一种疲劳驾驶检测方法和系统与流程

1.本发明涉及汽车安全驾驶技术领域，更具体的说，涉及一种疲劳驾驶检测方法和系统。


背景技术：

2.驾驶员在驾驶车辆时，由于长时间的驾驶车辆易造成疲劳。疲劳驾驶极易引起交通事故，是指驾驶人在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。疲劳驾驶是重特大交通事故的主要原因之一。
3.目前国内已经有多种手段来监控车辆，但是却没有较好的技术手段来监控驾驶员疲劳状态。现有技术通常是考虑持续驾驶的时间来进行疲劳驾驶的提醒，引起疲劳驾驶的因素是多方面的，交通环境、车外环境、睡眠质量等均可能引起驾驶疲劳，并且每个人的身体素质不同导致引起疲劳的持续驾驶时间并不相同，因此，仅考虑持续驾驶时间容易造成误判或者漏判。
4.中国发明专利cn201610969940.0提供了一种疲劳驾驶确定装置包括：采集模块、计算模块、判断模块以及处理模块。采集模块用于采集驾驶数据，所述驾驶数据包括驾驶时间，驾驶里程以及驾驶稳定参数；计算模块用于根据所述驾驶数据，计算疲劳驾驶评分；判断模块用于判断所述疲劳驾驶评分是否超过阈值；处理模块用于当所述疲劳驾驶评分超过所述阈值时，确定驾驶员为疲劳驾驶，并执行预设处理。上述专利同样主要是考虑驾驶时间和驾驶里程，对驾驶员的疲劳驾驶状态的判断并不精确。
5.因此，有必要提供一种新的疲劳驾驶检测方法和系统来改善上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种疲劳驾驶检测方法和系统，解决现有技术对于驾驶员疲劳驾驶状态的难以精确判断的问题。
7.为了实现上述目的，本发明提供了一种疲劳驾驶检测方法，包括以下步骤：
8.步骤s1、采集驾驶行为数据判断是否发生预设驾驶行为，采集驾驶员状态数据判断是否发生预设视觉检测行为；
9.步骤s2、根据预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为的发生频率和/或持续时间，判断驾驶员的疲劳驾驶等级；
10.步骤s3、根据驾驶员的疲劳驾驶等级，执行预设提醒动作。
11.在一实施例中，所述步骤s2中的疲劳驾驶等级，包括驾驶等级和视觉等级：
12.所述驾驶等级，根据在一定时间内出现或未出现任意一种预设驾驶行为，进行升级或降级；
13.所述视觉等级，根据在一定时间内出现预设视觉检测行为的持续时间和/或发生频率进行判断。
14.在一实施例中，所述预设驾驶行为，包括曲线行驶行为、突然转向行为、无转向扭
矩行为、突然制动行为和连续驾驶行为中的一项或者多项。
15.在一实施例中，所述预设驾驶行为，包括曲线行驶行为；
16.所述步骤s1进一步包括，采集车道信息，如果车辆贴近车道边线达到指定次数，并与上次贴近车道边线的发生时间间隔少于指定时间，则判断发生曲线行驶行为。
17.在一实施例中，所述预设驾驶行为，包括突然转向行为；
18.所述步骤s1进一步包括，采集车辆的转向角信息，所述车辆的转向角信息包括方向盘转动角度和转向角速度，如果车辆的方向盘转动角度和转向角速度满足预设条件，则判断发生突然转向行为。
19.在一实施例中，所述预设驾驶行为，包括无转向扭矩行为；
20.所述步骤s1进一步包括，采集车道信息、车辆的转向角信息和转向扭矩信息，如果车道信息、车辆的转向角和转向扭矩信息满足预设条件，则判断发生无转向扭矩行为。
21.在一实施例中，所述预设驾驶行为，包括突然制动行为；
22.所述步骤s1进一步包括，采集主缸压力信号，如果车辆在预设车速范围内，主缸压力超过指定值，则判断发生突然制动行为。
23.在一实施例中，所述步骤s1中的预设视觉检测行为，包括驾驶员的闭眼行为和打哈欠行为；
24.所述步骤s2中的视觉等级，根据一定时间范围内，闭眼行为的持续时间或打哈欠行为的发生频率进行判断。
25.在一实施例中，所述步骤s3，进一步包括：
26.在仪表盘上进行疲劳驾驶的图标显示；
27.根据驾驶员的疲劳驾驶等级，改变疲劳驾驶的图标的颜色；
28.驾驶员的疲劳驾驶等级越高，疲劳驾驶的图标颜色越深。
29.在一实施例中，所述步骤s3，进一步包括：
30.在仪表盘上进行弹窗提醒；
31.根据驾驶员的疲劳驾驶等级，改变弹窗提醒的频率；
32.驾驶员的疲劳驾驶等级最低时，不进行弹窗提醒；
33.驾驶员的疲劳驾驶等级最高时，仪表盘上持续进行弹窗提醒，并进行语音提醒。
34.为了实现上述目的，本发明提供了一种疲劳驾驶检测系统，包括图像/视频采集系统、车机系统、电子助力转向系统和车身稳定系统：
35.所述图像/视频采集系统，采集车道信息和驾驶员状态数据发送至车机系统；
36.所述电子助力转向系统，采集车辆的方向盘转动角度和转向角速度信号发送至车机系统；
37.所述车身稳定系统，采集车速和主缸压力信号发送至车机系统；
38.所述车机系统，根据所接收的数据判断是否发生预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为，根据预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为的发生频率和/或持续时间，判断驾驶员的疲劳驾驶等级，根据驾驶员的疲劳驾驶等级，执行预设提醒动作。
39.在一实施例中，所述预设驾驶行为，包括曲线行驶行为、突然转向行为、无转向扭矩行为、突然制动行为和连续驾驶行为中的一项或者多项：
40.所述车机系统，如果车辆贴近车道边线达到指定次数，并与上次贴近车道边线的
发生时间间隔少于指定时间，则判断发生曲线行驶行为；
41.所述车机系统，如果车辆的方向盘转动角度和转向角速度满足预设条件，则判断发生突然转向行为；
42.所述车机系统，如果车道信息、车辆的转向角和转向扭矩信息满足预设条件，则判断发生无转向扭矩行为；
43.所述车机系统，如果车辆在预设车速范围内，主缸压力超过指定值，则判断发生突然制动行为；
44.所述车机系统，如果车速超过预设范围，且车辆连续行驶超过预设时间，则判断发生连续驾驶行为。
45.在一实施例中，所述疲劳驾驶等级，包括驾驶等级和视觉等级：
46.所述驾驶等级，根据在一定时间内出现或未出现任意一种预设驾驶行为，进行升级或降级；
47.所述视觉等级，根据在一定时间内出现预设视觉检测行为的持续时间和/或发生频率进行判断。
48.在一实施例中，所述车机系统，在仪表盘上进行疲劳驾驶的图标显示，在仪表盘上进行弹窗提醒；
49.根据驾驶员的疲劳驾驶等级，改变疲劳驾驶的图标的颜色；
50.根据驾驶员的疲劳驾驶等级，改变弹窗提醒的频率。
51.本发明提出的一种疲劳驾驶检测方法和系统，通过将驾驶员的车辆驾驶行为与自身身体状态相结合，进行疲劳驾驶检测，检测精度更高，可在驾驶员疲劳时及时提醒驾驶员进行休息。
附图说明
52.本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
53.图1揭示了根据本发明一实施例的疲劳驾驶检测方法流程图；
54.图2揭示了根据本发明一实施例的疲劳驾驶检测系统的原理框图。
55.图中各附图标记的含义如下：
56.210图像/视频采集系统；
57.211智能摄像头；
58.212dms摄像头；
59.220车机系统；
60.230电子助力转向系统；
61.240车身稳定系统。
具体实施方式
62.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
63.图1揭示了根据本发明一实施例的疲劳驾驶检测方法流程图，如图1所示，本发明提出的一种疲劳驾驶检测方法，包括以下步骤：
64.步骤s1、采集驾驶行为数据判断是否发生预设驾驶行为，采集驾驶员状态数据判断是否发生预设视觉检测行为；
65.步骤s2、根据预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为的发生频率和/或持续时间，判断驾驶员的疲劳驾驶等级；
66.步骤s3、根据驾驶员的疲劳驾驶等级，执行预设提醒动作。
67.下面对本发明的每一个步骤进行详细说明。
68.步骤s1、采集驾驶行为数据判断是否发生预设驾驶行为，采集驾驶员状态数据判断是否发生预设视觉检测行为。
69.驾驶行为数据，包括车道信息、车辆的方向盘转动角度、转向角速度信号、车速、主缸压力信号等与车辆、道路相关的数据。
70.其中，车道信息可以由智能摄像头进行采集。智能摄像头，检测车辆到车道线的距离，同时自身携带计时器。
71.电子助力转向系统(eps)，可以提供车辆的方向盘转动角度、转向角速度和转向扭矩信号。
72.车身稳定系统(esc)，可以提供车速和主缸压力信号。
73.在图1所示的实施例中，预设驾驶行为，包括曲线行驶行为、突然转向行为、无转向扭矩行为、突然制动行为和连续驾驶行为中的一项或者多项。
74.所述曲线行驶行为，是指驾驶路径横向变化的行为，在车道上显示为一定程度的锯齿形形状。
75.正常驾驶时，驾驶员会试图将车辆定位在车道中心。
76.然而，当驾驶员的注意力较低时，驾驶员的中心跟随性往往会降低。
77.本实施例中，利用智能摄像头采集车道信息，如果车辆贴近车道边线达到指定次数，并与上次贴近车道边线的发生时间间隔少于指定时间，则判断发生曲线行驶行为。
78.例如，如果车辆贴近边线3次，并且与上次发生时间间隔少于30s，则认为发生曲线行驶行为。
79.所述突然转向行为，是指车辆沿车道行驶时的转向不足和突然转向变化行为。
80.正常驾驶时，驾驶员尽量以最小的转向沿车道行驶，以减少车辆移动。
81.然而，在驾驶员注意力下降的状态下，转向的可持续性和偏差往往会降低，从而使转向不足和突然转向变化重复出现。
82.本实施例中，采集车辆的转向角信息，所述车辆的转向角信息包括方向盘转动角度和转向角速度，如果车辆的方向盘转动角度和转向角速度满足预设条件，则判断发生突然转向行为。
83.例如，如果方向盘转动角度小于4度持续2秒，之后方向盘转角超过8～11度(车速相关)，并且转向角速度超过15deg/s，则认为发生突然转向行为。
84.所述无转向扭矩行为，是指驾驶员对方向盘的控制力小于预设阈值范围的行为。
85.如果驾驶员的方向盘控制力很弱，车辆的驾驶行为也可能不正常。
86.本实施例中，利用智能摄像头采集的车道信息以及车辆的转向角信息、转向扭矩
信息，如果车道信息、车辆的转向角和转向扭矩信息满足预设条件，则判断发生无转向扭矩行为。
87.例如，如果方向盘转向扭矩小于1.5nm并持续2s，转向角小于4度，与车道线距离小于50cm，则认为发生无转向扭矩行为。
88.所述突然制动行为，是指车辆在正常速度范围内行使时突然进行制动的行为。
89.如果车辆在正常速度范围内行驶时突然制动过猛，则可判断为驾驶员注意力不集中或昏昏欲睡，如忽视前进方向或未保持足够安全距离。
90.在本实施例中，利用esc采集车辆的主缸压力信号，如果车辆在预设车速范围内，主缸压力超过指定值，则判断发生突然制动行为。
91.例如，如果车速超过60kph，制动主缸压力大于5bar，则认为发生突然制动行为。
92.所述连续驾驶行为，为车辆在预设车速范围内连续行使超过预设时间的行为。
93.显然，车速范围和连续行驶时间是可以按照需求进行设置。
94.例如，如果此钥匙循环内车速超过2kph开始计时，连续行驶时间白天超过60min，晚上超过60min，则认为发生连续驾驶行为。
95.为了进一步提高检测精度，上述预设驾驶行为可以有一定的先后次序，例如，可以将连续驾驶行为作为前提条件，只有在满足连续驾驶的前提下，才会进行其他预设驾驶行为的判断。
96.为了进一步提高检测精度，也可以设定在满足一定的车速范围和连续行驶时间后，才进行驾驶行为的判断。例如，在车速≥60km/h，连续行驶时间≥5分钟之后，在开始进行驾驶行为的判断。
97.驾驶员状态数据，主要包括驾驶员的图像/视频数据。显然也可以包括音频数据等其他与驾驶员相关的数据，对驾驶员的视觉检测行为进行辅助判断。
98.在图1所示的实施例中，预设视觉检测行为，包括驾驶员的闭眼行为和打哈欠行为。
99.通过dms(driver monitor system，驾驶员监测系统)摄像头，采集驾驶员的图像/视频数据，探测驾驶员的闭眼行为和打哈欠行为。
100.为了进一步提高检测精度，也可以设定在满足一定的车速范围和连续行驶时间后，才进行视觉检测行为的判断。
101.例如，在车速≥60km/h，连续行驶时间≥30分钟之后，在开始进行视觉检测行为的判断。
102.步骤s2、根据预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为的发生频率和/或持续时间，判断驾驶员的疲劳驾驶等级。
103.疲劳驾驶等级，包括驾驶等级和视觉等级：
104.所述驾驶等级，根据在一定时间内出现或未出现任意一种预设驾驶行为，进行升级或降级；
105.所述视觉等级，根据在一定时间内出现预设视觉检测行为的持续时间和/或发生频率进行判断。
106.在图1所示的实施例中，在一定时间内出现任意一种预设驾驶行为，则驾驶等级 1。
107.例如，在15秒内出现任意一种预设驾驶行为，则驾驶等级 1。
108.在图1所示的实施例中，在一定时间内未出现任意一种预设驾驶行为，则驾驶等级-1。
109.例如，在2分钟内出现任意一种预设驾驶行为，则驾驶等级-1。
110.在图1所示的实施例中，视觉等级分为轻度疲劳、中度疲劳和重度疲劳。
111.轻度疲劳，为8秒内闭眼1.6秒或打一个哈欠；
112.中度疲劳，为8秒内闭眼4秒或打两个哈欠；
113.重度疲劳，为8秒内闭眼6.4秒或打三个以上哈欠。
114.步骤s3、根据驾驶员的疲劳驾驶等级，执行预设提醒动作。
115.可选的，预设提醒动作包括：
116.在仪表盘上进行疲劳驾驶的图标显示；
117.根据驾驶员的疲劳驾驶等级，改变疲劳驾驶的图标的颜色；
118.驾驶员的疲劳驾驶等级越高，疲劳驾驶的图标颜色越深。
119.可选的，预设提醒动作包括：
120.在仪表盘上进行弹窗提醒；
121.根据驾驶员的疲劳驾驶等级，改变弹窗提醒的频率；
122.驾驶员的疲劳驾驶等级最低时，不进行弹窗提醒；
123.驾驶员的疲劳驾驶等级最高时，仪表盘上持续进行弹窗提醒，并进行语音提醒。
124.在图1所示的实施例中，疲劳驾驶等级，包括驾驶等级和视觉等级。
125.疲劳驾驶等级分为等级无、等级1、等级2和等级3。
126.其中，疲劳驾驶等级无，对应的驾驶等级为1级、2级或视觉等级为轻度疲劳；
127.疲劳驾驶等级1，对应的驾驶等级为3级或视觉等级为中度疲劳；
128.疲劳驾驶等级2，对应的驾驶等级为4级或视觉等级为中度疲劳；
129.疲劳驾驶等级3，对应的驾驶等级为5级或视觉等级为重度疲劳。
130.当驾驶员的疲劳驾驶等级为无时，仪表盘不进行提示，车机系统不进行提示，该疲劳驾驶等级容易触发，对用户打扰多，不进行提示。
131.当驾驶员的疲劳驾驶等级为1时，仪表盘显示黄色的疲劳驾驶图标并弹窗提示“是不是有点累了，请注意休息”，车机系统不进行提示，仪表盘弹窗3秒后消失，30分钟内只弹一次。
132.当驾驶员的疲劳驾驶等级为2时，仪表盘显示橙色的疲劳驾驶图标并弹窗提示“是不是有点累了，请注意休息”，车机系统不进行提示，仪表盘弹窗3秒后消失，30分钟内只弹一次。
133.当驾驶员的疲劳驾驶等级为3时，仪表盘显示红色的疲劳驾驶图标并弹窗提示“您已疲劳驾驶，请注意休息”，车机系统进行语音提醒，仪表盘弹窗一直出现，语音提醒每30分钟进行一次。
134.尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
135.图2揭示了根据本发明一实施例的疲劳驾驶检测系统的原理框图，如图2所示，本发明提出的疲劳驾驶检测系统，包括图像/视频采集系统210、车机系统220、电子助力转向系统230和车身稳定系统240：
136.所述图像/视频采集系统210，采集车道信息和驾驶员状态数据发送至车机系统220；
137.所述电子助力转向系统230，采集车辆的方向盘转动角度和转向角速度信号发送至车机系统220；
138.所述车身稳定系统240，采集车速和主缸压力信号发送至车机系统220；
139.所述车机系统220，根据所接收的数据判断是否发生预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为，根据预设驾驶行为和/或预设视觉检测行为的发生频率和/或持续时间，判断驾驶员的疲劳驾驶等级，根据驾驶员的疲劳驾驶等级，执行预设提醒动作。
140.在图2所示的实施例中，图像/视频采集系统210包括智能摄像头211和dms摄像头212。
141.智能摄像头211，采集车道信息，检测车辆到车道线的距离，同时自身携带计时器。
142.dms摄像头212，采集驾驶员的图像/视频数据，探测驾驶员的闭眼行为和打哈欠行为。
143.疲劳驾驶检测系统的具体实现细节与前述的疲劳驾驶检测方法对应，所以具体细节此处不再重复描述。
144.本发明提出的一种疲劳驾驶检测方法和系统，通过将驾驶员的车辆驾驶行为与自身身体状态相结合，进行疲劳驾驶检测，检测精度更高，可在驾驶员疲劳时及时提醒驾驶员。
145.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
146.本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
147.本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
148.结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规
的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
149.结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
150.在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
151.上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。