一種方向盤上操作手?jǐn)?shù)目視頻檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于視頻檢測方法技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種方向盤上操作手?jǐn)?shù)目視頻檢測方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交通事故的發(fā)生與駕駛員不正確的駕駛操作有密切關(guān)系，駕駛員雙手離開方向 盤、打手機(jī)或與他人聊天等行為，均有可能因?yàn)榉中亩鲆暤缆飞蠞撛诘奈ｋU(xiǎn)，這些駕駛行 為極易被駕駛員輕視，但卻容易造成非常嚴(yán)重的后果。尤其是在遇到緊急情況時，如突發(fā)的 車輛爆胎、道路情況發(fā)生變化或前方突然出現(xiàn)車輛等，極易造成駕駛員無法對車輛進(jìn)行快 速有效的控制，從而造成極其嚴(yán)重的后果。
[0003] 采用有效的技術(shù)手段，對駕駛員的駕駛行為和駕駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和智能評 估，有利于及時發(fā)現(xiàn)駕駛員的違法駕駛操作，避免交通事故的發(fā)生，提高交通效率。駕駛員 手離方向盤行為檢測是駕駛員行為檢測技術(shù)的重要組成部分，本課題的研宄有利于及時發(fā) 現(xiàn)駕駛員在駕駛過程中違規(guī)操作方向盤的行為，提醒駕駛員及時修正其違規(guī)駕駛行為，督 促駕駛員養(yǎng)成良好的操作方向盤習(xí)慣，對減少交通事故的發(fā)生具有重要意義。基于生理信 號測量的方法受檢測設(shè)備復(fù)雜程度和價(jià)格因素影響的同時，還需要駕駛員佩戴儀器，對駕 駛員的駕駛操作有一定的影響，因此難以實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。
[0004] 基于傳感器監(jiān)測車輛狀態(tài)的方法測量結(jié)果易受駕駛操作存在個體差異因素的影 響，同時還存在測量數(shù)據(jù)不夠精確和硬件成本較高等問題的限制，導(dǎo)致誤報(bào)警率較高，因 此也未能取得較好的應(yīng)用效果。
[0005] 基于計(jì)算機(jī)視覺的檢測方法具有非接觸式檢測的優(yōu)點(diǎn)，對駕駛員的干擾最小，因 此本文采用該方法，但是現(xiàn)有的技術(shù)存在檢測效果易受駕駛員相貌差異、光照條件和物體 遮擋等因素的影響以及檢測算法的實(shí)時性很難達(dá)到要求等問題。為解決此問題，本文從算 法的角度進(jìn)行改善，使得檢測的效果不受此影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種方向盤上操作手?jǐn)?shù)目視頻檢測方法，解決了目前針對 客車駕駛員安全駕駛的檢測儀器較為復(fù)雜，且對操作有影響的問題。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進(jìn)行：
[0008] 步驟1 :圖像中方向盤位置確定；將攝像頭安裝在駕駛員前上方，方向盤與攝像頭 二者的相對位置保持不變，保證攝像頭采集的圖像完整包含駕駛員頭部和方向盤，標(biāo)定方 向盤橢圓的中心和代表方向盤的橢圓環(huán)；
[0009] 步驟2 :感興趣區(qū)域的截?。辉跈E圓上選取一點(diǎn)M，以點(diǎn)M為中心用窗口作為感興 趣區(qū)域截取圖像；
[0010] 步驟3 :方向盤上操作手檢測；將感興趣區(qū)域按順時針方向旋轉(zhuǎn)p角度，進(jìn)行歸 一化處理；
[0011] 步驟4 :預(yù)處理；將歸一化處理后的彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后對感興趣區(qū)域 進(jìn)行圖像預(yù)處理，得到黑白圖案；
[0012] 步驟5 :單一感興趣區(qū)域操作手檢測；將二值化后的圖像表示在二維坐標(biāo)系中， 將圖像向X軸方向投影，得到其n(X)-X曲線；n表示每一列中灰度值為1的像素點(diǎn)數(shù)，設(shè)定 閾值16,當(dāng)X軸方向上，連續(xù)X軸坐標(biāo)點(diǎn)上的每一列的n(x) 時，令L為這些連續(xù) 長度中的最大值，設(shè)定閾值T2= 20,當(dāng)L>T2時，即認(rèn)為圖像中有類似手形存在；
[0013] 步驟6 :全方向盤搜索操作手；當(dāng)一個感興趣區(qū)域檢測完成后，按照逆時針方向， 以一度為步長搜索整個方向盤區(qū)域，提取到360個大小相同的感興趣區(qū)域，對360個感興趣 區(qū)域逐一進(jìn)行檢測，得到每個感興趣區(qū)域是否有類似手形存在。
[0014] 進(jìn)一步，所述步驟2中窗口大小為30X60,窗口方向是感興趣區(qū)域長邊的對稱中 心線與X軸正方向的夾角，即供角。
[0015] 進(jìn)一步，所述所述步驟3中歸一化處理以M點(diǎn)為中心將小窗口進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，使旋轉(zhuǎn) 后的感興趣區(qū)域中的方向盤處于豎直方向。
[0016] 進(jìn)一步，所述步驟4中預(yù)處理步驟為首先進(jìn)行超限鄰域平均，在進(jìn)行直方圖均衡 化，最后進(jìn)行二值化，得到黑白圖案。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是通過視頻方法檢測車輛駕駛中司機(jī)的雙手是否離開方向盤， 方法簡單可靠。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明9 = 90。、0 = 270°和0 = 280°時的二值化灰度圖及其n-X 曲線不意圖；
[0019] 圖2為全方向盤搜索圖形。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0022] 步驟1 :圖像中方向盤位置確定；將攝像頭安裝在駕駛員前上方，方向盤與攝像頭 二者的相對位置保持不變，保證攝像頭采集的圖像完整包含駕駛員頭部和方向盤，方向盤 的實(shí)物形狀為圓形，但由于攝像頭的畸變效應(yīng)，方向盤在圖像中的形狀畸變成橢圓形，所以 需將方向盤視為橢圓來處理。標(biāo)定方向盤橢圓的中心和代表方向盤的橢圓環(huán)。
[0023] 客車在行駛過程中車身會略有震動，導(dǎo)致攝像頭與方向盤之間的相對位置會有小 幅變動。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試，在攝像頭正常安裝的前提下，車輛顛簸導(dǎo)致的圖像中方向盤實(shí)際中 心點(diǎn)與標(biāo)定中心點(diǎn)的不重合度誤差基本小于二十個像素，本算法試驗(yàn)結(jié)果表明，該誤差對 計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性沒有影響。
[0024] 步驟2 :感興趣區(qū)域的截??；在橢圓上選取一點(diǎn)M，以點(diǎn)M為中心，以30X60大小的 窗口作為感興趣區(qū)域截取圖像，這個窗口以M為中心，方向是感興趣區(qū)域長邊的對稱中心 線與X軸正方向的夾角，即供角。
[0025] 步驟3 :方向盤上操作手檢測；感興趣區(qū)域角度歸一化處理，即將感興趣區(qū)域按順 時針方向旋轉(zhuǎn)P角度，歸一化處理是以M點(diǎn)為中心將小窗口進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，目的是使旋轉(zhuǎn)后的 感興趣區(qū)域中的方向盤處于豎直方向。
[0026] 這樣，截取的方向盤部分圖像在感興趣區(qū)域圖像中的朝向和相對位置基本一致。
[0027] 步驟4 :預(yù)處理；將歸一化處理后的彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后對感興趣區(qū)域 進(jìn)行圖像預(yù)處理，預(yù)處理步驟為：首先進(jìn)行超限鄰域平均，在進(jìn)行直方圖均衡化，最后進(jìn)行 二值化，得到黑白圖案。
[0028] 步驟5:單一感興趣區(qū)域操作手檢測；當(dāng)手握住方向盤時，方向盤的局部或全部會 被手覆蓋，手的寬度明顯大于方向盤的寬度。將二值化后的圖像表示在二維坐標(biāo)系中，將 圖像向X軸方向投影，得到其n(x)-X曲線；如圖1所示為0 =90°、0 = 270°和0 = 2