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专利号: 2021103180398
申请人: 淮阴工学院
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:2024-06-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种危化品运输车驾驶员分心行为快速检测方法,其特征在于,包括以下步骤:对分心行为数据集中的驾驶员的头部、手部、方向盘及敏感物体进行标注,通过轻量级目标检测神经网络模型对标注数据进行训练;所述敏感物体包括电话、水杯和烟;

读取危化品运输车实时采集视频的每一帧图像,经过训练好的网络模型检测驾驶员头部、手部、方向盘和敏感物,得到这一帧图像中所有预测的锚框的信息,包括每个锚框的四个坐标和类别信息,并将信息送入到分心驾驶检测算法中;所述分心驾驶检测算法初始化驾驶员缓冲时间为最大缓冲时间,算法运行过程中缓冲时间在0至最大缓冲时间之间;根据如下规则对缓冲时间进行调整:当头部锚框与敏感物体锚框重叠,或者,无手部锚框与方向盘锚框重叠都会导致缓冲时间下降;其余情况缓冲时间上升;若连续帧的分心行为导致缓冲时间下降为0,则进入预警阶段;在车辆行驶速度低于设定停车速度阈值时,重置缓冲时间为最大缓冲时间;

在预警阶段根据各个锚框的相对位置判定分心驾驶行为类型并进行预警。

2.根据权利要求1所述的危化品运输车驾驶员分心行为快速检测方法,其特征在于,所述轻量级目标检测神经网络模型是基于yolov5改进的tiny‑yolov5,具体为:将yolov5主干特征提取网络第二个CBL和第三个CBL模块后加入通道注意力模块,将第四个CBL模块改为深度可分离卷积;修改网络中的neck层中的预测大物体的分支结构:引入Ghost模块和深度可分离卷积,将从中等物体预测分支卷积前的特征图进行深度可分离卷积操作,与来自主干网络最后一层的特征图进行concat操作,然后再通过深度可分离卷积进行通道变换生成特征图,将yolov5的CspBottleneck改为GhostBottleneck,最后进行卷积操作生成大物体预测分支。

3.根据权利要求1所述的危化品运输车驾驶员分心行为快速检测方法,其特征在于,所述分心驾驶检测算法中锚框重叠判断规则如下:设头部锚框坐标为R1=(x1,y1,x2,y2),敏感物锚框坐标为R2=(z1,k1,z2,k2);若当前帧[(z2‑(x1‑o))*(z1‑(x2+o)]≤0且[(k1‑(y2+o))*(k2‑(y1‑o))]≤0,则根据当前帧的头部锚框坐标与敏感物锚框坐标的类别判定为分心类别;

设方向盘锚框坐标为R3=(x3,y3,x4,y4),手部锚框坐标为R4=(z3,k3,z4,k4);检测当前帧中所有手部,遍历所有的手部锚框坐标;若所有的手部锚框坐标都满足[(z4‑(x3‑o))*(z3‑(x4+o))]>0且[(k3‑(y4+o))*(k4‑(y3‑o))]>0,即在方向盘区域未检测到手部,则判定为双手脱离方向盘;

所有坐标的前两个参数代表锚框的坐上角的坐标,后两个参数代表右下角的坐标,o为偏移量,用于隐式扩大头部和方向盘的矩形范围。

4.根据权利要求1所述的危化品运输车驾驶员分心行为快速检测方法,其特征在于,所述分心驾驶检测算法中驾驶员缓冲时间计算公式如下:Bti=Bti‑1+ΔBti‑1

其中,Bti代表到第i帧时剩余的缓冲时间,Bti‑1代表到第i‑1帧时所剩余的缓冲时间,ΔBti‑1代表第i‑1帧时缓冲时间的变化量;fi‑1代表检测第i‑1帧否有分心驾驶行为,若有则为‑1,没有则为1;t代表检测一帧所需要的时间;v代表当前车速,k代表超参数,根据设备实际情况进行调整。

5.根据权利要求1所述的危化品运输车驾驶员分心行为快速检测方法,其特征在于,所述预警阶段的判断规则是,判断头部锚框是否与敏感物体锚框重叠,若重叠判断为真则根据敏感物类别确定分心驾驶类型;若无手部锚框与方向盘锚框重叠,则判断为手脱离方向盘;进行预警提示并进行视频片段保留。

6.一种危化品运输车驾驶员分心行为快速检测系统,其特征在于,包括:训练模块,用于对分心行为数据集中的驾驶员的头部、手部、方向盘及敏感物体进行标注,通过轻量级目标检测神经网络模型对标注数据进行训练;所述敏感物体包括电话、水杯和烟;

检测模块,用于读取危化品运输车实时采集视频的每一帧图像,经过训练好的网络模型检测驾驶员头部、手部、方向盘和敏感物,得到这一帧图像中所有预测的锚框的信息,包括每个锚框的四个坐标和类别信息,并将信息送入到分心驾驶检测算法中;所述分心驾驶检测算法初始化驾驶员缓冲时间为最大缓冲时间,算法运行过程中缓冲时间在0至最大缓冲时间之间;根据如下规则对缓冲时间进行调整:当头部锚框与敏感物体锚框重叠,或者,无手部锚框与方向盘锚框重叠都会导致缓冲时间下降;其余情况缓冲时间上升;若连续帧的分心行为导致缓冲时间下降为0,则进入预警阶段;在车辆行驶速度低于设定停车速度阈值时,重置缓冲时间为最大缓冲时间;

以及,预警模块,用于在预警阶段根据各个锚框的相对位置判定分心驾驶行为类型并进行预警。

7.一种危化品运输车驾驶员分心行为快速检测系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1‑5任一项所述的危化品运输车驾驶员分心行为快速检测方法。