基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法

1.本发明涉及智能交通技术领域，具体提供基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法。
技术背景
2.驾驶员处于非正常驾驶状态或由于驾驶员车窗视角、人眼的局限性等因素，有时无法发现汽车前方的行人，容易导致撞人事故，因此安全可靠的车载驾驶员状态实时监测系统以及智能防碰撞系统有着深远的意义。
3.目前，现有的驾驶员状态监测技术一般有以下几种方式：一，基于驾驶员生理现象的方法；二，基于驾驶员操控行为的方法；三，基于汽车的行为的方法；其中：基于驾驶员生理现象的方法，主要是通过测量驾驶员的生理信号如心率、脉搏、脑电波、肌电信号等参数变化或者身体动作包括面部表情、眨眼频率等参数等来实现对驾驶员状态的监测。该方法较为可靠，准确性高，但是作为一种接触式测量，应用场景有限，而且操作不便，因而实用性一般，另外没有与防碰撞系统进行有效结合，无法确保后续安全。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本发明提供基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，包括以下步骤：
5.s1、采集驾驶员脸部图像与汽车前方道路图像并进行预处理；
6.s2、对经过预处理的驾驶员脸部图像进行人脸定位，获取人脸区域；对经过预处理的汽车前方道路图像进行车道线和车道线上人体头部的检测并识别；
7.s4、实时提取并识别人脸区域和车道线及车道线人体头部；
8.s5、通过人脸区域的尺寸大小，确认驾驶员是否处于非正常的驾驶状态；
9.s6、由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关，因此，可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；
10.s7、当驾驶员处于非正常的驾驶状态或人体与汽车之间的距离在某一距离内时，识别信号生成，将启动报警或将启动汽车防撞、减轻撞击的程序；
11.s8、当驾驶员处于正常的驾驶状态或未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止报警或汽车防撞、减轻撞击的程序。
12.进一步的，步骤s1中，包括以下步骤：
13.s1.1、对驾驶员脸部图像和道路图像进行canny边缘检测实现二值化；
14.s1.2、对s1.1中的二值化的图像进行hough变换直线检测；
15.s1.3、利用水平线检测方法分析hough变换检测到的多条直线，找到直线的消隐点。
16.进一步的，步骤s7中，某一距离范围为1-10m，且该距离与车速反相关。
17.进一步的，步骤s8中，某一时间段范围为1s。
18.进一步的，步骤s7中，汽车防撞、减轻撞击程序在无人驾驶汽车上，根据人体识别信号自动启动。
19.进一步的，所述汽车防撞程序包括汽车减速、转弯避让。
20.进一步的，所述减轻撞击程序包括打开安装在车外前方的安全气囊。
21.有益效果：
22.本发明融合了车内视觉与车外视觉两种信息，通过同时监测驾驶员脸部区域特征与车道线及车道线人体头部实现对驾驶员状态以及道路的监测，当检测到驾驶员处于非正常行驶状态或道路上有行人和其他障碍物时，通过报警进行提示并自动启动防撞、减轻撞击的程序，能有效保护驾驶员和行人安全，大大提高了机动车道路行驶的安全性。
具体实施方式
23.下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
24.本发明提供基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，包括以下步骤：
25.s1、采集驾驶员脸部图像与汽车前方道路图像并进行预处理；
26.s2、对经过预处理的驾驶员脸部图像进行人脸定位，获取人脸区域；对经过预处理的汽车前方道路图像进行车道线和车道线上人体头部的检测并识别；
27.s4、实时提取并识别人脸区域和车道线及车道线人体头部；
28.s5、通过人脸区域的尺寸大小，确认驾驶员是否处于非正常的驾驶状态；
29.s6、由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关，因此，可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；
30.s7、当驾驶员处于非正常的驾驶状态或人体与汽车之间的距离在某一距离内时，识别信号生成，将启动报警或将启动汽车防撞、减轻撞击的程序；
31.s8、当驾驶员处于正常的驾驶状态或未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止报警或汽车防撞、减轻撞击的程序。
32.在本实施例中，优选的，步骤s1中，包括以下步骤：
33.s1.1、对驾驶员脸部图像和道路图像进行canny边缘检测实现二值化；
34.s1.2、对s1.1中的二值化的图像进行hough变换直线检测；
35.s1.3、利用水平线检测方法分析hough变换检测到的多条直线，找到直线的消隐点。
36.在本实施例中，优选的，步骤s7中，某一距离范围为1-10m，且该距离与车速反相关。
37.在本实施例中，优选的，步骤s8中，某一时间段范围为1s。
38.在本实施例中，优选的，步骤s7中，汽车防撞、减轻撞击程序在无人驾驶汽车上，根据人体识别信号自动启动。
39.在本实施例中，优选的，所述汽车防撞程序包括汽车减速、转弯避让。
40.在本实施例中，优选的，所述减轻撞击程序包括打开安装在车外前方的安全气囊。
41.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。


技术特征：
1.基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、采集驾驶员脸部图像与汽车前方道路图像并进行预处理；s2、对经过预处理的驾驶员脸部图像进行人脸定位，获取人脸区域；对经过预处理的汽车前方道路图像进行车道线和车道线上人体头部的检测并识别；s4、实时提取并识别人脸区域和车道线及车道线人体头部；s5、通过人脸区域的尺寸大小，可确认驾驶员是否处于非正常的驾驶状态；s6、由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关，因此，可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；s7、当驾驶员处于非正常的驾驶状态或人体与汽车之间的距离在某一距离内时，识别信号生成，将启动报警或将启动汽车防撞、减轻撞击的程序；s8、当驾驶员处于正常的驾驶状态或未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止报警或汽车防撞、减轻撞击的程序。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，步骤s1中，包括以下步骤：s1.1、对驾驶员脸部图像和道路图像进行canny边缘检测实现二值化；s1.2、对s1.1中的二值化的图像进行hough变换直线检测；s1.3、利用水平线检测方法分析hough变换检测到的多条直线，找到直线的消隐点。3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，步骤s7中，某一距离范围为1-10m，且该距离与车速反相关。4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，步骤s8中，某一时间段范围为1s。5.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，步骤s7中，汽车防撞、减轻撞击程序在无人驾驶汽车上，根据人体识别信号自动启动。6.根据权利要求5所述的基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，所述汽车防撞程序包括汽车减速、转弯避让。7.根据权利要求5所述的基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，其特征在于，所述减轻撞击程序包括打开安装在车外前方的安全气囊。

技术总结
本发明公开了基于计算机视觉的汽车安全驾驶防撞方法，包括以下步骤：S1、采集驾驶员脸部图像与汽车前方道路图像并进行预处理；S2、进行人脸定位，获取人脸区域；进行车道线和车道线上人体头部的检测并识别；S4、实时提取并识别相关信息；S5、确认驾驶员是否处于非正常的驾驶状态；S6、确定其与汽车之间的距离；S7、当驾驶员处于非正常的驾驶状态或距离在某一距离内时，将启动报警或将启动汽车防撞、减轻撞击的程序；反之则停止报警或汽车防撞、减轻撞击的程序。本发明通过同时监测驾驶员脸部区域特征与车道线及车道线人体头部实现对驾驶员状态以及道路的监测，能有效保护驾驶员和行人安全，大大提高了机动车道路行驶的安全性。大大提高了机动车道路行驶的安全性。


技术研发人员：卢伟
受保护的技术使用者：江西科技学院
技术研发日：2020.10.29
技术公布日：2022/5/5