本發(fā)明涉及智能駕駛應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合應(yīng)用了嵌入式技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)以及圖像處理技術(shù)等，特別是一種智能的防疲勞駕駛系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

交通事故是當(dāng)前世界各國所面臨的嚴(yán)重社會(huì)問題之一,已被公認(rèn)為當(dāng)今世界危害人類生命安全的第一大公害,每年因交通事故的原因至少使50萬人死亡。根據(jù)2001年中國交通部的統(tǒng)計(jì),我國48 %的車禍由駕駛員疲勞駕駛引起,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十萬美元. 有關(guān)汽車駕駛員的疲勞檢測問題,隨著高速公路的發(fā)展和車速的提高,目前已成為汽車安全研究的重要一環(huán)。

目前傳統(tǒng)的疲勞駕駛監(jiān)測系統(tǒng)，主要有掛耳朵式，手表式和眼鏡式，方向盤觸摸式以及圖像識(shí)別式。他們大多需要穿戴監(jiān)測設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)疲勞狀態(tài)的監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種防疲勞駕駛系統(tǒng)，當(dāng)司機(jī)處于疲勞駕駛時(shí)，能夠準(zhǔn)確地判斷司機(jī)處于疲勞狀態(tài)并通過適當(dāng)?shù)奶嵝褋肀３竹{駛員的清醒以避免疲勞駕駛可能帶來的嚴(yán)重后果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種防疲勞駕駛系統(tǒng)，其包括相連接的疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)以及提醒系統(tǒng)；疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)以及提醒系統(tǒng)的供電端與汽車電池供電模塊連接；所述疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)包括眼睛檢測子系統(tǒng)；所述眼睛檢測子系統(tǒng)包括MCU及與其想連接的圖像獲取模塊。

進(jìn)一步的，所述疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)還包括心跳檢測子系統(tǒng)；所述心跳檢測子系統(tǒng)包括與MCU連接的心跳采集傳感器。

進(jìn)一步的，所述提醒系統(tǒng)包括聲音提醒模塊及具有輸出刺激信號(hào)功能的電子貼片。

本發(fā)明還提供一種防疲勞駕駛系統(tǒng)的工作方法，其包括以下步驟：步驟S1： 提供一疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)，該疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)包括眼睛檢測子系統(tǒng)及心跳檢測子系統(tǒng)；眼睛檢測子系統(tǒng)分為采集人眼區(qū)域模塊及人眼閉合度測量模塊；心跳檢測子系統(tǒng)包括心率值測量模塊；步驟S2：采集人眼區(qū)域模塊采用半自動(dòng)更新的系統(tǒng)初始化方式來應(yīng)對不同環(huán)境，每次駕駛員打開系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)通過圖像獲取模塊先獲得當(dāng)前駕駛座上的照片，并與事先存有的圖像進(jìn)行比對，通過比對結(jié)果確認(rèn)出人眼區(qū)域,即僅含眉毛和眼睛的區(qū)域模塊；步驟S3：人眼閉合度測量模塊依據(jù)司機(jī)的疲勞狀態(tài)可以通過眼睛的狀態(tài)變化來判斷，當(dāng)人眼在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)閉合時(shí)間所占的百分比Perclos大于0.4時(shí)，判斷司機(jī)處于疲勞狀態(tài)，需要對司機(jī)提出相應(yīng)提醒；由于視頻中的實(shí)際和圖像序列的幀數(shù)是相互對應(yīng)的，所以perclos值通過在單位時(shí)間內(nèi)對閉合眼睛的圖像幀數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到，即

Perclos=

其中n為眼睛閉合幀數(shù)，m為總幀數(shù)；步驟S4：在心率值測量模塊中，采用佩戴式心跳檢測設(shè)備采集實(shí)時(shí)的心跳速率；將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與閾值比較，當(dāng)心跳速率超過閾值的10%時(shí)，將發(fā)出報(bào)警狀態(tài)；步驟S5：通過一參數(shù)整合模塊進(jìn)行所有參數(shù)的整合，獲取單位時(shí)間的人眼閉合度和心率值，生成二維向量，采用交叉驗(yàn)證的方法對大量的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，提高多參數(shù)的檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。

進(jìn)一步的，步驟S2中事先存有的圖像來源主要有兩個(gè)：一是每次系統(tǒng)打開，自動(dòng)錄入當(dāng)前駕駛室圖像，若該與圖像庫相似度沒有超過70%，則將其做新圖像存入圖像庫中；二是駕駛員自動(dòng)錄入圖像到圖像庫中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無需要穿戴監(jiān)測設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)疲勞狀態(tài)的監(jiān)測；當(dāng)系統(tǒng)檢測到司機(jī)處于疲勞駕駛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，控制警告裝置產(chǎn)生提醒噪聲，同時(shí)會(huì)控制電子貼片產(chǎn)生錘擊、輕微電刺激、震動(dòng)等刺激信號(hào)，來喚醒司機(jī)，避免發(fā)生交通意外。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步解釋說明。

本發(fā)明提供一種防疲勞駕駛系統(tǒng)，其包括相連接的疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)以及提醒系統(tǒng)；疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)以及提醒系統(tǒng)的供電端與汽車電池供電模塊連接；所述疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)包括眼睛檢測子系統(tǒng)；所述眼睛檢測子系統(tǒng)包括MCU及與其想連接的圖像獲取模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

所述疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)還包括心跳檢測子系統(tǒng)；所述心跳檢測子系統(tǒng)包括與MCU連接的心跳采集傳感器。

進(jìn)一步的，所述提醒系統(tǒng)包括聲音提醒模塊及具有輸出刺激信號(hào)功能的電子貼片。

本系統(tǒng)采用圖像處理以及心跳檢測共同檢測駕駛者的狀態(tài)，利用汽車電池對系統(tǒng)進(jìn)行供電，供電系統(tǒng)利用電源轉(zhuǎn)換達(dá)到系統(tǒng)供電要求。電子貼片電路采用微型馬達(dá)裝置來對駕駛者進(jìn)行提醒，將電源電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，電子貼片效果可通過變阻器調(diào)節(jié)以找到適合駕駛者的方式，在檢測到駕駛員疲勞駕駛時(shí)，通過控制系統(tǒng)開啟電子貼片來達(dá)到提醒駕駛者的目的。

具體的實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)電路中，利用MAX30100對脈搏進(jìn)行檢測，MAX30100具有反應(yīng)速度快，技術(shù)成熟，測量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，圖像處理利用攝像頭對駕駛者進(jìn)行檢測，這一技術(shù)較為成熟，準(zhǔn)確度和可靠性都有很好的保障，電子貼片采用振動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行提醒功能，振動(dòng)馬達(dá)體積小，控制簡單，具有多種工作模式，可以很好的實(shí)現(xiàn)提醒的功能，控制系統(tǒng)方面，采用MCU實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集合，來達(dá)到系統(tǒng)要求。當(dāng)系統(tǒng)檢測到司機(jī)處于疲勞駕駛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，控制警告裝置產(chǎn)生提醒噪聲，同時(shí)會(huì)控制電子貼片產(chǎn)生錘擊、輕微電刺激、震動(dòng)等物理動(dòng)作，來喚醒司機(jī)，避免發(fā)生交通意外。

本發(fā)明還提供一種防疲勞駕駛系統(tǒng)的工作方法，其包括以下步驟：步驟S1： 提供一疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)，該疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)包括眼睛檢測子系統(tǒng)及心跳檢測子系統(tǒng)；眼睛檢測子系統(tǒng)分為采集人眼區(qū)域模塊及人眼閉合度測量模塊；心跳檢測子系統(tǒng)包括心率值測量模塊；步驟S2：采集人眼區(qū)域模塊采用半自動(dòng)更新的系統(tǒng)初始化方式來應(yīng)對不同環(huán)境，每次駕駛員打開系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)通過圖像獲取模塊先獲得當(dāng)前駕駛座上的照片，并與事先存有的圖像進(jìn)行比對，通過比對結(jié)果確認(rèn)出人眼區(qū)域,即僅含眉毛和眼睛的區(qū)域模塊；步驟S3：人眼閉合度測量模塊依據(jù)司機(jī)的疲勞狀態(tài)可以通過眼睛的狀態(tài)變化來判斷，當(dāng)人眼在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)閉合時(shí)間所占的百分比Perclos大于0.4時(shí)，判斷司機(jī)處于疲勞狀態(tài)，需要對司機(jī)提出相應(yīng)提醒；由于視頻中的實(shí)際和圖像序列的幀數(shù)是相互對應(yīng)的，所以perclos值通過在單位時(shí)間內(nèi)對閉合眼睛的圖像幀數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到，即

Perclos=

其中n為眼睛閉合幀數(shù)，m為總幀數(shù)；步驟S4：在心率值測量模塊中，采用佩戴式心跳檢測設(shè)備采集實(shí)時(shí)的心跳速率；將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與閾值比較，當(dāng)心跳速率超過閾值的10%時(shí)，將發(fā)出報(bào)警狀態(tài)；步驟S5：通過一參數(shù)整合模塊進(jìn)行所有參數(shù)的整合，獲取單位時(shí)間的人眼閉合度和心率值，生成二維向量，采用交叉驗(yàn)證的方法對大量的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，提高多參數(shù)的檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。

進(jìn)一步的，步驟S2中事先存有的圖像來源主要有兩個(gè)：一是每次系統(tǒng)打開，自動(dòng)錄入當(dāng)前駕駛室圖像，若該與圖像庫相似度沒有超過70%，則將其做新圖像存入圖像庫中；二是駕駛員自動(dòng)錄入圖像到圖像庫中。

以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。