專利名稱：一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評估預(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，其對周圍環(huán)境的感知能力、形勢判斷能力和對車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，直接經(jīng)濟損失約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年我國直接由疲勞駕駛導(dǎo)致的死亡人數(shù)分別占機動車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。現(xiàn)有的駕駛員疲勞狀態(tài)監(jiān)測方法大都基于某一單項指標(biāo)，雖然在限定條件下能夠達(dá)到一定的精度，但在實際復(fù)雜多變的行車環(huán)境下，其準(zhǔn)確性和可靠性上還存在問題，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，國內(nèi)外還沒有發(fā)現(xiàn)非常有效的指標(biāo)或模型能夠?qū)ζ诘燃夁M(jìn)行精確的評價。現(xiàn)有的大多數(shù)檢測方法因其檢測條件的限制和復(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)致目前開發(fā)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)往往不能快速對疲勞狀態(tài)作出判斷與響應(yīng)檢測靈敏度低，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評估預(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估預(yù)警方法，包括以下步驟(1)檢測駕駛員面部及眼睛狀態(tài)，從而得到駕駛員面部圖像信息；采集車道圖像 fn息；(2)根據(jù)得到的駕駛員面部圖像信息對駕駛員進(jìn)行疲勞評估；(3)根據(jù)車道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車輛是否壓線；(4)根據(jù)車道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車輛是否發(fā)生大角度偏離；(5)根據(jù)上述步驟得到的信息評估駕駛安全等級；(6)根據(jù)所述駕駛安全等級作出決策及預(yù)警。所述步驟⑵和步驟(4)之間還包括根據(jù)車速和行駛時間改變疲勞評估的靈敏度的步驟。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方法對駕駛員進(jìn)行疲勞度評估。所述步驟C3)還包括以下子步驟
(31)建立極坐標(biāo)系，并將車道圖像信息坐標(biāo)系中的直線模型對應(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為車道圖像中心點到車道線的距離；θ為偏離角，即車輛實際導(dǎo)航方向和車道線指引方向夾角；m為車頭中心點距車道線的水平距離；(33)若XS車身的一半長度時，判定車輛壓線；否則車輛不壓線。所述步驟(1)前還包括判斷所述車速是否大于門限值，若大于門限值則進(jìn)入步驟 (1)；否則保持對車速的檢測。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(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)；駕駛員疲勞評估單元，用于根據(jù)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)評估駕駛員的疲勞度；第二圖像采集單元，用于采集車道圖像信息；壓線判斷單元，用于根據(jù)車道圖像信息判斷車輛是否壓線；偏離判斷單元，用于根據(jù)車道圖像信息判斷車輛是否發(fā)生大角度偏離；駕駛評估單元，用于根據(jù)駕駛員疲勞評估單元、壓線判斷單元和偏離判斷單元的結(jié)果，對駕駛安全等級進(jìn)行評估；中央處理單元，用于駕駛安全等級根據(jù)作出決策及預(yù)警。所述多傳感信息融合的疲勞駕駛評估預(yù)警裝置還包括車輛行駛檢測單元，用于檢測車輛的車速和行駛時間；靈敏度單元，用于根據(jù)車輛的車速和行駛時間改變所述駕駛員疲勞評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估預(yù)警裝置還包括還包括啟動單元，用于將車輛的車速與門限值進(jìn)行比較，若車輛的車速大于門限值則啟動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)點和積極效果本發(fā)明通過檢測駕駛員面部及眼睛狀態(tài)、車速及行車時間和車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，從而對疲勞駕駛進(jìn)行評估及預(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等級，因此可根據(jù)不同的情況對駕駛員及車輛做出不同的預(yù)警及控制動作。


圖1是本發(fā)明的疲勞駕駛評估預(yù)警流程圖加是車輛到右邊線距離示意圖2b是圖加中的直線模型對應(yīng)的極坐標(biāo)示意圖3a是車輛到左邊線距離示意圖北是圖3a中的直線模型對應(yīng)的極坐標(biāo)示意圖如是車輛到左邊線示意圖4b是圖如中的直線模型對應(yīng)的極坐標(biāo)示意圖5是車輛壓線示意圖6是車輛大角度偏離車道示意圖7是疲勞駕駛評估及預(yù)警裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(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)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。以下結(jié)合圖1，即疲勞駕駛評估預(yù)警流程圖，分步說明具體的評估預(yù)警方法。1)檢測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估預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟(1)檢測駕駛員面部及眼睛狀態(tài)，從而得到駕駛員面部圖像信息；采集車道圖像信息；(2)根據(jù)得到的駕駛員面部圖像信息對駕駛員進(jìn)行疲勞評估；(3)根據(jù)車道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車輛是否壓線；(4)根據(jù)車道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車輛是否發(fā)生大角度偏離；(5)根據(jù)上述步驟得到的信息評估駕駛安全等級；(6)根據(jù)所述駕駛安全等級作出決策及預(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)車速和行駛時間改變疲勞評估的靈敏度的步驟。
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估預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟( 采用PERCL0S方法對駕駛員進(jìn)行疲勞度評估。
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，并將車道圖像信息坐標(biāo)系中的直線模型對應(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為車道圖像中心點到車道線的距離； θ為偏離角，即車輛實際導(dǎo)航方向和車道線指引方向夾角；m為車頭中心點距車道線的水平距離；(33)若XS車身的一半長度時，判定車輛壓線；否則車輛不壓線。
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速是否大于門限值，若大于門限值則進(jìn)入步驟⑴；否則保持對車速的檢測。
7.一種多傳感信息融合的疲勞駕駛評估預(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)；駕駛員疲勞評估單元，用于根據(jù)駕駛員面部及眼睛狀態(tài)評估駕駛員的疲勞度；第二圖像采集單元，用于采集車道圖像信息；壓線判斷單元，用于根據(jù)車道圖像信息判斷車輛是否壓線；偏離判斷單元，用于根據(jù)車道圖像信息判斷車輛是否發(fā)生大角度偏離；駕駛評估單元，用于根據(jù)駕駛員疲勞評估單元、壓線判斷單元和偏離判斷單元的結(jié)果，對駕駛安全等級進(jìn)行評估；中央處理單元，用于駕駛安全等級根據(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估預(yù)警裝置，其特征在于，還包括車輛行駛檢測單元，用于檢測車輛的車速和行駛時間；靈敏度單元，用于根據(jù)車輛的車速和行駛時間改變所述駕駛員疲勞評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估預(yù)警裝置，其特征在于，還包括啟動單元，用于將車輛的車速與門限值進(jìn)行比較，若車輛的車速大于門限值則啟動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估預(yù)警方法和裝置，其中，方法包括檢測駕駛員面部及眼睛狀態(tài)，從而得到駕駛員面部圖像信息，采集車道圖像信息；根據(jù)得到的駕駛員面部圖像信息對駕駛員進(jìn)行疲勞評估；根據(jù)車道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車輛是否壓線；根據(jù)車道圖像信息建立數(shù)學(xué)模型，判斷車輛是否發(fā)生大角度偏離；根據(jù)上述步驟得到的信息評估駕駛安全等級；根據(jù)所述駕駛安全等級作出決策及預(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G08B21/06GK102509418SQ20111030700
公開日2012年6月20日 申請日期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 申請人:東華大學(xué)