[发明专利]一种驾驶员行车中手持电话违规行为检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驾驶员行车中手持电话违规行为检测方法，更具体的说，本发明是一种利用图像处理和模式识别算法对驾驶员行车中手持电话的违规行为进行实时检测的方法，属于机器视觉技术领域。

背景技术

在驾驶过程中，对路况的选择和判断使得驾驶人注意力高度集中，若此时拨打接听手持电话，势必会分散一部分注意力，降低对行驶环境的感知能力，相应的就会减弱对路面情况的判断，反映速度降低，极易引发交通事故。正常驾驶时，驾驶人双手操纵方向盘，拨打接听手持电话时，使用一只手操纵方向盘，手动挡车换挡时，双手暂时离开方向盘，若此时发生危急情况，驾驶人来不及打方向盘，极易引发交通事故。在驾驶过程中，驾驶人拨打接听手持电话，通话的内容可能会影响到驾驶人的情绪，造成安全隐患。

哈佛大学风险分析中心2009年的研究报告指出，美国每年由于驾驶中使用手持电话直接或间接导致的交通事故占到了所有事故的6％，约63.6万起，累计34.2万人受伤、12000重伤、2600人死亡。英国一家交通研究所公布的测试结果显示，开车时使用手机，大脑的反应速度比酒后驾车时慢30％，开车打手机发生车祸的风险比正常驾驶时高4倍以上，有70％的致命事故是驾驶人注意力不集中造成的。因此对于驾驶过程中拨打接听手持电话行为，各国交通法作出了相应的规定。日本交法规定，驾驶普通机动车辆使用手机者，罚款6000日元；驾驶大型机动车辆使用手机者，罚款7000日元。新加坡交法规定，驾驶过程中使用电话，初犯者罚款1000新元，监禁6个月；再犯者最高罚款2000新元，监禁1年。《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条第三项规定：驾驶机动车不得有拨打接听手持电话、观看电视等妨碍安全驾驶的行为。

目前国内外对行车中手持电话的行为和危害研究较多。加拿大相关研究人员分析了驾驶人拨打手机时的反应时间、车辆横向位置、车头间距以及车速等指标的变化规律。瑞典及新西兰等相关研究人员及机构研究了驾驶人在不同交通环境下，拨打接听手持电话、免提通话以及不进行通话3种状态的驾驶行为表现。尽管国内外对于拨打接听手持电话对于驾驶行为的影响开展了大量的研究，但目前尚未发现对驾驶员行车中手持电话违规行为检测方法的研究和报导。

发明内容

本发明的目的是提出一种对驾驶员行车中手持电话违规行为的检测方法，对驾驶员在行车状态中的拨打接听手持电话行为进行检测和预警，减少驾驶人行车中拨打接听手持电话的行为，以防止因使用手机行为而造成的交通安全事故，提高行驶安全性。

本发明提出驾驶员行车中手持电话违规行为的检测方法，包括以下步骤：

(1)采集汽车驾驶员的头部图像，设定一个人脸区域队列，利用人脸检测算法从采集的每帧头部图像中检测人脸，对检测结果进行判断，若检测到人脸，则根据检测到的人脸定位出矩形人脸区域，用定位出的矩形人脸区域更新人脸区域队列，用定位出的矩形人脸区域作为矩形特征人脸区域；若检测不到人脸，则对人脸区域队列进行判断，若人脸区域队列空，则继续检测人脸，若人脸区域队列不空，则以人脸区域队列中的矩形人脸区域平均值作为矩形特征人脸区域；

(2)以上述矩形特征人脸区域的左上角为原点，根据矩形特征人脸区域的长和宽的比例移动原点，定位出矩形左侧耳部区域的左上顶点，并根据矩形特征人脸区域的长和宽定位出矩形左侧耳部区域的大小；根据矩形左侧耳部区域的左上顶点和大小，定位出矩形左侧耳部区域；将矩形左侧耳部区域按矩形特征人脸区域纵轴镜像，定位出矩形右侧耳部区域，对定位出的矩形耳部区域进行图像归一化处理，得到大小一致的矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像；

(3)分别将图像归一化处理后的矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像变换为灰度图像，并对变换后的灰度图像进行梯度处理，得到灰度图像各个像素的梯度分量，再通过极坐标化，得到灰度图像各个像素的梯度方向值，采用直方图投影的方式，将梯度方向均分为n份，得到n个角度区间，分别将矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像的梯度方向值投影到n个角度区间中去，分别得到与矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像相应的n个角度区间的频数，分别以n个角度区间的频数作为检测手持电话的左侧耳部区域特征向量和右侧耳部区域特征向量；