1.一种基于传感器与机器视觉的酒驾检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集训练样本:利用设置于车辆内的酒精浓度传感器、心率传感器、体温传感器和摄像头分别获取车内的酒精浓度、驾驶员的心率、体温和面部图像;
S2、获取图像的酒驾识别结果:分别利用MTCNN网络和VGG16网络对面部图像进行人脸定位和酒驾识别;
S3、建立BP神经网络模型:将训练样本中的车内的酒精浓度、驾驶员的心率、体温及图像的酒驾识别结果进行BP神经网络训练;
S4、酒驾识别:将实时采集的车内的酒精浓度、驾驶员的心率、体温和面部图像输入至BP神经网络模型以判断驾驶员是否处于酒驾状态;
所述MTCNN网络对面部图像进行人脸定位包括:MTCNN网络由P‑Net、R‑Net和0‑Net级联而成,面部图像经过尺度放缩生成图像金字塔,然后输入P‑Net,P‑Net输入固定为12*12,由
2个卷积层和1个代替全连接层的卷积层组成,P‑Net在图像金字塔上生成12*12的人脸候选框,接着利用NMS筛选候选框后输出给R‑Net;R‑Net输入固定为24‑24,拥有3个卷积层和1个代替全连接层的卷积层,其进一步排除负样本并利用第二次NMS筛选人脸候选框后输出给
0‑Net;0‑Net输入固定为48*48,拥有4个卷积层和1个代替全连接层的卷积层,最终0‑Net输出的人脸区域图像;
所述VGG16网络包括二个全连接层,第一个全连接层节点为4096个,第二个全连接层节点为2个;在VGG16网络的顶层的4个卷积层增加卷积核的数量,由512个卷积核增加到700个卷积核,并用2个标签的SoftMax分类层;利用所述人脸区域图像训练VGG16网络,得到VGG16网络模型;所述VGG16网络模型用于识别面部图像对应的驾驶员是否处于酒驾,以获得图像的酒驾识别结果;
所述VGG16网络模型中损失函数使用分类交叉熵函数:T
其中,W和b分别为模型的权值和偏置项参数向量,W为W的转置矩阵;m为训练样本数量,yi是第i个样本的真实标签,xi为第i个样本的样本输入;
所述人脸区域图像在VGG16网络进行训练之前还需要进行预处理,所述预处理包括:进行3*3模版大小的高斯滤波,然后对图像实施缩放和裁剪操作,使输入图像标准化为一致分辨率大小224*224*3;
所述VGG16网络的训练采用Caffe深度学习框架;
所述步骤S3具体包括:
将训练样本中的车内的酒精浓度、驾驶员的心率、体温及图像的酒驾识别结果通过归一化处理将数据转化为无量纲数据;
采用线性函数变换对数据进行归一化处理,计算公式如下:其中,x为归一化前的特征值,y为归一化处理后的特征值,Max为样本向量中的最大值,Min为样本向量中的最小值;
归一化后的数据输入至BP神经网络中,通过循环迭代,得到BP神经网络模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于传感器与机器视觉的酒驾检测方法,其特征在于,所述步骤S4还包括:当判断结果为驾驶员处于酒驾状态,则控制车辆执行闭锁操作。
3.一种基于传感器与机器视觉的酒驾检测系统,应用如权利要求1‑2任一项所述的酒驾检测方法,其特征在于,所述酒驾检测系统包括通信连接的酒驾检测终端和酒驾识别云端,所述酒驾检测终端用于采集训练样本以及实时采集的车内的酒精浓度、驾驶员的心率、体温和面部图像;所述酒驾识别云端用于获取图像的酒驾识别结果、建立BP神经网络模型以及酒驾识别。
4.根据权利要求3所述的酒驾检测系统,其特征在于,所述酒驾检测系统包括设置于车辆内的酒精浓度传感器、心率传感器、体温传感器和摄像头,还包括通信模块和微控制器,所述微控制器与酒精浓度传感器、心率传感器、体温传感器、摄像头和通信模块通信连接,所述通信模块用于与酒驾识别云端通信连接;所述酒驾识别云端为远程云服务器,包括依次连接的酒驾图像识别模块、BP神经网络模型模块和识别模块。