CN101612940B - 防止驾驶人员打瞌睡的控制系统 - Google Patents

Abstract

防止驾驶人员打瞌睡的控制系统，中央控制器控制整个系统的协同工作，其设置有人像识别模块、时钟模块以及驱动模块；驱动模块与自动停驶装置连接；人像采集装置能连续采集驾驶人员的面部图像输送至人像识别模块，由人像识别模块进行识别；数据存储装置与人像识别模块连接，存储人像采集装置所采集的面部图像；声音告警装置与驱动模块连接，在驾驶人员出现打瞌睡的情况下，发出报警；报警解除装置与中央控制器的解除信号输入口连接，该报警解除装置启动后，声音告警装置将解除报警。本发明主要应用在火车上的控制系统，也可应用于汽车、船舶等交通工具上，防止了司机打瞌睡现象的产生，避免了事故发生，减少了经济的损失，确保了行车的安全。

Description

防止驾驶人员打瞌睡的控制系统

技术领域：

本发明涉及的是一种机动车、列车以及船舶安全控制系统，具体来说是一种防止驾驶人员，尤其是列车司机打瞌睡的控制系统。

背景技术：

高速可靠、经济安全的各类交通运输是交通运营商追求的目标，但它们安全系统在整个交通系统中起着举足轻重的作用，尤其是火车的安全性更受到人们的关注。火车司机长时间驾驶或夜间行车时，可能会因为疲劳而打瞌睡，由于列车不断提速、取消副司机以及列车运行交路延长等因素的影响，这些都对火车司机如何集中精力驾驶提出了更高的要求，因为，司机在驾驶过程中哪怕只打几秒钟的瞌睡都有可能造成极其严重的后果，给国家和人民带来生命和财产的巨大损失。

但是，打瞌睡是人的一种生理现象，因它与人的身体和精神状况的好坏、责任意识的高低等因素都有着密切的联系而难以避免，因此研制一种能有效防止火车司机在驾驶过程中打瞌睡的系统就显得非常必要，它对保障列车运行安全有着十分重大的意义。

发明内容：

本发明目的是在于克服上述技术上的不足，而提供一种防止驾驶人员打瞌睡的控制系统，该控制系统通过采集驾驶人员的面部特征，尤其是眼睛特征，经过判断分析后，及时提示或告警的驾驶人员，避免事故发生，减少经济的损失。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

防止驾驶人员打瞌睡的控制系统，其特征在于，包括：

一中央控制器，该中央控制器控制整个系统的协同工作；在该中央控制器中设置有一人像识别模块、时钟模块以及驱动模块；所述驱动模块与现有交通工具的自动停驶装置连接；

一人像采集装置，该人像采集装置能连续采集驾驶人员的面部图像形成图像数据信号输送至人像识别模块，由人像识别模块进行特征识别和分析；

一数据存储装置，该数据存储装置与所述人像识别模块连接，以排队方式存储人像采集装置所采集的面部图像；

一声音告警装置，该声音告警装置与所述驱动模块连接，受驱动模块控制，在驾驶人员出现打瞌睡的情况下，发出报警；

一报警解除装置，该报警解除装置与中央控制器的解除信号输入口连接，该报警解除装置启动后，声音告警装置将解除报警。

在本发明中，所述人像采集装置包括但不限于摄像头或红外摄像头，以保证人像采集装置在光线很弱甚至完全无光情况下也能准确地采集人像。

在本发明中，所述数据存储装置通过先进先出的排队方式记录和存储驾驶人员的图像数据，该数据存储装置还包括一用以存储驾驶人员违章出现语音提示和告警情况时段的图像数据的数据存储子模块和一数据输入输出口以及一数据存储控制单元，该数据存储控制单元能在驾驶人员违章出现语音提示和告警情况时段将，该时段驾驶人员的打瞌睡图像数据和预先设置的驾驶人员打瞌睡图像数据不可修改的存储至数据存储子模块中，所述数据存储子模块与数据输入输出口连接，实现图像数据的导出。

所述数据输入输出口为USB接口。

所述面部图像为眼睛部位的图像，这主要是因为人的眼睛在正常情况与疲劳打瞌睡时有明显的区别，所以人像识别技术可以非常准确的对此作出判断。

本发明的工作原理是，通过人像采集装置，如摄像头拍摄驾驶员面部(主要是眼睛部位)的图像，然后把将采集的眼睛部位的图像传送给人像识别模块，人像识别模块从数据存储子模块调用驾驶人员打瞌睡图像数据，两者进行比较，采集的眼睛部位的图像符合打瞌睡的面部特征，经过中央处理器确定后，将首先用语音方式对司机发出提示和音频告警声音，若在一定时间内司机没有醒来，采集的眼睛部位的图像符合打瞌睡的面部特征的，中央处理器确定为非正常现象，将通过驱动模块向自动停车装置发出停车信息，迫使列车停车。

基于上述，本发明主要应用在火车上的控制系统，也可应用于汽车、船舶等交通工具上，通过安装声音告警装置和人像识别装置，及时反馈司机的驾车行为，防止司机打瞌睡现象的产生，避免了事故发生，减少了经济的损失；并采用了自动停车装置和强烈和刺激的告警声音，尽量保证起到唤醒司机的作用，从而避免自动停车装置的使用而导致的非正常停车，确保了行车的安全。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的工作原理模块图。

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示的应用于列车上的防止司机打瞌睡的控制系统，进一步阐述本发明。

参考图1，本实施例的防止司机打瞌睡的控制系统，包括一个中央控制器100，该中央控制器100控制整个系统的协同工作；在该中央控制器100中设置有一人像识别模块110、时钟模块120以及驱动模块130；驱动模块130与现有列车上的自动停驶装置200连接；同时该驱动模块130还连有一声音告警装置300，声音告警装置300包括一个高分贝的蜂鸣器310，能够确保唤醒司机的作用。

人像采集装置400包括但不限于摄像头或红外摄像头，采用红外摄像头以保证人像识别系统在光线很弱甚至完全无光情况下也能准确地进行识别和判断。

摄像头或红外摄像头按照预先设置的时间间隔连续地采集司机面部图像，尤其是眼睛部位的图像，这主要是因为人的眼睛在正常情况与疲劳打瞌睡时有明显的区别，所以人像识别技术可以非常准确的对此作出判断。摄像头或红外摄像头采集的眼睛部位的图像一方面输送到与其连接人像识别模块110中，同时另一方面也通过先进先出的排队方式存储到数据存储装置500中。

人像识别模块110在收到摄像头或红外摄像头采集的眼睛部位的图像后，将从数据存储装置500的数据存储子模块510中调取预先存储的驾驶人员打瞌睡图像，并将收到摄像头或红外摄像头采集的眼睛部位的图像与预先存储的驾驶人员打瞌睡图像进行特征识别和分析，如两者相同或近似，则可判断司机在打瞌睡，发出一信号给数据存储控制单元520，数据存储控制单元520一方面将存储在数据存储装置500中的这一眼睛部位的图像转换成不可删除模式再次存储到数据存储子模块510中，同时发送一控制信号至中央控制器100的处理部分，中央控制器100的处理部分通过驱动模块130驱动声音告警装置300通过高分贝的蜂鸣器310发出一个高分贝的唤醒司机。司机被唤醒后，按动与中央控制器的解除信号输入口连接的报警解除装置，如一解除按钮600，声音告警装置300将解除报警。如果在一定时间内，声音告警装置300仍然没有被解除，中央控制器100的处理部分将通过驱动模块130驱动列车自动停驶装置700工作，使列车停车，从而达到有效防止因火车司机打瞌睡可能造成的事故。

本实施例还在声音报警装置300上连有一告警指示灯320，该告警指示灯320一旦点亮，将保持长亮，直到考核人员将其关闭为止，这样考核人员通过长亮的告警指示灯320就能一目了然地知道司机在值乘过程出现过打瞌睡的情况。另外本实施例还可以在数据存储子模块510上接一数据输入输出口530，如USB接口，若考核人员发现告警指示灯320亮着，则可以用一U盘将数据存储子模块510下载下来，对数据存储子模块510内的图像数据进行分析，以确认司机的违章事实，进行处理。

在列车运行中若出现司机有意遮挡摄像头或红外摄像头、不朝前方了望、离开驾驶位置等情况时，摄像头或红外摄像头将采集不到司机的眼睛部位的图像，这时人像识别模块110在一个比较短的时间内没有收到司机的眼睛部位的图像数据时，将给中央控制器100的处理部分发出一个信号，中央控制器100通过驱动模块130驱动声音告警装置300通过高分贝的蜂鸣器310发出一个高分贝的提醒司机，若在一定时间内不听劝阻及时纠正，系统也将视其为打瞌睡等同的非正常现象而采取措施。若在一定时间内及时纠正，摄像头或红外摄像头将采集到司机的眼睛部位的图像，输入至人像识别模块110中，人像识别模块110发出信号给中央控制器100，中央控制器100使系统恢复到正常监测状态。

本实施例的时钟模块120主要是给采集并存储至数据存储装置500的图像数据标上时间标记，以便考核人员进行考核司机在什么时间出现过打瞌睡的情况。

下面结合图2所示的流程图来详细说明本发明的工作过程。

司机上车后，开启整个列车电源时，本实施例的防止司机打瞌睡的控制系统将上电，开始工作。首先该系统对列车运行状况进行检测，如果列车没有开始运行，系统检测到次状况后，将进入待机模式。一旦列车开始运行时，系统将自动进入监测模式，开始正常监视工作，此时安装在机车驾驶室司机前方的摄像头或红外摄像头开始对司机的面部，尤其眼睛部分进行拍摄，拍摄的眼睛部位的图像一方面传送给通过先进先出的排队方式存储到数据存储装置500中，另一方面输送到与其连接人像识别模块中，该人像识别模块对在收到摄像头或红外摄像头采集的眼睛部位的图像后，将从数据存储装置500的数据存储子模块510中调取预先存储的驾驶人员打瞌睡图像，并将收到摄像头或红外摄像头采集的眼睛部位的图像与预先存储的驾驶人员打瞌睡图像进行特征识别和分析，如两者相同或近似，则可判断司机在打瞌睡，经过时间T1由中央处理器确定后将首先通过驱动模块驱动声音告警装置300用语音方式对司机发出提示。

如果司机在语音提示发出后时间T2内有反应，按动一下报警解除装置，系统将返回至正常监视状态，如果司机没有作出反应，声音告警装置会发出强烈的音频告警声音，此告警持续时间T3内司机如果有反应，按动一下报警解除装置，系统将返回至正常监视状态。如果没有作出反应，系统将启动列车自动停车装置使列车停车(T1、T2、T3这三个时间将根据现场实际情况通过实验来确定)。司机若在T2或T3时间内被唤醒，人像识别模块会重新识别到，此时司机还必须按动一个解除按钮才能解除提示或告警，系统重新回到正常监视状态。

基于上述，本发明主要应用在火车上的控制系统，也可应用于汽车、船舶等交通工具上，通过安装声音告警装置和人像识别装置，及时反馈司机的驾车行为，防止司机打瞌睡现象的产生，避免了事故发生，减少了经济的损失；并采用了自动停车装置和强烈和刺激的告警声音，尽量保证起到唤醒司机的作用，从而避免自动停车装置的使用而导致的非正常停车，确保了行车的安全。

另外，本发明还可以在司机遇到不可预见的突发事件(例如突发疾病失去意识等)时列车不至于失控；在数据存储装置中采用了先进先出的排队存储信息方式保存司机的违章信息，方便事故和违章的分析。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.防止驾驶人员打瞌睡的控制系统，其特征在于，包括：

一中央控制器，该中央控制器控制整个系统的协同工作；在该中央控制器中设置有一人像识别模块、时钟模块以及驱动模块；所述驱动模块与现有交通工具的自动停驶装置连接；

一人像采集装置，该人像采集装置能连续采集驾驶人员的面部图像形成图像数据信号输送至人像识别模块，由人像识别模块进行特征识别和分析；

一数据存储装置，该数据存储装置与所述人像识别模块连接，以排队方式存储人像采集装置所采集的面部图像；

一声音告警装置，该声音告警装置与所述驱动模块连接，受驱动模块控制，在驾驶人员出现打瞌睡的情况下，发出报警；

一报警解除装置，该报警解除装置与中央控制器的解除信号输入口连接，该报警解除装置启动后，声音告警装置将解除报警；

所述人像采集装置为摄像头；

所述数据存储装置通过先进先出的排队方式记录和存储驾驶人员的图像数据，该数据存储装置还包括一用以存储驾驶人员违章出现语音提示和告警情况时段的图像数据的数据存储子模块和一数据输入输出口以及一数据存储控制单元，该数据存储控制单元能在驾驶人员违章出现语音提示和告警情况时段将该时段驾驶人员的打瞌睡图像数据和预先设置的驾驶人员打瞌睡图像数据不可修改的存储至数据存储子模块中，所述数据存储子模块与数据输入输出口连接，实现图像数据的导出。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述数据输入输出口为USB接口。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述面部图像为眼睛部位的图像。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述声音告警装置上还连有一告警指示灯。

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