[实用新型]一种基于机器视觉的疲劳预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及于智能交通技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的疲劳预警系统。

背景技术

在全球范围内，疲劳驾驶是交通死亡事故的主要诱因之一。国内外多项研究表明，造成人身伤害甚至死亡的事故中20％以上是由疲劳驾驶导致的。驾驶人在疲劳时，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。特别对从事长途客货运驾驶、铁路机车驾驶、工程车辆驾驶等的职业驾驶人，由于长时间、超强度行车任务，更容易发生疲劳驾驶事故。因此如何主动的检测驾驶员的疲劳状态并进行有效的报警提醒，是一个亟待解决的问题。

目前疲劳预警系统主要包括两大类，第一类是接触式监测系统，即通过监测驾驶员的生理信号来检测驾驶员的疲劳状态，比如在头部贴放电极监测驾驶员的心电信号、脑电信号等等。这种检测系统容易受到外界环境的干扰，检测准确率不高，另外这种直接接触驾驶员身体的方式也影响了驾驶员的正常驾驶行为。第二类是人脸识别疲劳检测系统。公开号CN202920216U的中国专利文献，公开了一种司机驾驶疲劳检测仪，主要由信息输入设备红外摄像头、主机（包括信息处理装置TMS320DM624开发板和报警装置即语音芯片）组成，通过红外摄像头将驾驶员的眼部信息采集进入主机的TMS320DM624开发板中，通过对驾驶员的眼部信息处理和分析，判断驾驶员是否出现疲劳状态，当判定驾驶员出现疲劳时，通过主控单元报警装置提醒驾驶员注意行车安全。这种系统设计中存在许多难点：首先，这种检测方法多数没有考虑到疲劳特征的隐匿性和个体差异性问题，仅涉及具有统计学均值意义的共性特征。然而每个人在实际驾驶过程中的疲劳表现不尽相同，在诸如眨眼频率，闭眼过程等方面存在着一定的差异，如何保证系统对不同人的适应性是需要解决的关键问题。其次，这些系统多数只对驾驶员预警，没有考虑通过远程监控的方式对驾驶员进行管控，尽管已有的一些远程管理系统能够实时监测行驶车辆的路径、驾驶员的操作时间等一些行驶参数，但是在如何有效、及时的与发生异常状态的驾驶员进行联动方面（诸如包括与驾驶员交互、补偿与限制措施等）仍然缺乏一套完整的管理策略与管理机制。这使得目前疲劳驾驶仍然处于一种较为简单的管控模式，没有证据保存机制，难以成为车队疲劳驾驶的防范和管理提供有效手段。

发明内容

为了减少因疲劳驾驶引发的交通事故，保障客货运营市场的安全运营秩序，本实用新型提供一种基于机器视觉的疲劳预警系统，实现即使在光照、姿态变化等复杂的行车环境下也能高效准确的检测驾驶员的疲劳状态并预警，同时通过无线通信网络实现与远程监控中心的联动，构建全方位的监控体系。

本实用新型的技术方案是：一种基于机器视觉的疲劳预警系统，包括疲劳监控车载终端，所述疲劳监控车载终端包括：用于采集驾驶员的面部图像的信息采集模块；用于对采集的面部图像进行处理，并采用基于机器视觉分析方法计算疲劳状态判别指标的数据处理控制模块，还包括与疲劳监控车载终端通信的远程监控中心，所述数据处理控制模块连接系统交互模块；所述远程监控中心包括服务控制器和至少一个显示器平台。

进一步的，所述信息采集模块包括摄像头和补光LED，所述补光LED设置在镜头的下端，所述摄像头下端设有LED报警指示灯和麦克风，所述镜头的背面设置有扬声器和视频输出端。

进一步的，所述的数据处理控制模块包括用于基于机器视觉分析方法计算疲劳状态判别指标的DSP处理器和用于控制疲劳预警的输出的ARM处理器。

进一步的，所述数据处理控制模块还包括GPS模块和与远程监控中心进行数据通信的3G/GPRS模块。

进一步的，所述数据处理控制模块还包括用于为ARM固件和DSP固件升级的以太网接口。

进一步的，所述系统交互模块包含听觉预警装置、视觉预警装置和触觉预警装置。

本实用新型的优点是：

（1）该系统采用对驾驶人不产生干扰的非接触测试方式，基于机器视觉的疲劳状态识别方法，结合对驾驶员的个体适应性，并且能够有效克服光照不均匀以及驾驶员头部姿态变化对驾驶员面部图像的干扰，实现对疲劳状态高精度、高鲁棒性、高可靠性的判别；

（2）当驾驶员疲劳时可以及时的发出语音、振动、视觉等报警提醒，有助于减少由于疲劳驾驶行为造成的交通事故；