一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法及系统与流程

本发明涉及安全驾驶，更具体地说，涉及一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法及系统。

背景技术：

1、随着技术的发展和汽车的不断迭代升级，汽车的智能驾驶技术正在逐步落地实施中；其中智能驾驶中的智能座舱技术是相对成熟、更容易落地的技术方案。智能座舱一般包括疲劳驾驶监测和危险驾驶行为监测。其中，分神检测属于疲劳驾驶监测的重要组成部分，由算法通过分析人头位姿来确定驾驶员分神与否。

2、驾驶员分神检测方法的关键是能够求得准确的驾驶员位姿。现有的驾驶员分神检测方法中，一般方式是：采集驾驶员驾驶图像，进行人脸检测，人脸关键点检测，求解关键点的欧拉角，得到人头的位姿角度，判断驾驶员是否分神驾驶。

3、在面部没有被遮挡时，这些方法都能较好的求出人头的位姿状态。但是当驾驶员佩戴口罩后，脸部特征被大面积遮挡，被口罩遮挡部分的2d关键点估计会变得不准确，用这些不准确的关键点求解欧拉角来判断驾驶员分神状态变得不太可信。

4、另外，ai算法的精度并非足够好，并且因为它需要部署在嵌入式设备中，受限的算法，加上量化的精度损失，会进一步降低模型的推理精度。这时候，ai算法对2d人脸关键点的输出结果，时而会出现错误。如何辨别出ai算法推理错误，并将其过滤，也是一个待解决的棘手问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术处理的缺陷和不足，提供一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法,所述方法包括以下步骤:

3、s1:获取当前时刻驾驶员佩戴口罩的驾驶图像；

4、s2:对当前时刻的驾驶图像进行人脸关键点检测以得到当前时刻的人脸关键点；

5、s3:对当前时刻的人脸关键点进行精度检测以获得高精度的人脸关键点；

6、s4：根据人脸关键点求取面部中点m、左眼中点l以及右眼中点r；

7、s5：根据面部中点m的位置判断驾驶员是否分神。

8、优选的，所述s3包括以下步骤：

9、s31：设关键点1、关键点15之间的距离为d1_15，人脸检测框的宽度为w_face，汇总当前时刻前历史时刻的d1_15以及w_face，分别计算所有历史时刻的d1_15/w_face的值，求得历史时刻d1_15/w_face的值的均值并将该均值设为mean_ratio；

10、s32：将当前时刻的d1_15/w_face的值与mean_ratio作差以得出关键点差值；

11、s33：判断关键点差值是否超过预设差值，若关键点差值不超过预设差值，则判断当前时刻的人脸关键点精度高并采用当前时刻的人脸关键点，反之，则判断当前时刻的人脸关键点精度差，将当前时刻的人脸关键点过滤并采用下一时刻的人脸关键点。

12、优选的，所述s4“根据人脸关键点求取面部中点m、左眼中点l以及右眼中点r”的方法为：根据人脸轮廓的最外部点关键点1以及关键点15求得面部中点m，根据眼部关键点37、眼部关键点38、眼部关键点40、眼部关键点41求得左眼中点l，根据眼部关键点43、眼部关键点44、眼部关键点46、眼部关键点47求得右眼中点r。

13、优选的，所述面部中点m、左眼中点l、右眼中点r的求取方法为：将人脸检测框坐标化以得到人脸关键点的坐标，横坐标记为x，纵坐标记为y，关键点1的坐标为(p1_x，p1_y)，关键点15的坐标为(p15_x，p15_y)，关键点37的坐标为(p37_x，p37_y)，关键点38的坐标为(p38_x，p38_y)，关键点40的坐标为(p40_x，p40_y)，关键点41的坐标为(p41_x，p41_y)，关键点43的坐标为(p43_x，p43_y)，关键点44的坐标为(p44_x，p44_y)，关键点46的坐标为(p46_x，p46_y)，关键点47的坐标为(p47_x，p47_y)，则面部中点m的坐标为(m_x＝|p1_x-p15_x|/2，m_y＝|p1_y-p15_y|/2)，左眼中点l的坐标为(l_x＝(p37_x+p38_x+p40_x+p41_x)/4,l_y＝(p37_y+p38_y+p40_y+p41_y)/4)，右眼中点r的坐标为(r_x＝(p43_x+p44_x+p46_x+p47_x)/4,r_y＝(p43_y+p44_y+p46_y+p47_y)/4)。

14、优选的，所述s5中“根据面部中点m的位置判断是否分神”的方法为：如果(m_x<p36_x或m_x>p45_x)，则判断驾驶员为明显分神；当m_x<p27_x且m_x>p36_x时，如果(m_x-l_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神；当m_x>p27_x且m_x<p45_x时，如果(r_x-m_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神。

15、本发明还包括一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测系统，所述系统用于实现以上所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法，包括摄像模块、关键点生成模块、检测过滤模块、中点计算模块、判断模块，

16、所述摄像模块用于获取当前时刻驾驶员佩戴口罩的驾驶图像；

17、所述关键点生成模块用于对当前时刻的驾驶图像进行人脸关键点检测以得到当前时刻的人脸关键点；

18、所述检测过滤模块用于对当前时刻的人脸关键点进行精度检测以获得高精度的人脸关键点；

19、所述中点计算模块用于根据人脸关键点求取面部中点m、左眼中点l以及右眼中点r；

20、所述判断模块用于根据面部中点m的位置判断驾驶员是否分神。

21、优选的，所述检测过滤模块包括汇总计算单元、第一判断单元，

22、所述汇总计算单元用于汇总当前时刻前历史时刻的d1_15以及w_face，计算所有历史时刻的d1_15/w_face的值，求得历史时刻d1_15/w_face的值的均值并将该均值设为mean_ratio，并将当前时刻的d1_15/w_face的值与mean_ratio作差以得出关键点差值；

23、所述第一判断单元用于判断关键点差值是否超过预设差值。

24、优选的，所述中点计算模块用于根据人脸轮廓的最外部点关键点1以及关键点15求得面部中点m，根据眼部关键点37、眼部关键点38、眼部关键点40、眼部关键点41求得左眼中点l，根据眼部关键点43、眼部关键点44、眼部关键点46、眼部关键点47求得右眼中点r。

25、优选的，所述判断模块用于根据分神判断规则判断驾驶员是否分神，所述分神判断规则为如果(m_x<p36_x或m_x>p45_x)，则判断驾驶员为明显分神；当m_x<p27_x且m_x>p36_x时，如果(m_x-l_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神；当m_x>p27_x且m_x<p45_x时，如果(r_x-m_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神。

26、本发明还包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序被处理器执行时实现如以上所述的方法。

27、本发明的有益效果：

28、本发明提供了一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法及系统，通过求取面部中点m、左眼中点l以及右眼中点r并根据面部中点m的位置判断驾驶员是否分神，避开了面部被遮挡的部分，使得分神判断更加精确，并且对人脸关键点进行精度检测，过滤了不精确的人脸关键点，从而使分神判断更加精确，减少了误差。

技术特征：

1.一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法,其特征在于,所述s3包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法,其特征在于,所述s4“根据人脸关键点求取面部中点m、左眼中点l以及右眼中点r”的方法为：根据人脸轮廓的最外部点关键点1以及关键点15求得面部中点m，根据眼部关键点37、眼部关键点38、眼部关键点40、眼部关键点41求得左眼中点l，根据眼部关键点43、眼部关键点44、眼部关键点46、眼部关键点47求得右眼中点r。

4.根据权利要求3所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法,其特征在于,所述面部中点m、左眼中点l、右眼中点r的求取方法为：将人脸检测框坐标化以得到人脸关键点的坐标，横坐标记为x，纵坐标记为y，关键点1的坐标为(p1_x，p1_y)，关键点15的坐标为(p15_x，p15_y)，关键点37的坐标为(p37_x，p37_y)，关键点38的坐标为(p38_x，p38_y)，关键点40的坐标为(p40_x，p40_y)，关键点41的坐标为(p41_x，p41_y)，关键点43的坐标为(p43_x，p43_y)，关键点44的坐标为(p44_x，p44_y)，关键点46的坐标为(p46_x，p46_y)，关键点47的坐标为(p47_x，p47_y)，则面部中点m的坐标为(m_x＝|p1_x-p15_x|/2，m_y＝|p1_y-p15_y|/2)，左眼中点l的坐标为(l_x＝(p37_x+p38_x+p40_x+p41_x)/4,l_y＝(p37_y+p38_y+p40_y+p41_y)/4)，右眼中点r的坐标为(r_x＝(p43_x+p44_x+p46_x+p47_x)/4,r_y＝(p43_y+p44_y+p46_y+p47_y)/4)。

5.根据权利要求4所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法,其特征在于,所述s5中“根据面部中点m的位置判断是否分神”的方法为：如果(m_x<p36_x或m_x>p45_x)，则判断驾驶员为明显分神；当m_x<p27_x且m_x>p36_x时，如果(m_x-l_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神；当m_x>p27_x且m_x<p45_x时，如果(r_x-m_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神。

6.一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测系统，所述系统用于实现权利要求1-5任一所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法，其特征在于：包括摄像模块(1)、关键点生成模块(2)、检测过滤模块(3)、中点计算模块(4)、判断模块(5)，

7.根据权利要求6所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测系统，其特征在于：所述检测过滤模块(3)包括汇总计算单元(31)、第一判断单元(32)，

8.根据权利要求7所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测系统，其特征在于：所述中点计算模块(4)用于根据人脸轮廓的最外部点关键点1以及关键点15求得面部中点m，根据眼部关键点37、眼部关键点38、眼部关键点40、眼部关键点41求得左眼中点l，根据眼部关键点43、眼部关键点44、眼部关键点46、眼部关键点47求得右眼中点r。

9.根据权利要求8所述的驾驶员戴口罩的分神驾驶检测系统，其特征在于：所述判断模块(5)用于根据分神判断规则判断驾驶员是否分神，所述分神判断规则为如果(m_x<p36_x或m_x>p45_x)，则判断驾驶员为明显分神；当m_x<p27_x且m_x>p36_x时，如果(m_x-l_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神；当m_x>p27_x且m_x<p45_x时，如果(r_x-m_x)/(|p1_x-p15_x|)<预设值threshold，则判断驾驶员为相对分神。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及安全驾驶技术领域，涉及一种驾驶员戴口罩的分神驾驶检测方法及系统，所述方法为:获取当前时刻驾驶员佩戴口罩的驾驶图像；对当前时刻的驾驶图像进行人脸关键点检测以得到当前时刻的人脸关键点；对当前时刻的人脸关键点进行精度检测以获得高精度的人脸关键点；根据人脸关键点求取面部中点M、左眼中点L以及右眼中点R；根据面部中点M的位置判断驾驶员是否分神，本发明通过求取面部中点M、左眼中点L以及右眼中点R并根据面部中点M的位置判断驾驶员是否分神，避开了面部被遮挡的部分，使得分神判断更加精确，并且对人脸关键点进行精度检测，过滤了不精确的人脸关键点，从而使分神判断更加精确，减少了误差。

技术研发人员：吴阳阳
受保护的技术使用者：深圳联友科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23