汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，包括：圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊和控制器模塊，圖像預(yù)處理模塊連接圖像采集模塊以對(duì)圖像采集模塊拍攝的面部圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字圖像中的駕駛員眼睛閉合時(shí)間判斷駕駛員疲勞狀態(tài)，控制器模塊連接疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊以根據(jù)駕駛員疲勞狀態(tài)進(jìn)行車速控制和報(bào)警操作。通過本發(fā)明，能夠及時(shí)預(yù)判到汽車駕駛員的疲勞狀態(tài)，并將所述疲勞狀態(tài)快速發(fā)送給有關(guān)部門，以便于有關(guān)部門采取措施，避免事故發(fā)生。
【專利說明】汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?013102292353、申請(qǐng)日為2013年6月8日、發(fā)明名稱為“汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)”的發(fā)明的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]汽車的發(fā)展為人類帶來極大的方便，進(jìn)一步改變了人類的時(shí)空觀，改善了人們的生活條件。汽車的快速發(fā)展也為人類帶來了不小的麻煩，例如，能源的耗盡、交通噪聲、尾氣污染等，如果這些問題屬于給人類帶來的潛在危機(jī)，那么每天發(fā)生的交通事故引起的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失給人類造成的影響更加直接。
[0004]交通事故的肇事原因主要有幾個(gè):車輛狀況、路況、開車習(xí)慣和疲勞駕駛，其中疲勞駕駛導(dǎo)致的事故更慘烈，但也是最容易避免的一個(gè)肇事原因，現(xiàn)有的預(yù)防疲勞駕駛的方案基本上著重于汽車駕駛員開車前自己的判斷，但是往往為了追求經(jīng)濟(jì)利益和用車效率，還是有很多睡眠不足或連續(xù)開車時(shí)間過長(zhǎng)的駕駛員上路，在現(xiàn)有技術(shù)中，缺乏對(duì)這些駕駛員即時(shí)狀態(tài)的檢測(cè)和報(bào)警方案。
[0005]因此，需要一種汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，根據(jù)人眼閉合時(shí)間反映疲勞程度的特點(diǎn)，通過對(duì)汽車駕駛員的眼睛閉合時(shí)間的檢測(cè)，預(yù)先判斷汽車駕駛員的疲勞程度等級(jí)，在較為疲勞或極端疲勞狀態(tài)下向汽車駕駛員本人、汽車所屬單位和駕駛員親屬發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警信息，便于相關(guān)單位和個(gè)人采取緊急措施，避免交通事故的發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，引入人臉識(shí)別模塊、人眼定位模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊，對(duì)接收到的人臉圖像逐步進(jìn)行人臉識(shí)別、人眼定位和最終的疲勞狀態(tài)預(yù)判，并將判斷結(jié)果通過音視頻信息、無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相關(guān)單位和個(gè)人，以在汽車駕駛員疲勞時(shí)進(jìn)行降低車速和即時(shí)報(bào)警，保障了汽車上乘客的人身和財(cái)產(chǎn)安全。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊和控制器模塊，圖像預(yù)處理模塊連接圖像采集模塊以對(duì)圖像采集模塊拍攝的面部圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字圖像中的駕駛員眼睛閉合時(shí)間判斷駕駛員疲勞狀態(tài)，控制器模塊連接疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊以根據(jù)駕駛員疲勞狀態(tài)進(jìn)行車速控制和報(bào)警操作。
[0008]更具體地，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:所述圖像采集模塊設(shè)置在汽車車內(nèi)且位于汽車駕駛員位置的上方，進(jìn)行拍攝以獲得駕駛員的面部圖像，并輸出模擬圖像信號(hào)，所述模擬圖像信號(hào)的格式是復(fù)合視頻廣播信號(hào)CVBS格式；所述圖像預(yù)處理模塊設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像采集模塊以接收CVBS格式的模擬圖像信號(hào)，將CVBS格式的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得并輸出數(shù)字圖像信號(hào)，所述數(shù)字圖像信號(hào)的格式是8比特位的ITU 656 YUV 4:4:4格式；色度空間轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像預(yù)處理模塊以接收8比特位的ITU656 YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)，將ITU 656 YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換，獲得RGB888格式的數(shù)字圖像信號(hào)；人臉識(shí)別模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像預(yù)處理模塊以接收YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)，并根據(jù)所述YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行人臉識(shí)別，所述人臉識(shí)別具體為，判斷所述YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)中的像素的像素值是否落在膚色范圍內(nèi)，如果是，則認(rèn)定為膚色像素，如果否，則認(rèn)定為非膚色像素，所有的膚色像素組合成人臉圖像；人眼定位模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述人臉識(shí)別模塊以接收人臉圖像，并根據(jù)人眼部位的像素的像素值中的亮度值偏大的特點(diǎn)，認(rèn)定人臉圖像中的屬于人眼部分的像素，所有的人眼像素組合成人眼圖像；所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述人眼定位模塊以接收所述人眼圖像，根據(jù)所述人眼圖像提取駕駛員眼睛閉合時(shí)間，并輸出所述駕駛員眼睛閉合時(shí)間占所述人眼圖像被采樣時(shí)間的比率；所述控制器模塊設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊，根據(jù)用戶通過方向盤上的控制按鍵發(fā)出的控制指令進(jìn)入或退出疲勞狀態(tài)控制模式，當(dāng)進(jìn)入疲勞狀態(tài)控制模式時(shí)，接收所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊輸出的所述比率，當(dāng)所述比率大于等于第一預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)出極度疲勞報(bào)警信號(hào)，當(dāng)所述比率在第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值之間時(shí)，發(fā)出中度疲勞報(bào)警信號(hào)，當(dāng)所述比率小于等于第二預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)出狀態(tài)正常信號(hào)，所述第一預(yù)定閾值大于所述第二預(yù)定閾值；車速控制模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接控制器模塊以接收極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)或狀態(tài)正常信號(hào)，當(dāng)接收到極度疲勞報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制汽車的行駛速度在每小時(shí)20公里，當(dāng)接收到中度疲勞報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制汽車的行駛速度在每小時(shí)40公里，當(dāng)接收到狀態(tài)正常信號(hào)時(shí)，不對(duì)汽車行駛速度進(jìn)行控制；無線數(shù)據(jù)通信模塊，設(shè)置在汽車的車身上，連接控制器模塊和車速控制模塊，以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速發(fā)送給汽車所屬單位的網(wǎng)絡(luò)上或發(fā)送給汽車駕駛員親屬的手機(jī)上；語音播放模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接控制器模塊和車速控制模塊，以通過麥克風(fēng)播放極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速分別對(duì)應(yīng)的語音內(nèi)容；顯示模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接色度空間轉(zhuǎn)換模塊、控制器模塊和車速控制模塊，顯示色度空間轉(zhuǎn)換模塊輸出的RGB888格式的數(shù)字圖像信號(hào)，并顯示與極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速分別對(duì)應(yīng)的文字內(nèi)容；太陽(yáng)能供電模塊，包括固定在汽車車體以采集太陽(yáng)能的光伏板，檢測(cè)汽車自身蓄電池的電量，在汽車自身蓄電池的電量小于預(yù)定電量閾值時(shí)對(duì)圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、色度空間轉(zhuǎn)換模塊、人臉識(shí)別模塊、人眼定位模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊、控制器模塊、車速控制模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、語音播放模塊和顯示模塊供電。
[0009]更具體地，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:將語音播放模塊和顯示模塊集成為一個(gè)音視頻報(bào)警模塊以進(jìn)行音視頻報(bào)警。
[0010]更具體地，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:手動(dòng)供電切換模塊，在駕駛員手動(dòng)操作下切換太陽(yáng)能供電模塊和汽車自身蓄電池的供電。
[0011]更具體地，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:無線數(shù)據(jù)通信模塊還通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速發(fā)送給當(dāng)?shù)亟还懿块T的網(wǎng)絡(luò)上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]其中，1、圖像采集模塊；2、圖像預(yù)處理模塊；3、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊；4、控制器模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。其中汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)包括，圖像采集模塊1、圖像預(yù)處理模塊2、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3和控制器模塊4，圖像預(yù)處理模塊2連接圖像采集模塊I以對(duì)圖像采集模塊I拍攝的面部圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字圖像中的駕駛員眼睛閉合時(shí)間判斷駕駛員疲勞狀態(tài)，控制器模塊4連接疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3以根據(jù)駕駛員疲勞狀態(tài)進(jìn)行車速控制和報(bào)警操作。進(jìn)一步地，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)還包括，所述圖像采集模塊I設(shè)置在汽車車內(nèi)且位于汽車駕駛員位置的上方，進(jìn)行拍攝以獲得駕駛員的面部圖像，并輸出模擬圖像信號(hào)，所述模擬圖像信號(hào)的格式是復(fù)合視頻廣播信號(hào)CVBS格式；所述圖像預(yù)處理模塊2設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像采集模塊I以接收CVBS格式的模擬圖像信號(hào)，將CVBS格式的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得并輸出數(shù)字圖像信號(hào)，所述數(shù)字圖像信號(hào)的格式是8比特位的ITU 656YUV 4:4:4格式；色度空間轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像預(yù)處理模塊2以接收8比特位的ITU 656 YUV4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)，將ITU 656 YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換，獲得RGB888格式的數(shù)字圖像信號(hào)；人臉識(shí)別模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像預(yù)處理模塊2以接收YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)，并根據(jù)所述YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行人臉識(shí)別，所述人臉識(shí)別具體為，判斷所述YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)中的像素的像素值是否落在膚色范圍內(nèi)，如果是，則認(rèn)定為膚色像素，如果否，則認(rèn)定為非膚色像素，所有的膚色像素組合成人臉圖像；人眼定位模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述人臉識(shí)別模塊以接收人臉圖像，并根據(jù)人眼部位的像素的像素值中的亮度值偏大的特點(diǎn)，認(rèn)定人臉圖像中的屬于人眼部分的像素，所有的人眼像素組合成人眼圖像；所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述人眼定位模塊以接收所述人眼圖像，根據(jù)所述人眼圖像提取駕駛員眼睛閉合時(shí)間，并輸出所述駕駛員眼睛閉合時(shí)間占所述人眼圖像被采樣時(shí)間的比率；所述控制器模塊4設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3，根據(jù)用戶通過方向盤上的控制按鍵發(fā)出的控制指令進(jìn)入或退出疲勞狀態(tài)控制模式，當(dāng)進(jìn)入疲勞狀態(tài)控制模式時(shí)，接收所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3輸出的所述比率，當(dāng)所述比率大于等于第一預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)出極度疲勞報(bào)警信號(hào)，當(dāng)所述比率在第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值之間時(shí)，發(fā)出中度疲勞報(bào)警信號(hào)，當(dāng)所述比率小于等于第二預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)出狀態(tài)正常信號(hào)，所述第一預(yù)定閾值大于所述第二預(yù)定閾值；車速控制模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接控制器模塊4以接收極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)或狀態(tài)正常信號(hào)，當(dāng)接收到極度疲勞報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制汽車的行駛速度在每小時(shí)20公里，當(dāng)接收到中度疲勞報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制汽車的行駛速度在每小時(shí)40公里，當(dāng)接收到狀態(tài)正常信號(hào)時(shí)，不對(duì)汽車行駛速度進(jìn)行控制；無線數(shù)據(jù)通信模塊，設(shè)置在汽車的車身上，連接控制器模塊4和車速控制模塊，以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速發(fā)送給汽車所屬單位的網(wǎng)絡(luò)上或發(fā)送給汽車駕駛員親屬的手機(jī)上；語音播放模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接控制器模塊4和車速控制模塊，以通過麥克風(fēng)播放極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速分別對(duì)應(yīng)的語音內(nèi)容；顯示模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接色度空間轉(zhuǎn)換模塊、控制器模塊4和車速控制模塊，顯示色度空間轉(zhuǎn)換模塊輸出的RGB888格式的數(shù)字圖像信號(hào)，并顯示與極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速分別對(duì)應(yīng)的文字內(nèi)容；太陽(yáng)能供電模塊，包括固定在汽車車體以采集太陽(yáng)能的光伏板，檢測(cè)汽車自身蓄電池的電量，在汽車自身蓄電池的電量小于預(yù)定電量閾值時(shí)對(duì)圖像采集模塊1、圖像預(yù)處理模塊2、色度空間轉(zhuǎn)換模塊、人臉識(shí)別模塊、人眼定位模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊3、控制器模塊4、車速控制模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、語音播放模塊和顯示模塊供電。
[0017]其中，人臉識(shí)別特指利用分析比較人臉視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的計(jì)算機(jī)技術(shù)。人臉識(shí)別是一項(xiàng)熱門的計(jì)算機(jī)技術(shù)研究領(lǐng)域，可以將人臉明暗偵測(cè)，自動(dòng)調(diào)整動(dòng)態(tài)曝光補(bǔ)償，人臉追蹤偵測(cè)，自動(dòng)調(diào)整影像放大；他屬于生物特征識(shí)別技術(shù)，是對(duì)生物體(一般特指人)本身的生物特征來區(qū)分生物體個(gè)體。人臉識(shí)別技術(shù)中的最重要的技術(shù)是人臉面貌檢測(cè)，所述面貌檢測(cè)是指在動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景與復(fù)雜的背景中判斷是否存在面像，并分離出這種面像，一般有下列幾種方法:(I)參考模板法，首先設(shè)計(jì)一個(gè)或數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人臉的模板，然后計(jì)算測(cè)試采集的樣品與標(biāo)準(zhǔn)模板之間的匹配程度，并通過閾值來判斷是否存在人臉；(2)人臉規(guī)則法，由于人臉具有一定的結(jié)構(gòu)分布特征，所謂人臉規(guī)則的方法即提取這些特征生成相應(yīng)的規(guī)則以判斷測(cè)試樣品是否包含人臉；(3)樣品學(xué)習(xí)法，這種方法即采用模式識(shí)別中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，即通過對(duì)面像樣品集和非面像樣品集的學(xué)習(xí)產(chǎn)生分類器；(4)膚色模型法，這種方法是依據(jù)面貌膚色在色彩空間中分布相對(duì)集中的規(guī)律來進(jìn)行檢測(cè)；(5)特征子臉法，這種方法是將所有面像集合視為一個(gè)面像子空間，并基于檢測(cè)樣品與其在子孔間的投影之間的距離判斷是否存在面像。
[0018]另外，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:將語音播放模塊和顯示模塊集成為一個(gè)音視頻報(bào)警模塊以進(jìn)行音視頻報(bào)警。所述音視頻報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)原有的語音播放模塊和顯示模塊的功能，以在出現(xiàn)緊急狀況時(shí)及時(shí)播放音視頻內(nèi)容，提醒汽車駕駛員采取緊急措施。
[0019]另外，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:手動(dòng)供電切換模塊，在駕駛員手動(dòng)操作下切換太陽(yáng)能供電模塊和汽車自身蓄電池的供電。這樣，汽車駕駛員能夠根據(jù)觀測(cè)的太陽(yáng)能供電模塊的電量情況和汽車自身蓄電池的電量情況，方便地在二者之間進(jìn)行供電電源的選擇。
[0020]其中，所述汽車蓄電池電能分配系統(tǒng)的汽車蓄電池是鉛酸電池，其放電的化學(xué)反應(yīng)是依靠正極板活性物質(zhì)和負(fù)極板活性物質(zhì)在電解液(稀硫酸溶液)的作用下進(jìn)行，其中極板的柵架是用鉛銻合金制造。在汽車中鉛酸電池的作用有(I)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，給起動(dòng)機(jī)提供強(qiáng)大的起動(dòng)電流(一般高達(dá)200?600A) ；(2)當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時(shí)，可以協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電；(3)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，向用電設(shè)備供電；(4)當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓高于鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，將一部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來，也就是進(jìn)行充電；(5)蓄電池還是一個(gè)大容量電容器，可以保護(hù)汽車的用電器。除了鉛酸電池，所述汽車蓄電池還可以采用鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等規(guī)格。
[0021]另外，所述汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)進(jìn)一步包括:無線數(shù)據(jù)通信模塊還通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速發(fā)送給當(dāng)?shù)亟还懿块T的網(wǎng)絡(luò)上。所述無線數(shù)據(jù)通信模塊可以是3G通信模塊或4G通信模塊。
[0022]其中，第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3rd_generat1n,3G),是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。3G是指將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn):CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX。3G與2G的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升，他能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps (兆比特/每秒)、384kbps (千比特/每秒)以及144kbps的傳輸速度(此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)發(fā)生變化)。
[0023]其中，4G是第四代移動(dòng)通信及其技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像且圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能夠以10Mbps的速度下載，比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。
[0024]采用本發(fā)明的汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，通過圖像識(shí)別技術(shù)將拍攝的圖像中的人眼部分識(shí)別出來，并借助于眼睛閉合度與疲勞程度相關(guān)的特點(diǎn)對(duì)人眼部分進(jìn)行分析，以得出疲勞度預(yù)判結(jié)果，將疲勞度預(yù)判結(jié)果本地音視頻播放、無線發(fā)送到相關(guān)單位和個(gè)人，用于在危險(xiǎn)狀況發(fā)生時(shí)，降低車速并快速通知汽車駕駛員，提高行車的安全性。
[0025]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)判系統(tǒng)包括: 圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊和控制器模塊，圖像預(yù)處理模塊連接圖像采集模塊以對(duì)圖像采集模塊拍攝的面部圖像進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字圖像中的駕駛員眼睛閉合時(shí)間判斷駕駛員疲勞狀態(tài)，控制器模塊連接疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊以根據(jù)駕駛員疲勞狀態(tài)進(jìn)行車速控制和報(bào)警操作。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車駕駛員疲勞狀態(tài)預(yù)判系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 所述圖像采集模塊設(shè)置在汽車車內(nèi)且位于汽車駕駛員位置的上方，進(jìn)行拍攝以獲得駕駛員的面部圖像，并輸出模擬圖像信號(hào)，所述模擬圖像信號(hào)的格式是復(fù)合視頻廣播信號(hào)CVBS格式； 所述圖像預(yù)處理模塊設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像采集模塊以接收CVBS格式的模擬圖像信號(hào)，將CVBS格式的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得并輸出數(shù)字圖像信號(hào)，所述數(shù)字圖像信號(hào)的格式是8比特位的ITU 656 YUV 4:4:4格式； 色度空間轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像預(yù)處理模塊以接收8比特位的ITU 656 YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)，將ITU 656YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換，獲得RGB888格式的數(shù)字圖像信號(hào)； 人臉識(shí)別模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述圖像預(yù)處理模塊以接收YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)，并根據(jù)所述YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行人臉識(shí)別，所述人臉識(shí)別具體為，判斷所述YUV 4:4:4格式的數(shù)字圖像信號(hào)中的像素的像素值是否落在膚色范圍內(nèi)，如果是，則認(rèn)定為膚色像素，如果否，則認(rèn)定為非膚色像素，所有的膚色像素組合成人臉圖像； 人眼定位模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述人臉識(shí)別模塊以接收人臉圖像，并根據(jù)人眼部位的像素的像素值中的亮度值偏大的特點(diǎn)，認(rèn)定人臉圖像中的屬于人眼部分的像素，所有的人眼像素組合成人眼圖像； 所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述人眼定位模塊以接收所述人眼圖像，根據(jù)所述人眼圖像提取駕駛員眼睛閉合時(shí)間，并輸出所述駕駛員眼睛閉合時(shí)間占所述人眼圖像被采樣時(shí)間的比率； 所述控制器模塊設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊，根據(jù)用戶通過方向盤上的控制按鍵發(fā)出的控制指令進(jìn)入或退出疲勞狀態(tài)控制模式，當(dāng)進(jìn)入疲勞狀態(tài)控制模式時(shí)，接收所述疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊輸出的所述比率，當(dāng)所述比率大于等于第一預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)出極度疲勞報(bào)警信號(hào)，當(dāng)所述比率在第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值之間時(shí)，發(fā)出中度疲勞報(bào)警信號(hào)，當(dāng)所述比率小于等于第二預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)出狀態(tài)正常信號(hào)，所述第一預(yù)定閾值大于所述第二預(yù)定閾值； 車速控制模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接控制器模塊以接收極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)或狀態(tài)正常信號(hào)，當(dāng)接收到極度疲勞報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制汽車的行駛速度在每小時(shí)20公里，當(dāng)接收到中度疲勞報(bào)警信號(hào)時(shí)，控制汽車的行駛速度在每小時(shí)40公里，當(dāng)接收到狀態(tài)正常信號(hào)時(shí)，不對(duì)汽車行駛速度進(jìn)行控制； 無線數(shù)據(jù)通信模塊，設(shè)置在汽車的車身上，連接控制器模塊和車速控制模塊，以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速發(fā)送給汽車所屬單位的網(wǎng)絡(luò)上或發(fā)送給汽車駕駛員親屬的手機(jī)上； 語音播放模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接控制器模塊和車速控制模塊，以通過麥克風(fēng)播放極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速分別對(duì)應(yīng)的語音內(nèi)容； 顯示模塊，設(shè)置在汽車的儀表盤中，連接色度空間轉(zhuǎn)換模塊、控制器模塊和車速控制模塊，顯示色度空間轉(zhuǎn)換模塊輸出的RGB888格式的數(shù)字圖像信號(hào)，并顯示與極度疲勞報(bào)警信號(hào)、中度疲勞報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)正常信號(hào)和當(dāng)前車速分別對(duì)應(yīng)的文字內(nèi)容； 太陽(yáng)能供電模塊，包括固定在汽車車體以采集太陽(yáng)能的光伏板，檢測(cè)汽車自身蓄電池的電量，在汽車自身蓄電池的電量小于預(yù)定電量閾值時(shí)對(duì)圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、色度空間轉(zhuǎn)換模塊、人臉識(shí)別模塊、人眼定位模塊、疲勞狀態(tài)預(yù)判模塊、控制器模塊、車速控制模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、語音播放模塊和顯示模塊供電； 還包括: 手動(dòng)供電切換模塊，在駕駛員手動(dòng)操作下切換太陽(yáng)能供電模塊和汽車自身蓄電池的供電。
【文檔編號(hào)】B60Q9/00GK104385984SQ201410601407
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月8日
【發(fā)明者】朱桂芝, 劉潔, 徐曉偉, 張波, 高德, 于志強(qiáng) 申請(qǐng)人:王芳