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原文传递一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法及系统

专利名称：	一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法及系统
摘要：	本发明提供一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法及系统，控制车内摄像头采集驾驶员人脸及面部信息，并进行驾驶员的人脸检测和心率检测；判断驾驶员状态是否异常；当判断驾驶员状态异常时，控制报警器对驾驶员进行声光报警提示；若报警器持续处于报警状态，启动车外摄像头进行图像采集，进行车道线检测和车辆周围障碍物检测；判断车辆是否处于车道偏离状态；当判断车辆处于车道偏离状态时，进行停车路径规划，并控制车辆按照规划的行驶路径信息行驶至安全停车。本发明通过融合多种检测手段对驾驶员状态进行准确监测，并进行报警提示，且在报警无效提示的情况下能够安全停车，保障车辆的行驶安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥思艾汽车科技有限公司
发明人：	朱茂飞;高磊;訾春元
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910272080.9
公开号：	CN110077414A
代理机构：	南京常青藤知识产权代理有限公司
代理人：	史慧敏
分类号：	B60W40/08(2012.01);B;B60;B60W;B60W40
申请人地址：	230000 安徽省合肥市蜀山经济开发区湖光路自主创新产业基地三期1号楼A区8楼
主权项：	1.一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，所述方法包括：控制车内摄像头采集驾驶员人脸及面部信息，并进行驾驶员的人脸检测和心率检测；根据驾驶员的人脸检测和心率检测结果，判断驾驶员状态是否异常；当判断驾驶员状态异常时，控制报警器对驾驶员进行声光报警提示；若报警器持续处于报警状态，则判断驾驶员当前的状态不能稳定操控车辆，启动车外摄像头进行图像采集，进行车道线检测和车辆周围障碍物检测；根据车道线检测和车辆周围障碍物检测结果，判断车辆是否处于车道偏离状态；当判断车辆处于车道偏离状态时，进行停车路径规划，并控制车辆按照规划的行驶路径信息行驶至安全停车。 2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，报警器工作的具体方法为：设置驾驶员疲劳标志位为flag1，设置驾驶员心率异常标志位为flag2，报警器报警标志位为flag3，其中，flag3＝flag1flag2； flag3＝1时，触发报警器对驾驶员进行声光报警提示；报警器上设置有报警禁能开关，当驾驶员听到报警音后关闭报警禁能开关而使flag3复位为0；若系统发出告警后长时间没有接收到报警器的反馈信息，使得报警器持续处于报警状态，则判断驾驶员当前的状态不能稳定操控车辆。 3.根据权利要求2所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，进行驾驶员的人脸检测的具体方法为：将驾驶员头部转动角度划分成左右0～30度、左右30～60度、左右60度以上三个检测范围，训练生成三个不同检测范围的人脸检测分类器；利用人脸检测分类器，对采集的驾驶员疲劳状态时的人脸表情的图像样本数据集，采用卷积神经网络将图像样本数据集作为输入，训练出人脸状态检测与表情识别模型；启动车内摄像头采集驾驶员人脸及面部信息，并进行二值化、滤波和降噪处理，得到清晰的人脸成像图像；将单张驾驶员人脸成像图像输入人脸状态检测与表情识别模型，设置输出权重判断出当前人脸的状态和表情；根据人脸的状态和表情识别结果，判断驾驶员是否处于疲劳状态。 4.根据权利要求3所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，进行驾驶员的人脸检测时，还包括驾驶员头部姿态检测，具体方法为：在人脸成像图像的基础上，计算脸部特征轮廓的坐标位置在人脸成像图像上下移动的幅度和频率，进一步确认驾驶员是否处于疲劳状态。 5.根据权利要求3或4所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，驾驶员的心率检测的具体方法为：利用人脸检测分类器对驾驶员的面部图像进行人脸定位和器官识别，利用ASM方法进行脸部器官的定位；根据定位到的器官边缘定位额头、左脸颊、右脸颊三个区域，并统计三个区域的R、G、B值，得到包含心率信息的三个通道，分别计算每个通道的像素均值；对三个通道像素均值的离散序列进行归一化处理，根据驾驶员正常驾驶状态下的心率设置滤波带宽进行滤波处理；对滤波后的通道离散序列进行频域变换得到频谱图，计算频带内幅度最大值对应的频率w，换算成实际心率值HR＝60w；根据计算的心率值与驾驶员正常驾驶状态下的心率对比，判断驾驶员心率是否异常。 6.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，车道线检测的具体方法为：采用在概率霍夫变换基础上，添加位置约束和角度约束条件，实现对直线的检测；位置约束是相机捕捉图片时，路面车道线通常位于图片的下半部分，以此为依据将所检测的车道线严格约束在图像下边缘；角度约束为车辆左右两侧的车道线在图片上的成像在坐标系中的斜率呈现规律性变化，根据斜率的变化规律最终确定车道线位置。 7.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，车辆周围障碍物检测的具体方法为：根据行驶场景分类，分别选取出障碍物图片和非障碍物图片作为训练集的正、负样本；根据障碍物分类，分别使用Haar特征规格化后的每一幅正、负样本进行表征，形成特征向量；对Haar特征形成的特征向量分别构建场景分类弱分类器；利用级联的Adaboost算法对场景弱分类器进行训练，得到对应场景分类级联车辆检测强分类器；对车外摄像头获得的行驶场景图像数据，将捕捉到的灰度图像输入级联车辆强分类器中进行判断，实现对车身前方障碍物的检测。 8.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障方法，其特征在于，停车路径规划的具体方法为：在当前车辆位置和路边安全停靠点之间使用最小曲率变化率的三次Hermite样条曲线生成法生成一簇平滑曲线，再结合根据车道线检测和车辆周围障碍物检测结果规划出一组可行路径，按照安全、平滑的标准从中选出最优的一条。 9.一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障系统，其特征在于，包括车内摄像头、车外摄像头、报警器、总线接口模块以及分别与车内摄像头、车外摄像头、报警器、总线接口模块相连的主控制器；其中：所述车内摄像头用于采集驾驶员人脸及面部信息；所述车外摄像头用于采集车辆行驶状态的路面图像信息；主控制器用于根据采集驾驶员人脸及面部信息，进行驾驶员的人脸检测和心率检测，在判断驾驶员状态异常时，控制报警器对驾驶员进行声光报警提示；在报警器持续处于报警状态时，启动车外摄像头进行图像采集，进行车道线检测和车辆周围障碍物检测，判断车辆是否处于车道偏离状态；在判断车辆处于车道偏离状态时，主控制器进行停车路径规划并将规划的行驶路径信息传输至总线接口模块；总线接口模块用于控制车辆按照规划的行驶路径信息行驶至安全停车。 10.根据权利要求9所述的一种基于驾驶员状态监测的车辆行驶安全保障系统，其特征在于，所述总线接口模块连接有档位模块、转向模块、油门模块、制动模块和车载传感器，车载传感器将车辆行驶信息反馈至总线接口模块，总线接口模块将规划的行驶路径信息发送至档位模块、转向模块、油门模块和制动模块，档位模块、转向模块、油门模块和制动模块共同控制车辆按照规划的行驶路径信息行驶至安全停车。
所属类别：	发明专利