[发明专利]一种高精度的驾驶员行为识别与监控方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通与图像处理技术领域，尤其是一种高精度的驾驶员行为识别与监控方法及系统。

背景技术

随着汽车数量的增加和公路建设规模的扩大，交通事故等问题目益明显。中国是人口最多的国家，也是道路交通事故死亡人数最高的国家，连续数年位居世界第一位。绝大部分交通事故是由于驾驶员操作失误和疲劳驾驶造成的。由于年龄、生理或心理健康状况、情绪等方面的变化，即使优秀驾驶员也不一定能长久地保持其原有的良好驾驶状态，但驾驶员本人却很难意识到这种渐进性的衰减或消退。因此，识别与监控驾驶员的驾驶行为并对违规行为给予警报，对提高驾驶员的驾驶能力并降低其驾驶负荷，协调好驾驶员与车辆以及交通环境之间的关系，从本质上减少交通事故状况的发生，具有重要意义。

目前国内外在识别与监控驾驶员行为方面已取得不少的研究成果，大致可分为主观和客观这两种方法。其中，主观的研究方法包括主观调查表和驾驶员自我记录等。客观的方法包括脑电图、眼电图、肌电图、呼吸气流、呼吸效果、动脉血液氧饱和时的温度和心电图等测量方法。尽管上述方法是比较准确的，但是这些方法是超前或滞后的而非实时的，一般是在驾驶前或驾驶后测量，实时性较差，而且需要在驾驶室有限的空间内安置复杂的检测仪器，安装难度大。此外，现有技术一般只采用单个摄像头来获取驾驶图像，存在视频死角，无法全面采集驾驶图像，精确度较低。

综上所述，业内亟需一种实时、安装难度小的，高精度的驾驶员行为识别与监控方法及系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种实时、安装难度小，高精度的驾驶员行为识别与监控系统。

本发明的另一目的是：提供一种实时、安装难度小，高精度的驾驶员行为识别与监控方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度的驾驶员行为识别与监控系统，包括：

双摄像头，用于采集实时视频数据帧；

视频解码器，用于对双摄像头采集的数据进行解码，从而获得实时视频图像数据帧；

硬盘刻录机，用于存储实时视频图像数据帧，并将实时视频图像数据帧上传给工控机处理中心；

工控机处理中心，用于根据上传的实时视频图像数据帧进行特征检测、特征提取和实时状态分析，从而对驾驶员行为进行识别与监控；

警报模块，用于对异常驾驶行为进行报警；

所述双摄像头依次通过视频解码器、硬盘刻录机和工控机处理中心进而与警报模块的输入端连接。

进一步，所述工控机处理中心包括：

目标部位检测单元，用于从实时视频图像数据帧中检测出目标部位；

目标部位高精度定位单元，用于从候选区域中提取出目标部位特征；

驾驶状态识别与分析单元，用于将目标部位特征与标准特征进行比对，并根据比对的结果对驾驶员的驾驶行为及状态进行识别与分析；

所述目标部位检测单元的输入端与硬盘刻录机的输出端连接，所述目标部位检测单元的输出端通过目标部位高精度定位单元进而和驾驶状态识别与分析单元的输入端连接，所述驾驶状态识别与分析单元的输出端与警报模块的输入端连接。

进一步，还包括为高分辨率双摄像头供电的车载电源以及为硬盘刻录机和工控机处理中心供电的电源模块。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：一种高精度的驾驶员行为识别与监控方法，包括：

A、通过双摄像头获取实时视频帧；

B、对获取的实时视频帧进行目标部位检测和目标部位特征提取，从而得到实时目标部位特征点；

C、将实时目标部位特征点与根据训练样本和目标模板得到的标准目标部位特征点进行比对，并根据比对的结果对驾驶员的驾驶行为进行识别与分析；

D、将识别与分析的结果反馈给用户并进行实时显示。

进一步，所述目标部位包括头部和人脸。

进一步，所述步骤B，其包括：

B1、根据预设的筛选条件对获取的视频帧进行人脸检测，从而检测出人脸图像，所述预设的筛选条件为：

其中，m为主函数，K为目标函数，τ为可视系数，为面积系数，为检测到的比例系数；

B2、对人脸图像进行眼睛定位、归一化处理和特征点提取，从而提取出实时人脸特征点。

进一步，所述步骤B2中对人脸图像进行眼睛定位这一步骤，其具体为：

根据预设的特征点计算公式对人脸图像进行眼睛定位，从而定位出眼睛区域，所述预设的特征点计算公式为：