一种可重构眼镜式疲劳检测设备及软件处理方法技术

本发明专利技术公开了一种可重构眼镜式疲劳检测设备及软件处理方法，其中的一种可重构眼镜式疲劳检测设备，包括：广角摄像头、报警器、眼镜本体、电源、主机及USB接口；所述广角摄像头设置在眼镜鼻翼上；所述报警器设置在眼镜鼻梁架上；所述眼镜本体通过USB接口连接主机；所述主机连接电源。本发明专利技术对计算量大的基于帧的图像处理采用硬件IP核加速，对于高级需要随机访问像素的图像调用软件库处理。在保证系统实时性的同时保证系统的灵活性，以满足车载复杂环境。采用可重构单元，当需要进行系统升级时，通过重新编译可以重构系统，在提升系统性能的同时，最大限度的保护消费者的投资。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及眼镜式疲劳检测设备，具体涉及一种可重构眼镜式疲劳检测设备及软 件处理方法。
技术介绍
在当今，由于已进入汽车时代，出行极为方便，但是，交通事故就像梦魇一样挥之 不去，其中大部分是由于司机疲劳驾驶造成的。为了减少以至于避免疲劳驾驶，社会上采用 各种措施，包括各种宣传标语和警示牌，以及汽车自身的各种防范措施，提醒司机朋友们安 全驾驶，但是效果仍然有限。 基于面部特征的疲劳预警利用机器视觉技术检测驾驶员面部特征，如眼睛特征、 瞳孔直径变化、视线方向变化及嘴部状态等来研究驾驶疲劳问题。包括基于眼睛特征的 检测、基于视线方向的检测、基于嘴部状态的检测。利用面部特征判断驾驶员是否疲劳具 有准确性高和可靠性高的优点，在性能上比基于生理信号的监测技术要强，而且是无接触 的检测方法，驾驶员容易接受，但是这种方法将摄像头安装在仪表台上，精度较差，对视频 检测技术的要求比较高，测量的准确性与可靠性等相关的技术需要取得突破。如专利号 201310090223. 7基于驾驶员头颈移动特征识别的疲劳驾驶检测方法与系统，在车内驾驶位 侧面设置摄像头，从侧面采集驾驶员头颈部图像；2)图像处理单元每隔一个间隔时间T保 存一组步骤1)中摄像头采集得到的图像，并将驾驶员头颈部侧面图像的轮廓线提取出来； 3)根据步骤2)中得到的若干组连续的驾驶员头颈部侧面图像轮廓线形成驾驶员头颈部移 动特征，并将其与人体瞌睡状态时的头颈部移动特征进行比较判断，若驾驶员头颈部移动 特征符合瞌睡状态要求，则认为驾驶员属于疲劳驾驶并发出报警提示；否则重复步骤2)， 并持续循环运行。这种方式虽然可以通过数据监测会得到效果，但如从侧面加装摄像头， 则需要改装汽车，会比较麻烦，另外如车辆驾驶人更换的话，坐姿、身高如有改变，则摄像头 有可能监测不到位，且每个驾驶人的习惯不一样，有的驾驶员喜欢靠在椅背上，有的喜欢坐 直，这一系列的因素影响下，很难采集到很标准的数据，因此分析出来的结果可能会出现偏 差。 又如专利号为201410371285. X-种基于简易心电采集和匹配的疲劳检测方法。 提供一种基于简易心电采集和匹配的疲劳检测方法，包括以下步骤：1.在方向盘上附加心 电电子芯片，再把心电电子芯片采集到的人手的心电信号传递给心电处理与识别器；2.心 电处理与识别器使用稀疏编码方法对心电信号的性质进行分类判别；3.根据判别方法，把 判别结果传递给报警及应急处理装置；其有益效果是使用基于简易心电采集和匹配的疲劳 检测方法可以在不影响驾驶员的正常行为习惯的情况下，实行对驾驶员疲劳检测，并且针 对不同的疲劳程度提供对应的提醒或帮助功能，从而减少甚至避免因为疲劳驾驶导致的交 通事故，以保障人的生命安全和财产损失。这种方式想法很好，但实现起来可能有些困难。 通常我们采集心电图时，先要清洁皮肤，用酒精擦去皮肤上的油渍，汗渍，必要时在电极安 放处剃除体毛，磨掉皮肤上的角化层，再用酒精擦拭干净。该专利在方向盘上附加心电电子 芯片，再把心电电子芯片采集到的人手的心电信号，这种方式很难准确的采集到心电信号， 每个驾驶员的手握方向盘的方式不一样，有的手心与方向盘并不接触，所以这时就很难采 集到心电，因此，这种方式还是有一定的缺陷性的。 基于生理指标的疲劳预警利用生理传感器检测驾驶员生理指标的变化来判断驾 驶员是否进入疲劳状态，包括基于脑电信号检测的方法、基于心电信号检测的方法、基于肌 电信号检测的方法和基于呼吸频率检测的方法。 基于驾驶员生理信号的检测方法准确性比较高，但生理信号测量需要接触人的 身体，检测设备会干扰驾驶员的正常操作，影响行车安全。而且，由于不同人的生理信号 特征有所不同，并且生理信号与心理活动关联较大。所以，此法实际用于驾驶员疲劳检测时 有很大的局限性。
技术实现思路
本专利技术的一个方面，提供了一种可重构眼镜式疲劳检测设备，包括：广角摄像头、 报警器、眼镜本体、电源、主机及USB接口；所述广角摄像头设置在眼镜鼻翼上；所述报警器 设置在眼镜鼻梁架上；所述眼镜本体通过USB接口连接主机；所述主机连接电源。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种可重构眼镜式疲劳检测设备软件处理方法， 包括以下步骤： Sl，预处理； S2,虹膜中心检测； S3,眼高度跟踪； S4,疲劳检测； S5,报警输出。 进一步地，所述步骤Sl包括： Sl 1，图像校正； S12,高斯滤波。 更进一步地，所述步骤S2包括： S21，梯度计算； S22,目标函数计算； S23,虹膜中心定位。 更进一步地，所述步骤S3包括： S31，眼皮高度检测； S32，Kalman 滤波。 更进一步地，所述步骤S4包括： S41，眨眼检测； S42, PERCL0S 估算。 本专利技术的优点： 本专利技术利用穿戴眼镜式疲劳预警采用眼镜作为疲劳检测平台，可以大大减低误警 和漏警现象。结合可编程器件能更客观、实时、快捷、准确地进行疲劳预警，同时，本专利技术结 构简单，采用的是集成、构件式结构；在实现其功能方式上，采用梯度计算，结合kalman滤 波跟踪方式，分析结果精确。 本专利技术基于FPGA架构，采用软硬件协同设计的方法对系统进行设计。对计算量大 的基于帧的图像处理采用硬件IP核加速，对于高级需要随机访问像素的图像调用软件库 处理。在保证系统实时性的同时保证系统的灵活性，以满足车载复杂环境。采用可重构单 元，当需要进行系统升级时，通过重新编译可以重构系统，在提升系统性能的同时，最大限 度的保护消费者的投资。 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。【附图说明】 构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实 施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。 图1是一种可重构眼镜式疲劳检测设备结构示意图； 图2是本专利技术的一种可重构眼当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构眼镜式疲劳检测设备，其特征在于，包括：广角摄像头(1)、报警器(2)、眼镜本体(3)、电源(4)、主机(5)及USB接口(6)；所述广角摄像头(1)设置在眼镜鼻翼上；所述报警器(2)设置在眼镜鼻梁架上；所述眼镜本体(3)通过USB接口(6)连接主机(5)；所述主机(5)连接电源(4)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天键，
申请(专利权)人：刘天键，
类型：发明
国别省市：福建;35