[发明专利]一种引导式驾驶员困倦预防方法

说明书

本发明公开了一种引导式驾驶员困倦预防方法，包括：当车辆处于运动状态时，选取采集的图像中驾驶员大致区域为目标，对图像进行二值化处理，以当前图像为基准与前N帧图像作差并求和以表征图像移动状态，当检测到图像变化后，使用算法寻找驾驶员，并使用边框回归精确获取驾驶员区域，通过判断驾驶员区域变化判断是否有较大幅动作；依次寻找手臂、头、嘴巴，若均未检测到明显动作，再判断是否有加减速行为，若未检测到加减速行为，判定为无肌肉控制动作；当检测到一定时间内驾驶员无肌肉控制动作后，通过预警装置进行预警提示。本方法监控大脑对肌肉控制情况，在开车时，当检测到无明显肌肉控制时进行报警，可以阻止睡眠抑制的扩散至人体运动系统。

技术领域

本发明属于驾驶员疲劳状态检测技术领域，具体地涉及一种引导式驾驶员困倦预防方法。

背景技术

随着汽车数量的日益增多和高速公路的不断延伸，道路交通安全形势日益严峻，汽车交通事故随之增多，不仅造成了大量人员伤亡和巨额的经济损失，而且导致了诸多社会问题。调查显示，疲劳驾驶是交通安全最重要的隐患之一，驾驶员在疲劳/困倦时，对周围环境的感知能力和对车辆的操控能力都大幅度降低，很容易发生交通事故。随着人们安全意识的增强和科学技术的进步，驾驶员疲劳/困倦判别或预防技术已成为汽车安全技术领域的一个主要发展方向，研究开发高性能的疲劳/困倦判别或预防技术，对改善我国交通安全状况意义重大。

驾驶员疲劳状态的检测目前有较多研究的方法，按检测的类别可大致分为基于驾驶人生理信号的检测、基于驾驶员生理反应特征的检测、基于驾驶操作行为的检测三大类。

1.基于生理信号（脑电信号、心电信号等）判别疲劳驾驶

基于生理信号对疲劳判断的准确性较高，但接触式的测量方式，给驾驶人疲劳检测的实际应用带来很多不便和局限性，也难以被驾驶员接受。

2.基于驾驶人生理反应特征判别疲劳驾驶

基于驾驶人生理反应特征的判别方法是指利用驾驶人的眼睛特性、嘴部运动特征等推断驾驶人的疲劳状态，这些信息被认为是反映疲劳的重要特征，但由于不同的驾驶员的习惯和特征存在一定的差异，检测算法难度较高，通过单个面部表情特征来判断驾驶员状态的鲁棒性不高。

3.基于驾驶操作行为判别疲劳驾驶

驾驶操作行为如方向盘操作也与疲劳状态密切相关，且在数据采集和分析上难度较小，已经成为重要的疲劳检测方法之一，但是目前对方向盘操作参数的筛选比较模糊，也没有针对此类参数进行疲劳分析的有效算法，因此，基于驾驶操作行为判别疲劳驾驶的方法仍无显著成效。

当前疲劳驾驶的研究集中于疲劳/困倦现象的事后检测模式，当检测到驾驶员疲劳/困倦后，发出报警使驾驶员清醒。然而，驾驶员处于疲劳/困倦态时，在提示之后难以快速进入正常清醒状态，依然存在对车辆控制力低的问题，在情况紧急时的有效性难以保证。另外，对于基于驾驶员的眼部特征、嘴部运动特征的疲劳检测系统，存在较严重的因个体差异性、环境干扰导致的漏报和误报现象，且在进入睡眠状态之前，眼睛和嘴部运动特征和疲劳之间的关系并不明确。

疲劳的过程即清醒态到睡眠态的转换。巴甫洛夫的睡眠理论表明，睡眠的本质是大脑皮层起源的广泛扩散的内抑制；这种抑制在皮层中和向皮层下脑结构扩散过程中存在一定的时相，构成从清醒到完全睡眠的过渡。睡眠时不能保持直立的姿势，肌肉张力大大降低，抑制过程波及到中脑以下运动系统的功能。

在巴甫洛夫睡眠理论的基础上，疲劳/困倦检测有两种直接相关的方法，一是内在表现为人体生理电信号或激素水平的变化，二是外在表现为对肌肉控制能力的降低。本发明因此而来。

发明内容