[发明专利]一种疲劳驾驶检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种疲劳驾驶检测装置及方法，首先采集驾驶员的头部图像，处理器设备读取图像并进行预处理；然后通过人脸特征分类器及改进的方式定位人脸区域，当未检测到人脸时，通过LED灯不断闪烁提醒驾驶员；采用粗细相结合的方式定位人眼；改变人眼区域图像的颜色空间，将眼部区域图像二值化，求出最大连通域的最大内接圆，圆的直径作为眼睛的张合度；统计单位周期内眼睛张合度小于规定阈值的帧数占总帧数的百分比，当百分比大于80％时发出报警声；计算驾驶员的疲劳度，当疲劳度大于设定值时发出报警声；本发明采用了人眼信息收集模块，能够减少人体差异性对系统精度的影响，采用的眼睛定位方法简单，能够减小眼镜的影响，定位精度高，实时性好。

技术领域

本发明属于汽车安全驾驶技术领域，特别是一种驾驶员疲劳驾驶检测装置及方法。

背景技术

近年来随着人们生活水平的提高，汽车的使用量正在呈现飞速增长的趋势，在每年的交通事故中，因疲劳驾驶造成的交通事故占据了重要比例。因此，研究开发高性能的疲劳驾驶检测系统，能够有效减少疲劳驾驶等行为带来的隐患，从而达到保护驾驶员自身及周围人群的生命财产安全的目的。目前疲劳驾驶检测方式各种各样，主要分为接触式和非接触式检测。接触式检测就是通过仪器测量驾驶员的心电图、脑电图等，这样的方式虽然准确性较高，但是对驾驶员的驾驶操作产生影响，同时也会使驾驶员感到不舒服；非接触式检测就是通过监控设备监测驾驶员的生理状态，这种检测方式成本相对较低，检测精度高，被广泛应用到疲劳驾驶检测当中。

以驾驶员的眼部为检测对象的疲劳驾驶检测技术，一般通过摄像头采集驾驶员的面部图像，再通过图像的进一步分析，确定眼部状态。而眼部状态监测主要是判断驾驶员是否闭眼，存在的问题有：

1、处理速度慢，对硬件的要求比较高；因为要实现时实监控驾驶员的状态，需要对大量的图像进行处理，计算量非常大，而疲劳检测的时实性要求非常高。

2、适应性差；首先，因为人体存在差异性，对于不同的个体，疲劳判断的界限设定不具有动态性；其次，检测的精度会受到影响，当驾驶员前后左右移动，导致眼部图像大小、角度出现变化时，无法动态适应，准确度出现波动；再就是很多人会戴眼镜，这也会影响到系统的精度。

由于上述存在的缺陷，很多通过视觉监控检测疲劳的方法在现实应用中的效果并不理想，实用性差。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种疲劳驾驶检测装置及方法，以解决疲劳检测中图像处理速度慢、疲劳判断适应性差的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种疲劳驾驶检测装置，包括USB摄像机、人脸定位模块、人眼定位模块、眼睛区域图像处理模块、眼睛状态信息收集模块、疲劳判定模块、I/O接口、报警装置；所述报警装置包括LED灯和喇叭；所述USB摄像机与人脸定位模块相连，人脸定位模块通过I/O接口与LED灯相连，人脸定位模块与人眼定位模块相连；人眼定位模块与眼睛区域图像处理模块相连；眼睛区域图像处理模块分别与眼睛状态信息收集模块和疲劳判定模块相连，眼睛状态信息收集模块再与疲劳判定模块相连，疲劳判定模块通过I/O接口与喇叭相连；

USB摄像机用以采集驾驶员的正面图像；

人脸定位模块用以通过加载OpenCV机器视觉库中已经训练好的人脸特征分类器，采用Adaboost算法对USB摄像机采集的驾驶员的正面图像进行人脸定位；如果没有检测到人脸，则LED灯闪烁，发出提醒信号，并重新读取图像；

人眼定位模块用以在人脸定位模块进行人脸定位后，根据人眼在人脸的分布规律，首先对人眼粗定位，然后通过求粗定位眼部图像的垂直灰度投影，根据灰度投影曲线在垂直方法的进一步定位；

眼睛区域图像处理模块用以在人眼定位模块进行人眼定位后，对眼部图像进行处理，获取驾驶员的眼部状态信息；