專利名稱：利用紅外線攝像頭和3d建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置及方法，具體是利用紅外線攝像頭((infraredlightcamera)和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置及方法。
背景技術(shù)：
圖1是傳統(tǒng)的駕駛者嗜睡監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。傳統(tǒng)的駕駛者嗜睡監(jiān)測(cè)裝置100包括:攝像頭110、第一判斷部120、第二判斷部130、雷達(dá)部140、警報(bào)判斷部150。首先，攝像頭110拍攝駕駛者后將圖像數(shù)據(jù)傳送到第一判斷部120，第一判斷部120利用接收的圖像數(shù)據(jù)，將駕駛者的狀態(tài)判斷成數(shù)個(gè)級(jí)別后傳送到警報(bào)判斷部150。雷達(dá)部140是提取駕駛者的反應(yīng)特性，傳送到第二判斷部130，第二判斷部130將駕駛者的反應(yīng)特性判斷成數(shù)個(gè)級(jí)別后傳送到警報(bào)判斷部150。警報(bào)判斷部150利用駕駛者的狀態(tài)和駕駛者的反應(yīng)特性，監(jiān)測(cè)出嗜睡駕駛后向駕駛者輸出警告提示。但是，傳統(tǒng)的駕駛者嗜睡監(jiān)測(cè)裝置100因逆光時(shí)攝像頭無法拍攝，駕駛者的輪廓不清楚而難以判斷駕駛者瞳孔是否開閉，而且駕駛者的頭部位置的角度是根據(jù)道路狀態(tài)出現(xiàn)較大變化，因此容易在嗜睡駕駛判斷上出現(xiàn)錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種駕駛者在嗜睡狀態(tài)下駕駛時(shí)從客觀上更加準(zhǔn)確地判斷嗜睡駕駛與否，向駕駛者傳遞警告信息/引導(dǎo)信息，并提示解決方案而有助于安全運(yùn)行的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置及方法。本發(fā)明提出 的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置包括:兩個(gè)以上的紅外線攝像頭，拍攝駕駛者；圖像處理部，對(duì)所述兩個(gè)以上的紅外線攝像頭拍攝的包括所述駕駛者頭部的上體圖像實(shí)施3D建模；微控制器，利用已設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和駕駛中所述兩個(gè)以上的紅外線攝像頭拍攝的圖像，判斷嗜睡駕駛與否；警告部，從警告所述駕駛者嗜睡的警告信息、警告音以及引導(dǎo)信息中至少輸出其中一種。本發(fā)明提出的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法其實(shí)施步驟包括:從兩個(gè)以上角度分別獲取駕駛者圖像；從所述圖像生成3D圖像；從所述3D圖像判斷所述駕駛者嗜睡駕駛與否；若是嗜睡駕駛則輸出警告信息以及/或引導(dǎo)信息。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
根據(jù)本發(fā)明，駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置是利用紅外線攝像頭和3D建模獲取駕駛者瞳孔開閉與否以及駕駛者的頭部位置角度信息。因此，在逆光、戶外環(huán)境下，依然可以獲得準(zhǔn)確的圖像信息，通過3D建模獲取有關(guān)駕駛者瞳孔開閉與否以及頭部位置角度信息的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)而在客觀上更加準(zhǔn)確地判斷嗜睡駕駛與否。


圖1是傳統(tǒng)的嗜睡裝置監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu) 圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法的順序 圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖像處理部的結(jié)構(gòu)圖。圖中:
100:駕駛者嗜睡監(jiān)測(cè)裝置； 110:攝像頭；
120:第一判斷部；130:第二判斷部；
140:雷達(dá)部；150:警報(bào)判斷部；
200:駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置； 210:紅外線攝像頭；
220:圖像處理部；222:三維生成模塊；
224:姿勢(shì)生成模塊；230:微控制器；
240:警告部；250:存儲(chǔ)器部。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施`例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明中使用的術(shù)語僅用以說明實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。本說明書中的單數(shù)形式，在文句中沒有特別提示的前提下，也包含復(fù)數(shù)形式。說明書中使用的“包括(comprises)”或者“包括的(comprising) ”不排除所涉及的構(gòu)件、步驟、動(dòng)作以及/或元件以外的一個(gè)以上的其它構(gòu)件、步驟、動(dòng)作以及/或元件的存在或者補(bǔ)充。下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行描述。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D2，駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置200包括:兩個(gè)以上的紅外線攝像頭210、圖像處理部220、微控制器230、警告部240以及存儲(chǔ)器部250。紅外線攝像頭210是至少需要有兩個(gè)(即兩個(gè)以上)才能獲取3D圖像。圖像處理部220是對(duì)紅外線攝像頭210拍攝的包括駕駛者頭部的上體圖像實(shí)施3D建模。微控制器230是利用已設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和和駕駛中由兩個(gè)以上的紅外線攝像頭210拍攝的圖像判斷嗜睡駕駛與否。警告部240是從警告駕駛者嗜睡的警告信息、警告音以及引導(dǎo)信息中至少輸出其中一種。具體說明如下。兩個(gè)以上的紅外線攝像頭210拍攝包括駕駛者頭部的上體圖像。普通攝像頭是逆光時(shí)駕駛者的輪廓不明確顯示而難以讀取瞳孔是否開閉，而紅外線攝像頭210則即使逆光也可以掌握駕駛者的輪廓，便于讀取瞳孔開閉與否。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理部的結(jié)構(gòu)圖。圖像處理部220對(duì)紅外線攝像頭210拍攝的包括駕駛者頭部在內(nèi)的上體圖像實(shí)施3D建模。圖像處理部220包括三維生成模塊222和姿勢(shì)生成模塊224。三維生成模塊222還包括接收2D圖像的指令和所述2D圖像的可變形三維模型自動(dòng)生成指令，并生成三維模型。姿勢(shì)生成模塊224為適用于姿勢(shì)動(dòng)作不同的2D圖像的可變形三維模型，還包括與所述2D圖像姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的姿勢(shì)對(duì)象的生成指令，并生成姿勢(shì)對(duì)象。圖像處理部220將實(shí)施3D建模的包括駕駛者頭部在內(nèi)的上體圖像信息傳送到微控制器230。微控制器230是基于接收的3D建模圖像信息判斷嗜睡駕駛與否。而且微控制器是收發(fā)對(duì)紅外線攝像頭210、圖像處理部220、警告部240以及存儲(chǔ)器部250輸入輸出進(jìn)行控制的控制信號(hào)。微控制器230可以對(duì)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和駕駛者瞳孔的開閉、閉眼程度以及駕駛者的頭部動(dòng)作進(jìn)行比較而判斷嗜睡駕駛。駕駛者頭部動(dòng)作可以是駕駛者頭部位置角度和所述駕駛者頭部與駕駛盤之間距離中的一種。例如，微控制器230是在駕駛中一分鐘之內(nèi)駕駛者的瞳孔被閉的狀態(tài)持續(xù)10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。微控制器230是，駕駛者頭部位置的角度絕對(duì)值大于已設(shè)定基準(zhǔn)角度15的狀態(tài)持續(xù)10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。而且微控制器230是，駕駛者的頭部額頭部分與駕駛盤之間的距離小于30cm或者大于45cm的距離持續(xù)10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，微控制器230是從眨眼平均持續(xù)時(shí)間、眨眼周期、基準(zhǔn)時(shí)間之內(nèi)眨眼次數(shù)、基準(zhǔn)時(shí)間之內(nèi)打哈欠的次數(shù)、基準(zhǔn)時(shí)間之內(nèi)點(diǎn)頭的次數(shù)以及所述駕駛者的頭部位置角度中至少利用一種判斷嗜睡駕駛與否。微控制器230若判斷是嗜睡駕駛，則向警告部240傳送控制信號(hào)，警告部240向接收的控制信號(hào)做出回應(yīng)輸出警告駕駛者嗜睡的警告信息、警告音以及引導(dǎo)信息。例如，警告部240輸出警告提示“請(qǐng)小心嗜睡駕駛”，或者輸出“嘀”等高分貝警告音，也可以輸出“前方兩公里有休息站”等引導(dǎo)信息。此時(shí)可以輸出正常廣播輸出更高一級(jí)的聲音信號(hào)，使駕駛者擺脫嗜睡狀態(tài)。為充分警告，應(yīng)輸出五級(jí)以上的聲音信號(hào)為宜。并且根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，還可以包括儲(chǔ)存3建模圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器部250。存儲(chǔ)器部250是在車輛發(fā)生沖擊時(shí)發(fā)揮黑匣子作用記錄駕駛者頭部位置和動(dòng)作。例如，車輛發(fā)生事故時(shí)，紅外線攝像頭210拍攝駕駛者的頭部位置角度和動(dòng)作存到存儲(chǔ)器部250而便于判斷是不是因駕駛者嗜 睡駕駛造成過失而引發(fā)事故。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法的順序圖。參照?qǐng)D3，首先通過兩個(gè)以上的紅外線拍攝頭210獲取包括駕駛者的頭部在內(nèi)的上體圖像(S310)。例如，在駕駛者的前方由第一紅外線攝像頭210拍攝駕駛者，在駕駛者的后方由第二紅外線攝像頭210拍攝駕駛者時(shí)，可以獲取可轉(zhuǎn)換成立體圖像的圖像信息。普通攝像頭是在逆光下，駕駛者的輪廓顯示得比較模糊，難以讀取瞳孔開閉與否，而紅外線攝像頭210則即使逆光仍然可以掌握駕駛者的輪廓，易于讀取瞳孔開閉與否。圖像處理部220對(duì)紅外線攝像頭210拍攝的包括駕駛者頭部的上體圖像實(shí)施3D建模生成3D圖像(S320)。圖像處理部220是實(shí)施獲取駕駛者的狀態(tài)信息。尤其對(duì)于駕駛者的狀態(tài)信息，圖像處理部220應(yīng)生成以瞳孔開閉以及整個(gè)面部為主的3D圖像為宜。隨之微控制器230判斷嗜睡駕駛與否(S330)。微控制器230對(duì)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和駕駛者瞳孔的開閉、閉眼程度以及駕駛者的頭部動(dòng)作進(jìn)行比較而判斷嗜睡駕駛。駕駛者的頭部動(dòng)作是駕駛者頭部位置的角度和所述駕駛者頭部與駕駛盤之間距離中的一種。例如，微控制器230在駕駛中一分鐘之內(nèi)，如果駕駛者瞳孔被閉的狀態(tài)持續(xù)10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。而且微控制器230是駕駛者頭部位置角度的絕對(duì)值比已設(shè)定的基準(zhǔn)角度大15以上的狀態(tài)持續(xù)10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。微控制器230是駕駛者的頭部額頭部分與駕駛盤之間距離小于30cm或者大于45cm以上的距離持續(xù)10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。微控制器230判斷不是嗜睡駕駛(S330)，則至少兩個(gè)以上的紅外線攝像頭210重新獲取駕駛者的圖像(S310)。微控制器230判斷嗜睡駕駛，則向警告部240傳送控制信號(hào)。警告部240對(duì)接收的控制信號(hào)做出回應(yīng)，輸出警告駕駛者嗜睡的警告信息以及/或引導(dǎo)信息(S340)。例如，警告部240輸出警告提示“請(qǐng)小心嗜睡駕駛”或者輸出“嘀”的高分貝警告音，也可以輸出“前方兩公里有休息站”等引導(dǎo)提示。此時(shí)可以輸出比正常廣播輸出更高一級(jí)的聲音信號(hào)，使駕駛者擺脫嗜睡狀態(tài)。為充分警告，應(yīng)輸出五級(jí)以上的聲音信號(hào)為宜。根據(jù)本發(fā)明，駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置是利用紅外線攝像頭和3D建模獲取駕駛者瞳孔開閉與否以及駕駛者頭部位置的角度信息。隨之在逆光、戶外環(huán)境下也可以獲取準(zhǔn)確的圖像信息，通過3D建模獲取駕駛者瞳孔開閉與否以及頭部位置角度信息的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而更加準(zhǔn)確客觀地判斷嗜睡駕駛與否。以上實(shí)施例和特定用語 僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所述的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例所述技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括: 兩個(gè)以上的紅外線攝像頭，拍攝駕駛者； 圖像處理部，對(duì)所述兩個(gè)以上的紅外線攝像頭拍攝的包括所述駕駛者頭部的上體圖像實(shí)施3D建模； 微控制器，利用已設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和駕駛中所述兩個(gè)以上的紅外線攝像頭拍攝的圖像，判斷嗜睡駕駛與否； 警告部，從警告所述駕駛者嗜睡的警告信息、警告音以及引導(dǎo)信息中至少輸出其中一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于， 所述微控制器是從所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述駕駛者瞳孔的開閉、閉眼程度以及所述駕駛者頭部動(dòng)作中至少利用其中一種判斷嗜睡駕駛與否。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括: 存儲(chǔ)器部，儲(chǔ)存所述3D建模的圖像數(shù)據(jù)； 所述存儲(chǔ)器部具有車輛發(fā)生沖擊時(shí)記錄所述駕駛者頭部位置、所述駕駛者動(dòng)作的黑匣子功能。
4.一種利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，其實(shí)施步驟包括: 從兩個(gè)以上角度分別獲取駕駛者圖像； 從所述圖像生成3D圖像； 從所述3D圖像判斷所述駕駛者嗜睡駕駛與否； 若是嗜睡駕駛則輸出警告信息以及/或引導(dǎo)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于， 判斷所述駕駛者嗜睡駕駛與否的步驟具體為，從已設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述駕駛者瞳孔開閉、閉眼程度、所述駕駛者頭部動(dòng)作中至少利用其中一種進(jìn)行判斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于， 所述駕駛者的頭部動(dòng)作是所述駕駛者頭部位置的角度和所述駕駛者頭部以及駕駛盤之間距離中的某一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于， 所述的嗜睡駕駛時(shí)輸出警告信息以及/或者引導(dǎo)信息具體為，從輸出警告語音信息、輸出警告音以及廣播介紹離行駛車輛較近的休息站中至少包括其中一種。
全文摘要
本發(fā)明提出一種利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置及方法，包括兩個(gè)以上的紅外線攝像頭，拍攝駕駛者；圖像處理部，對(duì)所述兩個(gè)以上的紅外線攝像頭拍攝的包括所述駕駛者頭部的上體圖像實(shí)施3D建模；微控制器，利用已設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和駕駛中所述兩個(gè)以上的紅外線攝像頭拍攝的圖像，判斷嗜睡駕駛與否；警告部，從警告所述駕駛者嗜睡的警告信息、警告音以及引導(dǎo)信息中至少輸出其中一種。利用紅外線攝像頭和3D建模瞳孔開閉與否以及駕駛者的頭部位置角度信息，隨之在逆光和戶外環(huán)境下也可以準(zhǔn)確獲取圖像數(shù)據(jù)，通過3D建模獲取駕駛者的瞳孔開閉與否以及頭部位置角度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而從客觀上更加準(zhǔn)確地判斷嗜睡駕駛與否。
文檔編號(hào)A61B5/11GK103120588SQ20121044294
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者尹鉉盛, 姜柄準(zhǔn) 申請(qǐng)人:現(xiàn)代摩比斯株式會(huì)社