自适应调节采样频率的驾驶监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统，包括图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器、供电子系统；第二处理器用以以设定的工作频率同步发送一采集信号至图像采集单元、近红外LED单元，驱使近红外LED单元发射一红外光至所述指定区域的同时，驱使图像采集单元采集所述指定区域的图像信息；第一处理器结合疲劳值h和环境温度t，根据一预设的控制策略以计算适于当前时刻的图像采集频率S。本发明专利技术能够根据驾驶员的疲劳程度和车内环境温度来自适应调节驾驶监控系统对驾驶员疲劳检测的频率，显著降低了LED模块的功耗，在高温下保护LED不损坏；同时可以减小LED散热器尺寸。

Driving monitoring system with adaptive adjustment of sampling frequency

The invention provides a driving monitoring and control system which adaptively adjusts sampling frequency, including an image acquisition subsystem, an ambient temperature detection subsystem, a first processor and a power supply subsystem; a second processor is used to synchronously transmit a acquisition signal to an image acquisition unit and a near infrared LED unit at a set operating frequency to drive near red. The external LED unit emits an infrared light to the designated area while driving the image acquisition unit to acquire image information of the designated area; the first processor calculates the image acquisition frequency S suitable for the current time according to a preset control strategy in combination with the fatigue value H and the ambient temperature T. The invention can adaptively adjust the frequency of driver fatigue detection by the driving monitoring system according to the driver's fatigue degree and the vehicle's internal environment temperature, significantly reducing the power consumption of the LED module, protecting the LED from damage at high temperature, and reducing the size of the LED radiator.

【技术实现步骤摘要】
自适应调节采样频率的驾驶监控系统
本专利技术涉及驾驶监控领域，属于一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统。
技术介绍
随着图像识别技术的发展，以及驾驶安全的理念越发普及，越来越多的汽车上装配“驾驶员检测系统”。通过对驾驶员的面部进行图像识别，来判定驾驶员的驾驶状态，并进行相应的车辆控制，以达到辅助安全驾驶的目的。在现有技术中，我们通过近红外LED(后称LED)灯对准驾驶员面部发射不可见红外波，并通过红外摄像头进行驾驶员面部的图像采样，再结合图像识别技术对驾驶员的状态，疲劳程度等进行检测，以及相应的车辆安全控制，达到辅助汽车安全驾驶的目的。这带来一个问题，因为在摄像头在每一帧图像采集时需要打开LED发光，而LED的发热功率非常高(热转换效率很低)，所以LED的发热非常严重。如果采用较低的图像采集频率，无法达到监控目的；如果采用较高的图像采集频率，例如通过摄像头60fps(一秒钟采集60帧)或者30fps的频率对人脸进行图像采集，又会产生较大的发热量。在汽车高温环境下工作(最高环境温度通常会高达85℃)，需要硕大的散热器来对LED来进行散热。而在有限的车内空间里，布置硕大的的散热器成为一大难题，大大局限了摄像头的可布置性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统，能够根据驾驶员的疲劳程度和车内环境温度来自适应调节驾驶监控系统对驾驶员疲劳检测的频率，显著降低了LED模块的功耗，在高温下保护LED不损坏；同时可以减小LED散热器尺寸。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统，所述驾驶员监控系统包括图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器、供电子系统；所述图像采集子系统包括图像采集单元、近红外LED单元、第二处理器；所述近红外LED单元安装在临近驾驶位处，与第二处理器电连接，用以根据第二处理器的控制指令以发射一近红外光至一指定区域；所述图像采集单元安装在临近驾驶位处，与第二处理器电连接，用以根据第二处理器的控制指令以采集所述指定区域的图像信息；所述第二处理器与第一处理器电连接，第二处理器包括一设定部和一控制部，设定部用以设定一工作频率，控制部用以以前述工作频率同步发送一采集信号至图像采集单元、近红外LED单元，驱使近红外LED单元发射一红外光至所述指定区域的同时，驱使图像采集单元采集所述指定区域的图像信息；所述环境温度检测子系统与第一处理器电连接，用以实时检测和/或以所述设定频率同步检测驾驶位处的环境温度t，并且将检测结果经发送至第一处理器；所述第二处理器中设置有一疲劳检测算法单元，第二处理器接收所述图像信息，调用疲劳检测算法单元以分析当前时刻驾驶员的疲劳值h，并且将分析结果发送至第一处理器；所述第一处理器结合疲劳值h和所述环境温度t，根据一预设的控制策略以计算适于当前时刻的图像采集频率S，最后将计算出的适于当前时刻的图像采集频率S发送至第二处理器；所述第二处理器的设定部根据第一处理器发送的适于当前时刻的图像采集频率S以调整所述工作频率；所述供电子系统分别与图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器，用以提供图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器正常工作所需的电能。进一步的实施例中，所述预设的控制策略是指，将所述环境温度t根据一预设的规则由高至底分为环境温度高、环境温度中、环境温度低三个温度等级，并且为三个温度等级各自分配一相应的采样系数k{k1，k2，k3}，其中，k1对应环境温度高的温度等级，k2对应环境温度中的温度等级，k3对应环境温度低的温度等级；根据公式S＝S0+kh以计算图像采集频率S，其中，S0为最低采集频率，S0大于零；所述k1小于k2，所述k2小于k3。进一步的实施例中，所述预设的控制策略是指，根据下述公式以计算图像采集频率S，其中，S0为最低采集频率，t0为一温度等级判定系数，S0、t0均大于零。进一步的实施例中，所述疲劳检测算法单元包括一特征提取子单元；所述疲劳检测算法单元响应于接收到图像采集单元发送的图像信息，调用特征提取子单元提取出图像信息中的特征信息，处理分析提取的特征信息，以计算当前时刻驾驶员的疲劳值h。进一步的实施例中，所述特征信息包括驾驶员的面部特征信息、身体特征信息、行为特征信息中的一种或多种。进一步的实施例中，所述图像采集单元包括依次电连接的摄像镜头、图像传感器、图像处理电路；所述摄像镜头用以采集所述指定区域的光学图像，并且将采集到的光学图像发送至图像传感器；所述图像传感器接收光学图像，将之转换成一模拟信号，并且将转换生成的模拟信号发送至图像处理电路；所述图像处理电路与第二处理器电连接，图像处理电路被设置成用以接收所述模拟信号，将之放大、转换成一数字信号，并且将转换生成的数字信号发送至第二处理器。进一步的实施例中，所述近红外LED单元包括相互电连接的近红外LED灯与LED灯驱动电路；所述LED灯驱动电路与第二处理器电连接。进一步的实施例中，所述供电子系统分别与图像采集单元、近红外LED单元电连接，以分别提供图像采集单元、近红外LED单元工作时所需的电能。进一步的实施例中，所述供电子系统与图像采集单元电连接；所述近红外LED单元与图像采集单元电连接以获取工作时所需的电能。进一步的实施例中，所述驾驶员监控系统还包括一信息交互子系统；所述信息交互子系统电连接第一处理器与车辆控制系统，用以建立第一处理器与车辆控制系统之间的数据通讯链路。本专利技术的有益效果在于：(1)根据驾驶员的疲劳程度和车内环境温度来自适应调节驾驶监控系统对驾驶员疲劳检测的频率，显著降低了LED模块的功耗，在高温下保护LED不损坏。(2)可以减小LED散热器尺寸。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术的自适应调节采样频率的驾驶监控系统的结构图。图2为本专利技术的控制策略的实施例一的原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。结合图1，本专利技术提及一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统，所述驾驶员监控系统包括图像采集子系统100、环境温度检测子系统200、第一处理器300、供电子系统400。所述图像采集子系统100包括图像采集单元10、近红外LED单元20、第二处理器30。所述近红外LED单元20与第二处理器30电连接，用以根据第二处理器30的控制指令以发射一近红外光至一指定区域。所述图像采集单元10安装在临近驾驶位处，与第二处理器30电连接，用以根据第二处理器30的控制指令以采集所述指定区域的图像信息。首先通过一些例子来说明图像采集子系统100的结构和工作原理。所述图像采集单元10包括依次电连接的摄像镜头11、图像传感器12、图像处理电路13。所述摄像镜头11为一组光学镜头，用以采集一指定区域的光学图像，并且将采集到的光学图像发送至图像传感器12。这里的指定区域可以指正面角度的驾驶位、多个角度的驾驶位、驾驶员的面部位置等等。应当理解，采集的图像信息越多，能够提取的驾驶员的特征信息就越多，对驾驶员当前时刻的疲劳值的判断越准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统，其特征在于，所述驾驶员监控系统包括图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器、供电子系统；所述图像采集子系统包括图像采集单元、近红外LED单元、第二处理器；所述近红外LED单元安装在临近驾驶位处，与第二处理器电连接，用以根据第二处理器的控制指令以发射一近红外光至一指定区域；所述图像采集单元安装在临近驾驶位处，与第二处理器电连接，用以根据第二处理器的控制指令以采集所述指定区域的图像信息；所述第二处理器与第一处理器电连接，第二处理器包括一设定部和一控制部，设定部用以设定一工作频率，控制部用以以前述工作频率同步发送一采集信号至图像采集单元、近红外LED单元，驱使近红外LED单元发射一红外光至所述指定区域的同时，驱使图像采集单元采集所述指定区域的图像信息；所述环境温度检测子系统与第一处理器电连接，用以实时检测和/或以所述设定频率同步检测驾驶位处的环境温度t，并且将检测结果经发送至第一处理器；所述第二处理器中设置有一疲劳检测算法单元，第二处理器接收所述图像信息，调用疲劳检测算法单元以分析当前时刻驾驶员的疲劳值h，并且将分析结果发送至第一处理器；所述第一处理器结合疲劳值h和所述环境温度t，根据一预设的控制策略以计算适于当前时刻的图像采集频率S，最后将计算出的适于当前时刻的图像采集频率S发送至第二处理器；所述第二处理器的设定部根据第一处理器发送的适于当前时刻的图像采集频率S以调整所述工作频率；所述供电子系统分别与图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器，用以提供图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器正常工作所需的电能。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应调节采样频率的驾驶监控系统，其特征在于，所述驾驶员监控系统包括图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器、供电子系统；所述图像采集子系统包括图像采集单元、近红外LED单元、第二处理器；所述近红外LED单元安装在临近驾驶位处，与第二处理器电连接，用以根据第二处理器的控制指令以发射一近红外光至一指定区域；所述图像采集单元安装在临近驾驶位处，与第二处理器电连接，用以根据第二处理器的控制指令以采集所述指定区域的图像信息；所述第二处理器与第一处理器电连接，第二处理器包括一设定部和一控制部，设定部用以设定一工作频率，控制部用以以前述工作频率同步发送一采集信号至图像采集单元、近红外LED单元，驱使近红外LED单元发射一红外光至所述指定区域的同时，驱使图像采集单元采集所述指定区域的图像信息；所述环境温度检测子系统与第一处理器电连接，用以实时检测和/或以所述设定频率同步检测驾驶位处的环境温度t，并且将检测结果经发送至第一处理器；所述第二处理器中设置有一疲劳检测算法单元，第二处理器接收所述图像信息，调用疲劳检测算法单元以分析当前时刻驾驶员的疲劳值h，并且将分析结果发送至第一处理器；所述第一处理器结合疲劳值h和所述环境温度t，根据一预设的控制策略以计算适于当前时刻的图像采集频率S，最后将计算出的适于当前时刻的图像采集频率S发送至第二处理器；所述第二处理器的设定部根据第一处理器发送的适于当前时刻的图像采集频率S以调整所述工作频率；所述供电子系统分别与图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器，用以提供图像采集子系统、环境温度检测子系统、第一处理器正常工作所需的电能。2.如权利要求1所述的自适应调节采样频率的驾驶监控系统，其特征在于，所述预设的控制策略是指，将所述环境温度t根据一预设的规则由高至底分为环境温度高、环境温度中、环境温度低三个温度等级，并且为三个温度等级各自分配一相应的采样系数k{k1，k2，k3}，其中，k1对应环境温度高的温度等级，k2对应环境温度中的温度等级，k3对应环境温度低的温度等级；根据公式S＝S0+kh以计算图像采集频率S，其中，S0为最低采集频率，S0大于零；所述k1小于k2，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋阳，罗红，
申请(专利权)人：知行汽车科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32