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专利号: 2010101323492
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于红外眼态识别的疲劳驾驶预警系统,包括:视频获取模块,用以采集驾驶员的头部视频图像;其特征在于:所述疲劳驾驶预警系统还包括:眼睛初始定位模块,用以对头部视频图像采用背景差分技术处理,进行眼睛初始定位;

眼睛跟踪预测模块,用以采用kalman滤波器进行眼睛位置跟踪预测;

眼睛精确定位模块,用以采用融合红外图像空间纹理的改进Mean-Shift算法实现眼睛最终位置的精确定位,得到眼睛区域;

眼睛状态识别模块,用以在获取眼睛区域后,对眼睛区域进行二值化或边缘检测,获得眼睛的长宽信息;

疲劳状态计算模块,用以根据当前检测时间段的眼睛状态,依照PERCLOS的P80标准进行眼睛疲劳状态判断;

疲劳驾驶预警模块,用以当疲劳状态计算模块判定当前状态为疲劳状态,发出告警指令;

所述眼睛精确定位模块包括目标模型建立单元、候选目标模型建立单元和相似性度量单元,其中,目标模型建立单元,在初始视频图象的眼睛目标窗口中,假设目标图像 由n个点构成,其中,i=1,2,…n,每个点的灰度为m级,m在此取32,目标图像的中心位置为y,得到联合32级灰度、16级梯度幅值和16级梯度方向共64级匹配信息分量的加权直方图为:其中,qb是目标图像模型灰度分量b的值,集合{qb}b=1,2,...m表示目标模型, 是xi处像素的量化值,h是核函数k(||x||)的窗宽,常数C由约束条件 得到;图像各点梯度幅值和梯度方向分别定义为:其中, 和 分别是在当前像素点处沿横轴和纵轴方向的梯度, 表示向上取整运算,M表示梯度等级,在此等于16, 表示梯度的最大值,梯度方向角间距Δθ等于π/8;

侯选目标模型建立模块,由kalman在当前帧图像的眼睛预测点为y0,{xi}i=1,2,..,n为候选目标模型图像区域各个像素位置归一化后的集合,该目标图像的中心位置为y,则候选目标模型的改进混合核函数直方图表示为:其中,pb是候选目标图像灰度分量b的值,集合{pb}b=1,2,...m表示候选目标模型;

相似性度量单元,设定目标模型和候选模型的相似性程度采用如下距离度量:其中

称为Bhattacharyya系数,它代表两个m维向量 和 夹角的余弦;

求(4)式的最大值,对(4)利用泰勒级数在 处展开有:把(2)代入(5)有:

Ch是归一化参数;

其中

在匹配过程中,核函数中心从当前帧初始位置 处利用下式不断移动到新的位置处:其中,g(x)=-k'(x)并假设k(x)的一阶导数在区间x∈[0,∞)上除少数有限点外均存在;

在当前帧图像kalman预测范围内采用(8)不断迭代,当前后两次的更新值小于预定阈值时,判定找到眼睛精确位置。