專(zhuān)利名稱：一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)輛安全駕駛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法及裝置。
背景技術(shù)：
疲勞駕駛是當(dāng)今交通安全的重要隱患之一。駕駛員在疲勞時(shí)，其對(duì)周?chē)h(huán)境的感知能力、形勢(shì)判斷能力和對(duì)車(chē)輛的操控能力都有不同程度的下降，因此很容易發(fā)生交通事故。全世界每年因交通事故而導(dǎo)致的死亡人數(shù)達(dá)60萬(wàn)，直接經(jīng)濟(jì)損失約125億美元，這些事故中57%的災(zāi)難性事故與駕駛員疲勞駕駛有關(guān)。在2007年至2008年我國(guó)直接由疲勞駕駛導(dǎo)致的死亡人數(shù)分別占機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員交通肇事總死亡人數(shù)的11.35%、10.91%和12.5%， 大約每年有9000人死于疲勞駕駛?，F(xiàn)有的駕駛員疲勞狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法大都基于某一單項(xiàng)指標(biāo)，雖然在限定條件下能夠達(dá)到一定的精度，但在實(shí)際復(fù)雜多變的行車(chē)環(huán)境下，其準(zhǔn)確性和可靠性上還存在問(wèn)題，難以達(dá)到預(yù)期要求。研究發(fā)現(xiàn)，駕駛員的疲勞狀態(tài)受多種因素影響，到目前為止，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)非常有效的指標(biāo)或模型能夠?qū)ζ诘燃?jí)進(jìn)行精確的評(píng)價(jià)。現(xiàn)有的大多數(shù)檢測(cè)方法因其檢測(cè)條件的限制和復(fù)雜環(huán)境的影響，不能準(zhǔn)確完整地提取駕駛員的疲勞信息，導(dǎo)致目前開(kāi)發(fā)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)往往不能快速對(duì)疲勞狀態(tài)作出判斷與響應(yīng)檢測(cè)靈敏度低，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法及裝置，有效減少因疲勞駕駛引起的交通事故。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，包括以下步驟(1)檢測(cè)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)，從而得到駕駛員面部圖像信息；采集車(chē)道圖像 fn息；(2)根據(jù)得到的駕駛員面部圖像信息對(duì)駕駛員進(jìn)行疲勞評(píng)估；(3)根據(jù)車(chē)道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車(chē)輛是否壓線；(4)根據(jù)車(chē)道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車(chē)輛是否發(fā)生大角度偏離；(5)根據(jù)上述步驟得到的信息評(píng)估駕駛安全等級(jí)；(6)根據(jù)所述駕駛安全等級(jí)作出決策及預(yù)警。所述步驟⑵和步驟(4)之間還包括根據(jù)車(chē)速和行駛時(shí)間改變疲勞評(píng)估的靈敏度的步驟。所述步驟(1)中的駕駛員面部圖像信息包括睜眼信息、閉眼信息和轉(zhuǎn)頭信息。所述步驟(2)采用PERCL0S方法對(duì)駕駛員進(jìn)行疲勞度評(píng)估。所述步驟C3)還包括以下子步驟
(31)建立極坐標(biāo)系，并將車(chē)道圖像信息坐標(biāo)系中的直線模型對(duì)應(yīng)到所述的極坐標(biāo)系中；(32)建立數(shù)學(xué)模型得到X= cos θ I ·πι，其中，X為車(chē)道圖像中心點(diǎn)到車(chē)道線的距離；θ為偏離角，即車(chē)輛實(shí)際導(dǎo)航方向和車(chē)道線指引方向夾角；m為車(chē)頭中心點(diǎn)距車(chē)道線的水平距離；(33)若XS車(chē)身的一半長(zhǎng)度時(shí)，判定車(chē)輛壓線；否則車(chē)輛不壓線。所述步驟(1)前還包括判斷所述車(chē)速是否大于門(mén)限值，若大于門(mén)限值則進(jìn)入步驟 (1)；否則保持對(duì)車(chē)速的檢測(cè)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是還提供一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警裝置，包括第一圖像采集單元，用于采集駕駛員面部及眼睛狀態(tài)；駕駛員疲勞評(píng)估單元，用于根據(jù)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)評(píng)估駕駛員的疲勞度；第二圖像采集單元，用于采集車(chē)道圖像信息；壓線判斷單元，用于根據(jù)車(chē)道圖像信息判斷車(chē)輛是否壓線；偏離判斷單元，用于根據(jù)車(chē)道圖像信息判斷車(chē)輛是否發(fā)生大角度偏離；駕駛評(píng)估單元，用于根據(jù)駕駛員疲勞評(píng)估單元、壓線判斷單元和偏離判斷單元的結(jié)果，對(duì)駕駛安全等級(jí)進(jìn)行評(píng)估；中央處理單元，用于駕駛安全等級(jí)根據(jù)作出決策及預(yù)警。所述多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警裝置還包括車(chē)輛行駛檢測(cè)單元，用于檢測(cè)車(chē)輛的車(chē)速和行駛時(shí)間；靈敏度單元，用于根據(jù)車(chē)輛的車(chē)速和行駛時(shí)間改變所述駕駛員疲勞評(píng)估單元的駕駛員的疲勞度。所述多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警裝置還包括還包括啟動(dòng)單元，用于將車(chē)輛的車(chē)速與門(mén)限值進(jìn)行比較，若車(chē)輛的車(chē)速大于門(mén)限值則啟動(dòng)所述第一圖像采集單元和第二圖像采集單元采集圖像。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)、車(chē)速及行車(chē)時(shí)間和車(chē)道線信息等多種傳感信息，并融合多種傳感信息，準(zhǔn)確完整地提取駕駛員的疲勞信息，從而對(duì)疲勞駕駛進(jìn)行評(píng)估及預(yù)警，有效減少因疲勞駕駛引起的交通事故。利用PERCL0S算法將駕駛員疲勞程度分為四個(gè)等級(jí)，因此可根據(jù)不同的情況對(duì)駕駛員及車(chē)輛做出不同的預(yù)警及控制動(dòng)作。


圖1是本發(fā)明的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警流程圖加是車(chē)輛到右邊線距離示意圖2b是圖加中的直線模型對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)示意圖3a是車(chē)輛到左邊線距離示意圖北是圖3a中的直線模型對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)示意圖如是車(chē)輛到左邊線示意圖4b是圖如中的直線模型對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)示意圖5是車(chē)輛壓線示意圖6是車(chē)輛大角度偏離車(chē)道示意圖7是疲勞駕駛評(píng)估及預(yù)警裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。以下結(jié)合圖1，即疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警流程圖，分步說(shuō)明具體的評(píng)估預(yù)警方法。1)檢測(cè)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)本發(fā)明將駕駛員的面部及眼睛分為三種狀態(tài)，“睜眼”、“閉眼”、“轉(zhuǎn)頭”。三種狀態(tài)的定義方法如下面部各變量的取值及含義如表1所示。表1面部各變量取值及含義
權(quán)利要求
1.一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟(1)檢測(cè)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)，從而得到駕駛員面部圖像信息；采集車(chē)道圖像信息；(2)根據(jù)得到的駕駛員面部圖像信息對(duì)駕駛員進(jìn)行疲勞評(píng)估；(3)根據(jù)車(chē)道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車(chē)輛是否壓線；(4)根據(jù)車(chē)道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車(chē)輛是否發(fā)生大角度偏離；(5)根據(jù)上述步驟得到的信息評(píng)估駕駛安全等級(jí)；(6)根據(jù)所述駕駛安全等級(jí)作出決策及預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟( 和步驟(4)之間還包括根據(jù)車(chē)速和行駛時(shí)間改變疲勞評(píng)估的靈敏度的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟(1)中的駕駛員面部圖像信息包括睜眼信息、閉眼信息和轉(zhuǎn)頭信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟( 采用PERCL0S方法對(duì)駕駛員進(jìn)行疲勞度評(píng)估。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟C3)還包括以下子步驟(31)建立極坐標(biāo)系，并將車(chē)道圖像信息坐標(biāo)系中的直線模型對(duì)應(yīng)到所述的極坐標(biāo)系中；(32)建立數(shù)學(xué)模型得到X=cos θ I ·πι，其中，X為車(chē)道圖像中心點(diǎn)到車(chē)道線的距離； θ為偏離角，即車(chē)輛實(shí)際導(dǎo)航方向和車(chē)道線指引方向夾角；m為車(chē)頭中心點(diǎn)距車(chē)道線的水平距離；(33)若XS車(chē)身的一半長(zhǎng)度時(shí)，判定車(chē)輛壓線；否則車(chē)輛不壓線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟⑴前還包括判斷所述車(chē)速是否大于門(mén)限值，若大于門(mén)限值則進(jìn)入步驟⑴；否則保持對(duì)車(chē)速的檢測(cè)。
7.一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警裝置，其特征在于，包括第一圖像采集單元，用于采集駕駛員面部及眼睛狀態(tài)；駕駛員疲勞評(píng)估單元，用于根據(jù)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)評(píng)估駕駛員的疲勞度；第二圖像采集單元，用于采集車(chē)道圖像信息；壓線判斷單元，用于根據(jù)車(chē)道圖像信息判斷車(chē)輛是否壓線；偏離判斷單元，用于根據(jù)車(chē)道圖像信息判斷車(chē)輛是否發(fā)生大角度偏離；駕駛評(píng)估單元，用于根據(jù)駕駛員疲勞評(píng)估單元、壓線判斷單元和偏離判斷單元的結(jié)果，對(duì)駕駛安全等級(jí)進(jìn)行評(píng)估；中央處理單元，用于駕駛安全等級(jí)根據(jù)作出決策及預(yù)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警裝置，其特征在于，還包括車(chē)輛行駛檢測(cè)單元，用于檢測(cè)車(chē)輛的車(chē)速和行駛時(shí)間；靈敏度單元，用于根據(jù)車(chē)輛的車(chē)速和行駛時(shí)間改變所述駕駛員疲勞評(píng)估單元的駕駛員的疲勞度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警裝置，其特征在于，還包括啟動(dòng)單元，用于將車(chē)輛的車(chē)速與門(mén)限值進(jìn)行比較，若車(chē)輛的車(chē)速大于門(mén)限值則啟動(dòng)所述第一圖像采集單元和第二圖像采集單元采集圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評(píng)估預(yù)警方法和裝置，其中，方法包括檢測(cè)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)，從而得到駕駛員面部圖像信息，采集車(chē)道圖像信息；根據(jù)得到的駕駛員面部圖像信息對(duì)駕駛員進(jìn)行疲勞評(píng)估；根據(jù)車(chē)道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車(chē)輛是否壓線；根據(jù)車(chē)道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車(chē)輛是否發(fā)生大角度偏離；根據(jù)上述步驟得到的信息評(píng)估駕駛安全等級(jí)；根據(jù)所述駕駛安全等級(jí)作出決策及預(yù)警。裝置包括第一圖像采集單元、駕駛員疲勞評(píng)估單元、第二圖像采集單元、壓線判斷單元、偏離判斷單元、駕駛評(píng)估單元和中央處理單元。本發(fā)明能夠有效減少因疲勞駕駛引起的交通事故。
文檔編號(hào)G08B21/06GK102509418SQ20111030700
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者于洋, 刁莎, 郝礦榮, 黃軍君 申請(qǐng)人:東華大學(xué)