一种基于面部特征的疲劳驾驶识别系统

技术领域

本发明涉及防疲劳驾驶技术领域，尤其涉及一种基于面部特征的疲劳驾驶识别系统。

背景技术

驾驶疲劳是指驾驶员由于睡眠不足或长时间持续驾驶造成的反应能力下降，这种下降表现在驾驶员困倦、打磕睡、驾驶操作失误或完全丧失驾驶能力。对交通事故原因的调查研究发现85％的事故与驾驶员有关，车辆和环境因素只占15％。驾驶员在事故发生前一瞬间的行为和故障直接导致了事故的发生，这些行为包括知觉的延迟、对环境的决策错误、对危险情况的处理不当等。在所有的驾驶员错误中，最常见的是知觉延迟和决策错误，这些错误会产生注意力不集中、反映迟钝、操作不当等，产生这些错误的根本原因就是驾驶疲劳。

根据研究表明，人在处于疲劳驾驶的状态时，面部特征会与正常状态下的面部特征发生较大变化，可以利用这一点，对驾驶员的疲劳驾驶进行识别。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于面部特征的疲劳驾驶识别系统，包括：

视野采集装置，设置在驾驶员面朝位置，用于采集所述驾驶员面朝位置的视野图像数据；

面部采集装置，设置在正对所述驾驶员的面部位置，用于采集所述驾驶员的面部图像数据；

控制装置，设置在驾驶舱内，分别连接所述视野采集装置、所述面部采集装置，用于在车辆行驶时，控制所述视野采集装置对所述视野图像数据进行采集；

在所述视野图像数据于一预设时间范围内未发生变化时，所述控制装置生成一采集指令，以控制所述面部采集装置采集所述面部图像数据，并输入一预设模型；

在所述面部图像数据与预设的面部模版不符时，所述预设模型输出一疲劳驾驶的识别结果。

优选的，所述视野采集装置为第一摄像头，固定安装在驾驶座的头枕侧边处。

优选的，所述面部采集装置为可调节摄像头组件，安装在所述驾驶舱顶部，并正对所述驾驶座。

优选的，所述可调节摄像头组件包括：

驱动电机，竖直固定安装在所述驾驶舱顶部，所述驱动电机的输出轴竖直朝下，并连接一丝杆；

所述丝杆外部套设有一滑槽，所述滑槽通过一连接件连接一基座，通过所述滑槽限制所述基座在所述丝杆上竖直移动；

所述基座上固定安装有一第二摄像头，所述第二摄像头正对所述驾驶座。

优选的，还包括一报警装置，连接所述控制装置，用于在预设模型的识别结果为疲劳驾驶时，对所述驾驶员进行报警提醒。

优选的，所述报警装置包括：

声光报警器，和/或嗅觉报警器，和/或振动器。

优选的，还包括一颈部按摩装置，通过一连接部件安装在所述驾驶座上，所述颈部按摩装置的正面与所述驾驶员的颈部相抵。

优选的，所述颈部按摩装置包括：

颈托，所述颈托的横截面呈U型，所述颈托的内侧两端分别设有一电极组件；

电脉冲发生装置，嵌设于所述颈托内部，并连接各所述电极组件，用于驱动各所述电极组件。

优选的，所述连接部件为魔术贴。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本技术方案在车辆开始行驶时采集驾驶员面朝位置的视野图像数据，并在视野图像数据在预设时间范围内未发生变化时，采集驾驶员的面部图像数据，并输入预设模型，以判断避免驾驶员是否疲劳驾驶。本技术方案通过对视野图像数据和面部图像数据的双重判断，有效提升了对疲劳驾驶识别的准确性，利于推广。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，疲劳驾驶识别系统的结构示意图；

图2为本发明的较佳的实施例中，可调节摄像头组件的结构示意图；

图3为本发明的较佳的实施例中，颈部按摩装置的结构示意图；

图4为本发明的较佳的实施例中，疲劳驾驶识别系统的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种防疲劳驾驶报警系统，如图1和图4所示，包括：

视野采集装置1，设置在驾驶员面朝位置，用于采集驾驶员面朝位置的视野图像数据；

面部采集装置2，设置在正对驾驶员的面部位置，用于采集驾驶员的面部图像数据；

控制装置3，设置在驾驶舱内，分别连接视野采集装置1、面部采集装置2，用于在车辆行驶时，控制视野采集装置1对视野图像数据进行采集；

在视野图像数据于一预设时间范围内未发生变化时，控制装置3生成一采集指令，以控制面部采集装置2采集面部图像数据，并输入一预设模型4；

在面部图像数据与预设的面部模版不符时，预设模型4输出一疲劳驾驶的识别结果。

具体地，本实施例中，在车辆正常行驶的时候，通过视野采集装置1对驾驶员面朝位置的视野图像数据进行采集，并发送至控制装置3。当控制装置3接收到的视野图像数据在预设时间范围内未发生变化时，表明驾驶员的驾驶视野长时间未发生变化，此时容易发生驾驶疲劳。其中，该预设时间范围可以为车辆启动后的15分钟至30分钟，也可以为车辆启动后的45分钟至60分钟，可以根据驾驶员的实际需求进行调整。进一步地，还包括一计时单元，用于在车辆启动后开始计时，并将计时数据发送至控制装置3。控制装置3中预设有一控制程序，该控制程序中有预设时间范围，在计时数据落入预设时间范围内时，且视野图像数据在预设时间范围内未发生变化时控制程序生成采集指令并发送至面部图像采集装置，控制面部图像采集装置对驾驶员的面部图像数据进行采集。面部图像采集装置在完成面部图像数据采集后，将面部图像数据发送至控制装置3。控制装置3将面部图像数据输入预设模型4，预设模型4内预先设置有一面部模版。其中，该面部模板是通过预先采集多张当前驾驶员的面部图像数据，并经过处理得到的。通过将面部图像数据与面部模版进行比对，当面部图像数据与面部模版不符时，表明驾驶员当前处于疲劳驾驶状态，此时预设模型4输出疲劳驾驶的识别结果，并发送至控制模块。

进一步地，面部图像数据与面部面部进行比较时，主要是针对眼睛的开合程度进行比较，在当前面部图像数据中眼睛的开合程度低于面部模版的开合程度时，则认为驾驶员当前处于疲劳驾驶状态，即输出疲劳驾驶的识别结果。

本技术方案首先通过判断视野图像数据在预设时间范围是否发生变化初步判断驾驶员的疲劳状态，再通过面部图像数据与面部模版比较进一步判断驾驶员的疲劳状态，通过对视野图像数据和面部图像数据的双重判断，有效提升了对疲劳驾驶识别的准确性，利于推广。

本发明的较佳的实施例中，视野采集装置1为第一摄像头，固定安装在驾驶座的头枕侧边处。

具体地，本实施例中，通过将第一摄像头固定安装在驾驶座的头枕侧边处，并与控制装置3信号连接，保证了第一摄像头与驾驶员的视野范围基本一致，使得第一摄像头采集到的图像数据为驾驶员的驾驶视野图像，避免因摄像头的安装位置放置不当导致采集到的图像数据不准确，无法作为判断驾驶员疲劳驾驶的判断依据。

本发明的较佳的实施例中，面部采集装置2为可调节摄像头组件，安装在驾驶舱顶部，并正对驾驶座。

本发明的较佳的实施例中，如图2所示，可调节摄像头组件包括：

驱动电机21，竖直固定安装在驾驶舱顶部，驱动电机21的输出轴竖直朝下，并连接一丝杆22；

丝杆22外部套设有一滑槽23，滑槽23通过一连接件24连接一基座25，通过滑槽23限制基座25在丝杆22上竖直移动；

基座25上固定安装有一第二摄像头26，第二摄像头26正对驾驶座。

具体地，本实施例中，驱动电机21与第二摄像头26均与控制装置3信号连接。控制装置3控制驱动电机21运行，使得丝杆22转动，基座25在丝杠上竖直移动，带动第二摄像头26竖直移动，调整第二摄像头26与驾驶员面部的位置。当第二摄像头26与驾驶员面部水平时，控制模块控制驱动电机21停止运行，并将采集指令发送至第二摄像头26，控制第二摄像头26进行面部图像采集。

本发明的较佳的实施例中，还包括一报警装置5，连接控制装置3，用于在预设模型4的识别结果为疲劳驾驶时，对驾驶员进行报警提醒。

具体地，本实施例中，当控制模块接收到疲劳驾驶的识别结果时，生成一报警信号，并发送至报警装置5，以提醒驾驶员。

进一步地，报警装置5包括：

声光报警器，和/或嗅觉报警器，和/或振动器。

具体地，本实施例中，选用声光报警器对驾驶员进行声光提醒：当声光报警器接收到报警信号后，进行灯光闪烁，伴随响起报警音。进一步地，声光报警器可以为行车电脑上的显示屏。在显示屏接收到报警信号后，显示屏上会有一个报警灯闪烁的图案，同时伴随显示屏的扬声器进行报警音播放，以提醒驾驶员。

在一个优选的实施例中，选用嗅觉报警器对驾驶员进行嗅觉提醒：当嗅觉报警器接收到报警信号后，释放对人体无害的刺激性其气体，以提醒驾驶员。

在另一个优选的实施例中，选用振动器对驾驶员进行振动提醒。该振动器固定夹设在驾驶座的坐垫中，在振动器接收到报警信号后，在坐垫中开始振动，使得驾驶员的臀部感受到震感，实现对驾驶员的振动提醒。

本发明的较佳的实施例中，还包括一颈部按摩装置6，通过一连接部件7安装在驾驶座上，颈部按摩装置6的正面与驾驶员的颈部相抵。

具体地，本实施例中，颈部按摩装置6与控制装置3信号连接，控制装置3在接收到疲劳驾驶的识别结果时还生成颈部按摩指令，并发送至颈部按摩装置6，以控制颈部按摩装置6对驾驶员进行颈部按摩。

本发明的较佳的实施例中，连接部件7为魔术贴。

进一步地，连接部件7可以为卡扣或其他连接装置。

本发明的较佳的实施例中，如图3所示，颈部按摩装置6包括：

颈托61，颈托61的横截面呈U型，颈托61的内侧两端分别设有一电极组件62；

电脉冲发生装置63，嵌设于颈托61内部，并连接各电极组件62，用于驱动各电极组件62。

具体地，本实施例中，电脉冲发生装置63在接收到颈部按摩指令后，输出电脉冲至各电机组件，以控制各电机组件对驾驶员的颈部进行按摩。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。