一種行車安全警示方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種行車安全警示方法及其系統(tǒng)，該方法包括如下步驟：第一攝像頭采集駕駛員的臉部圖像并傳送至控制器，控制器判斷駕駛員是否閉眼；第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并傳送至控制器，控制器判斷車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化；控制器判斷駕駛員是否專心駕駛，如果駕駛員非專心駕駛，則控制器向警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制警示裝置報(bào)警。本發(fā)明的警示方法既能在駕駛員疲勞駕駛時(shí)進(jìn)行報(bào)警又能在車輛偏離正確的車道時(shí)進(jìn)行報(bào)警，提高了駕駛的安全能。本發(fā)明的警示系統(tǒng)通過第一攝像頭和第二攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及通過控制器處理分析駕駛員臉部圖像和車前方道路圖像，在駕駛員不專心駕駛時(shí)發(fā)出報(bào)警，提高了車輛的主動(dòng)安全性。
【專利說明】一種行車安全警示方法及其系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及行車安全警示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于在汽車駕駛員疲勞駕駛或注意力不集中駕駛使車輛偏離正確軌道的情況下進(jìn)行預(yù)警提示的行車安全警示方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著車載電子技術(shù)越來越多的應(yīng)用以及人們對(duì)汽車安全性能要求的提高，越來越多的行車安全輔助系統(tǒng)被開發(fā)并應(yīng)用在了汽車上。近年來，針對(duì)預(yù)防駕駛員行車過程中的疲勞駕駛或者注意力不集中帶來的安全隱患問題的研究有了很大的進(jìn)展，一些相關(guān)的產(chǎn)品也相繼問世，具有代表性的就是疲勞預(yù)警系統(tǒng)和車道保持系統(tǒng)。
[0003]在不干擾駕駛員正常駕駛的前提下，目前的疲勞預(yù)警產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理主要是基于駕駛員可視特征的疲勞檢測(cè)方法，即利用車載攝像頭和DSP、圖像處理和模式識(shí)別等技術(shù)對(duì)駕駛員頭部、臉部器官的可視特征進(jìn)行識(shí)別，對(duì)采集到的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行一系列的處理過程，最終推斷出駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)并報(bào)警。但是，由于駕駛員駕駛環(huán)境復(fù)雜，變化很大，比如頭發(fā)、眼鏡，濃妝，光照變化等都對(duì)準(zhǔn)確判斷帶來較多困難，從而導(dǎo)致報(bào)警正確率不夠理想，也致使該領(lǐng)域至今沒有出現(xiàn)被普遍推廣和廣大車主接受的產(chǎn)品。
[0004]車道保持系統(tǒng)也是利用車載攝像頭和DSP、圖像處理等技術(shù)對(duì)車前方道路標(biāo)記線進(jìn)行識(shí)別、標(biāo)定和判定，并在駕駛員非正常操作情況下偏離正確的軌道時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。同樣的都是利用采集實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行處理方法實(shí)現(xiàn)其報(bào)警功能的，車道保持系統(tǒng)在使用過程中也會(huì)受到道路環(huán)境的影響，例如逆向的強(qiáng)光降低了前方路面對(duì)比度、道路表面被冰雪覆蓋、高速公路出入口處標(biāo)記線 的變化、鄉(xiāng)村沒有標(biāo)記線的道路等都導(dǎo)致了系統(tǒng)無法準(zhǔn)確的識(shí)別出車道信息。
[0005]無論是疲勞預(yù)警系統(tǒng)還是車道保持系統(tǒng)，在過去的二十多年中，盡管取得了較大的進(jìn)展，但在實(shí)際應(yīng)用中功能上的局限性使得它們并沒有被市場(chǎng)廣泛的認(rèn)可，還存在很多有待解決的問題。
[0006]另外，現(xiàn)有的疲勞預(yù)警系統(tǒng)和車道保持系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，用戶在使用時(shí)需要分別進(jìn)行安裝，不僅不利于節(jié)約成本還增加了車輛控制的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種行車安全警示方法及其系統(tǒng)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種行車安全警示方法，包括如下步驟:
[0009]S1:第一攝像頭采集駕駛員的臉部圖像并將所述臉部圖像傳送至控制器，所述控制器判斷駕駛員是否閉眼；
[0010]S2:第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將所述道路圖像傳送至控制器，所述控制器判斷車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化；
[0011]S3:所述控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛，如果駕駛員專心駕駛，則返回步驟Si，如果駕駛員非專心駕駛，則執(zhí)行步驟S4;
[0012]S4:所述控制器向警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制所述警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示。
[0013]本發(fā)明的行車安全警示方法既能在駕駛員疲勞駕駛時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示又能在車輛偏離正確的車道時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，提高了駕駛的安全能。
[0014]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟SI具體包括如下步驟:
[0015]Sll:第一攝像頭采集駕駛員臉部圖像并將所述臉部圖像傳送至所述控制器，所述控制器將所述臉部圖像轉(zhuǎn)換成臉部灰度圖像；
[0016]S12:所述控制器對(duì)所述臉部灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出臉部輪廓，并利用車內(nèi)背景與臉部灰度值的不同以及頭發(fā)與臉部灰度值的不同找到臉部邊界并畫出臉部邊界線，沿所述臉部邊界線對(duì)臉部圖像進(jìn)行裁剪，把臉部以外的背景圖像和頭發(fā)剪掉；
[0017]S13:找出兩只眼睛的位置，并標(biāo)記眼睛的高度值和寬度值；
[0018]S14:所述控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)眼睛的高度值的變化，當(dāng)眼睛的高度值小于眼睛高度閥值時(shí)，即判斷為駕駛員閉眼。
[0019]本發(fā)明通過將駕駛員臉部圖像轉(zhuǎn)換成臉部灰度圖像，并將臉部以外的背景圖像和頭發(fā)從臉部灰度圖像中剪除，以及通檢測(cè)眼睛的高度值的變化判斷為駕駛員“閉眼”，進(jìn)而判斷駕駛員是否疲勞駕駛，克服了駕駛員駕駛環(huán)境對(duì)準(zhǔn)確判斷的影響，提高了報(bào)警的準(zhǔn)確率。
[0020]在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟S12包括如下步驟:
[0021]S121:所述控制器對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行第一次邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出臉部輪廓，并利用車內(nèi)背景與臉部灰度值的不同找到臉部邊界并畫出臉部邊界線；
[0022]S122:沿所述臉部邊界線對(duì)臉部圖像進(jìn)行裁剪，把臉部以外的圖像剪掉；
[0023]S123:對(duì)所述裁剪后的臉部圖像進(jìn)行第二次邊緣檢測(cè)，去除頭發(fā)部分。
[0024]本發(fā)明通過兩次邊緣檢測(cè)處理臉部灰度圖，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0025]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟S2具體包括如下步驟:
[0026]S21:第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將所述道路圖像傳送至所述控制器，所述控制器將所述道路圖像轉(zhuǎn)換成道路灰度圖像；
[0027]S22:所述控制器對(duì)所述道路灰度圖進(jìn)行邊緣檢測(cè)，檢測(cè)道路標(biāo)記線；
[0028]S23:對(duì)所述道路標(biāo)記線進(jìn)行標(biāo)記，并標(biāo)記出車身左右兩側(cè)邊界；
[0029]S24:所述控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化。
[0030]本發(fā)明通過檢測(cè)任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化，進(jìn)而判斷車輛偏離正確的軌道，這種方法與現(xiàn)有技術(shù)中車道保持系統(tǒng)對(duì)車前方道路標(biāo)記線進(jìn)行識(shí)別、標(biāo)定和判定的方法相比，不受道路情況的影響，例如逆向的強(qiáng)光降低了前方路面對(duì)比度、道路表面被冰雪覆蓋、高速公路出入口處標(biāo)記線的變化、鄉(xiāng)村沒有標(biāo)記線的道路等情況的影響，提高了判斷的準(zhǔn)確率。
[0031]在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施例中，在所述步驟S24之后還具有以下步驟:
[0032]S25:統(tǒng)計(jì)連續(xù)M幀道路圖像中任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離的方差，所述控制器根據(jù)所述方差的大小判斷車輛是否偏離正確軌道，所述M為正整數(shù)。
[0033]本發(fā)明通過連續(xù)M幀圖像中任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離的方差，所述控制器根據(jù)所述方差的大小判斷車輛是否偏離正確軌道，避免了誤判的情況發(fā)生，提高了判斷的準(zhǔn)確率。
[0034]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛的方法為:
[0035]情況1，所述控制器同時(shí)檢測(cè)到駕駛員的閉眼情況信息和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離小于第一閾值且沒接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，如果連續(xù)檢測(cè)到M幀及以上的閉眼的臉部圖像，則判斷為駕駛員非專心駕駛；當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第一閾值小于第二閾值且沒接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，如果連續(xù)檢測(cè)到N幀及以上的閉眼臉部圖像，則判斷為駕駛員非專心駕駛，所述N為小于M的正整數(shù)；當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第二閾值且沒有接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，無論是否檢測(cè)到閉眼的臉部圖像都判斷為駕駛員非專心駕駛；
[0036]情況2，所述控制器只檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息，沒有檢測(cè)到車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，當(dāng)連續(xù)檢測(cè)到P幀以上的閉眼臉部圖像，則判斷駕駛員非專心駕駛，所述P為大于N且小于M的正整數(shù)；
[0037]情況3，所述控制器只能檢測(cè)到車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，沒有檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息，當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第三閾值且沒有接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，則判斷駕駛員為非專心駕駛，所述第三閾值的數(shù)值位于所述第一閾值的數(shù)值與第二閾值的數(shù)值之間。
[0038]本發(fā)明利用駕駛員閉眼信息和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息相結(jié)合判斷駕駛員是否專心駕駛，大大提高了判斷的準(zhǔn)確性。
[0039]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種行車安全警示系統(tǒng)，包括:控制器、第一攝像頭、第二攝像頭和警示裝置，所述控制器與所述第一攝像頭、第二攝像頭和警示裝置分別相連，所述第一攝像頭用于采集駕駛員的臉部圖像并將所述臉部圖像傳送至所述控制器，所述第二攝像頭用于采集車輛前方的道路圖像并將所述道路圖像傳送至所述控制器，所述控制器根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的方法判斷駕駛員是否專心駕駛并根據(jù)判斷情況向所述警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制所述警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示。
[0040]本發(fā)明的行車安全警示系統(tǒng)通過第一攝像頭和第二攝像頭的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過控制器處理分析駕駛員臉部圖像信息和車前方道路圖像信息，在駕駛員不專心駕駛時(shí)發(fā)出報(bào)警提醒，提高了車輛的主動(dòng)安全性能。
[0041]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制器通過CAN總線與所述警示裝置相連。
[0042]本發(fā)明控制器通過CAN總線與所述警示裝置相連，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，抗電磁干擾能力強(qiáng)。
[0043]在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述警示裝置為整車多媒體或揚(yáng)聲器。
[0044]本發(fā)明通過整車多媒體進(jìn)行語音報(bào)警或揚(yáng)聲器進(jìn)行報(bào)警，能夠使駕駛員充分注意報(bào)警信息，提高了駕駛的安全性。
[0045]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0047]圖1是在本發(fā)明行車安全警示方法的流程圖；
[0048]圖2是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中控制器對(duì)駕駛員臉部圖像的處理流程圖；
[0049]圖3是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中控制器對(duì)車輛前方道路圖像的處理流程圖；
[0050]圖4是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛的流程圖；
[0051]圖5是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中車身一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化曲線圖；
[0052]圖6是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，連續(xù)M幀圖像數(shù)據(jù)內(nèi)車身一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離的方差變化曲線圖；
[0053]圖7是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中行車安全警示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0055]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0056]在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0057]本發(fā)明提供了一種行車安全警示方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0058]步驟SI，第一攝像頭采集駕駛員的臉部圖像并將臉部圖像傳送至控制器，控制器判斷駕駛員是否閉眼；
[0059]步驟S2，第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將道路圖像傳送至控制器，控制器判斷車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化；
[0060]步驟3，控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛，如果駕駛員專心駕駛，則返回步驟Si，如果駕駛員非專心駕駛，則執(zhí)行步驟S4;
[0061]步驟S4，控制器向警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示。
[0062]在本實(shí)施方式中，在步驟SI之前還可以具有以下步驟:車輛啟動(dòng)，第一攝像機(jī)、第二攝像機(jī)、控制器和警示裝置上電。步驟S4也可以為:控制器向警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示，返回步驟SI，當(dāng)車輛熄火后，退出。本發(fā)明的行車安全警示方法既能在駕駛員疲勞駕駛時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示又能在車輛偏離正確車道時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，提高了駕駛的安全能。
[0063]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，該行車安全警不方法具體為:
[0064]第一步，第一攝像頭采集駕駛員的臉部圖像并將臉部圖像傳送至控制器，控制器判斷駕駛員是否閉眼。在本實(shí)施方式中，如圖2所示，具體包括如下步驟:
[0065]步驟S11，第一攝像頭采集駕駛員臉部圖像并將駕駛員臉部圖像傳送至控制器，控制器將駕駛員臉部圖像轉(zhuǎn)換成臉部灰度圖像。
[0066]步驟S12，控制器對(duì)駕駛員臉部灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出駕駛員的臉部輪廓，并利用車內(nèi)背景與臉部灰度值的不同以及頭發(fā)與臉部灰度值的不同找到臉部邊界并畫出臉部邊界線，沿臉部邊界線對(duì)臉部圖像進(jìn)行裁剪，把臉部以外的背景圖像和頭發(fā)剪掉。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，步驟S12具體包括如下步驟:
[0067]步驟S121，控制器對(duì)駕駛員臉部灰度圖像進(jìn)行第一次邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出駕駛員的臉部輪廓，并利用車內(nèi)背景與臉部灰度值的不同找到臉部邊界并畫出臉部邊界線。
[0068]步驟S122，沿臉部邊界線對(duì)臉部圖像進(jìn)行裁剪，把臉部以外的圖像剪掉，保留人臉部分。
[0069]步驟S123，對(duì)裁剪后的臉部圖像進(jìn)行第二次邊緣檢測(cè)，去除頭發(fā)部分。
[0070]步驟S13，找出兩只眼睛的位置，并標(biāo)記眼睛的高度值和寬度值，在本實(shí)施方式中，利用正負(fù)邊界反轉(zhuǎn)點(diǎn)、投影原理找出兩只眼睛的位置。
[0071]步驟S14，控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)眼睛的高度值的變化，當(dāng)眼睛的高度值小于眼睛高度閥值時(shí)，即判斷為駕駛員閉眼，駕駛員閉眼時(shí)間長(zhǎng)短是判斷駕駛員是否專心駕駛的一個(gè)依據(jù)，在本實(shí)施方式中，眼睛高度閥值為2.5個(gè)像素。
[0072]第二步，第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將道路圖像傳送至控制器，控制器判斷車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化。在本實(shí)施方式中，如圖3所示，具體包括如下步驟:
[0073]步驟S21，第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將道路圖像傳送至控制器，控制器將道路圖像轉(zhuǎn)換成道路灰度圖像。
[0074]步驟S22，控制器對(duì)道路灰度圖進(jìn)行邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出道路兩側(cè)的標(biāo)記線，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行邊緣檢測(cè)前控制器還對(duì)圖像進(jìn)行平滑、膨脹、腐蝕處理。
[0075]步驟S23，對(duì)道路標(biāo)記線進(jìn)行標(biāo)記，并標(biāo)記出車身左右兩側(cè)邊界，在本實(shí)施方式中，利用霍夫變換對(duì)道路標(biāo)記線采用直線進(jìn)行標(biāo)記，并用直線畫出車身的兩側(cè)邊界。
[0076]步驟S24，控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化，在本實(shí)施方式中，以車身右側(cè)邊界和右車道標(biāo)記線之間的距離為研究對(duì)象，控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)該距離的大小，該距離作為判斷駕駛員是否專心駕駛的另一個(gè)依據(jù)。如圖5所示，橫坐標(biāo)是道路圖像的幀數(shù)，縱坐標(biāo)是車身右邊界和右車道標(biāo)記線之間的距離，用像素表示。通過觀察該距離的變化可以發(fā)現(xiàn)，圖像在第600幀到800幀，第2100幀到2300幀這段時(shí)間內(nèi)，車輛進(jìn)行了變道操作；圖像在第1100幀到1600幀這段時(shí)間內(nèi)，車輛的行駛軌跡很不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出忽左忽右變向的現(xiàn)象；在其余時(shí)間段車輛是比較平穩(wěn)的行駛。[0077]在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在步驟S24之后還具有以下步驟:
[0078]步驟S25，統(tǒng)計(jì)連續(xù)M幀圖像中任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離的方差，控制器根據(jù)方差的大小判斷車輛是否偏離正確軌道，其中，M為正整數(shù)，在本實(shí)施方式中，M為30。具體是統(tǒng)計(jì)最新30幀圖像中車身寬度線與車道標(biāo)記線之間的距離的方差，通過方差值的大小來反映右寬度線標(biāo)記線和右車道標(biāo)記線之間距離的大小變化規(guī)律，方差值越小說明車行駛的軌跡越平穩(wěn)。如圖6所示，橫坐標(biāo)是圖像的幀數(shù)，縱坐標(biāo)是最新30幀圖像右邊界和右車道標(biāo)記線的距離的方差。通過圖可以看出在圖像的第600幀到800幀、1250幀到1300幀、2100幀到2300幀些時(shí)間段內(nèi)，方差值比較大；在其余大部分時(shí)段方差值較小，甚至接近于零。
[0079]由于環(huán)境的復(fù)雜性導(dǎo)致了在某一段路或某一段時(shí)間，控制器可能無法檢測(cè)到人眼高度信息或無法檢測(cè)到車道標(biāo)記線信息，此時(shí)就有不同的判斷駕駛員是否專心駕駛的條件。在本實(shí)施方式中，如圖4所示，控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛的方法為:
[0080]首先，判斷控制器是否同時(shí)檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，如果能夠同時(shí)檢測(cè)到，則為情況1，
[0081]當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離小于第一閾值且沒接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，如果連續(xù)檢測(cè)到M幀及以上的閉眼圖像，則判斷駕駛員為非專心駕駛。當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第一閾值小于第二閾值且沒接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，如果連續(xù)檢測(cè)到N幀及以上的閉眼圖像，則判斷駕駛員為非專心駕駛，其中，N為小于M的正整數(shù)。當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第二閾值且沒有接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，無論是否檢測(cè)到閉眼圖像都判斷駕駛員為非專心駕駛。
[0082]如果控制器只檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息，沒有檢測(cè)到車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，則為情況2，當(dāng)連續(xù)檢測(cè)到P幀以上的閉眼圖像，則判斷駕駛員為非專心駕駛，其中，P為大于N且小于M的正整數(shù)。
[0083]如果控制器只能檢測(cè)到車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，沒有檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息，則為情況3，當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第三閾值且沒有接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，則判斷駕駛員非專心駕駛，該第三閾值的數(shù)值位于第一閾值的數(shù)值與第二閾值的數(shù)值之間。
[0084]在本實(shí)施方式中，還可以計(jì)算任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離的方差，控制器根據(jù)方差的大小判斷車輛是否偏離正確軌道。
[0085]在本發(fā)明另外的優(yōu)選實(shí)施方式中，第一閾值為100，第二閾值為400，第三閾值為300，M 為 30，N 為 10，P 為 20。
[0086]從圖5和圖6所示的實(shí)施例中，控制器同時(shí)接收駕駛員的閉眼信息和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，駕駛員沒有閉眼，控制器只根據(jù)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息判斷駕駛員是否非專心駕駛。在車變道或者靠近車道線的時(shí)候，該方差值非常大，超過了 400，認(rèn)為駕駛員非專心駕駛；在車行駛軌跡不太平穩(wěn)、頻繁的左右變向但又沒有變道或者靠近車道線的趨勢(shì)時(shí)，方差值在100到400之間，認(rèn)為此時(shí)駕駛員非專心駕駛；在車行駛軌跡平穩(wěn)的時(shí)候，方差值小于100，此時(shí)駕駛員專心駕駛。[0087]在本實(shí)施方式中，當(dāng)控制器判斷駕駛員為非專心駕駛時(shí)，通過CAN總線向整車多媒體發(fā)送報(bào)警命令，整車多媒體接收到該命令會(huì)發(fā)出“請(qǐng)專心駕駛”的語音報(bào)警提示。該方法對(duì)駕駛員存在潛在危險(xiǎn)的駕駛行為發(fā)出語音報(bào)警提醒，大大提高了車輛的主動(dòng)安全性倉泛。
[0088]在本實(shí)施方式中，也可能同時(shí)出現(xiàn)既檢測(cè)不到人眼高度信息也檢測(cè)不到車道標(biāo)記線的情況，這時(shí)控制器通過CAN總線向整車多媒體發(fā)送控制命令，整車多媒體接收到該命令發(fā)出提示信息。
[0089]如圖7所示，本發(fā)明還提供了一種行車安全警示系統(tǒng)，其包括控制器3、第一攝像頭1、第二攝像頭2和警示裝置。其中，控制器3與第一攝像頭1、第二攝像頭2和警示裝置分別相連，在本實(shí)施方式中，第一攝像頭I安裝在方向盤的組合開關(guān)罩上，對(duì)著駕駛員臉部，用于采集駕駛員的臉部圖像并將臉部圖像傳送至控制器3。第二攝像頭2安裝在車內(nèi)后視鏡上，用于采集車輛前方的道路圖像并將道路圖像傳送至控制器3。兩個(gè)攝像頭分別將采集到的圖像信號(hào)傳送給控制器3，控制器3對(duì)這些圖像信息進(jìn)行處理并根據(jù)本發(fā)明的控制方法判斷駕駛員是否專心駕駛，根據(jù)判斷情況向警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示。
[0090]需要說明的是，本發(fā)明中控制器3是利用其內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理單元DSP進(jìn)行圖像處理。
[0091]在本實(shí)施方式中，控制器3通過CAN總線與警示裝置相連，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，抗電磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施方式中，警示裝置可以為整車多媒體4，也可以為揚(yáng)聲器5，通過整車多媒體4進(jìn)行語音報(bào)警或揚(yáng)聲器5進(jìn)行報(bào)警，能夠使駕駛員充分注意報(bào)警信息，提高了駕駛的安全性。
[0092]本發(fā)明無論是疲勞駕駛還是偏離車道，都稱為“非專心駕駛”。為了增強(qiáng)行車安全警示系統(tǒng)的適用性，本發(fā)明既能在駕駛員疲勞駕駛時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示又能在車輛非正常偏離正確的車道時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，本發(fā)明的一個(gè)警示系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩種功能上的統(tǒng)一和互補(bǔ)，把車輛的主動(dòng)安全范圍提升得更大，增加了車輛的安全性能。
[0093]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0094]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種行車安全警示方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:第一攝像頭采集駕駛員的臉部圖像并將所述臉部圖像傳送至控制器，所述控制器判斷駕駛員是否閉眼； S2:第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將所述道路圖像傳送至控制器，所述控制器判斷車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化； S3:所述控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛，如果駕駛員專心駕駛，則返回步驟SI，如果駕駛員非專心駕駛，則執(zhí)行步驟S4; S4:所述控制器向警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制所述警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示。
2.如權(quán)利要求1所述的行車安全警示方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括如下步驟: 511:第一攝像頭采集駕駛員臉部圖像并將所述臉部圖像傳送至所述控制器，所述控制器將所述臉部圖像轉(zhuǎn)換成臉部灰度圖像； 512:所述控制器對(duì)所述臉部灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出臉部輪廓，并利用車內(nèi)背景與臉部灰度值的不同以及頭發(fā)與臉部灰度值的不同找到臉部邊界并畫出臉部邊界線，沿所述臉部邊界線對(duì)臉部圖像進(jìn)行裁剪，把臉部以外的背景圖像和頭發(fā)剪掉； 513:找出兩只眼睛的位置，并標(biāo)記眼睛的高度值和寬度值； 514:所述控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)眼睛的高度值的變化，當(dāng)眼睛的高度值小于眼睛高度閥值時(shí)，即判斷為駕駛員閉眼。
3.如權(quán)利要求2所述的行車安全警示方法，其特征在于，所述步驟S12包括如下步驟: 5121:所述控制器對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行第一次邊緣檢測(cè)，檢測(cè)出臉部輪廓，并利用車內(nèi)背景與臉部灰度值的不同找到臉部邊界并畫出臉部邊界線； 5122:沿所述臉部邊界線對(duì)臉部圖像進(jìn)行裁剪，把臉部以外的圖像剪掉； 5123:對(duì)所述裁剪后的臉部圖像進(jìn)行第二次邊緣檢測(cè)，去除頭發(fā)部分。
4.如權(quán)利要求1所述的行車安全警示方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括如下步驟: 521:第二攝像頭采集車輛前方的道路圖像并將所述道路圖像傳送至所述控制器，所述控制器將所述道路圖像轉(zhuǎn)換成道路灰度圖像； 522:所述控制器對(duì)所述道路灰度圖進(jìn)行邊緣檢測(cè)，檢測(cè)道路標(biāo)記線； 523:對(duì)所述道路標(biāo)記線進(jìn)行標(biāo)記，并標(biāo)記出車身左右兩側(cè)邊界； 524:所述控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化。
5.如權(quán)利要求4所述的行車安全警示方法，其特征在于，在所述步驟S24之后還具有以下步驟: 525:統(tǒng)計(jì)連續(xù)M幀道路圖像中任一側(cè)車身邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離的方差，所述控制器根據(jù)所述方差的大小判斷車輛是否偏離正確軌道，所述M為正整數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的行車安全警示方法，其特征在于，所述控制器根據(jù)駕駛員的閉眼情況和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化情況判斷駕駛員是否專心駕駛的方法為: 情況1，所述控制器同時(shí)檢測(cè)到駕駛員的閉眼情況信息和車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息， 當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離小于第一閾值且沒接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，如果連續(xù)檢測(cè)到M幀及以上的閉眼的臉部圖像，則判斷為駕駛員非專心駕駛； 當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第一閾值小于第二閾值且沒接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，如果連續(xù)檢測(cè)到N幀及以上的閉眼臉部圖像，則判斷為駕駛員非專心駕駛，所述N為小于M的正整數(shù)； 當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第二閾值且沒有接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，無論是否檢測(cè)到閉眼的臉部圖像都判斷為駕駛員非專心駕駛； 情況2，所述控制器只檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息，沒有檢測(cè)到車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息， 當(dāng)連續(xù)檢測(cè)到P幀以上的閉眼臉部圖像，則判斷駕駛員非專心駕駛，所述P為大于N且小于M的正整數(shù)； 情況3，所述控制器只能檢測(cè)到車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離變化信息，沒有檢測(cè)到駕駛員的閉眼信息， 當(dāng)車身任一側(cè)邊界與其同側(cè)道路標(biāo)記線的距離大于第三閾值且沒有接收到轉(zhuǎn)向燈信號(hào)時(shí)，則判斷駕駛員為非專心駕駛，所述第三閾值的數(shù)值位于所述第一閾值的數(shù)值與第二閾值的數(shù)值之間。
7.一種行車安全警示 系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制器、第一攝像頭、第二攝像頭和警示裝置，所述控制器與所述第一攝像頭、第二攝像頭和警示裝置分別相連，所述第一攝像頭用于采集駕駛員的臉部圖像并將所述臉部圖像傳送至所述控制器，所述第二攝像頭用于采集車輛前方的道路圖像并將所述道路圖像傳送至所述控制器，所述控制器根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的方法判斷駕駛員是否專心駕駛并根據(jù)判斷情況向所述警示裝置發(fā)送報(bào)警命令控制所述警示裝置進(jìn)行報(bào)警提示。
8.如權(quán)利要求7所述的行車安全警示系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器通過CAN總線與所述警示裝置相連。
9.如權(quán)利要求7或8所述的行車安全警示系統(tǒng)，其特征在于，所述警示裝置為整車多媒體或揚(yáng)聲器。
【文檔編號(hào)】B60R21/01GK103895512SQ201210576179
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】王志威, 楊青, 丁贊, 徐波 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司