一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统

本发明属于汽车安全领域，具体是一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统。

背景技术：

1、随着道路交通持续的发展,人们的出行需求更大，汽车逐渐成为出行不可缺少的工具。但随之而来的还有越发频发的道路交通事故，通过对交通事故的分析结果来看，驾驶员长时间驾驶导致处于疲劳状态以及酒后驾驶是导致交通事故频发的重要原因。因此，为了保证驾驶的安全性，就需要对驾驶员状态进行实时监测。

2、目前对于疲劳驾驶检测研究分为三类：

3、1.基于生理信号的检测方法通过检测驾驶员包括脑电信号、心电信号、肌电信号等生理指标变化来确定驾驶员的疲劳程度，该方法虽然可靠性高，但是信号测量时需要将多个电极接触到人体上，检测不便，实用性差；

4、2.基于司机驾驶行为的检测方法通过检测驾驶员对车辆的操作控制情况为依据，再结合路况与车辆行驶状态信息来判断驾驶员的疲劳状态，该方法虽然具有检测方便、算法简单的优势，但是检测信号容易受到车辆自身震动的影响，检测结果受道路状况、车辆型号和个人驾驶习惯的影响较大，可靠性较低；

5、3.基于计算机视觉的检测方法通过检测驾驶员在疲劳状态时包括头部、眼部、嘴部等行为特征来评估其疲劳程度，该种方法虽然具有非接触检测的优势，但是所采集图像信息易受驾驶员个人特征、光线、遮挡物等影响，容易误判，实用性差。

6、相关技术中，在进行驾驶员饮酒控制时，通常由交通管理部门对驾驶员进行路口拦截、抽查的方式来减少酒驾的行为，采用呼气式酒精检测装置或是通过血液中酒精浓度进行检测。但是该方式无法实时监测驾驶员状态，从而无法有效预防酒驾造成的交通事故。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统，不仅能够实现非接触式非主动检测，而且对不同驾驶员的特征、驾驶习惯、佩戴物品等情况有较强的适应性，此外还能够根据驾驶员自身的状态实时判断其驾驶状态是否安全，必要时可以提醒驾驶员，降低因驾驶员因素发生事故的概率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案如下：

3、一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统，包括车载智慧屏、车内摄像头拍摄模块、驾驶员人脸识别模块、面部特征计算模块、疲劳状态判断模块、醉酒状态判断模块、警示模块。

4、所述车载智慧屏，用于搭载软件应用形式的系统算法并处理数据，与摄像头模块、警示模块连接，用于控制其他模块，可以与驾驶员实现人机交互。

5、所述车内摄像头拍摄模块，用于持续采集驾驶员面部、头部的动态视频流，与车载智慧屏连接。

6、所述驾驶员人脸识别模块，包括面部定位、人脸特征点提取、人脸识别和人脸信息储存库，用于人脸检测、提取面部特征点，识别车辆启动前驾驶员是未知面孔还是人脸信息储存库中已有面孔。

7、所述面部特征计算模块，用于对面部特征包括眼睛闭合百分比、头部姿态以及嘴部姿态的计算，具体指数包括眼睛长宽纵横比ear、眼睛闭合百分比perclos，嘴巴长宽纵横比mar，头部俯仰角pitch，并将未知面孔的ear、mar通过计算得到相应阈值，并将其作为其面部特征返回到人脸信息储存库。

8、所述疲劳状态判断模块，用于通过将相应指数与阈值对比以判断驾驶员是否疲劳，并得到疲劳程度，其中阈值从人脸信息储存库此驾驶员的id文件中调用数据。

9、所述醉酒状态判断模块，包括信号处理电路和四组mq3酒精传感器，mq3酒精传感器与车载智慧屏通过信号处理电路连接，用于通过驾驶员呼出气体判断驾驶员是否酒驾；

10、所述警示模块，由车载智慧屏控制，用于对驾驶员发出警示，驾驶员不同的疲劳程度或醉酒状态会有不同警示方式。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本发明为一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统，分为两个分系统。其中疲劳驾驶检测系统通过摄像头采集驾驶员车内图像，并采用白天可见光成像、夜晚近红外光补光成像的方式，再通过计算得到不同驾驶员的专属疲劳指数阈值，实时计算相关面部指数及头部指数，判断其疲劳状态，对于不同驾驶员来说更有针对性，提升了检测准确度；其中酒驾检测系统通过酒精传感器与信号处理电路连接，来检测驾驶员呼出的气体中是否含有酒精，以达到对驾驶员及时的提醒作用。本发明系统属于dsm系统的一部分，为驾驶员提供安全舒适的驾驶环境，帮助减少交通事故率，未来还可以应用于智能驾驶场景中，当驾驶员被检测到处于疲劳或饮酒状态不适宜驾驶的情况下，汽车将转为智能驾驶，或协助驾驶员操控车辆或完全替代驾驶员实现无人驾驶。

技术特征：

1.一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统，其特征在于该车载智慧屏预警系统包括：车载智慧屏、车内摄像头拍摄模块、驾驶员人脸识别模块、面部特征计算模块、疲劳状态判断模块、醉酒状态判断模块、警示模块，所述的除车载智慧屏外所有模块都由车载智慧屏控制。

2.根据权利要求1所述的驾驶员人脸识别模块，其特征在于：人脸识别结果有两种情况，若驾驶员被识别为未知面孔，系统将在人脸信息储存库中建立此新面孔id文件夹，驾驶员可根据车载智慧屏提示填写或修改id名称，并根据车载智慧屏提示的指令在一定时间内分别进行眨眼、张嘴的动作，车载显示屏提示“可以启动车辆”；若驾驶员被识别为已在人脸信息储存库中，人脸识别成功匹配到id后，车载显示屏提示“可以启动车辆”。

3.根据权利要求1所述的面部特征计算模块，其特征在于：不仅用于对ear、mar阈值计算，还用于通过人脸特征点对各疲劳指标实时的计算。

4.根据权利要求1所述的疲劳状态判断模块，其特征在于：从本人id文件夹中调用个人阈值用于判定。

5.根据权利要求1所述的疲劳状态判断模块，其特征在于：对驾驶员特征信号进行融合处理，通过分配权重计算驾驶员综合疲劳指标d，并确定轻中度疲劳的d阈值与重度疲劳的d阈值，以判断驾驶员当前为何疲劳状态。

6.根据权利要求1所述的醉酒状态判断模块，其特征在于：汽车通电后立刻开始对驾驶员的饮酒状态进行判断，并在无异常一定时间后自动关闭。

7.根据权利要求1所述的警示模块，其特征在于：当疲劳状态判断模块、醉酒状态判断模块检测结果为不同疲劳程度或饮酒状态，采取不同的警示方式。

8.根据权利要求1所述的车载智慧屏预警系统，其特征在于：若车载智慧屏与手机连接通信，当系统发出警示时，手机也会发出震动提醒驾驶员。

9.根据权利要求3所述的ear、mar阈值计算，其特征在于：驾驶员ear的阈值与本人被测段内ear的最大值最小值有关，mar的阈值与本人被测段内mar的最大值最小值有关，所得个人阈值返回本人id文件夹。

技术总结本发明公开了汽车安全领域的一种集成疲劳检测和酒精检测的车载智慧屏预警系统，分为两个分系统，即驾驶员疲劳驾驶预警系统和驾驶员酒后驾驶预警系统，包括车载智慧屏、车内摄像头拍摄模块、驾驶员人脸识别模块、面部特征计算模块、疲劳状态判断模块、醉酒状态判断模块、警示模块；本发明较现有技术而言，不仅能够实现非接触式非主动检测，而且对不同驾驶员的特征、驾驶习惯、佩戴物品等情况有较强的适应性，此外还能够根据驾驶员自身的状态实时判断其驾驶状态是否安全，必要时可以提醒驾驶员，降低因驾驶员因素发生事故的概率。技术研发人员：冯云鹏,苗爽,程灏波受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11