶员的一系列图像。

图5是根据示例性实施例的多个驾驶员的头部运动的图像的合成。

图6是根据示例性实施例的从图5的合成图像确定的高占有率感兴趣区。

图7A是根据示例性实施例的示出摄像机坐标系和面部特征检测点的为驾驶员警觉性系统捕捉的图像。

图7B是示出主轴旋转角的在图7A的图像中的驾驶员的头部部的所检测的轮廓。

图7C是在被旋转以使图7B中的主轴与摄像机坐标系对齐之后图7A的图像。

图7D是在与摄像机坐标网格对齐之后的图7A的所捕捉的图像的检测到的面部区域。

图8A-8C是根据示例性实施例的示出在各种头部和眼睛运动下的面部结构之间的几何关系和用于在看车辆内的预定点时记录驾驶员注意力的校准步骤的一系列图像。

图9是根据示例性实施例的驾驶员警觉性系统的图形用户界面的图像。

图10是根据示例性实施例的驾驶员警觉性系统的算法的流程图。

图11是根据示例性实施例的驾驶员警觉性系统。

具体实施方式

由于从日益复杂的通信和娱乐设备引起的驾驶员分心，单车辆和多车辆事故的发生率持续增加。驾驶员越来越多地被可起到各种设备（例如即时信使、摄像机、GPS导航系统、互联网web浏览器、电影播放器和电子数据表分析工具）的作用的手机分心。这些应用的诱惑引诱新手和有经验的驾驶员不能有效地领会他们的车道位置、与其它车辆的距离、交通信号和道路边界。

根据示例性实施例，一种驾驶员警觉性系统被提供来监视驾驶员的警觉性，且如果确定驾驶员持续一段足够的时间是分心的则发出警告。参考图1和图2，驾驶员警觉性系统使用安装在仪器面板中或方向盘中的单目摄像机来计算驾驶员的头部的位置和眼睛矢量。仪器面板安装提供对乘客厢的较宽覆盖，使驾驶员离开视场变得不可能。方向盘安装强调驾驶员的面部特征，但可容易被手覆盖。方向盘的旋转被认为是有意的操纵，表明驾驶员处于高度警觉。因此，驾驶员警觉性算法被禁用，直到返回到中央位置（例如，偏离垂直线+/-15度）。