CN102501764A - 一种带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统 - Google Patents

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李新贤
谢小鹏
吴悠
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South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明公开了一种带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统，包括控制单元、信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面，所述控制单元与信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面相连；所述信号采集单元为方向盘按钮和车速传感器，所述执行单元为制动装置和油门截止装置。该系统不仅结构简单，工作稳定，不需要对原车进行大范围改动且对汽车原来性能没有影响，而且能有效地在行车过程中实时检测驾驶员的疲劳程度，在必要时对其进行警醒，并通过自带的减速装置减慢车速，防止交通事故的发生。

Description

一种带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统
技术领域
本发明涉及防疲劳驾驶系统，尤其是一种带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统。 
背景技术
据调查，有超过三分之一的交通事故是由于驾驶员疲劳引起的，而且疲劳驾驶引发的往往都是重大事故。其中在高速公路上，由于道路环境单一，交通干扰少，速度稳定，行车中的噪声和振动频率小，易使驾驶人产生单调感而困倦瞌睡，最容易产生重大交通事故。 
目前现有的防止驾驶疲劳方案分三种：一种是根据汽车运行的时间自动进行语音提醒或振动提示，但不能有针对性地对驾驶员疲劳时进行提醒；一种是在行车过程中通过检测人体动作机能，如眼睛闭合度、头部位置、踏板动作等判断，但这种方案因为技术上存在难题，可靠度不高，经济性不好，很难普及；另一种是在行车前对驾驶员进行疲劳度测试后才能启动汽车，但不能在行车过程中对驾驶员实时检测。 
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供一种结构简单、工作稳定的带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统。 
本发明技术方案是： 
一种带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统，包括控制单元、信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面，所述控制单元与信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面相连；所述信号采集单元为方向盘按钮和车速传感器，所述执行单元为自动制动装置和油门截止装置。 
在汽车高速行驶过程中，控制单元通过控制汽车上的扬声器向驾驶员播放提示音，驾驶员听到声音后按下按钮，控制单元计算出声音播放和按钮信号的时间差，即驾驶员反应时间，在一段时间中随机测量几次，若有一定次数大于初设值则证明驾驶员精神状况有所下降，控制扬声器播放警示音，控制单元控制制动装置减慢汽车行驶速度；一段时间后再次测量，若仍有一定次数大于初设值，则证明驾驶员已经进入疲劳驾驶状态，控制单元启动自动制动装置和油门截止装置对汽车进行减速并靠边休息，达到防止驾驶员疲劳驾驶的目的。 
本发明的有益效果是：弥补了目前机动汽车上不能有效检测驾驶员疲劳状况和缺乏疲劳警示的不足，通过对原车进行小范围的改进，增加人性化的提醒装置，防止高速公路上因疲劳驾驶而造成的交通事故。 
附图说明
图1是本发明的各单元连接图。 
图2是本发明的方框流程图。 
图3是方向盘按钮位置示意图；主按钮1；主按钮2；副按钮3；副按钮4。 
图4是油门截止装置的工作原理图；节气门拉线1；截止胶粒2；截止杆 3；限制杆4；弹簧5。 
图5是自动制动装置的工作原理图；电机1；泵体2；集油箱3；单向阀4；稳压阀5；电磁阀6；截止阀7；蓄能器8；制动主缸9；制动踏板10；ABS11；制动轮缸12；压力传感器13；Y型管14。 
具体实施方式
如图1所示，本发明带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统，包括控制单元、信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面，所述控制单元与信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面相连。所述信号采集单元为方向盘按钮和车速传感器，所述执行单元为自动制动装置和油门截止装置。 
如图2所示，程序在汽车启动后通过按下操作界面上的开关按钮后开始运行，第一次运行程序时会提示驾驶员选择自己喜欢的提示音和警示音，推荐驾驶员用系统自带的麦克风录下自己亲人的声音作为警示音，声音设置在关机后仍保存。在汽车启动后，车速小于80公里系统不运行，这是由于在普通的城市道路中路况复杂，系统发出提示音会影响驾驶员判断。当车速高于80公里并维持30分钟，证明汽车已进入高速公里中行驶，系统开始运行，此时系统会随机地通过车载的扬声器发出提示音，驾驶员听到提示音后按下方向盘的按钮，测出声音播出与按钮动作的时间差，在10分钟内不定时测试5次，若有3次以上时间都比预设值小，则证明驾驶员精神状态良好，否则系统发出警示音并开启自动制动装置，将车速降低。若在行驶过程中车速小于30公里，说明此时前方有障碍或驶出高速路，系统返回。如果车速继续保持稳定，30分钟后再进行第二次测试，若此时反应时间过长的次数小于3次， 则依次开启危险警报灯、语音提示、自动制动装置和油门截止装置，强制要求驾驶员靠边停车休息15分钟。 
在图3中，方向盘按钮设置为4个，用于测试，方便驾驶员在各种握方向盘动作时都可以及时作出反应并按下按钮。由于高速公路上路况较简单，驾驶员进行按按钮动作不会影响普通的行车，反而可以不断刺激驾驶员保持良好精神状态。按钮位置都设置在方向盘内侧，这避免了对转弯和移库时方向盘手感不同的影响。 
在图4中，通过截止胶粒2，截止杆3和弹簧5的相互作用使节气门拉线1只能单向运动，使节气门只能关闭不能打开。截止杆3和限制杆4都固定在一个步进电机上，一般时候两个杆旋开一定角度，使装置不起作用，当第二次反应时间测试驾驶员没通过，在对车减速后，电机使截止杆旋入截止胶粒中，起限制油门作用。 
在图5中，电机1随着系统的开启开始运转，使制动油在一个小回路上循环并使蓄能器8储存一定能量。当需要制动时，步进电机使截止阀7的阻流管缓慢上升，使蓄能器中的一点刹车油流入ABS11，制动轮缸12受到压力缓慢制动，车速缓慢下降。当制动完毕后油压传感器13感到油压过高，电磁阀6开启，刹车油由于液体流动作用回到集油箱3。 
以上实施方式对本发明做了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。 

Claims (2)

1.一种带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统，其特征在于：包括控制单元、信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面，所述控制单元与信号采集单元、扬声器、执行单元和操作界面相连。
2.根据权利要求1所述的带强制减速装置的防止高速公路疲劳驾驶系统，其特征在于：所述信号采集单元为方向盘按钮和车速传感器，所述执行单元为自动制动装置和油门截止装置。
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PB01 Publication
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