CN101695449B - 一种疲劳驾驶预警装置和开机模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种疲劳驾驶预警装置，包括用于采集驾驶者眼部图像的图像采集模块、用于对图像进行处理的图像处理模块、用于为所述装置提供相应电压的电源转换模块、电源开关和开机模块，所述电源开关连接在电源和地之间，其特征在于，所述开机模块包括比较器电路和双稳态触发器，所述比较器电路的一输入端连接电源开关的一端，输出端耦合到所述双稳态触发器的输入端，所述双稳态触发器的输出端耦合到电源转换模块，所述比较器电路采集电源开关的切换动作产生的电平，与参考电压比较，产生脉冲触发双稳态触发器状态翻转，以控制所述电源转换模块开始工作或停止工作。本发明提供的疲劳驾驶预警装置成本低，耗电量低，性能更加稳定。
Description
技术领域
本发明属于驾驶安全技术领域，具体涉及一种疲劳驾驶预警装置和开机模块。
背景技术
疲劳驾驶是当今交通安全的重要隐患之一。驾驶员处于疲劳状态时，对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都有不同程度的下降，容易发生交通事故。因此，研究开发高性能的驾驶员疲劳状态实时检测及预警技术，能够有效减少疲劳驾驶带来的隐患，从而达到保障驾驶员人身安全和周边相关人员安全的目的。
驾驶员疲劳驾驶预警装置是指通过车内和车外的附加设备对驾驶员生理信号、驾驶员生理反应特征、驾驶员操作行为或者车辆状态等信息进行采样，可以单一对一种信息进行评估也可以对多种参数综合评估，最后运用可靠的疲劳模型来判断驾驶员是否处于疲劳状态。如果驾驶员处于疲劳驾驶状态，系统发出报警信息提示驾驶员危险状态或者直接通过车载电控接口对车辆进行控制，从而减少由于疲劳驾驶而产生交通事故发生率。
请参阅图1和2所示，现有的疲劳驾驶预警装置通常包括图像采集模块10、图像解码模块11、图像处理模块12、接口模块13、电源开关14、开机模块15、电源转换模块16、报警模块17、显示模块18和存储模块19，传统的开机模块14采用按钮开机方式，即长按开机按钮开机，再长按开机按钮关机。现有的按钮式开机模块14采用的是用微处理器MCU对按钮开关按键时间计数的方式来控制电源转换芯片的工作，所以必须始终要给MCU供电，耗电多，成本比较高。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种疲劳驾驶预警装置，降低了疲劳驾驶预警装置的成本和耗电量，性能更加稳定。
本发明要解决的另一技术问题是，提供一种开机模块，降低开机模块的耗电量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种疲劳驾驶预警装置，包括用于采集驾驶者眼部图像的图像采集模块、用于对图像进行处理的图像处理模块、用于为所述装置提供相应电压的电源转换模块、电源开关和开机模块，所述电源开关连接在电源和地之间，所述开机模块包括比较器电路和双稳态触发器，所述比较器电路的一输入端连接电源开关的一端，输出端耦合到所述双稳态触发器的输入端，所述双稳态触发器的输出端耦合到电源转换模块，所述比较器电路采集电源开关的切换动作产生的电平，与参考电压比较，产生脉冲触发双稳态触发器状态翻转，以控制所述电源转换模块开始工作或停止工作。
在本发明实施例中，所述比较器电路包括比较器和延时电路，所述延时电路连接在电源开关和比较器的同相输入端之间，所述比较器的反相输入端接入参考电压。
在本发明实施例中，所述延时电路包括串联的电阻和电容。
在本发明实施例中，所述开机模块还包括一优先上电使能电路，所述优先上电使能电路一端与电源开关连接，另一端与需要提前上电启动的单元连接。
在本发明实施例中，所述装置还进一步包括看门狗模块和时钟产生电路，所述看门狗模块分别与所述图像处理模块和时钟产生电路相连，所述时钟产生电路提供时钟信号给看门狗模块。
在本发明实施例中，所述时钟产生电路和看门狗模块之间串联有一电阻。
在本发明实施例中，所述时钟产生电路为有源时钟芯片。
一种开机模块，用于连接在电源开关和电源转换模块之间，所述开机模块包括比较器电路和双稳态触发器，所述比较器电路的一输入端用于连接电源开关的一端，输出端耦合到所述双稳态触发器的输入端，所述双稳态触发器的输出端用于耦合到电源转换模块，所述比较器电路采集电源开关的切换动作产生的电平，与参考电压比较，产生脉冲触发双稳态触发器状态翻转，以控制所述电源转换模块开始工作或停止工作。
在本发明实施例中，所述比较器电路包括比较器和延时电路，所述延时电路路连接在电源开关和比较器的同相输入端之间，所述比较器的反相输入端接入参考电压。
在本发明实施例中，所述开机模块还包括一优先上电使能电路，所述优先上电使能电路一端与电源开关连接，另一端与需要提前上电启动的单元连接。
与现有技术相比，本发明降低了疲劳驾驶预警装置的成本和耗电量，性能更加稳定。
进一步的，增加看门狗模块和时钟产生电路，所述时钟产生电路提供时钟信号给看门狗模块，保证看门狗在加载过程中不会输出复位信号，避免了由于程序过大，加载时间过长而导致的加载失败现象。
附图说明
图1为现有技术中疲劳驾驶预警装置原理框图；
图2为现有技术中疲劳驾驶预警装置中开机模块电路图；
图3为本发明实施例提供的一种疲劳驾驶预警装置中开机模块电路图；
图4为本发明实施例提供的一种疲劳驾驶预警装置中看门狗模块电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的疲劳驾驶预警装置包括用于采集驾驶者眼部图像的图像采集模块、用于对图像进行处理的图像处理模块、用于为所述装置提供相应电压的电源转换模块、电源开关和开机模块，所述电源开关连接在电源和地之间，所述开机模块包括比较器电路和双稳态触发器，所述比较器电路的一输入端连接电源开关的一端，输出端耦合到所述双稳态触发器的输入端，所述双稳态触发器的输出端耦合到电源转换模块，所述比较器电路采集电源开关的切换动作产生的电平，与参考电压比较，产生脉冲触发双稳态触发器状态翻转，以控制所述电源转换模块开始工作或停止工作。
本发明的一种实施例提供了一种新的开机模块电路，降低了疲劳驾驶预警装置的成本和耗电量。
请参阅图3所示，图3为本发明实施例提供的一种疲劳驾驶预警装置中的开机模块电路图，开机模块包括比较器电路30和双稳态触发器电路31，比较器电路30中的比较器的同相输入端与输入电源电压的按键开关连接，采集由按钮动作产生的电平，然后与比较器的反相输入端的参考电压作比较，如果采集的电压大于参考电压则输出高电平，否则输出低电平。同相输入端与输入电源电压的按键开关之间还串联有一延时电路，延时电路可包括串联的电阻和电容串联，电阻、电容的乘积决定了同相输入端电压的上升时间，也就是长按的时间。
比较器电路30工作的过程如下：初始时，比较器同相端处于低电压，比较器输出为低电平。当按下开机按钮时，比较器同相端电平开始上升，上升的速度由延迟模块决定；当上升到超过比较器反相端的参考电平后，比较器输出高电平；当松开按钮后，比较器同相端电压开始下降，直至低电平，比较器又输出低电平。这样比较器完成了一个循环，输出从低-高-低，产生了一个正向脉冲，触发双稳态触发器，使双稳态触发器的输出状态翻转一次。双稳态触发器的输出-总电源使能，作为工作使能信号控制电源转换模块或电源转换芯片的工作。双稳态触发器输出为高电平，电源转换芯片就工作，给设备供电，设备开机；双稳态触发器输出为低电平，电源转换芯片则停止工作，设备关机。
本发明实施例提供的开机模块结构简易，成本低，关机以后只需要给比较器和双稳态触发器供电即可，耗电低。同时又比单独的采用双稳态触发器的开机方式工作要稳定很多，不会受到按键接触不良的影响而产生开机抖动，芯片使用寿命高。
本发明实施例中，所述开机模块还可以在开机按钮按下的时候马上提供一个高电平-优先上电部分使能，作为开启信号给那些需要提前启动的部分，使之能在主电源启动之前提前启动。例如：启动12V转5V的电源转换芯片，给后面的双稳态触发器供电，使之在比较器输出正脉冲之前处于工作状态。这样的话，在关机的状态下，只需给比较器一个芯片供电即可，又进一步降低了耗电量。
在本发明另一实施例中，还对疲劳驾驶预警装置的看门狗模块进行了改进，增加时钟产生电路，保证看门狗在加载过程中不会输出复位信号，避免了由于程序过大，加载时间过长而导致的加载失败现象。
请参阅图4所示，图4为本发明实施例提供的一种看门狗模块结构示意图。看门狗的输入端与疲劳驾驶预警装置中的图像处理模块，图中所示为数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)，即看门狗模块的输入端与DSP的通用输入/输出(General Purpose Input Output，GPIO)接口连接。看门狗模块的输入端还连接有一时钟产生电路，本发明实施例中为有源时钟芯片，有源时钟芯片与DSP的通用GPIO接口连接，在疲劳驾驶预警装置上电加载程序的过程中提供时钟信号给看门狗模块，从而避免程序加载时间超过看门狗模块的时钟允许长度(如1秒)导致加载失败的情况出现。
具体过程如下：当程序加载时，DSP的GPIO初始状态处于高阻状态，相当于断开，此时由有源时钟芯片给看门狗模块供给时钟。当程序加载完成以后，DSP的GPIO开始输出时钟给看门狗模块，由于有源时钟芯片是通过一个电阻R4(例如300KΩ)连接到看门狗模块，所以这时DSP的GPIO处于优先控制的地位，看门狗模块的输入只由GPIO决定。当设备死机后，GPIO就固定在高电平或者低电平，看门狗模块没有了时钟输入就会输出复位信号重启设备。本发明通过有源时钟在程序加载过程中给看门狗模块供给时钟，保证看门狗模块在加载过程中不会输出复位信号，避免了由于程序过大，加载时间过长而导致的加载失败现象。进一步，还可以保证完成存储空间允许下的任意大小的程序加载。
上述实施例应用在汽车上，通过监控驾驶员是否处于疲劳状态，并在驾驶员疲劳时进行报警提醒，从而提高了汽车驾驶的安全性。
根据上述陈述，开机模块还可以应用于其他设备中，例如电脑、手机等设备中。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种疲劳驾驶预警装置，包括用于采集驾驶者眼部图像的图像采集模块、用于对图像进行处理的图像处理模块、用于为所述装置提供相应电压的电源转换模块、电源开关和开机模块，所述电源开关连接在电源和地之间，其特征在于，所述开机模块包括比较器电路、双稳态触发器和优先上电使能电路，所述优先上电使能电路一端与电源开关连接，另一端与电源转换模块连接，在电源开关按下后，给双稳态触发器供电，所述比较器电路的一输入端连接电源开关的一端，输出端耦合到所述双稳态触发器的输入端，所述双稳态触发器的输出端耦合到电源转换模块，所述比较器电路采集电源开关的切换动作产生的电平，与参考电压比较，产生脉冲触发双稳态触发器状态翻转，以控制所述电源转换模块开始工作或停止工作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较器电路包括比较器和延时电路，所述延时电路连接在电源开关和比较器的同相输入端之间，所述比较器的反相输入端接入参考电压。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述延时电路包括串联的电阻和电容。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，还进一步包括看门狗模块和时钟产生电路，所述看门狗模块分别与所述图像处理模块和时钟产生电路相连，所述时钟产生电路提供时钟信号给看门狗模块。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述时钟产生电路和看门狗模块之间串联有一电阻。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述时钟产生电路为有源时钟芯片。
7.一种开机模块，用于连接在电源开关和电源转换模块之间，其特征在于，所述开机模块包括比较器电路、双稳态触发器和优先上电使能电路，所述优先上电使能电路一端与电源开关连接，另一端与电源转换模块连接，在电源开关按下后，给双稳态触发器供电，所述比较器电路的一输入端用于连接电源开关的一端，输出端耦合到所述双稳态触发器的输入端，所述双稳态触发器的输出端用于耦合到电源转换模块，所述比较器电路采集电源开关的切换动作产生的电平，与参考电压比较，产生脉冲触发双稳态触发器状态翻转，以控制所述电源转换模块开始工作或停止工作。
8.根据权利要求7所述的开机模块，其特征在于，所述比较器电路包括比较器和延时电路，所述延时电路路连接在电源开关和比较器的同相输入端之间，所述比较器的反相输入端接入参考电压。
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