本發(fā)明涉及機(jī)車行駛報警，具體涉及一種電機(jī)車自動駕駛安全報警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、無人駕駛（自動駕駛）是多種高精尖學(xué)科和技術(shù)在車輛上的融合。關(guān)于自動駕駛的分級，目前國際上普遍認(rèn)可的是sae（國際汽車工程師協(xié)會）的分級標(biāo)準(zhǔn)，即分為l0-l5，共六級。

2、電機(jī)車由于其是運(yùn)行于軌道，道路環(huán)境相對單一，外部干擾因素相對較少，相比外界復(fù)雜的道路情況，更容易實現(xiàn)自動駕駛；現(xiàn)有的電機(jī)車（例如地鐵列車）一般均配備有駕駛輔助功能，能夠在正常情況下自行進(jìn)行啟動、行駛或剎車操作；但駕駛員作為車輛安全的掌控者，需要能夠?qū)崟r介入車輛的行駛，而不是完全依靠自動駕駛，故需要確保駕駛員在駕駛過程中時刻保持清醒，尤其需要避免駕駛員出現(xiàn)瞌睡或打盹的情況；但現(xiàn)有的自動駕駛方案并不能夠自動實時識別駕駛員的駕駛狀態(tài)，進(jìn)而防止駕駛員出現(xiàn)打盹和瞌睡的情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種電機(jī)車自動駕駛安全報警方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的自動駕駛方案并不能夠自動實時識別駕駛員的駕駛狀態(tài)，進(jìn)而防止駕駛員出現(xiàn)打盹和瞌睡的情況的問題。

2、本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種電機(jī)車自動駕駛安全報警方法，應(yīng)用于電機(jī)車自動駕駛安全報警系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括設(shè)置于機(jī)車的控制器、攝像模塊、揚(yáng)聲器、聲光報警器和踏板；所述攝像模塊、所述揚(yáng)聲器和所述聲光報警器均通信連接于所述控制器；所述踏板設(shè)置有與所述控制器通信連接，且用于偵測踏板的踩踏信號的接觸傳感器；所述方法，包括：

4、所述控制器獲取車輛的駕駛模式；

5、當(dāng)車輛的駕駛模式為自動駕駛模式時，所述控制器確定自當(dāng)前時刻之后的多個預(yù)設(shè)時間節(jié)點，并將相鄰的2個所述預(yù)設(shè)時間節(jié)點之間的間隔時長標(biāo)記為節(jié)點間隔時長，其中，第1個預(yù)設(shè)時間節(jié)點與當(dāng)前時刻的時間間隔為第一預(yù)設(shè)時長，任意相鄰的2個所述節(jié)點間隔時長不相同；

6、在任一個預(yù)設(shè)時間節(jié)點，所述控制器生成并通過所述揚(yáng)聲器播放提示聲音信息，其中，所述提示聲音信息用于提示駕駛員在本預(yù)設(shè)時間節(jié)點和下一個預(yù)設(shè)時間節(jié)點之間的節(jié)點間隔時長內(nèi)踩下所述踏板；

7、所述控制器判斷在下一個所述預(yù)設(shè)時間節(jié)點到來之前是否接收到了來自所述接觸傳感器的踩踏信號；

8、若沒有接收到來自所述接觸傳感器的踩踏信號，所述控制器獲取所述攝像模塊拍攝的駕駛員的實時人臉視頻，并基于所述實時人臉視頻以判斷駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)；

9、若處于瞌睡狀態(tài)，所述控制器控制所述聲光報警器進(jìn)行報警。

10、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括與所述控制器通信連接的云服務(wù)器；所述云服務(wù)器存儲有各駕駛員對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像；所述控制器獲取所述攝像模塊拍攝的駕駛員的實時人臉視頻，并基于所述實時人臉視頻以判斷駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)，包括：

11、所述控制器對所述實時人臉視頻進(jìn)行截取，以得到當(dāng)前時刻為結(jié)束時刻，且當(dāng)前時刻之前第二預(yù)設(shè)時長的時刻為開始時刻的視頻，并標(biāo)記為待分析視頻；

12、所述控制器對所述待分析視頻進(jìn)行視頻幀分解，以得到多個目標(biāo)幀圖像；

13、所述控制器獲取目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的第一實際距離和第二實際距離，其中，所述第一實際距離為目標(biāo)幀圖像中人臉的左口角和右口角之間的連線與鼻尖點之間的距離，所述第二實際距離為目標(biāo)幀圖像中人臉的左瞳孔中心點和右瞳孔中心點之間的連線與鼻尖點之間的距離；

14、所述控制器獲取來自所述云服務(wù)器，且與所述目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的駕駛員的標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像，并獲取所述標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像對應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)距離和第二標(biāo)準(zhǔn)距離，其中，所述第一標(biāo)準(zhǔn)距離為所述標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像中人臉的左口角和右口角之間的連線與鼻尖點之間的距離，所述第二標(biāo)準(zhǔn)距離為所述標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像中人臉的左瞳孔中心點和右瞳孔中心點之間的連線與鼻尖點之間的距離；

15、所述控制器基于所述第一實際距離、所述第二實際距離、所述第一標(biāo)準(zhǔn)距離和所述第二標(biāo)準(zhǔn)距離，以確定駕駛員在所述目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的時刻的實際狀態(tài)，其中，所述實際狀態(tài)包括低頭狀態(tài)和非低頭狀態(tài)；

16、所述控制器判斷如下條件是否滿足：駕駛員在連續(xù)第三預(yù)設(shè)時長內(nèi)的目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的時刻的實際狀態(tài)均為低頭狀態(tài)；

17、若是，所述控制器確定駕駛員處于瞌睡狀態(tài)。

18、優(yōu)選的，所述控制器基于所述第一實際距離、所述第二實際距離、所述第一標(biāo)準(zhǔn)距離和所述第二標(biāo)準(zhǔn)距離，以確定駕駛員在所述目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的時刻的實際狀態(tài)，包括：

19、所述控制器基于所述第一實際距離、所述第二實際距離、所述第一標(biāo)準(zhǔn)距離和所述第二標(biāo)準(zhǔn)距離，計算目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的第一比值和第二比值：

20、，

21、，

22、式中，為所述第一比值；為所述第一實際距離，為所述第一標(biāo)準(zhǔn)距離；為所述第二比值；為所述第二實際距離，為所述第二標(biāo)準(zhǔn)距離；

23、所述控制器判斷如下條件是否滿足：所述第一比值和所述第二比值均小于第一預(yù)設(shè)值，且所述第一比值對應(yīng)的目標(biāo)幀圖像中未檢測到鼻孔；

24、若是，所述控制器確定駕駛員在所述目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的時刻的實際狀態(tài)為低頭狀態(tài)；

25、若否，所述控制器確定駕駛員在所述目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的時刻的實際狀態(tài)為非低頭狀態(tài)。

26、優(yōu)選的，所述控制器獲取來自所述云服務(wù)器，且與所述目標(biāo)幀圖像對應(yīng)的駕駛員的標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像，并獲取所述標(biāo)準(zhǔn)人臉圖像對應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)距離和第二標(biāo)準(zhǔn)距離，之后還包括：

27、所述控制器基于第一標(biāo)準(zhǔn)距離，以及各所述目標(biāo)幀圖像的第一實際距離計算各所述目標(biāo)幀圖像的第一比值，以得到多個第一比值，其中，第一比值的取值為所述目標(biāo)幀圖像第一實際距離與第一標(biāo)準(zhǔn)距離的比值：

28、所述控制器將各所述目標(biāo)幀圖像的第一比值與所述目標(biāo)幀圖像的拍攝時刻建立對應(yīng)關(guān)系；

29、所述控制器通過圖像分析判斷最小的第一比值所對應(yīng)的目標(biāo)幀圖像中是否檢測到鼻孔；

30、若否，所述控制器將最小的第一比值標(biāo)記為第一目標(biāo)值，并判斷各所述第一比值中是否存在滿足如下條件的第二目標(biāo)值：與所述第二目標(biāo)值相鄰的前后2個所述第一比值均大于所述第二目標(biāo)值，所述第二目標(biāo)值與所述第一目標(biāo)值不相同，且所述第二目標(biāo)值對應(yīng)的目標(biāo)幀圖像中未檢測到鼻孔，其中，第一時刻為所述第一目標(biāo)值對應(yīng)的拍攝時刻，第二時刻為所述第二目標(biāo)值對應(yīng)的拍攝時刻；

31、若存在，所述控制器將所述第一時刻之后第1個取值為1的第一比值標(biāo)記為第三目標(biāo)值，并將第三目標(biāo)值對應(yīng)的拍攝時刻標(biāo)記為第三時刻，將所述第一時刻之前第1個取值為1的第一比值標(biāo)記為第四目標(biāo)值，并將第四目標(biāo)值對應(yīng)的拍攝時刻標(biāo)記為第四時刻；

32、所述控制器將所述第二時刻之后第1個取值為1的第一比值標(biāo)記為第五目標(biāo)值，并將第五目標(biāo)值對應(yīng)的拍攝時刻標(biāo)記為第五時刻，將所述第二時刻之前第1個取值為1的第一比值標(biāo)記為第六目標(biāo)值，并將第六目標(biāo)值對應(yīng)的拍攝時刻標(biāo)記為第六時刻；

33、所述控制器基于所述第一目標(biāo)值、所述第一時刻、所述第二目標(biāo)值、所述第二時刻、所述第三目標(biāo)值、所述第三時刻、所述第四目標(biāo)值、所述第四時刻、所述第五目標(biāo)值、所述第五時刻、所述第六目標(biāo)值和所述第六時刻確定駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)。

34、優(yōu)選的，所述控制器基于所述第一目標(biāo)值、所述第一時刻、所述第二目標(biāo)值、所述第二時刻、所述第三目標(biāo)值、所述第三時刻、所述第四目標(biāo)值、所述第四時刻、所述第五目標(biāo)值、所述第五時刻、所述第六目標(biāo)值和所述第六時刻確定駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)，包括：

35、所述控制器獲取第一時刻和第三時刻之間的間隔時長，并標(biāo)記為第一間隔時長，基于第一目標(biāo)值、第三目標(biāo)值和第一間隔時長計算第一斜率值：

36、，

37、式中，為第一斜率值，為第三目標(biāo)值，為第一目標(biāo)值，為第一間隔時長；

38、所述控制器獲取第二時刻和第五時刻之間的間隔時長，并標(biāo)記為第二間隔時長，基于第二目標(biāo)值、第五目標(biāo)值和第二間隔時長計算第二斜率值：

39、，

40、式中，為第二斜率值，為第五目標(biāo)值，為第二目標(biāo)值，為第二間隔時長；

41、所述控制器獲取第一時刻和第四時刻之間的間隔時長，并標(biāo)記為第三間隔時長，基于第一目標(biāo)值、第四目標(biāo)值和第三間隔時長計算第三斜率值：

42、，

43、式中，為第三斜率值，為第四目標(biāo)值，為第三間隔時長；

44、所述控制器獲取第二時刻和第六時刻之間的間隔時長，并標(biāo)記為第四間隔時長，基于第二目標(biāo)值、第六目標(biāo)值和第四間隔時長計算第四斜率值：

45、，

46、式中，為第四斜率值，為第六目標(biāo)值，為第四間隔時長；

47、所述控制器基于所述第一斜率值、所述第二斜率值、所述第三斜率值和所述第四斜率值確定駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)。

48、優(yōu)選的，所述控制器基于所述第一斜率值、所述第二斜率值、所述第三斜率值和所述第四斜率值確定駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)，包括：

49、所述控制器判斷如下條件是否滿足：所述第一斜率值和所述第二斜率值均大于第二預(yù)設(shè)值，且第三斜率值和所述第四斜率值均小于第三預(yù)設(shè)值，其中，所述第二預(yù)設(shè)值大于所述第三預(yù)設(shè)值，且所述第二預(yù)設(shè)值和所述第三預(yù)設(shè)值均為正值；

50、若是，所述控制器確定駕駛員處于瞌睡狀態(tài)。

51、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括與所述控制器通信連接的云服務(wù)器；所述方法，還包括：

52、所述控制器通過所述云服務(wù)器獲取天氣預(yù)報信息，并基于所述天氣預(yù)報信息判斷機(jī)車當(dāng)前位置和目標(biāo)站點之間是否存在覆蓋軌道的預(yù)估降雨區(qū)域；

53、若存在，所述控制器基于所述天氣預(yù)報信息獲取預(yù)估降雨區(qū)域的預(yù)估降雨起始時刻和預(yù)估降雨結(jié)束時刻；

54、所述控制器將預(yù)估降雨區(qū)域覆蓋的軌道段標(biāo)記為預(yù)估降雨段；

55、所述控制器將所述預(yù)估降雨段靠近機(jī)車的一端與機(jī)車之間的軌道段標(biāo)記為第一目標(biāo)段，并將所述預(yù)估降雨段遠(yuǎn)離機(jī)車的一端與目標(biāo)站點之間的軌道段標(biāo)記為第二目標(biāo)段；

56、所述控制器獲取要求時限，并獲取所述預(yù)估降雨結(jié)束時刻與當(dāng)前時刻之間的間隔時長，并標(biāo)記為第五間隔時長，其中，所述要求時限為機(jī)車在當(dāng)前時刻起行駛到達(dá)目標(biāo)站點的最長允許時長；

57、所述控制器判斷所述第五間隔時長是否大于或等于所述要求時限；

58、若是，所述控制器分別確定所述第一目標(biāo)段對應(yīng)的第一行駛速度、所述第二目標(biāo)段對應(yīng)的第二行駛速度，以及所述預(yù)估降雨段對應(yīng)的第三行駛速度。

59、優(yōu)選的，所述控制器分別確定所述第一目標(biāo)段對應(yīng)的第一行駛速度，所述第二目標(biāo)段對應(yīng)的第二行駛速度，以及所述預(yù)估降雨段對應(yīng)的第三行駛速度，包括：

60、所述控制器將所述第一行駛速度和所述第二行駛速度均取值為機(jī)車對應(yīng)的最高限速；

61、所述控制器基于所述要求時限、機(jī)車對應(yīng)的最高限速、所述第一目標(biāo)段的路程、所述第二目標(biāo)段的路程和所述預(yù)估降雨段的路程計算第三行駛速度：

62、，

63、式中，為所述第三行駛速度；為所述第一目標(biāo)段的路程；為所述第二目標(biāo)段的路程；為所述預(yù)估降雨段的路程；為要求時限；為機(jī)車對應(yīng)的最高限速。

64、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括設(shè)置于機(jī)車的雨量檢測模塊，所述雨量檢測模塊與所述控制器通信連接；所述控制器分別確定所述第一目標(biāo)段對應(yīng)的第一行駛速度，所述第二目標(biāo)段對應(yīng)的第二行駛速度，以及所述預(yù)估降雨段對應(yīng)的第三行駛速度，之后還包括：

65、當(dāng)機(jī)車行駛于所述預(yù)估降雨段時，所述控制器通過所述雨量檢測模塊獲取列車當(dāng)前位置的實時降雨量，并獲取實時降雨量對應(yīng)的最高限速；

66、當(dāng)所述第三行駛速度高于實時降雨量對應(yīng)的最高限速時，所述控制器控制機(jī)車減速，并控制機(jī)車按照實時降雨量對應(yīng)的最高限速行駛。

67、本發(fā)明還提出一種電機(jī)車自動駕駛安全報警系統(tǒng)，應(yīng)用電機(jī)車自動駕駛安全報警方法；所述系統(tǒng)包括設(shè)置于機(jī)車的控制器、攝像模塊、揚(yáng)聲器、聲光報警器和踏板；所述攝像模塊、所述揚(yáng)聲器和所述聲光報警器均通信連接于所述控制器；所述踏板設(shè)置有與所述控制器通信連接，且用于偵測踏板的踩踏信號的接觸傳感器。

68、通過上述技術(shù)方案，能實現(xiàn)以下有益效果：

69、本發(fā)明提出的電機(jī)車自動駕駛安全報警方法能夠自動實時識別駕駛員的駕駛狀態(tài)，且當(dāng)駕駛員出現(xiàn)疲勞松懈時進(jìn)行警報，從而提醒駕駛員保持專注力；首先確定多個預(yù)設(shè)時間節(jié)點，并將相鄰的2個預(yù)設(shè)時間節(jié)點之間的間隔時長標(biāo)記為節(jié)點間隔時長，在機(jī)車的駕駛過程中，每當(dāng)時間來到任一個預(yù)設(shè)時間節(jié)點時，控制器生成并通過揚(yáng)聲器播放提示聲音信息，以提示駕駛員在本預(yù)設(shè)時間節(jié)點和下一個預(yù)設(shè)時間節(jié)點之間的節(jié)點間隔時長內(nèi)踩下踏板；若沒有接收踩踏信號，說明駕駛員沒有在每個節(jié)點間隔時長內(nèi)踩下踏板，駕駛員有可能處于瞌睡狀態(tài)，為了準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步確認(rèn)駕駛員是否確實為瞌睡狀態(tài)，則控制器基于實時人臉視頻以判斷駕駛員是否確實處于瞌睡狀態(tài)，若確實處于瞌睡狀態(tài)，控制器控制聲光報警器進(jìn)行報警，以提醒駕駛員保持清醒和專注力。