駕駛員疲勞檢測系統功能開發與測試

倪海艷，徐溫溫，趙掌柱

（陜西汽車集團有限責任公司技術中心，陜西 西安 710200）

1 系統介紹

駕駛員疲勞檢測系統（DMS，DriverMonitorSystem），通過布置在駕駛室內的攝像頭，實現駕駛員閉眼、低頭、攝像頭遮擋、駕駛員離崗、左顧右盼、抽煙、打電話、打哈欠等不良行為的報警提示，提醒駕駛員安全駕駛。系統框圖見圖1。

圖1 駕駛員疲勞檢測系統框圖

2 系統開發

2.1 分神提醒一級報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）EBS 緊急制動無效，且；

4）檢測到駕駛員閉眼持續2s 或低頭分神動作2s。

（2）執行動作：

激活分神提醒一級報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）駕駛員無不良駕駛行為，或；

3）EBS 緊急制動有效。（過濾可能由于緊急制動帶來慣性身體前傾被誤認為低頭動作而產生分神提醒一級報警）

（4）退出動作：

系統退出分神提醒一級報警并進入待機狀態。

2.2 分神提醒二級報警

（1）激活條件：

1）分神提醒一級報警有效，且；

2）3s 后駕駛員仍存在閉眼動作。

（2）執行動作：

激活分神提醒二級報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）駕駛員無不良駕駛行為。

（4）退出動作：

系統退出分神提醒二級報警并進入待機狀態。

2.3 遮擋報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）檢測到攝像頭被遮擋，且持續時間大于10s。

（2）執行動作：

1）激活遮擋報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）檢測攝像頭遮擋被移除。

（4）退出動作：

系統退出遮擋報警并進入待機狀態。

2.4 離崗報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）檢測到駕駛員臉部超過80%被遮擋，或者臉部超過80%偏離監測區域，持續時間超過10s。

（2）執行動作：

激活離崗報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

2）駕駛員臉部超過25%被檢測到。

（4）退出動作：

系統退出離崗報警并進入待機狀態。

2.5 左顧右盼報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）轉向燈狀態未激活，且；

4）監測到駕駛員向左或者向右看，且持續時間大于5s。

為了確保國防教育在學校順利開展，學校還建立了校長負責，班主任為組成的工作班子，形成了國防教育通聯網絡。趙天明校長親自負責，認真研究分析國防教育工作的要求、任務、制訂計劃，制訂管理措施，落實教育陣地，保證了國防教育在學校工作中的地位。大隊輔導員和班主任負責落實計劃，研究和設計活動方案，并且總結工作中的經驗，保證國防教育的正常開展。

（2）執行動作：

激活左顧右盼報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）駕駛員進行轉向操作，即左轉向燈或者右轉向燈閃爍信號有效，或；

3）檢測到駕駛員無不良駕駛行為。

（4）退出動作：

系統退出左顧右盼報警并進入待機狀態。

2.6 抽煙報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）系統檢測到駕駛員在嘴部區域識別到香煙超過3s。

（2）執行動作：

激活抽煙報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）檢測到駕駛員無不良駕駛行為。

（4）退出動作：

系統退出抽煙報警并進入待機狀態。

2.7 打電話報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）檢測到駕駛員存在手持手機通話動作，且持續時間大于6s。

（2）執行動作：

激活打電話報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）檢測到駕駛員無不良駕駛行為。

（4）退出動作：

系統退出打電話報警并進入待機狀態。

2.8 打哈欠報警

（1）激活條件：

1）系統為待機狀態，且；

2）車速≥30Km/h，且；

3）檢測到駕駛員存在打哈欠動作，且持續3s。

（2）執行動作：

激活打哈欠報警，且此時系統為報警狀態。

（3）退出條件：

1）車速＜28Km/h，或；

2）檢測到駕駛員無不良駕駛行為。

（4）退出動作：

系統退出打哈欠報警并進入待機狀態。

2.9 報警說明

（1）以上報警功能只要滿足報警激活條件，所有報警功能均為觸發持續式報警；

（2）DMS 控制器實時傳送疊加了車速信號、里程信號、時間信號的視頻流給TBOX。以上任意一個報警信號有效時，由TBOX 對視頻進行截取、加密、壓縮，上傳報警時刻前后各10s 總時長20s 的視頻到OEM 整車廠后臺。即使使能開關為關閉狀態，視頻流仍實時傳輸。

2.10 顯示需求

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3 系統測試

駕駛員疲勞檢測系統在開發過程中需要進行大量測試，下文通過對關鍵測試項進行描述，盡可能全面的覆蓋各種工況下的測試場景。

3.1 系統激活及退出

（1）整車不同點火檔位下系統的激活狀態及狀態轉換；

（2）系統使能開關的開啟、關閉狀態轉換；

（3）系統使能開關多次快速切換過程中系統狀態轉換的平順性；

（4）攝像頭故障、控制器故障、CAN 總線BUSOFF 故障狀態下系統狀態的轉換。

3.2 系統報警激活及退出

（1）分神提醒一級報警激活及退出：

→ 系統狀態激活轉換；

→ 駕駛員閉眼時間臨界值測試；

→ 駕駛員低頭時間臨界值測試；

→ 駕駛員不戴眼鏡報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員不戴眼鏡（駕駛員小眼睛）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴近視透光眼鏡報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴墨鏡（不阻光型）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴墨鏡（阻光型）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴口罩報警激活狀態轉換及退出；

→ 車內閱讀燈、背光打開情況下報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員臉部在強光下報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ EBS 緊急制動有效時報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員無不良駕駛行為時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（2）分神提醒二級報警激活及退出：

→ 駕駛員閉眼時間臨界值測試；

→ 駕駛員不戴眼鏡報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員不戴眼鏡（駕駛員小眼睛）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴近視透光眼鏡報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴墨鏡（不阻光型）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴墨鏡（阻光型）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴口罩報警激活狀態轉換及退出；

→ 車內閱讀燈、背光打開情況下報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員臉部在強光下報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 駕駛員無不良駕駛行為時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（3）遮擋報警激活及退出：

→ 攝像頭遮擋持續時間臨界值測試；

→ 攝像頭有污點誤報警測試；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 攝像頭遮擋物被移除時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（4）離崗報警激活及退出：

→ 駕駛員臉部檢測區域測試；

→ 駕駛員離崗持續時間報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 駕駛員臉部檢測區域滿足報警狀態退出轉換；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（5）左顧右盼報警激活及退出：

→ 駕駛員左看持續時間報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員右看持續時間報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員臉部在強光下左顧右盼報警激活狀態轉換及退出；

→ 車內閱讀燈、背光打開情況下左顧右盼報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴白色口罩左顧右盼報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴黑色口罩（吸光材質，捕捉畫面中視為白色口罩）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員戴黑色口罩（不吸光材質，捕捉畫面中視為黑色口罩）報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 收到左轉向燈閃爍時報警激活狀態轉換及退出

→ 收到右轉向燈閃爍報警激活狀態轉換及退出

→ 駕駛員無不良駕駛行為時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（6）抽煙報警激活及退出：

→ 駕駛員嘴部區域識別到香煙持續時間測試；

→ 駕駛員嘴部區域識別到香煙（未點燃狀態）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員嘴部區域識別到香煙（點燃狀態）報警激活狀態轉換及退出；

→ 后排乘客嘴部區域識別到香煙報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員嘴部區域識別到不同種類香煙（細煙）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員嘴部區域識別到不同種類香煙（普通煙）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員嘴部區域識別到不同種類香煙（雪茄）報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員嘴部區域識別到不同種類香煙（電子煙）報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 駕駛員無不良駕駛行為時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（7）打電話報警激活及退出：

→ 駕駛員手持電話持續時間臨界值測試；

→ 駕駛員左手持白色電話報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員左手持黑色電話報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員右手持白色電話報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員右手持黑色電話報警激活狀態轉換及退出；

→ 車內閱讀燈、背光都打開時報警激活狀態轉換及退出；

→ 后排乘客在監測范圍內打電話時報警激活狀態轉換及退出；

→ 駕駛員不同姿勢（手機在耳邊不同斜度）打電話時報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 駕駛員無不良駕駛行為時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

（8）打哈欠報警激活及退出：

→ 駕駛員打哈欠持續時間臨界值測試；

→ 駕駛員在強光下打哈欠時報警激活狀態轉換及退出；

→ 車內閱讀燈、背光都打開時報警激活狀態轉換及退出；

→ 后排乘客在檢測范圍內打哈欠時報警激活狀態轉換及退出；

→ 退出車速臨界值測試；

→ 駕駛員無不良駕駛行為時報警激活狀態轉換及退出；

→ 報警條件滿足時持續報警。

3.3 報警顯示測試

（1）分神提醒一級報警有效時儀表觸發文字提示“請注意安全”，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（2）分神提醒二級報警有效時觸發文字提示“請注意安全”，駕駛員疲勞檢測綠色指示燈以2Hz 的頻率閃爍，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（3）遮擋報警有效時儀表觸發文字提示“疲勞檢測攝像頭被遮擋”，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（4）離崗報警有效時儀表觸發文字提示“識別不到駕駛員”,并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（5）左顧右盼報警有效時儀表觸發文字提示“請勿左顧右盼”，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（6）抽煙報警有效時儀表觸發文字提示“請勿吸煙”，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（7）打電話報警有效時儀表觸發文字提示“請勿行車接打電話”，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除；

（8）打哈欠報警有效時儀表觸發文字提示“請勿疲勞駕駛”，并儀表伴有揚聲器以1Hz 的頻率持續報警直至報警信號解除。

4 結語

駕駛員疲勞檢測系統越來越受到駕駛員及車隊管理公司的重視和青睞，在車輛前裝和后裝中占有越來越多的市場份額。隨著國家標準推進及多個地方性法規的出臺和實施，駕駛員疲勞檢測系統的重要性和必要性日益凸顯。