基于图像信息综合评判的驾驶员疲劳监测网络系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于图像信息综合评判的驾驶员疲劳监测网络系统，包括摄像头、云台、前端嵌入式系统和前端应用模块；其中，摄像头和云台分别与前端嵌入式系统进行连接，前端嵌入式系统连接前端应用模块，前端应用模块用于执行对眼睛开合状态、打哈欠状态、头部运动状态的检测，并做出综合判断；摄像头安装在云台上面，云台安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上。本驾驶员疲劳监测网络系统可以对驾驶员的疲劳程度进行实时监控，根据驾驶员眨眼、打哈欠、头部运动等异常表情和行为做出正确判断。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种驾驶员疲劳监测系统，尤其涉及一种基于图像信息对驾驶员的疲劳程度进行综合评判，并实现分级预警的驾驶员疲劳监测网络系统，属于汽车安全

技术介绍
驾驶时疲劳、睡眠不足是引发严重交通事故的重要诱因。有关统计表明，由于疲劳/瞌睡造成的交通事故在交通事故的总数中占10%左右，在严重交通事故中占45%，在重型卡车和高速路上的交通事故中，则占到40%左右。特别是在校车、班车、长途客车、长途货 车等的驾驶过程中，因驾驶员疲劳造成的交通事故屡屡发生，给广大人民的生命财产安全造成了极为严重的损失。因此，许多国家对驾驶员在驾驶时的“瞌睡”检测的研究非常重视，并取得了很多研究成果。例如奥地利科学家研究发现，人疲劳时瞳孔直径因光线的变化而变化程度会变得剧烈。根据这一特点，他们开发了一种红外线振动记录仪，通过检测司机瞳孔直径变化频率，判断司机长时间驾驶后的疲劳程度及其驾车的危险性。日本先锋公司推出了一种防打瞌睡系统，它通过安装在方向盘上的心跳感应器监视司机的状态。当司机握住方向盘时，感应器每隔10秒钟检测一次司机的心跳速度。它还安装有汽车内置感应装置，可以检测汽车速度的变化和方向操作频繁的变化，通过上述监测数据的综合分析，来判断司机是否瞌睡，并通过音乐来提醒司机。德国奔驰公司开发了一款防疲劳驾驶系统。此系统通过一个对准驾驶员的红外摄像机持续地纪录其眨眼频率及每次闭眼时间，根据其中的规律来判断司机疲劳程度，一旦发现闭眼超时，就能做出判断，响起警报提醒驾驶者。日本丰田汽车也推出一种防瞌睡提醒系统。这套系统是通过安装在方向盘上的一个摄像头来实时监视驾驶者的精神状态，车辆计算机通过摄像头获得的驾驶者面部情况来判断驾驶者是否有打瞌睡的现象。计算机侦测到驾驶者的上下眼睑距离低于最低限度，且驾驶者的面部没有正对方向盘时，计算机就会进入一种防瞌睡预警状态，它会通过声音方式尝试对驾驶者进行早期预警提醒。通过摄像头，计算机认为驾驶者还是处于瞌睡状态，它会继续将警戒程度提高，同时介入刹车系统，控制刹车让车速降低。但是，现有技术普遍存在一些缺点需要解决。例如中国技术专利ZL200820023177. 3提出了一种基于高速单片机计算眼睛闭合百分比PERCL0S值的无接触式疲劳判断方案，但仅仅考虑单个疲劳特征具有较大的片面性，容易导致漏判或误判。中国专利技术专利ZL200610031817. O和专利技术专利申请200910038613. 3分别提出利用多种疲劳特征进行判断，但需要新安装的多种仪表和设备，反而会影响系统的可靠性，尤其是为了进行驾驶员视线跟踪，要求在前挡风玻璃上安装矩形红外LED光源模块，极可能因为影响驾驶员视觉而导致新的安全隐患。另外，目前还没有支持外在人力(如监管部门或亲人)对驾驶员疲劳程度进行全过程实时监控的技术解决方案。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种基于图像信息综合评判的驾驶员疲劳监测网络系统。该系统基于图像信息对驾驶员的疲劳程度进行综合评判，并能够实现分级预警。为实现上述的专利技术目的，本技术采用以下技术方案—种基于图像信息综合评判的驾驶员疲劳监测网络系统，其特征在于所述驾驶员疲劳监测网络系统包括摄像头、云台、前端嵌入式系统和前端应用模块;其中，所述摄像头和所述云台分别与所述前端嵌入式系统进行连接，所述前端嵌入式系统连接所述前端应用模块，所述摄像头安装在所述云台上面，所述云台安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上； 所述前端应用模块包括人脸检测模块、人脸特征点定位模块、眼睛开合检测模块、打哈欠检测模块、头部运动跟踪模块和综合评判模块，所述人脸检测模块与所述人脸特征点定位模块分别连接所述眼睛开合检测模块、所述打哈欠检测模块和所述头部运动跟踪模块，所述眼睛开合检测模块、所述打哈欠检测模块和所述头部运动跟踪模块分别与所述综合评判模块相连接。其中，所述前端嵌入式系统包括前端嵌入式中心单元、视频接口及模数变换电路和云台控制电路，所述前端嵌入式中心单元分别连接所述视频接口及模数变换电路和所述云台控制电路；所述视频接口及模数变换电路连接所述摄像头，所述云台控制电路连接所述云台。所述前端嵌入式系统中具有汽车操纵接口，所述汽车操纵接口一方面连接所述前端嵌入式中心单元，另一方面连接汽车本身的操纵装置。所述驾驶员疲劳监测网络系统中还包括声光发生器，所述声光发生器与所述前端嵌入式系统中的声光发生器接口连接，所述声光发生器接口连接所述前端嵌入式中心单J Li ο所述前端嵌入式系统中具有无线通讯模块及天线，所述无线通讯模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。所述前端嵌入式系统中具有导航定位模块及天线，所述导航定位模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。本技术所提供的驾驶员疲劳监测网络系统可以对驾驶员的疲劳程度进行实时监控，根据驾驶员眨眼、打哈欠、头部运动等异常表情和行为做出正确判断。四级分级预警机制能够对驾驶员的疲劳程度进行分级预警，使得疲劳检测更为准确。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图I为本技术所提供的驾驶员疲劳监测网络系统的组成原理示意图；图2为本驾驶员疲劳监测网络系统中，摄像头及云台的安装点示意图；图3为PERCL0S值的测量原理示意图；图4为眼睛开合检测模块的工作模式示意图；图5为打哈欠检测模块的工作模式示意图；图6为头部运动跟踪模块的工作模式示意图。具体实施方式如图I所示，本技术所提供的驾驶员疲劳监测网络系统包括如下的组成部分摄像头I、云台2、声光发生器3、前端嵌入式系统4和前端应用模块5。其中，前端嵌入式系统4以前端嵌入式中心单元42为中心，进一步包括电源输入模块41、视频接口及模数变换电路43、云台控制电路44、数模转换及视频处理电路45、声光发生器接口 46、汽车操纵接口 47、无线通讯模块及天线48、导航定位模块及天线49。该前端嵌入式中心单元42分别连接电源输入模块41、视频接口及模数变换电路43、云台控制电路44、数模转换及视频处理电路45、声光发生器接口 46、汽车操纵接口 47、无线通讯模块及天线48、导航定位模块及天线49。同时，前端嵌入式中心单元42也与前端应用模块5进行连接。该前端应用模块5用于执行对眼睛开合状态、打哈欠状态、头部运动状态的检测算法，并做出综合判断。前端嵌入式中心单元42包括处理器硬件及相应的驱动程序和操作系统软件。它安装在汽车内的适当位置，可采用ARM系列芯片、FPGA、DSP或单片机等来实现，并具有自带时钟。云台控制电路44用于提供云台运动和摄像头镜头伸缩驱动命令，以确保得到足够大且完整的驾驶员头部视频图像。汽车操纵接口 47连接汽车本身的操纵装置，用于对汽车自身的制动、喇叭等进行操纵。汽车蓄电池的输出直接与电源输入接口 41相连，为本驾驶员疲劳监测网络系统中的有关设备供电。无线通讯模块及天线48用于实现广域网无线通信，如采用GSM/GPRS/3G/4G通信模块及相应的SM/USM卡等。导航定位模块及天线49可以支持接收美国GPS、俄罗斯GNNS、欧洲伽利略、中国北斗2等卫星信息或惯性导航系统进行导航定位，能够实时获知汽车所处的经度、纬度，便于在需要求援时将具体位置通过服务器告知预设的客户端。如图2所示，摄像头I优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像信息综合评判的驾驶员疲劳监测网络系统，其特征在于：所述驾驶员疲劳监测网络系统包括摄像头、云台、前端嵌入式系统和前端应用模块；其中，所述摄像头和所述云台分别与所述前端嵌入式系统进行连接，所述前端嵌入式系统连接所述前端应用模块，所述摄像头安装在所述云台上面，所述云台安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上；所述前端应用模块包括人脸检测模块、人脸特征点定位模块、眼睛开合检测模块、打哈欠检测模块、头部运动跟踪模块和综合评判模块，所述人脸检测模块与所述人脸特征点定位模块分别连接所述眼睛开合检测模块、所述打哈欠检测模块和所述头部运动跟踪模块，所述眼睛开合检测模块、所述打哈欠检测模块和所述头部运动跟踪模块分别与所述综合评判模块相连接。

【技术特征摘要】
2010.12.31 CN 201020696275.01.一种基于图像信息综合评判的驾驶员疲劳监测网络系统，其特征在于 所述驾驶员疲劳监测网络系统包括摄像头、云台、前端嵌入式系统和前端应用模块；其中， 所述摄像头和所述云台分别与所述前端嵌入式系统进行连接，所述前端嵌入式系统连接所述前端应用模块，所述摄像头安装在所述云台上面，所述云台安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上； 所述前端应用模块包括人脸检测模块、人脸特征点定位模块、眼睛开合检测模块、打哈欠检测模块、头部运动跟踪模块和综合评判模块，所述人脸检测模块与所述人脸特征点定位模块分别连接所述眼睛开合检测模块、所述打哈欠检测模块和所述头部运动跟踪模块，所述眼睛开合检测模块、所述打哈欠检测模块和所述头部运动跟踪模块分别与所述综合评判模块相连接。2.如权利要求I所述的驾驶员疲劳监测网络系统，其特征在于 所述前端嵌入式系统包括前端嵌入式中心単元、视频接ロ及模数变换电路和云台控制电路，所述前端嵌入式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明航，马涛，李瑛，
申请(专利权)人：北京星河易达科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：