[发明专利]一种驾驶员视线方向的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种驾驶员视线方向的检测方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，各国的机动车保有量迅速增加，根据中国交通部的最新统计，截至2011年底，我国汽车保有量超过1亿辆，机动车驾驶人员达到2.3亿人。但随之而来的是公路、铁路上的交通事故频发，安全问题日趋严重。全世界每年因交通事故而死亡的人数为80万，因交通事故受伤的人更多，平均每年高达1500万人，已成为危害人类生命安全的最大公害。长期以来，各国的专家、学者主要从驾驶员、车辆和道路环境三个方面进行交通安全方面的研究。结果表明，驾驶员、车辆、道路环境三个方面对交通安全的影响程度不同，驾驶员的因素在交通安全中占最主要的地位，道路环境和车辆次之。据2002年我国交通部提供的资料显示，由疲劳驾驶引起的车祸高达48%，直接经济损失达数百万之多。在智能汽车逐渐走向人们的今天，疲劳驾驶检测是汽车智能辅助驾驶中的关键环节，不光在理论研究和工程实际中有广泛的研究价值，更具有广阔的市场前景。

目前疲劳检测的方法主要分为主观疲劳检测和客观疲劳检测方法。主观的疲劳检测方法受被检测主体差异性的影响较大，很难成为通用客观的疲劳检测标准。目前科研应用领域和工程应用领域用的比较多的还是客观的疲劳检测方法，主要有以下几种：

1）基于驾驶人生理参数的检测方法

a.脑电图信号检测：脑电图(EEG)可以反映整个脑电活动的整体分布，故一直被称为疲劳检测的“金标准”。

b.心电图信号检测：Yang G等人研究发现，心电图(ECG)信号的LF(低频能量)、HF(高频能量)、LF/HF比率和VLF(超低频能量)在疲劳时显著异常。

c.肌电图信号检测：肌电信号（EMG）是由神经肌肉活动所释放的生物电信号，可以反映神经、肌肉的功能状态。

d.脉搏跳动检测：日本电脑便民公司设计了一种疲劳检测系统，在方向盘上安装智能传感器用以采集司机握方向盘时脉搏的跳动，并将信息传给后台应用软件进行分析处理。

2）基于交通工具行为特征的检测

a.方向盘转动情况检测：Wylie等人利用方向盘转角的功率谱密度函数来表征疲劳程度，其理论依据是认为驾驶员在疲劳状态下更多的是倾向于简单的操作，快的大的方向盘动作增加了，而细致的、需要慢慢调整的动作减少了。

b.车辆行驶速度检测：沃尔沃公司开发的驾驶员警示系统主要是通过对车辆的行驶速度进行实时监测记录，分析判断车辆是否一直处于有效地行驶状态。

c.车道偏移检测：美国AssistWare Technology公司研发的SafeTRAC装置利用车道保持状态并结合驾驶员方向盘操作特性来对驾驶员的疲劳状态进行检测。

3）基于驾驶人行为特征的检测：

a.眼部状态检测：由于检测眼睛状态的方法与驾驶员生理参数地变化具有一致性，且其检测直接，具有可接受性强、非侵入性等特点，是目前研究的热点。Carnegie Mellon大学的Driving Research Center最早提出了疲劳判决机制—PERCLOS值，即在一定的时间内眼睛闭合时所占的时间比例，来判断司机的疲劳程度。目前，基于PERCLOS值判定的方法提取的是眼部特征应用最广的疲劳检测判定方法。

b.头部位置检测：澳大利亚Advanced Safety Concepts Ins设计了一种HPS头部位置智能传感器，通过测量头部电压来间接的得到传感器与头部间的距离，根据头部位置的变化情况来分析判断司机的驾驶状态。

比较各方法的优缺点可以发现，基于驾驶人生理参数的检测、基于交通工具行为特征的检测和头部位置检测，由于需要安装接触身体性的仪器，可能会影响驾驶员的操作。例如监测驾驶员头部运动的装置需要在驾驶员头部做标记，心电、脑电的测量一般需要在人体粘贴电极。而基于驾驶人行为特征的检测中，眼部状态检测和提取眼部特征的视线检测，受驾驶人员是否戴眼镜，是否戴墨镜，眼睛大小等因素影响较大，适用范围仍有较大局限性；基于头部位置的司机驾驶状态检测，需要安装专用的传感器而造成成本增加，且不能对驾驶员视线方向进行准确判断。

发明内容

本发明的目的是提供一种驾驶员视线方向的检测方法，能够较为准确的检测出驾驶员视线方向，避免由于疲劳驾驶而存在的安全隐患。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种驾驶员视线方向的检测方法，该方法包括：

确定视频图像中每帧图像的感兴趣区域，并基于haar特征在所述感兴趣区域检测驾驶员鼻子的位置；