TWI549100B - 駕駛偵測裝置及其方法 - Google Patents

Description

駕駛偵測裝置及其方法

本發明涉及一種駕駛偵測裝置及其方法，其可於交通工具行駛間同時進行駕駛偵測及車後影像偵測，以決定駕駛狀態及是否構成危險駕駛，以控制交通工具進行自動煞車及衛星定位紀錄。

在車用影像系統中，常在車內裝設鏡頭偵測駕駛者臉部影像，如頭部偏擺、眼睛開闔等特徵，偵測並判斷駕駛者是否有不專心駕駛、疲勞駕駛、酒醉駕駛與替代駕駛之情形發生，若有則以蜂鳴器等警示裝置喚醒駕駛者。

但僅以鏡頭判斷駕駛者是否疲勞或睡著，容易受到眼鏡、拍攝角度等因素影響準確性，是以先前技術有提出輔以生理偵測系統對駕駛者進行呼吸酒精濃度、心跳頻率等項目進行偵測，以增加駕駛偵測之準確性。

更有甚著，除駕駛偵測鏡頭外，更輔以車前之另一鏡頭，進行行車偏移警示和防前撞警示，以綜合判斷打瞌睡或酒駕的駕駛者是否造成危險駕駛之情況，並以蜂鳴器發出警示。

但先前技術所揭露之實施方式，須探用多個鏡頭進行車內外多處畫面的個別情況偵測，除須裝設多個鏡頭進行偵測外，所需 成本亦過高，無法符合消費者之實際需求，此外，以蜂鳴器進行警示，容易驚醒睡著之駕駛者，增添意外事故之發生。

是以，基於上述的缺點，有其必要提出一種僅須使用一個鏡頭感測車內暨車後影像之裝置及方法，僅須對一畫面進行綜合判斷後，即可準確偵測駕駛狀態並可判斷危險情狀並對其他車輛予以警示，並可在後方無過近車輛之情況下控制交通工具進行自動煞車，避免意外之發生。

此外，於偵測到駕駛睡著後，先採取被動式喚醒駕駛生理機能之措施，並採取不易驚動駕駛者之主動式提示方法進而預防意外發生之目的。

有鑒於上述之問題，本提案提供一種駕駛偵測裝置及方法，針對前述之問題加以處理。

根據本發明之目的，提出一種駕駛偵測裝置，其包括一攝像單元、一偵測單元、一提示單元及一煞車控制單元。此駕駛偵測裝置適用於具有一駕駛的一交通工具。

攝像單元，用於感測一影像，此影像至少包括一駕駛臉部影像及一車後影像。偵測單元，用於偵測此駕駛臉部影像以判斷此駕駛是否睡著、根據此車後影像判斷此交通工具是否偏離車道、及根據此車後影像判斷此交通工具週遭是否有至少一過近車輛。提示單元，當此偵側單元判斷到此駕駛睡著，且此交通工具偏離車道時，發出一警示訊號。以及一煞車控制單元，當此提示單元 產生此警示訊號後，此煞車控制單元於此交通工具後方無過近車輛時控制此交通工具煞車。

其中，此偵測單元，係偵測駕駛臉部影像之至少一特徵，以判斷此特徵是否符合一睡著門檻值。且此偵測單元係根據此車後影像之一車道線與此交通工具之一行進路線間之一距離，判斷此距離是否符合一偏離門檻值。

其中，此提示單元控制此交通工具之一空調控制裝置進行一空調降溫、或控制此交通工具之一車窗控制裝置進行一車窗開啟。

其中，當此偵測單元判斷此駕駛睡著，此提示單元控制此交通工具之一座椅以一震動方式或一安全帶收緊方式提醒此駕駛。

其中，本發明之駕駛偵測裝置更包括：一身份辨識單元、一衛星定位單元及一網路連接單元，此身份辨識單元係用於對此駕駛臉部影像進行一特徵辨識而決定一駕駛身份，並依此駕駛身份選定至少一通訊人。當此提示單元發出此警示訊號，此衛星定位單元紀錄當時之一全球衛星定位位址，而此網路連接單元發送至少一緊急訊號給此通訊人。

根據本發明之目的，再提出一種駕駛偵測方法，適用於具有一駕駛之一交通工具，此駕駛偵測方法包括：使用一攝像單元感測一影像，此影像至少包括一駕駛臉部影像及一車後影像。使用一偵測單元，偵測此駕駛臉部影像判斷此駕駛是否睡著。使用此偵測單元，根據此車後影像判斷此交通工具是否偏離車道。使用此偵測單元，根據此車後影像判斷此交通工具週遭是否有至少一 過近車輛。當判斷此駕駛睡著且此交通工具偏離車道時，使用一提示單元發出一警示訊號。使用一煞車控制單元，於此交通工具後方無過近車輛時控制此交通工具煞車。

其中，偵測此駕駛臉部影像之步驟，更包含：偵測駕駛臉部影像之至少一特徵，判斷此特徵是否符合一睡著門檻值。而判斷此交通工具是否偏離車道之步驟更包含根據車後影像中車道線與此交通工具行進路線間之一距離，判斷此距離是否符合一偏離門檻值，若是，則表示此交通工具偏離車道。

其中，本發明之駕駛偵測方法更包括：使用此提示單元控制此交通工具之一空調控制裝置進行一空調降溫、或控制此交通工具之一車窗控制裝置進行一車窗開啟。

其中，本發明之駕駛偵測方法更包括：當判斷出此駕駛睡著時，使用此提示單元控制此交通工具之座椅以一震動方式或一安全帶收緊方式提醒此駕駛。

其中，本發明之駕駛偵測方法更包括：使用一身份辨識單元辨識此駕駛臉部影像之至少一特徵而決定一駕駛身份，並依此駕駛身份選定至少一通訊人；使用一衛星定位單元紀錄發出此警示訊號時之一全球衛星定位位址；以及使用一網路連接單元發送至少一緊急訊號給此通訊人。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

101‧‧‧攝像單元

102‧‧‧影像

1021‧‧‧駕駛臉部影像

1022‧‧‧車後影像

103‧‧‧身份辨識單元

1031‧‧‧睡著門檻值

1032‧‧‧偏離門檻值

1033‧‧‧過近車輛

104‧‧‧偵測單元

105‧‧‧提示單元

106‧‧‧警示訊號

107‧‧‧衛星定位單元

1071‧‧‧全球衛星定位位址

108‧‧‧網路連接單元

1081‧‧‧緊急訊號

1082‧‧‧通訊人

109‧‧‧煞車控制單元

505A、505B‧‧‧車道線

503、504‧‧‧後方車輛

501‧‧‧駕駛臉部影像

第1圖 係本發明之駕駛偵測裝置之方塊圖；第2圖 係本發明之駕駛偵測裝置之方塊圖；第3圖 係本發明之駕駛偵測方法之流程圖；第4圖 係本發明之駕駛偵測裝置之一實施例之示意圖；以及第5圖 係本發明之駕駛偵測裝置之另一實施例之示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

以下參考圖示詳細說明本發明駕駛偵測裝置及方法，並且相同的元件將以相同的符號表示。

請參閱第1圖，其繪示本發明之駕駛偵測裝置之方塊圖。圖中，本發明之駕駛偵測裝置包括：一攝像單元101、一偵測單元104、一提示單元105、一煞車控制單元109。

攝像單元101，係朝交通工具之後方設於此交通工具內，其可包含鏡頭、感光元件如互補式金氧半導體元件Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS或電荷耦合元件Charge-Coupled-Device,CCD、類比/數位電路、影像處理器等，係用於感測一影像102，此影像102至少包括一駕駛臉部影像1021及一車後影像1022。偵測單元104，係用於偵測駕駛臉部影像1021，判斷駕駛是否睡著、根據車後影像1022判斷交通工具是否 偏離車道、及根據車後影像1022判斷交通工具週遭是否有至少一過近車輛。其中，駕駛臉部影像1021之偵測，係偵測駕駛臉部影像1021之眼睛閉合、鼻子嘴唇等器官之位置等人臉特徵、頭部角度等資訊，決定駕駛臉部影像1021是否符合一睡著門檻值1031。而交通工具是否偏離車道之判斷係依據車後影像1022中車道線與交通工具行進路線間之一距離，判斷此距離是否符合一偏離門檻值1032。

若駕駛臉部影像1021符合睡著門檻值1031，且偏離車道超過偏離門檻值1032，提示單元105發出一警示訊號106，其包括以閃光或聲響方式，向周遭進行警示。於接受警示訊號106後，煞車控制單元109係以控制訊號來對煞車系統及油門系統進行適當控制，煞車控制單元109係依據後方車距，目前偏離狀況等參數，經過分析、判斷和運算後，於後方無過近車輛時控制交通工具煞車。

下面將以一實例來說明本發明駕駛偵測裝置的具體工作原理。請一併參閱第2圖及第4圖。本發明之駕駛偵測裝置，包括：一攝像單元101、一身分辨識單元103、一偵測單元104、一提示單元105、一衛星定位單元107、一網路連接單元108、一煞車控制單元109。

攝像單元101用於感測一影像102，此影像102包括駕駛臉部影像1021和車後影像1022，提示單元105可產生警示訊號106，衛星定位單元107可產生全球衛星定位位址1071，網路連接單元108可發出一緊急訊號1081給通訊人1082。

本發明之駕駛偵測裝置係將一攝像單元101安裝於車內，用於感測一影像102，此影像102包括駕駛臉部影像1021和車後影像1022，如第4圖所示，畫面中有駕駛臉部影像501，和車後的車道線505A和505B、後方車輛503。身份辨識單元103會依據駕駛臉部影像501的臉部特徵如眉毛、眼睛、鼻子、嘴唇等資訊進行身份辨識，確認現在的駕駛者身份，並選定一通訊人1082為發出緊急訊號1081之標的。於車輛行進間，此駕駛裝置之偵測單元104對此畫面的駕駛臉部影像501進行偵測，若符合臉部特徵眼睛、眉毛、鼻子、嘴唇持續或不定時間斷性地保持向下狀態、持續或不定時間斷性地有頭部歪斜之情狀，亦即駕駛符合睡著門檻值1031，則判定駕駛睡著。此時依據車後影像1022的車道線505A和505B，進行行車偏移偵測，若偵測到車道線505A、505B與車輛行駛路線之距離持續超過預設之偏離門檻值1032，則判定交通工具偏離車道，且睡著之駕駛已符合危險駕駛之標準，此時以提示單元105於車外發出一警示訊號106，例如以連續閃爍之車燈，藉以提示周遭車輛。若偵測單元104依據後方車輛503於整個車後影像1022畫面中之位置判定周遭有無過近車輛1033，此係透過事先影像校正之方式，得知車後方影像中任一點與車尾之相對距離，進而去判斷後方是否有過近車輛1033，若偵測單元104判定後方無過近車輛1033，則利用煞車控制單元109，於接收警示訊號106後，發出控制訊號控制此交通工具之油門及煞車系統進行煞車，停止此車輛的危險駕駛情狀。此駕駛偵測裝置亦會於提示單元105發出警示訊 106後，透過衛星定位單元107紀錄發出警示訊號106時車輛所在之全球衛星定位位址1071，並透過網路連接單元108，發出緊急訊號1081給預設之通訊人1082，讓他人得知車輛所在之衛星定位及危險駕駛之情況，以儘快前往協助處理，降低意外的發生。

下面將以另一實例來說明本發明駕駛偵測裝置的具體工作原理。請一併參閱第1圖及第5圖。

本發明之駕駛偵測裝置，透過自駕駛前方朝車後拍攝之攝像單元101感測一影像102，此影像102包括駕駛臉部影像1021和車後影像1022，利用偵測單元104對此畫面進行偵測，若駕駛者因低頭或歪斜，維持一非面向正前方視野的預設方向持續一段預設期間，導致偵測單元104在此預設期間內內完全無法偵測到駕駛的臉部特徵，即判定駕駛符合睡著門檻值1031。此時依據車後影像1022的車道線505A、505B與車輛行駛路線之距離，進行行車偏移偵測，若偵測到車道線505A、505B與車輛行駛路線之距離尚不符合偏離門檻值1032，則判定睡著之駕駛尚未符合危險駕駛之標準。此際利用提示單元105控制車輛之空調控制裝置將車內空調溫度降低，或利用提示單元105控制車輛之車窗控制裝置將車窗開啟，以增加車內空氣對流，讓駕駛得以獲得較多氧氣而清醒。但經一預設期間後，若駕駛仍處於符合睡著門檻值1031的狀態，且依據車後影像1022的車道線505A和、505B和車輛行駛路線之距離，進行行車偏移偵測，若偵測到車道線505A、和505B和車輛行駛路線偏移之距離符合偏離門檻值1032，則判定睡著之駕駛已符 合危險駕駛之標準，此時以提示單元105對車外發出一警示訊號106，例如以閃爍警示燈示和連續間斷之聲響提示周遭車輛。若偵測單元104於畫面中判定後方靠近之車輛504已位於一系統所預設之安全距離內，則持續以警示訊號106警示後方車輛504，且此時不進行煞車控制，直至後方靠近之車輛504係於一系統所預設之安全距離外時，利用煞車控制單元109發出控制訊號給此車輛的煞車和油門系統，控制此車輛進行煞車，以降低油門的及功能及自動預先加壓煞車等方式，盡可能的降低行駛速度，停止此車輛的危險駕駛情狀。

下面將以另一實例來說明本發明駕駛偵測裝置的具體工作原理，請一併參閱第1圖、第4圖。

本發明之駕駛偵測裝置，本發明之駕駛偵測裝置，透過設於車內之攝像單元101感測一影像102，其包括駕駛臉部影像1021和車後影像1022的影像102後。接著，利用偵測單元104對此畫面進行偵測，若畫面中之駕駛臉部影像501眨眼頻率過高，或眼睛閉合時間過長，則判斷亦即駕駛符合睡著門檻值1031。此時依據車後影像1022的車道線505A和、505B及車輛行駛路線的距離，進行行車偏移偵測，若偵測到車道線505A和、505B與車輛行駛路線的偏移距離尚不符合偏離門檻值1032，則判定睡著之駕駛尚未符合危險駕駛之標準。此際駕駛偵測裝置利用提醒提示單元105控制車輛座椅以一震動方式或一安全帶收緊方式提醒駕駛者以方向盤震動、安全帶震動、駕駛座椅震動或安全帶收緊等方式，讓駕駛得 以受到外部干擾脫離睡著狀態而清醒。但若駕駛經過上述之提醒方式後，仍處於符合睡著門檻值1031的狀態，且依據車後影像1022的車道線505A和、505B和車輛行駛路線的距離，進行行車偏移偵測，若偵測到車道線505A、505B和車輛行駛路線的偏移距離符合一偏離門檻值1032，則判定睡著之駕駛已符合危險駕駛之標準，此時以提示單元105對車外發出一警示訊號106，例如以閃爍警示燈示和連續間斷之聲響提示周遭車輛。偵測單元104透過事先影像校正之方式，可得知車後方影像中任一點與車尾之相對距離，其係利用畫面中物體之特徵：如後車長方形車頭、車寬、車頭燈間距等於畫面中之位置，判定後方靠近之車輛503係於一系統所預設之安全距離外，則於接收警示訊號106後，以煞車控制單元109控制車輛之煞車系統，例如以降低油門功能及自動預先加壓煞車，盡可能的降低行駛速度，停止此車輛的危險駕駛情狀。

請參閱第3圖，其為本駕駛偵測方法之流程圖。依據本發明之駕駛偵測方法，適用於一交通工具，其包括：於步驟S10中，利用一攝像單元，感測一影像，影像至少包括一駕駛臉部影像及一車後影像。接著於步驟S12中，使用一偵測單元，偵測駕駛臉部影像判斷駕駛是否睡著。於步驟S14，使用偵測單元，根據車後影像判斷交通工具是否偏離車道。再於步驟S16，使用偵測單元，根據車後影像判斷交通工具週遭是否有至少一過近車輛。於步驟S18中，當判斷駕駛睡著且交通工具偏離車道時，使用一提示單元發 出一警示訊號。最後，於步驟S20中，使用一煞車控制單元，於交通工具後方無過近車輛時控制交通工具煞車。

以上所述係藉由實施例說明本發明之特點，其目的在於使熟習技術者能了解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故，凡其他未能脫離本發明所揭示之精神所完成之等校修飾或修改，仍應包含在以下所述之專利範圍中。

101‧‧‧攝像單元

102‧‧‧影像

1021‧‧‧駕駛臉部影像

1022‧‧‧車後影像

103‧‧‧身份辨識單元

1031‧‧‧睡著門檻值

1032‧‧‧偏離門檻值

1033‧‧‧過近車輛

104‧‧‧偵測單元

105‧‧‧提示單元

106‧‧‧警示訊號

107‧‧‧衛星定位單元

1071‧‧‧全球衛星定位位址

108‧‧‧網路連接單元

1081‧‧‧緊急訊號

1082‧‧‧通訊人

109‧‧‧煞車控制單元

Claims (6)

1. 一種駕駛偵測裝置，適用於具有一駕駛之一交通工具，該駕駛偵測裝置包括：一攝像單元，用於感測一影像，該影像至少包括一駕駛臉部影像及一車後影像；一偵測單元，用於偵測該駕駛臉部影像以判斷該駕駛是否睡著、根據該車後影像判斷該交通工具是否偏離車道、及根據該車後影像判斷該交通工具週遭是否有至少一過近車輛，其中該偵測單元係偵測該駕駛臉部影像之至少一特徵，以判斷該特徵是否符合一睡著門檻值，且該偵測單元係根據該車後影像之一車道線與該交通工具之一行進路線間之一距離，判斷該距離是否符合一偏離門檻值；一提示單元，當該偵側單元判斷到該駕駛睡著，且該交通工具偏離車道時，發出一警示訊號；一煞車控制單元，當該提示單元產生該警示訊號後，該煞車控制單元於該交通工具後方無該過近車輛時控制該交通工具煞車；一身份辨識單元係用於對該駕駛臉部影像進行一特徵辨識而決定一駕駛身份，並依該駕駛身份選定至少一通訊人；一衛星定位單元，係當該提示單元發出該警示訊號，紀錄當時之一全球衛星定位位址；以及一網路連接單元，係當該提示單元發出該警示訊號，該網路連接單元發送至少一緊急訊號給該通訊人。
2. 如申請專利範圍第1項所述之駕駛偵測裝置，其中該提示單元控制該交通工具之一空調控制裝置進行一空調降溫、或控制該交通工具之一車窗控制裝置進行一車窗開啟。
3. 如申請專利範圍第1項所述之駕駛偵測裝置，其中當該偵測單元判斷該駕駛睡著，該提示單元控制該交通工具之一座椅以一震動方式或一安全帶收緊方式提醒該駕駛。
4. 一種駕駛偵測方法，適用於具有一駕駛之一交通工具，該駕駛偵測方法包括：使用一攝像單元感測一影像，該影像至少包括一駕駛臉部影像及一車後影像；使用一偵測單元，偵測該駕駛臉部影像判斷該駕駛是否睡著，該偵測單元係偵測該駕駛臉部影像之至少一特徵，判斷該特徵是否符合一睡著門檻值；使用該偵測單元，根據該車後影像判斷該交通工具是否偏離車道，該偵測單元係根據該車後影像中一車道線與該交通工具之一行進路線間之一距離，判斷該距離是否符合一偏離門檻值，若是，則表示該交通工具偏離車道；使用該偵測單元，根據該車後影像判斷該交通工具週遭是否有至少一過近車輛；當判斷該駕駛睡著且該交通工具偏離車道時，使用一提示單元發出一警示訊號；使用一煞車控制單元，當該煞車控制單元接收到該警示訊號後，於該交通工具後方無該過近車輛時控制該交通工具煞車； 使用一身份辨識單元辨識該駕駛臉部影像之至少一特徵而決定一駕駛身份，並依該駕駛身份選定至少一通訊人；使用一衛星定位單元紀錄發出該警示訊號時之一全球衛星定位位址；以及使用一網路連接單元發送至少一緊急訊號給該通訊人。
5. 如申請專利範圍第4項所述之駕駛偵測方法，更包括：使用該提示單元控制該交通工具之一空調控制裝置進行一空調降溫、或控制該交通工具之一車窗控制裝置進行一車窗開啟。
6. 如申請專利範圍第4項所述之駕駛偵測方法，更包括：當判斷出該駕駛睡著時，使用該提示單元控制該交通工具之座椅以一震動方式或一安全帶收緊方式提醒該駕駛。