[发明专利]基于双光谱融合的疲劳驾驶识别系统

说明书

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，具体涉及一种基于双光谱融合的疲劳驾驶识别系统。

背景技术

在导致公路交通事故的驾驶员人为因素中，疲劳驾驶是主要原因之一，仅在中国因疲劳驾驶引起的交通事故所带来的经济损失每年高达数千亿元，每年因为疲劳驾驶引发的事故致9万多人死亡或重伤，数十万家庭的幸福被破坏，疲劳驾驶对社会的和谐和稳定带来极大的危害。

为了减少类似交通事故的发生，自90年代以来国内外开始大力研究驾驶员疲劳预警方法。从目前采用的技术来看，这些方法主要分为三大类。

（1）基于生理指标的检测方法，采用的是接触式测量方式，通过测试驾驶人的生理信号来推测驾驶人的疲劳状态。在这种方法中，需要被测者佩戴相应的装置，然后通过脑电图分析、心电图分析以及脉搏测量和转向盘握力测量分析等来进行疲劳状态识别。这种方法会给驾驶行为造成极大的干扰，不适合实际行车环境下的应用。

（2）基于驾驶人行为特性的疲劳检测方法，通过分析驾驶人的转向盘、踏板操作特性或车辆行驶轨迹特征推测驾驶人的疲劳状态。2009年9月16日公开的申请号为ZL200820177083.1的中国专利公开了一种防疲劳驾驶报警系统，包括：监控单元，报警控制单元及车辆控制单元；所述监控单元对驾驶员操控车辆的信息进行检测，输出检测信息到报警控制单元；所述报警控制单元与监控单元连接，接收所述检测信息，根据检测信息输出报警控制指令到车辆控制单元；所述车辆控制单元与报警控制单元连接，接收报警控制单元发出的报警控制指令，根据报警控制指令控制车辆进行报警操作。实际上该专利通过比照驾驶员预定时间内打方向盘的次数，踩油门的次数，行驶速度这些驾驶习惯来判断驾驶员是否处于疲劳驾驶。虽然基于驾驶人操作特性的疲劳检测方法能够达到一定的识别精度，并且测量过程不会给驾驶人带来干扰。但驾驶人的操作除了与疲劳状态有关外，还受道路环境、行驶速度、个人习惯、操作技能等的影响，其准确性有待提高。

（3）基于面部表情的疲劳检测方法，以机器视觉为手段，利用图像传感器采集驾驶人面部图像，通过对驾驶人面部表情特征的分析来对疲劳状态进行判定。驾驶人的眼睛特征和嘴部运动特征都可直接用于检测疲劳，其中与眼睛状态相关的信息是目前应用最为广泛的。

驾驶员人脸和眼睛的快速准确定位是基于面部表情的疲劳检测方法的前提。在白天光线充足的情况下，图像的获取一般能满足疲劳检测系统的需求，但在夜间或者是雨雪等低照度的条件下，通常是通过在采集装置中安装红外线发射管进行补光，以辅助摄像头工作，公开号为CN201765668和CN102436715的中国专利文献中均采用了红外补光方式。但是红外光源只对黑白CCD敏感，采集到的图像为黑白图像，并且图像质量会有所降低，而驾驶员夜间驾车更易产生疲劳，因此这就降低了采用基于面部表情的疲劳检测方法的有效性。本发明因此而来。

发明内容

本发明提供一种基于双光谱融合的疲劳驾驶识别系统，该系统解决了现有技术基于面部表情的疲劳检测方法中图像质量不够造成疲劳检测方法精度和准确性存在一定的局限等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种基于双光谱融合的疲劳驾驶识别系统，包括双光谱图像采集装置、图像融合装置和疲劳辨识装置，其特征在于所述双光谱图像采集装置包括光源、半反半透镜、黑白图像传感器模块和彩色图像传感器模块，其中光源、半反半透镜和彩色图像传感器模块组成彩色图像成像系统，而光源、半反半透镜和黑白图像传感器模块组成黑白图像成像系统；所述图像融合装置分别与黑白图像传感器模块和彩色图像传感器模块连接，获取黑白图像传感器模块采集的黑白图像和彩色图像传感器模块采集的彩色图像，将彩色图像和黑白图像融合成进行辨识的驾驶员图像；所述疲劳辨识装置用于对融合后的驾驶员图像进行图像分析，通过特征点定位，确定驾驶员的眼睛区域，进行疲劳状态判断，并根据判断的结果进行提示或者预警。

优选的技术方案是：所述光源为红外线发射管，用于产生红外光源。

优选的技术方案是：所述黑白图像传感器模块与半反半透镜间设置940nm滤光片；所述发光源、半反半透镜、滤光片与黑白图像传感器形成黑白图像成像系统。

优选的技术方案是：所述疲劳辨识装置包含图像处理模块、人脸检测模块、特征点定位模块、疲劳辨识模块，疲劳预警模块，其中：

图像处理模块，用于将融合后的驾驶员人脸图像进行域变换，获得图像的幅值特征和相位特征，然后进行降维处理；

人脸检测模块，用于判断图像中是否有人脸，若有，则输出人脸的位置、大小、位姿信息；