一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置及檢測方法，包括駕駛員佩戴的定位眼鏡鏡框和設(shè)置在汽車儀表臺上人眼疲勞檢測儀；定位眼鏡鏡框四周設(shè)置有標(biāo)識裝置；人眼疲勞檢測儀包括殼體、攝像頭和圖像處理模塊、中央處理單元、存儲模塊、輸入模塊和報(bào)警模塊，攝像頭的信號輸出端通過圖像處理模塊連接中央處理單元的信號輸入端，中央處理單元連接存儲模塊和輸入模塊，中央處理單元的信號輸出端連接報(bào)警模塊的信號輸入端。本發(fā)明通過駕駛員佩戴的定位眼鏡鏡框確定人眼分析范圍，利用攝像頭拍攝駕駛?cè)藛T的人眼睜閉畫面，同時(shí)利用人眼疲勞檢測儀對駕駛?cè)藛T的人眼睜閉狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，檢測駕駛員是否出現(xiàn)疲勞駕駛狀況；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，準(zhǔn)確率高，能夠極大地降低安全隱患。
【專利說明】一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種疲勞檢測裝置及檢測方法，尤其涉及一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在駕駛員長途駕駛過程中，極易因疲勞駕駛造成交通事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有70%的交通事故都是由疲勞駕駛引起的?，F(xiàn)有的駕駛員疲勞檢測裝置主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì):
I〕對駕駛員的生理信號進(jìn)行檢測，主要通過醫(yī)療儀器和設(shè)備，對駕駛員的人體生理信號進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，從而判斷人體是否疲勞。但此類檢測設(shè)備需要采用比較復(fù)雜的接觸類裝
置，費(fèi)用較高。
[0003]2〕對車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測，主要通過傳感器監(jiān)測車輛行駛路線、汽車運(yùn)行速度、相對車道的偏離程度等，進(jìn)而分析車輛運(yùn)行是否正常，駕駛員操作動(dòng)作是否合理，并以此為據(jù)判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)。但是此類檢測設(shè)備受外在因素影響較大，如車型、路況和天氣等，且檢測精度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置及檢測方法，能夠通過對駕駛員眼睛的睜閉情況進(jìn)行分析，判斷駕駛員是否處于疲勞駕駛，并在駕駛員發(fā)生疲勞駕駛情況時(shí)進(jìn)行報(bào)警，降低安全隱患。
[0005]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置，包括駕駛員佩戴的定位眼鏡鏡框和設(shè)置在汽車儀表臺上人眼疲勞檢測儀；所述的定位眼鏡鏡框四周設(shè)置有標(biāo)識裝置；所述的人眼疲勞檢測儀包括殼體、設(shè)置在殼體上的攝像頭和設(shè)置在殼體內(nèi)的圖像處理模塊、中央處理單元、存儲模塊、輸入模塊和報(bào)警模塊，攝像頭的信號輸出端通過圖像處理模塊連接中央處理單元的信號輸入端，中央處理單元連接存儲模塊和輸入模塊，中央處理單元的信號輸出端連接報(bào)警模塊的信號輸入端。
[0006]所述的標(biāo)識裝置采用LED標(biāo)識燈。
[0007]還包括設(shè)置在駕駛員座位頭枕前側(cè)的駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置，所述的駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置包括矩形的傳感器陣列，傳感器陣列由多組高精度距離傳感器組成，多組高精度距離傳感器的信號輸出端分別連接無線發(fā)送模塊的信號輸入端；所述的人眼疲勞檢測儀內(nèi)設(shè)置有無線接收模塊，無線發(fā)送模塊和無線接收模塊相互通信。
[0008]使用權(quán)利要求1所述駕駛員人眼疲勞檢測裝置進(jìn)行疲勞檢測的方法，包括以下步驟:
A:人眼疲勞檢測儀中的攝像頭實(shí)時(shí)拍攝駕駛員臉部畫面，并將拍攝到的畫面發(fā)送至中央處理單元；駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置傳感器陣列中的多組高精度距離傳感器實(shí)時(shí)采集駕駛員頭部后面與距離傳感器的距離，并在檢測到的距離大于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)向中央處理單元發(fā)送報(bào)警信號；
B:中央處理單元每隔5秒鐘提取一次攝像頭發(fā)送畫面的截圖，并對截圖進(jìn)行分析處理，中央處理單元利用截圖中標(biāo)識裝置的位置確定駕駛員人眼位置，并根據(jù)截圖分析人眼睜閉情況，如分析結(jié)果為人眼閉合則進(jìn)入步驟C ;中央處理單元實(shí)時(shí)監(jiān)測多組高精度傳感器所發(fā)送的報(bào)警信號，若發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2則進(jìn)入步驟C ；
C:中央處理單元對連續(xù)4次的截圖分析結(jié)果進(jìn)行分析，若4次截圖分析結(jié)果中有2次及2次以上為人眼閉合，則判定為圖像識別危險(xiǎn)情況，進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B;中央處理單元對發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析，若連續(xù)20秒中有10秒及10秒之上發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量都大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2時(shí)，則判定為傳感器識別危險(xiǎn)情況，進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B ;
D:中央處理單元判斷在圖像識別危險(xiǎn)情況與傳感器識別危險(xiǎn)情況中任意一種情況出現(xiàn)后20秒內(nèi)，另一種情況是否也曾出現(xiàn)，如果是則進(jìn)入步驟E ;如果否則返回步驟B ;
E:中央處理單元通過報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0009]本發(fā)明通過駕駛員佩戴的定位眼鏡鏡框確定人眼分析范圍，利用攝像頭拍攝駕駛?cè)藛T的人眼睜閉畫面，同時(shí)利用人眼疲勞檢測儀對駕駛?cè)藛T的人眼睜閉狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，檢測駕駛員是否出現(xiàn)疲勞駕駛狀況；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，準(zhǔn)確率高，能夠極大地降低安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所述定位眼鏡鏡框的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述駕駛員人眼疲勞檢測裝置的原理框圖；
圖3為本發(fā)明所述駕駛員人眼疲勞檢測方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1至圖3所示，本發(fā)明所述的駕駛員人眼疲勞檢測裝置包括駕駛員佩戴的定位眼鏡鏡框I和設(shè)置在汽車儀表臺上人眼疲勞檢測儀；定位眼鏡鏡框I用于確定人眼分析范圍，人眼疲勞檢測儀用于拍攝駕駛?cè)藛T的人眼睜閉畫面并進(jìn)行分析處理。
[0012]定位眼鏡鏡框I四周設(shè)置有標(biāo)識裝置2，標(biāo)識裝置2可以采用LED標(biāo)識燈，LED標(biāo)識燈在所拍攝的圖像中能夠形成高亮度的白點(diǎn)，這樣在后續(xù)的截圖分析過程中，中央處理單元能夠利用標(biāo)識點(diǎn)的高亮度快速確定人眼分析范圍，縮短分析時(shí)間，從而提高駕駛員人眼疲勞檢測的效率和準(zhǔn)確性。定位眼鏡鏡框I可根據(jù)駕駛?cè)藛T的視力水平安裝平光鏡片、近視鏡片或遠(yuǎn)視鏡片。
[0013]人眼疲勞檢測儀包括殼體和設(shè)置在殼體上的攝像頭及設(shè)置在殼體內(nèi)的圖像處理模塊、中央處理單元、存儲模塊、輸入模塊和報(bào)警模塊，攝像頭用于拍攝駕駛?cè)藛T的人眼睜閉畫面，攝像頭的信號輸出端通過圖像處理模塊連接中央處理單元的信號輸入端，中央處理單元連接存儲模塊和輸入模塊，存儲模塊用于存儲攝像頭所拍攝的畫面，輸入模塊用于對中央處理單元進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)定，中央處理單元的信號輸出端連接報(bào)警模塊的信號輸入端，報(bào)警裝置可采用蜂鳴器或揚(yáng)聲器。
[0014]為了進(jìn)一步提高駕駛員人眼疲勞檢測的準(zhǔn)確性，本發(fā)明還在駕駛員座位頭枕前側(cè)設(shè)置有駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置，駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置包括矩形的傳感器陣列，傳感器陣列由多組高精度距離傳感器組成，多組高精度距離傳感器的信號輸出端分別連接無線發(fā)送模塊的信號輸入端；所述的人眼疲勞檢測儀內(nèi)設(shè)置有無線接收模塊，無線發(fā)送模塊和無線接收模塊相互通信。矩形的傳感器陣列用于檢測駕駛員后腦勺部位的位置，由于在正常駕駛過程中駕駛員頭部可能發(fā)生移動(dòng)，但在正常的移動(dòng)過程中，矩形傳感器陣列中半數(shù)以上傳感器總是能夠檢測到駕駛員的頭部；但是在駕駛員處理疲勞駕駛狀態(tài)下，由于駕駛員的頭部會向前部倒下并向兩側(cè)傾斜，此時(shí)矩形傳感器陣列中將會有1/2以上的傳感器檢測不到駕駛員的頭部并進(jìn)行報(bào)警，例如位于矩形傳感器陣列上部和中部的傳感器將檢測不到駕駛員的頭部，當(dāng)駕駛員頭部左傾時(shí)位于矩形傳感器陣列左部的傳感器檢測不到駕駛員的頭部，當(dāng)駕駛員頭部右傾時(shí)位于矩形傳感器陣列右部的傳感器檢測不到駕駛員的頭部。
[0015]本發(fā)明在使用過程中，人眼疲勞檢測儀中的攝像頭實(shí)時(shí)拍攝駕駛員臉部畫面，并將拍攝到的畫面發(fā)送至中央處理單元；駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置傳感器陣列中的多組高精度距離傳感器實(shí)時(shí)采集駕駛員頭部后面與距離傳感器的距離，并在檢測到的距離大于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)向中央處理單元發(fā)送報(bào)警信號；此時(shí)攝像頭和高精度距離傳感器同時(shí)工作。
[0016]中央處理單元每隔5秒鐘提取一次攝像頭發(fā)送畫面的截圖，并對截圖進(jìn)行分析處理，中央處理單元利用截圖中標(biāo)識裝置2產(chǎn)生的高亮度白點(diǎn)的位置迅速確定駕駛員人眼位置，并根據(jù)截圖分析人眼睜閉情況。對駕駛?cè)巳搜郾犻]情況的分析判斷屬于圖形處理領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)，在若干專利中均有介紹，由于屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。如果人眼睜閉情況的分析結(jié)果為人眼閉合，則中央處理單元將對此情況進(jìn)行進(jìn)一步判斷。中央處理單元在進(jìn)行截圖分析的同時(shí)還在實(shí)時(shí)監(jiān)測多組高精度傳感器所發(fā)送的報(bào)警信號，若發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2則時(shí)，中央處理單元將對此情況進(jìn)行進(jìn)一步判斷。
[0017]上文中，當(dāng)截圖分析人眼睜閉情況的結(jié)果為人眼閉合后，中央處理單元將對連續(xù)4次的截圖分析結(jié)果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，若4次截圖分析結(jié)果中有2次及2次以上為人眼閉合情況，則判定為圖像識別危險(xiǎn)情況，中央處理單元將進(jìn)入到下一個(gè)判斷步驟，如果沒有2次及2次以上為人眼閉合情況，中央處理單元將繼續(xù)每隔5秒進(jìn)行截圖并對新的截圖進(jìn)行分析處理；當(dāng)中央處理單元接收到發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2后，中央處理單元對此情況的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析，若連續(xù)20秒中有10秒及10秒之上發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量都大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2時(shí)，則判定為傳感器識別危險(xiǎn)情況，中央處理單元將進(jìn)入到下一個(gè)判斷步驟，如果沒有中央處理單元將繼續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測多組高精度傳感器所發(fā)送的報(bào)警信號。
[0018]在圖像識別危險(xiǎn)情況或傳感器識別危險(xiǎn)情況出現(xiàn)后，中央處理單元判斷在任意一種情況出現(xiàn)后20秒內(nèi)，另一種情況是否也曾出現(xiàn)，如果是則中央處理單元通過報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警；如果否中央處理單元將繼續(xù)每隔5秒進(jìn)行截圖并對新的截圖進(jìn)行分析處理，以及繼續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測多組高精度傳感器所發(fā)送的報(bào)警信號。
[0019]本發(fā)明中，在出現(xiàn)截圖分析人眼睜閉情況的結(jié)果為人眼閉合后，中央處理模塊對連續(xù)4次的截圖分析結(jié)果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，若4次截圖分析結(jié)果中有2次及2次以上為人眼閉合情況，才判定為圖像識別危險(xiǎn)情況，這樣能夠避免由于駕駛?cè)藛T眨眼或其他原因?qū)е鲁霈F(xiàn)的誤報(bào)警情況，且通過連續(xù)20秒內(nèi)4次截圖分析結(jié)果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，能夠極大地提高疲勞報(bào)警的準(zhǔn)確率。本發(fā)明中，在發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2后，中央處理單元對此情況的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析，若連續(xù)20秒中有10秒及10秒之上發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量都大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2時(shí)，才判定為傳感器識別危險(xiǎn)情況，這樣能夠避免由于駕駛?cè)藛T頭部正常的位置移動(dòng)引發(fā)的誤報(bào)警。最后，本發(fā)明通過圖像判斷和傳感器判斷兩種情況進(jìn)行綜合判斷，判斷首次出現(xiàn)圖像識別危險(xiǎn)情況或傳感器識別危險(xiǎn)情況后20秒內(nèi)，另一種情況是否同時(shí)存在，如果是則確定發(fā)生駕駛員疲勞駕駛情況，立刻報(bào)警；如果無則返回繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測。本發(fā)明通過這種科學(xué)的判斷方式能夠極大地提高報(bào)警的準(zhǔn)確性，避免誤報(bào)警。
[0020]本發(fā)明所述駕駛員人眼疲勞檢測裝置進(jìn)行疲勞檢測的方法，包括以下步驟:
A:人眼疲勞檢測儀中的攝像頭實(shí)時(shí)拍攝駕駛員臉部畫面，并將拍攝到的畫面發(fā)送至中央處理單元；駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置傳感器陣列中的多組高精度距離傳感器實(shí)時(shí)采集駕駛員頭部后面與距離傳感器的距離，并在檢測到的距離大于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)向中央處理單元發(fā)送報(bào)警信號；
B:中央處理單元每隔5秒鐘提取一次攝像頭發(fā)送畫面的截圖，并對截圖進(jìn)行分析處理，中央處理單元利用截圖中標(biāo)識裝置2的位置確定駕駛員人眼位置，并根據(jù)截圖分析人眼睜閉情況，如分析結(jié)果為人眼閉合則進(jìn)入步驟C ;中央處理單元實(shí)時(shí)監(jiān)測多組高精度傳感器所發(fā)送的報(bào)警信號，若發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2則進(jìn)入步驟C ；
C:中央處理單元對連續(xù)4次的截圖分析結(jié)果進(jìn)行分析，若4次截圖分析結(jié)果中有2次及2次以上為人眼閉合，則判定為圖像識別危險(xiǎn)情況，進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B;中央處理單元對發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析，若連續(xù)20秒中有10秒及10秒之上發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量都大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2時(shí)，則判定為傳感器識別危險(xiǎn)情況，進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B ;
D:中央處理單元判斷在圖像識別危險(xiǎn)情況與傳感器識別危險(xiǎn)情況中任意一種情況出現(xiàn)后20秒內(nèi)，另一種情況是否也曾出現(xiàn)，如果是則進(jìn)入步驟E ;如果否則返回步驟B ;
E:中央處理單元通過報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0021]由于人眼疲勞檢測方法的內(nèi)容在人眼疲勞檢測裝置中進(jìn)行了詳細(xì)的描述說明，在此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種駕駛員人眼疲勞檢測裝置，其特征在于:包括駕駛員佩戴的定位眼鏡鏡框和設(shè)置在汽車儀表臺上人眼疲勞檢測儀；所述的定位眼鏡鏡框四周設(shè)置有標(biāo)識裝置；所述的人眼疲勞檢測儀包括殼體、設(shè)置在殼體上的攝像頭和設(shè)置在殼體內(nèi)的圖像處理模塊、中央處理單元、存儲模塊、輸入模塊和報(bào)警模塊，攝像頭的信號輸出端通過圖像處理模塊連接中央處理單元的信號輸入端，中央處理單元連接存儲模塊和輸入模塊，中央處理單元的信號輸出端連接報(bào)警模塊的信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛員人眼疲勞檢測裝置，其特征在于:所述的標(biāo)識裝置采用LED標(biāo)識燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛員人眼疲勞檢測裝置，其特征在于:還包括設(shè)置在駕駛員座位頭枕前側(cè)的駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置，所述的駕駛員頭部姿態(tài)檢測裝置包括矩形的傳感器陣列，傳感器陣列由多組高精度距離傳感器組成，多組高精度距離傳感器的信號輸出端分別連接無線發(fā)送模塊的信號輸入端；所述的人眼疲勞檢測儀內(nèi)設(shè)置有無線接收模塊，無線發(fā)送模塊和無線接收模塊相互通信。
4.使用權(quán)利要求1所述駕駛員人眼疲勞檢測裝置進(jìn)行疲勞檢測的方法，其特征在于:包括以下步驟: A:人眼疲勞檢測儀中的攝像頭實(shí)時(shí)拍攝駕駛員臉部畫面，并將拍攝到的畫面發(fā)送至中央處理單元；駕駛 員頭部姿態(tài)檢測裝置傳感器陣列中的多組高精度距離傳感器實(shí)時(shí)采集駕駛員頭部后面與距離傳感器的距離，并在檢測到的距離大于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)向中央處理單元發(fā)送報(bào)警信號； B:中央處理單元每隔5秒鐘提取一次攝像頭發(fā)送畫面的截圖，并對截圖進(jìn)行分析處理，中央處理單元利用截圖中標(biāo)識裝置的位置確定駕駛員人眼位置，并根據(jù)截圖分析人眼睜閉情況，如分析結(jié)果為人眼閉合則進(jìn)入步驟C ;中央處理單元實(shí)時(shí)監(jiān)測多組高精度傳感器所發(fā)送的報(bào)警信號，若發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2則進(jìn)入步驟C ； C:中央處理單元對連續(xù)4次的截圖分析結(jié)果進(jìn)行分析，若4次截圖分析結(jié)果中有2次及2次以上為人眼閉合，則判定為圖像識別危險(xiǎn)情況，進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B;中央處理單元對發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析，若連續(xù)20秒中有10秒及10秒之上發(fā)送報(bào)警信號的高精度傳感器數(shù)量都大于高精度傳感器總數(shù)量的1/2時(shí)，則判定為傳感器識別危險(xiǎn)情況，進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B ; D:中央處理單元判斷在圖像識別危險(xiǎn)情況與傳感器識別危險(xiǎn)情況中任意一種情況出現(xiàn)后20秒內(nèi)，另一種情況是否也曾出現(xiàn)，如果是則進(jìn)入步驟E ;如果否則返回步驟B ; E:中央處理單元通過報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
【文檔編號】G08B21/06GK103956027SQ201410135094
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】年雙紅, 秦立柱 申請人:駐馬店市金格爾電氣設(shè)備有限公司