一種實時監測酒後駕駛的方法和系統與流程

2023-04-24 05:43:56 1

本發明涉及交通安全領域，尤其涉及一種監測酒後駕駛的方法和系統。

背景技術：

我國機動車駕駛人數量突破3億大關，駕駛人數量位居世界第一，汽車數量居世界第二位，在我國快速進入汽車社會的同時行車安全問題越來越受到人們關注。駕駛員酒後駕駛導致的交通事故在道路交通事故中佔有很大比重，酒駕不僅對駕駛員本人帶來巨大傷害，而且嚴重威脅其他車輛和行人的安全。

自公安部發布實施「史上最嚴交規」123號令以來，全國各地集中開展「酒駕」整治行動，酒駕導致交通事故的數量有所下降，但酒駕現象仍然十分普遍，酒駕造成重大人員傷亡的惡性交通事故時有發生，治理酒後駕駛的形勢依然十分嚴峻。

現在酒駕查處主要靠交警在道路上設卡攔截過往車輛，對駕駛員進行呼吸或血液檢測。這種方式不能實時檢測酒駕，檢查過程複雜繁瑣效率低下，存在漏檢現象，也會對正常駕駛的駕駛員造成影響。

目前先進的酒駕識別技術大多是通過在駕駛室內安裝氣體傳感器來檢測酒駕，但是這種方法無法確定探測到含有酒精的氣體是否是駕駛員呼出的氣體，誤判率較高，而且這些氣體傳感器的價格昂貴，難以推廣使用。

因此有必要發明一種監測酒後駕駛的方法和系統來提高酒駕查處的準確率和效率。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，針對現有的識別酒後駕駛的方法設備成本高、檢測方法複雜、誤判率高的缺點，提供一種利用圖像處理技術監測酒後駕駛的方法和系統。

本發明解決該技術問題所採用的技術方案是：構造一種監測酒後駕駛的系統，融合可見光圖像信息和駕駛員熱紅外圖像信息識別酒駕，跟蹤酒駕車輛並調動附近警力對其進行攔截，系統包括圖像採集單元、圖像處理單元、控制單元、跟蹤單元和調度單元，其中：

所述的圖像採集單元，用於採集道路及車輛的可見光圖像和駕駛員的熱紅外圖像；

所述的圖像處理單元，用於對獲得的可見光圖像和熱紅外圖像進行初步地處理並存儲；

所述的控制單元，用於判斷駕駛員是否酒駕；

所述的跟蹤單元，用於識別並跟蹤酒駕車輛；

所述的調度單元，用於調度附近警力攔截酒駕車輛。

本發明所述的圖像採集單元包括：可見光攝像頭和熱紅外攝像頭，其中：

所述可見光攝像頭，用於拍攝道路及車輛的可見光圖像，獲得道路信息、車輛行駛軌跡特徵和車牌等信息；

所述熱紅外攝像頭，用於獲得駕駛員的熱紅外圖像；

本發明所述圖像處理單元包括可見光圖像處理模塊、熱紅外圖像處理模塊和圖像存儲模塊，其中：

所述可見光圖像處理模塊，用於對可見光攝像頭採集的路況圖像和車輛圖像進行預處理；

所述熱紅外圖像處理模塊，用於對熱紅外攝像頭採集的駕駛員熱紅外圖像進行預處理；

所述圖像存儲模塊，用於存儲經過預處理的可見光圖像和熱紅外圖像。

本發明所述控制單元包括、車輛運動狀態識別模塊、駕駛員熱紅外圖像識別模塊和酒駕識別模塊，其中：

所述車輛運動狀態識別模塊，用於判斷車輛運動是否處於正常狀態；

所述的駕駛員熱紅外圖像識別模塊，用於判斷駕駛員是否處於正常狀態；

所述酒駕識別模塊，用於識別駕駛員是否處於酒後駕駛狀態。

所述的車輛運動狀態識別模塊的原理如下：根據可見光圖像提取的車道線及車輛輪廓線可以判斷車輛的運行狀態。正常情況下車輛在直線行駛時車體到車道線的距離在一定範圍內，如果取連續的3個場圖像發現車體到車道線的距離超出正常的範圍，車輛太靠左或靠右行駛或車輛運動軌跡呈s形，可以判斷車輛處於不正常的運動狀態；

所述的駕駛員熱紅外圖像識別模塊的原理如下：正常情況下人面部的溫度在一定範圍內，其熱紅外圖像具有一定的穩定性和特徵性；駕駛員飲酒後，酒精能夠引起皮膚表面的血管膨脹，血液代謝速度加快，面部溫度升高，其熱紅外圖像將發生改變。因此將拍攝到的駕駛員面部熱紅外圖像與正常情況下的人面部熱紅外圖像進行對比可以判斷駕駛員是否處於正常狀態；

所述的酒駕識別模塊的原理如下：車輛處於不正常運動狀態的原因不一定是駕駛員酒後駕駛還可能是疲勞駕駛等其它原因，除了飲酒駕駛員感冒發燒也會使面部熱紅外圖像發生變化，因此僅根據車輛運動狀態或駕駛員熱紅外圖像均不能準確判斷是否酒駕。該模塊將車輛運動狀態識別模塊和駕駛員熱紅外圖像識別模塊的識別結果進行融合，兩者互為補充，只有同時滿足車輛運動處於不正常狀態和駕駛員處於非正常狀態的條件才能識別駕駛員是否為酒駕。該方法排除疲勞駕駛、感冒等其他因素的影響，提高識別酒駕的準確率。

構造一種用於監測酒後駕駛的方法，所述方法包括以下步驟：

a:採集道路及車輛的可見光圖像，駕駛員的熱紅外圖像並將採集的圖像信號發送給圖像處理單元進行處理並存儲；

b:根據經過處理的道路可見光圖像設置檢測車道線的有效區域，進行canny邊緣檢測和hough變換查找匹配車道線，運用canny算子和邊緣點統計識別車輛輪廓，結合檢測到的車道線和車輛輪廓信號得到車輛的運動狀態信息判斷車輛是否處於正常運動狀態，若是則返回步驟a若否則執行步驟c；

c：將經過處理的駕駛員的熱紅外圖像與預先存儲的正常狀態下的駕駛員的熱紅外圖像進行比對，判斷駕駛員的熱紅外圖像是否正常；若是則返回步驟a，若否則執行步驟d；

d：結合車輛的運動狀態信息和駕駛員的熱紅外圖像信息判斷駕駛員是否處於酒後駕駛狀態，若否則返回步驟a，若是則執行步驟e；

e：啟動跟蹤單元進行酒駕車輛車牌識別，並將酒駕車輛車牌信息傳遞給調度單元；

f：調度單元將酒駕車輛牌照信息傳輸給附近區域的交警，指揮交警攔截酒駕車輛。

所述的用於監測酒後駕駛的方法，其特徵在於，所述步驟c進一步包括：

c1：對採集到的駕駛員熱紅外圖像進行數字噪聲降噪處理；

c2：對降噪處理後的駕駛員熱紅外圖像通過邊緣特徵分析精確定位駕駛員面部位置；

c3：將正常的駕駛員熱紅外圖像與經過處理的駕駛員的熱紅外圖像進行存儲，並將採集到的經過處理的駕駛員面部圖像與正常的圖像進行對比，判斷駕駛員是否處於正常駕駛狀態。

所述的用於監測酒後駕駛的方法，其特徵在於，所述步驟d進一步包括：

d1：結合識別出的車道線和車輛輪廓判斷車輛運動狀態是否正常；

d2：若判斷出此時車輛的運動情況非正常，再結合駕駛員的熱紅外圖像的信息，兩者信息進行融合可以判斷駕駛員是否處於酒後駕駛狀態。

實施本發明的監測酒後駕駛的系統及方法，具有以下有益效果：本發明涉及檢測酒後駕駛的方法和系統，其中監測酒後駕駛的系統包括：圖像採集單元、圖像處理單元、控制單元、跟蹤單元和調度單元，控制單元進一步包括車輛運動狀態識別模塊、駕駛員熱紅外圖像識別模塊和酒駕識別模塊，控制單元首先根據車輛運動狀態信息判斷車輛是否處於正常的運動狀態，進一步融合駕駛員的熱紅外圖像包含的信息可以判斷駕駛員是否酒駕，人體飲酒後酒精使血管膨脹，體表溫度升高使得人體的熱紅外圖像出現明顯的變化。經過車輛運動狀態識別模塊判斷處於非正常駕駛狀態的駕駛員還可能是疲勞駕駛，毒駕；經過駕駛員熱紅外圖像識別模塊判斷駕駛員的熱紅外圖像不正常也可能是感冒引起的，因此僅根據其中一種圖像信息識別酒駕都不準確。本發明所公開的監測酒駕的方法融合可見光圖像信息和駕駛員熱紅外圖像信息，採用雙重判斷，降低了虛報警率，可以實時監測道路上是否有酒駕車輛，提高酒後駕駛的查處效率。本發明所採用的識別駕駛員酒後駕駛狀態的方法和系統結構簡單、拍攝傳輸圖片費用較低、可進一步降低成本有利於大範圍推廣。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明監測酒後駕駛系統的結構框圖；

圖2是本發明監測酒後駕駛方法的一個優選實施例的流程圖；

圖3是正常人面部熱紅外圖像與飲酒後人面部熱紅外圖像對比圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本發明監測酒後駕駛系統的結構框圖。該系統包括：圖像採集單元10、圖像處理單元20、控制單元30、跟蹤單元40和調度單元50，其中：

圖像採集單元10，用於採集車輛的可見光圖像和駕駛員的熱紅外圖像；

圖像處理單元20，用於對獲得的可見光圖像信號和熱紅外圖像進行初步地處理；

控制單元30，用於識別處於酒後駕駛狀態的駕駛員；

跟蹤單元40，用於識別並跟蹤酒駕車輛；

調度單元50，用於調度附近警力攔截酒駕車輛。

具體地，圖像採集單元10包括：可見光攝像頭101和熱紅外攝像頭102；

優選地圖像處理單元20，包括可見光圖像處理模塊201、熱紅外圖像處理模塊202和圖像存儲模塊203，其中：

可見光圖像處理模塊201，用於對可見光攝像頭採集的路況圖像和車輛圖像進行預處理；

熱紅外圖像處理模塊202，用於對熱紅外攝像機拍攝到的駕駛員熱紅外圖像進行預處理；

圖像存儲模塊203，用於存儲經過預處理的可見光圖像和熱紅外圖像。

優選地，控制單元30進一步包括車輛運動狀態識別模塊301、駕駛員熱紅外圖像識別模塊302和酒駕識別模塊303，其中：

車輛運動狀態識別模塊301，用於判斷車輛運動是否處於正常狀態；

駕駛員熱紅外圖像識別模塊302，用於判斷駕駛員是否處於正常狀態；

酒駕識別模塊303，用於識別駕駛員是否處於酒後駕駛狀態。

本發明可以實時監測道路中是否有酒後駕駛的車輛並及時派出警力攔截酒後駕駛車輛，提高了酒駕的查處效率。單純根據可見光圖像信息或者駕駛員的熱紅外圖像信息判斷駕駛員是否處於酒後駕駛狀態存在一定的誤判率，本發明融合可見光圖像信息和駕駛員熱紅外圖像信息識別處於酒後駕駛狀態的駕駛員，提高了識別酒駕的準確率。

為了使本領域人員更好的理解本發明的技術方案，結合圖2所示的監測酒後駕駛的方法的優選實施例的流程圖對本發明的方法進行詳細說明，包括以下步驟：

步驟s1：圖像採集單元的可見光攝像頭和熱紅外攝像頭分別採集道路及車輛的可見光圖像和駕駛員的熱紅外圖像；

步驟s2：圖像處理單元將採集到的可見光圖像和駕駛員的熱紅外圖像進行初步處理並存儲；

步驟s3：控制單元的車輛輪廓識別模塊根據可見光圖像包含的道路及車輛信息，識別車道線和車輛輪廓以判斷車輛的運行狀態是否正常，若是則返回s1，若否則執行s4；

步驟s4：控制單元的駕駛員熱紅外圖像識別模塊將採集到的經過處理的駕駛員面部熱紅外圖像與預先保存的正常的駕駛員面部熱紅外圖像進行對比；

步驟s5：根據駕駛員的熱紅外圖像包含的駕駛員的體溫等相關因素信息，判斷駕駛員是否處於正常狀態，若是則返回s1若否則執行下一步驟；

步驟s6控制單元的酒駕識別模塊融合可見光圖像中的車輛運動信息和駕駛員的熱紅外圖像信息識別駕駛員是否酒後駕車，若否則返回步驟s1，若是則執行下一步驟；

步驟s7跟蹤單元識別駕駛員酒後駕駛車輛的牌照，並將車牌信息上傳給調度單元；

步驟s8調度單元指揮周圍警力對駕駛員酒後駕駛車輛進行攔截。

採用本實施例的監測酒後駕駛的方法，利用道路上常見的可見光攝像頭獲得路況和車輛的可見光圖像，融合駕駛員的熱紅外圖像來識別駕駛員是否酒後駕駛，可以有效提高識別準確率並且可以實時監控道路上的車輛提高酒駕的查處效率。

本發明所公開的基於圖像處理的監測酒後駕駛的方法和系統，結構簡單不必在車內安裝複雜的傳感器，傳輸圖像費用較低進一步降低成本，識別方法更加準確可靠適合推廣。

以上所述僅為本發明的實施例，並不限7制本發明，凡在本發明所述的精神和原則內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明保護範圍之內。