[发明专利]基于面部特征的驾驶人注意力状态检测方法

权利要求书

1.基于面部特征的驾驶人注意力状态检测方法，其特征在于检测步骤如下：

（1）基于PERCLOS的驾驶人疲劳状态检测；

（2）基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测；

（3）基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测；

（4）驾驶人疲劳与注意力分散状态的预警；

疲劳或注意力分散状态应该预警持续时间，避免不同状态频繁切换；预警优先级：疲劳 驾驶>注意力分散>正常驾驶;

其中所述的基于PERCLOS的驾驶人疲劳状态检测包括如下步骤：

针对不同驾驶人的差异，驾驶人眼睑尺寸阈值的初始化步骤如下

a.读取并保存前n组驾驶人眼睑尺寸：左眼睑，右眼睑；眼 睑俗称眼皮，长在眼球前面的软组织，对眼球起保护作用，眼睑尺寸是眼睛睁开时的尺寸;

b.计算驾驶人眼睑尺寸阈值（左眼睑、右眼睑）作为 PERCLOS的计算基准，驾驶人眼睑尺寸阈值计算公式如下：

基于的判断准则（即：单位时间内眼睛闭合超过80%所占的比例大于0.4）检 测驾驶人疲劳状态步骤如下：

a.读取当前帧的眼睑尺寸：左眼睑、右眼睑；

b.眼睑闭合程度的计算公式如下：

其中：为左眼闭合程度，为右眼闭合程度；

c.当眼睛闭合超过80%时开始计时，计算s内驾驶人眼睛闭合超过80%的次数，计算公 式如下：

其中：为内眼睛闭合超过80%的次数，每次开始计时的初始值为0；

d.的计算公式如下：

其中：为读取驾驶人眼睑尺寸的频率;

如果，则驾驶人处于疲劳驾驶状态，如果，则驾驶人处于正常驾 驶状态；

所述的基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测包括如下步骤：

（1）针对不同驾驶人单位时间（1min）内眨眼次数变化范围阈值初始化步骤如下：

a.驾驶人开始驾驶前时间内，统计单位时间窗（1min）内的驾驶人眨眼次数；

b.两个连续时间窗重复率为50s;

c.统计前内共组驾驶人眨眼次数组成特征向量 ，计算特征向量中驾驶人 眨眼次数最小值和最大值，计算前时间内 驾驶人眨眼次数最小值和最大值，作为该驾驶人正 常驾驶状态眨眼次数变化范围;

（2）基于眨眼频率的驾驶人疲劳状态检测步骤如下：

a.统计单位时间窗（1min）内驾驶人眨眼次数;

b.两个连续时间窗重复率为50s;

c.如果眨眼次数落在正常驾驶状态变化范围内，即则驾驶人处于正常驾驶状态，如果或则驾驶人处于疲劳驾驶状态；

所述的基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测包括如下步骤：

（1）针对不同驾驶人正视道路前方时，注视区域划分的步骤如下：

a.读取并保存前m组驾驶人正视道路前方时，驾驶人视线方向；

b.前m组所有驾驶人视线方向在x方向分量按从小到大顺序构成特 征向量；

c.按照百分位计算方法计算特征向量上四分位数、下四分位数和四 分位距；

d.特征向量中落在区间外的元素为 异常值，删除中所有异常值后剩余个元素，将个元素按从小到大顺序排列构成 正常注视区域x方向分量新特征向量；

e.取特征向量中最小值、最大值构成正常注视区域x方向范 围；

f.前m组所有驾驶人视线方向在y方向分量按从小到大顺序构成特 征向量

；

g.按照百分位计算方法计算特征向量上四分位数、下四分位数和 四分位距；

h.特征向量中落在区间外的元素为异 常值，删除中所有异常值后剩余个元素，将个元素按从小到大顺序排列构成正 常注视区域y方向分量新特征向量

；

i.取特征向量中最小值、最大值构成正常注视区域y方向范 围;

（2）基于视线分布的驾驶人注意力分散状态检测步骤如下：

a.读取当前帧的注视方向：；

b.如果驾驶人注视方向偏离正常注视区域，开始计时，其计算公式如下：

其中：为注视方向偏离正常注视区域计时次数，每次开始计时的初始值为0；

c.如果持续偏离正常注视区域时间超过2s，则驾驶人处于注意力分散状态，否则为 正常驾驶状态，持续时间计算公式如下：

其中：为读取驾驶人视线方向的频率；

所述的驾驶人疲劳或注意力分散状态的预警包括如下步骤：

（1）当驾驶人处于正常驾驶状态时，预警系统的绿色指示灯亮，显示“正常驾驶”;

（2）当驾驶人处于疲劳驾驶状态时，预警系统的红色指示灯亮，播放警告声音，同时显 示“疲劳驾驶”，直到正常驾驶为止;

（3）当驾驶人处于注意力分散状态时，预警系统的黄色指示灯亮，播放警告声音，同时 显示“注意力分散”，直到正常驾驶为止;

（4）预警系统安装在仪表盘处，所发出预警易被驾驶人理解和接受。