專利名稱：利用紅外線攝像頭和3d建模的駕駛者姿勢監測裝置及方法
技術領域：
本發明涉及駕駛者姿勢監測裝置及方法，具體是利用紅外線攝像頭((infraredlightcamera)和3D建模的駕駛者姿勢監測裝置及方法。
背景技術：
圖1是傳統的駕駛者嗜睡監測裝置的結構圖。傳統的駕駛者嗜睡監測裝置100包括:攝像頭110、第一判斷部120、第二判斷部130、雷達部140、警報判斷部150。首先，攝像頭110拍攝駕駛者后將圖像數據傳送到第一判斷部120，第一判斷部120利用接收的圖像數據，將駕駛者的狀態判斷成數個級別后傳送到警報判斷部150。雷達部140是提取駕駛者的反應特性，傳送到第二判斷部130，第二判斷部130將駕駛者的反應特性判斷成數個級別后傳送到警報判斷部150。警報判斷部150利用駕駛者的狀態和駕駛者的反應特性，監測出嗜睡駕駛后向駕駛者輸出警告提示。但是，傳統的駕駛者嗜睡監測裝置100因逆光時攝像頭無法拍攝，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道路狀態出現較大變化，因此容易在嗜睡駕駛判斷上出現錯誤。
發明內容
本發明的目的在于提供一種駕駛者在嗜睡狀態下駕駛時從客觀上更加準確地判斷嗜睡駕駛與否，向駕駛者傳遞警告信息/引導信息，并提示解決方案而有助于安全運行的駕駛者姿勢監測裝置及方法。本發明提出 的駕駛者姿勢監測裝置包括:兩個以上的紅外線攝像頭，拍攝駕駛者；圖像處理部，對所述兩個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施3D建模；微控制器，利用已設定的基準數據和駕駛中所述兩個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、警告音以及引導信息中至少輸出其中一種。本發明提出的駕駛者姿勢監測方法其實施步驟包括:從兩個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/或引導信息。本發明的優點在于:
根據本發明，駕駛者姿勢監測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、戶外環境下，依然可以獲得準確的圖像信息，通過3D建模獲取有關駕駛者瞳孔開閉與否以及頭部位置角度信息的準確數據而在客觀上更加準確地判斷嗜睡駕駛與否。
圖1是傳統的嗜睡裝置監測裝置的結構 圖2是本發明一個實施例的駕駛者姿勢監測裝置的結構 圖3是本發明一個實施例的駕駛者姿勢監測方法的順序 圖4是本發明一個實施例的圖像處理部的結構圖。圖中:
100:駕駛者嗜睡監測裝置； 110:攝像頭；
120:第一判斷部；130:第二判斷部；
140:雷達部；150:警報判斷部；
200:駕駛者姿勢監測裝置； 210:紅外線攝像頭；
220:圖像處理部；222:三維生成模塊；
224:姿勢生成模塊；230:微控制器；
240:警告部；250:存儲器部。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施`例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明中使用的術語僅用以說明實施例，并不是對本發明進行限制。本說明書中的單數形式，在文句中沒有特別提示的前提下，也包含復數形式。說明書中使用的“包括(comprises)”或者“包括的(comprising) ”不排除所涉及的構件、步驟、動作以及/或元件以外的一個以上的其它構件、步驟、動作以及/或元件的存在或者補充。下面參照附圖對本發明實施例詳細進行描述。圖2是本發明實施例的駕駛者姿勢監測裝置的結構圖。參照圖2，駕駛者姿勢監測裝置200包括:兩個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以及存儲器部250。紅外線攝像頭210是至少需要有兩個(即兩個以上)才能獲取3D圖像。圖像處理部220是對紅外線攝像頭210拍攝的包括駕駛者頭部的上體圖像實施3D建模。微控制器230是利用已設定的基準數據和和駕駛中由兩個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、警告音以及引導信息中至少輸出其中一種。具體說明如下。兩個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是本發明實施例的圖像處理部的結構圖。圖像處理部220對紅外線攝像頭210拍攝的包括駕駛者頭部在內的上體圖像實施3D建模。圖像處理部220包括三維生成模塊222和姿勢生成模塊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生成指令，并生成三維模型。姿勢生成模塊224為適用于姿勢動作不同的2D圖像的可變形三維模型，還包括與所述2D圖像姿勢對應的姿勢對象的生成指令，并生成姿勢對象。圖像處理部220將實施3D建模的包括駕駛者頭部在內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對紅外線攝像頭210、圖像處理部220、警告部240以及存儲器部250輸入輸出進行控制的控制信號。微控制器230可以對基準數據和駕駛者瞳孔的開閉、閉眼程度以及駕駛者的頭部動作進行比較而判斷嗜睡駕駛。駕駛者頭部動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駕駛者的瞳孔被閉的狀態持續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值大于已設定基準角度15的狀態持續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10秒以上，則判斷成嗜睡駕駛。根據本發明的另一個實施例，微控制器230是從眨眼平均持續時間、眨眼周期、基準時間之內眨眼次數、基準時間之內打哈欠的次數、基準時間之內點頭的次數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，警告部240向接收的控制信號做出回應輸出警告駕駛者嗜睡的警告信息、警告音以及引導信息。例如，警告部240輸出警告提示“請小心嗜睡駕駛”，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”等引導信息。此時可以輸出正常廣播輸出更高一級的聲音信號，使駕駛者擺脫嗜睡狀態。為充分警告，應輸出五級以上的聲音信號為宜。并且根據本發明另一個實施例，還可以包括儲存3建模圖像數據的存儲器部250。存儲器部250是在車輛發生沖擊時發揮黑匣子作用記錄駕駛者頭部位置和動作。例如，車輛發生事故時，紅外線攝像頭210拍攝駕駛者的頭部位置角度和動作存到存儲器部250而便于判斷是不是因駕駛者嗜 睡駕駛造成過失而引發事故。圖3是本發明實施例的駕駛者姿勢監測方法的順序圖。參照圖3，首先通過兩個以上的紅外線拍攝頭210獲取包括駕駛者的頭部在內的上體圖像(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，可以獲取可轉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對紅外線攝像頭210拍攝的包括駕駛者頭部的上體圖像實施3D建模生成3D圖像(S320)。圖像處理部220是實施獲取駕駛者的狀態信息。尤其對于駕駛者的狀態信息，圖像處理部220應生成以瞳孔開閉以及整個面部為主的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對基準數據和駕駛者瞳孔的開閉、閉眼程度以及駕駛者的頭部動作進行比較而判斷嗜睡駕駛。駕駛者的頭部動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，如果駕駛者瞳孔被閉的狀態持續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值比已設定的基準角度大15以上的狀態持續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。警告部240對接收的控制信號做出回應，輸出警告駕駛者嗜睡的警告信息以及/或引導信息(S340)。例如，警告部240輸出警告提示“請小心嗜睡駕駛”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”等引導提示。此時可以輸出比正常廣播輸出更高一級的聲音信號，使駕駛者擺脫嗜睡狀態。為充分警告，應輸出五級以上的聲音信號為宜。根據本發明，駕駛者姿勢監測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、戶外環境下也可以獲取準確的圖像信息，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確數據，從而更加準確客觀地判斷嗜睡駕駛與否。以上實施例和特定用語 僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所述的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例所述技術方案的范圍。
權利要求
1.一種利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測裝置，其特征在于，包括: 兩個以上的紅外線攝像頭，拍攝駕駛者； 圖像處理部，對所述兩個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施3D建模； 微控制器，利用已設定的基準數據和駕駛中所述兩個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、警告音以及引導信息中至少輸出其中一種。
2.根據權利要求1所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測裝置，其特征在于， 所述微控制器是從所述基準數據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作中至少利用其中一種判斷嗜睡駕駛與否。
3.根據權利要求1所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測裝置，其特征在于，還包括: 存儲器部，儲存所述3D建模的圖像數據； 所述存儲器部具有車輛發生沖擊時記錄所述駕駛者頭部位置、所述駕駛者動作的黑匣子功能。
4.一種利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測方法，其特征在于，其實施步驟包括: 從兩個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/或引導信息。
5.根據權利要求4所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測方法，其特征在于， 判斷所述駕駛者嗜睡駕駛與否的步驟具體為，從已設定的基準數據和所述駕駛者瞳孔開閉、閉眼程度、所述駕駛者頭部動作中至少利用其中一種進行判斷。
6.根據權利要求5所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測方法，其特征在于， 所述駕駛者的頭部動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。
7.根據權利要求4所述的利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測方法，其特征在于， 所述的嗜睡駕駛時輸出警告信息以及/或者引導信息具體為，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
本發明提出一種利用紅外線攝像頭和3D建模的駕駛者姿勢監測裝置及方法，包括兩個以上的紅外線攝像頭，拍攝駕駛者；圖像處理部，對所述兩個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施3D建模；微控制器，利用已設定的基準數據和駕駛中所述兩個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境下也可以準確獲取圖像數據，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確數據，從而從客觀上更加準確地判斷嗜睡駕駛與否。
文檔編號A61B5/11GK103120588SQ20121044294
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月8日 優先權日2011年11月17日
發明者尹鉉盛, 姜柄準 申請人:現代摩比斯株式會社