專利名稱：一種實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車安全駕駛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
駕駛疲勞是指駕駛員由于睡眠不足或長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)駕駛造成的反應(yīng)能力下降，這種下降表現(xiàn)在駕駛員困倦、打瞌睡、駕駛操作失誤或完全喪失駕駛能力。正是這些行為直接導(dǎo)致了事故的發(fā)生。近年來(lái)，我國(guó)惡性道路交通事故呈上升趨勢(shì)，其中交通事故死亡人數(shù)已連續(xù)10多年居世界第一。駕駛員疲勞駕駛已和酒后駕駛一樣，成為交通事故的主要隱患，所不同的是，酒后駕駛很容易被檢測(cè)出來(lái)，而駕駛疲勞則具有相當(dāng)?shù)碾[蔽性。因此，研究出一套實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛疲勞監(jiān)控裝置是極有現(xiàn)實(shí)意義的。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制出各種原理不同的駕駛疲勞監(jiān)控裝置。主要有:方向盤(pán)監(jiān)控裝置和需要駕駛員佩戴的監(jiān)控裝置。現(xiàn)有的這些駕駛疲勞監(jiān)控裝置雖然均有一定的效果，但也存在明顯的缺點(diǎn)。比如準(zhǔn)確度差，給駕駛員帶來(lái)了不適，更重要的是不能實(shí)時(shí)、全天候、非接觸式的預(yù)防駕駛員駕駛疲勞。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以實(shí)時(shí)、全天候、非接觸式的監(jiān)控駕駛員駕駛狀態(tài)的裝置，發(fā)現(xiàn)駕駛員疲勞駕駛時(shí)便發(fā)出警告信號(hào)。同時(shí)它還實(shí)時(shí)的輸出駕駛員的駕駛狀態(tài)，該輸 出裝置放在車內(nèi)較醒目的位置，便于車內(nèi)乘員觀察駕駛員的駕駛狀態(tài)，提醒駕駛員及時(shí)休息從而保持清醒的駕駛狀態(tài)，因此可以更加全面地預(yù)防駕駛員疲勞駕駛。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，包括圖像采集裝置、圖像處理裝置以及輸出模塊，所述圖像采集裝置包括緊貼在CXD攝像頭的外圈的軸上LED、位于CXD攝像頭兩側(cè)的離軸LED和方波振蕩器；所述方波振蕩器控制軸上LED和離軸LED交替點(diǎn)亮；所述CCD攝像頭與圖像處理裝置相連，所述圖像處理裝置將采集到的圖像傳輸給圖像處理裝置進(jìn)行差分處理識(shí)別出駕駛員狀態(tài)，所述輸出模塊用于輸出所述圖像處理裝置的識(shí)別結(jié)果。所述CXD攝像頭上貼有紅外濾波片。所述軸上LED共有8只，均勻分布在所述CXD攝像頭的外圈。所述離軸LED共有8只，所述CXD攝像頭兩側(cè)各有4只等距離分布的離軸LED。所述輸出模塊為報(bào)警器，所述報(bào)警器在駕駛員處于疲勞狀態(tài)時(shí)報(bào)警。所述輸出模塊為顯示屏，所述顯示屏用于顯示所述圖像處理裝置的識(shí)別結(jié)果。所述方波振蕩器采用LM555電路實(shí)現(xiàn)。 所述離軸LED和軸上LED均是紅外LED。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本實(shí)用新型通過(guò)軸上LED和離軸LED采集駕駛員的紅眼圖像和非紅眼圖像，這兩種圖像在圖像處理模塊進(jìn)行差分運(yùn)算后就可以直接提取出駕駛員眼部特征，與其他方法相比具有算法簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的圖像采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的圖像處理裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的車內(nèi)結(jié)構(gòu)圖；圖中:1.離軸LED2.軸上LED3.紅外濾波片4.LM555電路5.CCD攝像頭6.顯示屏7.擋風(fēng)玻璃。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，包括圖像采集裝置、圖像處理裝置以及輸出模塊，所述圖像采集裝置包括緊貼在CCD攝像頭的外圈的軸上LED、位于CCD攝像頭兩側(cè)的離軸LED和方波振蕩器；所述方波振蕩器控制軸上LED和離軸LED交替點(diǎn)亮；所述CXD攝像頭與圖像處理裝置相連，所述圖像處理裝置將采集到的圖像傳輸給圖像處理裝置進(jìn)行差分處理識(shí)別出駕駛員狀態(tài)，所述輸出模塊用于輸出所述圖像處理裝置的識(shí)別結(jié)果。下面以一個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。由圖1可知，本實(shí)用新型的圖像采集裝置的光源部分由兩組紅外LED組成，兩組LED處于同一平面，均由8只相同的紅外LED組成。一組分布在緊貼帶有紅外濾波片3的CXD攝像頭5的外側(cè)，稱之為軸上LED2，當(dāng)點(diǎn)亮這組LED時(shí)人眼會(huì)產(chǎn)生“紅眼效應(yīng)”。另一組分布在離CMOS攝像頭較遠(yuǎn)的地方，調(diào)整其離CXD光軸的距離可使其產(chǎn)生與軸上LED2 —樣的照度，稱這組LED為離軸LEDl。離軸LEDl點(diǎn)亮?xí)r不產(chǎn)生“紅眼效應(yīng)”，得到非紅眼的圖像。本實(shí)用新型采用LM555電路4實(shí)現(xiàn)方波振蕩器來(lái)控制晶體三極管，使得兩組LED交替點(diǎn)亮。采集到的紅眼、非紅眼圖像傳輸?shù)綀D像處理裝置的DSP芯片內(nèi)進(jìn)行差分等算法處理，就可以很快速的識(shí)別出駕駛員的疲勞狀態(tài)。這種紅外差分的方法相較于其他駕駛疲勞狀態(tài)識(shí)別的方法更加的簡(jiǎn)單、快捷。由圖2可知，輸入視頻經(jīng)A/D模塊器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)YUV4:2:2格式，再傳到視頻FIFO芯片中，DSP芯片讀取數(shù)據(jù)。其中，F(xiàn)PGA芯片在回路中有兩個(gè)作用:一是將數(shù)據(jù)寫(xiě)入FIFO芯片；二是控制幀輸入比率。然后由DSP TMS320C6416芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻算法處理。數(shù)字視頻信號(hào)在存儲(chǔ)器中為YUV4:2:2的格式，數(shù)據(jù)通過(guò)DAM方式寫(xiě)到FIFO芯片中，通過(guò)D/A模塊器再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，由FPGA芯片控制采樣頻率(8KS/s-96KS/s)及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視頻處理、顯示和報(bào)警功能。由圖3可知，本實(shí)用新型的駕駛疲勞監(jiān)控裝置可以把駕駛員的疲勞級(jí)別即疲勞狀態(tài)輸出到顯示屏6，該顯示屏6可以根據(jù)具體情況放置在車廂內(nèi)的醒目位置，本實(shí)用新型放在擋風(fēng)玻璃7的左上角，既不影響駕駛員的正常視野，也便于車內(nèi)其他乘員輔助監(jiān)控駕駛員的駕駛狀態(tài)，在駕駛員出現(xiàn)打哈欠等疲勞狀態(tài)時(shí)提醒駕駛員休息一下保持安全駕駛。值得一提的是輸出 模塊也可以是報(bào)警器，報(bào)警器在駕駛員處于疲勞狀態(tài)時(shí)報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，包括圖像采集裝置、圖像處理裝置以及輸出模塊，其特征在于，所述圖像采集裝置包括緊貼在CCD攝像頭(5)的外圈的軸上LED (2)、位于CXD攝像頭(5)兩側(cè)的離軸LED (I)和方波振蕩器(4);所述方波振蕩器(4)控制軸上LED (2)和離軸LED (I)交替點(diǎn)亮；所述CXD攝像頭(5)與圖像處理裝置相連，所述圖像處理裝置將采集到的圖像傳輸給圖像處理裝置進(jìn)行差分處理識(shí)別出駕駛員狀態(tài)，所述輸出模塊用于輸出所述圖像處理裝置的識(shí)別結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述CXD攝像頭(5 )上貼有紅外濾波片(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述軸上LED (2)共有8只，均勻分布在所述CXD攝像頭(5)的外圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述離軸LED (I)共有8只，所述CXD攝像頭(5)兩側(cè)各有4只等距離分布的離軸LED(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述輸出模塊為報(bào)警器，所述報(bào)警器在駕駛員處于疲勞狀態(tài)時(shí)報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述輸出模塊為顯示屏，所述顯示屏用于顯示所述圖像處理裝置的識(shí)別結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述方波振蕩器(4)采用LM555電路實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，其特征在于，所述 離軸LED (I)和軸上LED (2)均是紅外LED。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種實(shí)時(shí)全天候非接觸式的駕駛員駕駛疲勞監(jiān)控裝置，包括圖像采集裝置、圖像處理裝置以及輸出模塊，所述圖像采集裝置包括緊貼在CCD攝像頭的外圈的軸上LED、位于CCD攝像頭兩側(cè)的離軸LED和方波振蕩器；所述方波振蕩器控制軸上LED和離軸LED交替點(diǎn)亮；所述CCD攝像頭與圖像處理裝置相連，所述圖像處理裝置將采集到的圖像傳輸給圖像處理裝置進(jìn)行差分處理識(shí)別出駕駛員狀態(tài)，所述輸出模塊用于輸出所述圖像處理裝置的識(shí)別結(jié)果。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)、全天候、非接觸式的監(jiān)控駕駛員駕駛狀態(tài)。
文檔編號(hào)B60R11/00GK203111058SQ20132007115
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者柳露艷, 王直杰, 曹新學(xué), 海靜 申請(qǐng)人:東華大學(xué)