[发明专利]一种隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置及方法

权利要求书

1.一种隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，包括保护壳，保护壳包括保护壳体(4)，其特征在于，所述保护壳体(4)的前后分别设有前挡板(1)和后挡板(3)，前挡板(1)上设有双目摄像模块(6)，保护壳体(4)的上部设有上挡板(2)，上挡板(2)设有报警模块(7)，所述保护壳体(4)内设有边缘计算主控模块(5)，边缘计算主控模块(5)分别与双目摄像模块(6)和报警模块(7)相连接，边缘计算主控模块(5)与以太网相连接。

2.根据权利要求1所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述前挡板(1)上设有两个通孔，双目摄像模块(6)的两个摄像头设置在通孔中、并伸出前挡板(1)。

3.根据权利要求1或2所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述双目摄像模块(6)固定在中间固定板(8)上，中间固定板(8)固定在保护壳体(4)上；所述双目摄像模块(6)为UVC双目摄像模块。

4.根据权利要求3所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述保护壳体(4)的侧部设有三个矩形孔(9)，三个矩形孔(9)分别与边缘计算主控模块(5)的两个网络接口和一个USB接口相对应。

5.根据权利要求4所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述双目摄像模块(6)通过USB接口与边缘计算主控模块(5)相连接，USB接口的接口协议为USB2.0通用协议；所述报警模块(7)通过一个网络接口与边缘计算主控模块(5)相连接，网络接口的通信方式为UART串口通信；所述边缘计算主控模块(5)通过另一个网络接口与以太网相连接；所述双目摄像模块(6)的两个摄像头的型号为AR0330、采用的分辨率为640*480；所述边缘计算主控模块(5)的主控芯片为RK3399，操作系统为Ubuntu 18.04。

6.根据权利要求4所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述保护壳体(4)的底部设有若干矩形散热孔(10)；所述后挡板(3)上设有边缘计算主控模块(5)的供电接口和调试接口。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，所述报警模块(7)包括报警控制板和报警喇叭，报警控制板与边缘计算主控模块(5)相连接，报警控制板与报警喇叭相连接，报警喇叭固定在上挡板(2)上；所述报警控制板上位主控芯片的型号为BY8001-SS0P24，报警喇叭的功率为8欧2W。

8.根据权利要求1所述的隧道掘进机主司机疲劳驾驶监测装置，其特征在于，其监测方法为：

步骤一：边缘计算主控模块(5)向双目摄像模块(6)发送控制指令，双目摄像模块(6)开启视频流获取，并将获取的视频流传送至边缘计算主控模块(5)；

步骤二：边缘计算主控模块(5)截取视频流中的图像，并利用OpenCV数据库对图像进行维度扩大和图像灰度化处理，得到灰度化图像；

步骤三：边缘计算主控模块(5)利用开源库dlib对灰度化图像进行脸部位置检测，循环检测灰度化图像中的脸部位置信息，提取脸部特征，并监测眼睛和嘴部的长宽比及头部姿态估计，判断主司机是否闭眼、打哈欠、瞌睡点头；

步骤四：循环步骤二和步骤三，当判断主司机闭眼、打哈欠、瞌睡点头若干次后，边缘计算主控模块(5)判断主司机进入疲劳驾驶状态并发出报警指令，边缘计算主控模块(5)将报警指令发送至报警模块(7)，报警模块(7)进行报警。