CN103818256A - 汽车疲劳驾驶实时提醒系统 - Google Patents

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CN103818256A CN201210464088.3A CN201210464088A CN103818256A CN 103818256 A CN103818256 A CN 103818256A CN 201210464088 A CN201210464088 A CN 201210464088A CN 103818256 A CN103818256 A CN 103818256A
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侯鹏
王颖
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Abstract

本发明公开了一种汽车疲劳驾驶实时提醒系统,包括驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元,以及处理器模块、与处理器模块相接的数据存储模块和电源模块,驾驶员生理反映特征检测单元包括脑电波检测仪、红外摄像头、瞳孔测量计和位置传感器,驾驶员操作行为检测单元包括角度传感器和行程传感器;处理器模块的输入端接有时钟模块、视频信号数据采集电路模块和信号调理电路模块,处理器模块的输出端接LCD显示模块以及语音提示模块和报警灯。本发明结构简单,设计合理,使用操作便捷,工作的可靠性高、稳定性好,功能完备,能同时对驾驶员以及道路上行驶的其他车辆进行预警,实用性强,使用效果好,便于推广使用。

Description

汽车疲劳驾驶实时提醒系统
技术领域
[0001] 本发明属于智能交通技术领域,尤其是涉及一种汽车疲劳驾驶实时提醒系统。
背景技术
[0002] 随着交通运输事业的快速发展,机动车保有量的不断增加。交通事故已经成为全球面临的严重问题。统计资料显示,全世界每年因交通事故而导致的死亡人数达60万,直接经济损失约125亿美元,这些事故中57%的灾难性事故与驾驶员疲劳驾驶有关。疲劳虽然是一个很正常的生理现象,但每年导致的交通事故给世界各国造成巨大的经济损失和人员伤亡,增加了社会不安定因素。研究人员发现,司机经过长达数小时的连续驾驶后,变得已经很累,他们要是再继续开车,其危险程度将同醉酒驾驶一样。即使黑夜连续在高速公路上驾驶2小时对反应能力产生的影响,也与喝了几杯酒后一样。因此,针对疲劳驾驶警告系统的研究具有十分重要的现实意义。而现在的疲劳驾驶警告系统只是针对于汽车驾驶员进行预警的,而对道路上行驶的其他车辆没有做到及时预警,提醒其他车辆的驾驶员注意与疲劳驾驶车保持安全车距,而且,现有技术中的疲劳驾驶警告系统功能还不够完善,还不能全方位、多角度及时检测出驾驶员疲劳驾驶的情况。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其结构简单,设计合理,使用操作便捷,工作的可靠性高、稳定性好,功能完备,能同时对驾驶员以及道路上行驶的其他车辆进行预警,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:一种汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:包括驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元,以及用于对驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元所检测到的数据进行分析处理的处理器模块、与处理器模块相接的数据存储模块和为系统中各用电模块供电的电源模块,所述驾驶员生理反映特征检测单元包括用于对驾驶员的脑电波EEG进行检测的脑电波检测仪、用于实时拍摄驾驶员面部影像的红外摄像头、用于对驾驶员眼部生理反映特征进行检测的瞳孔测量计和用于对驾驶员头部位置进行检测的位置传感器,所述驾驶员操作行为检测单元包括用于对方向盘的转动动作进行检测的角度传感器和行程传感器;所述处理器模块的输入端接有时钟模块、视频信号数据采集电路模块和信号调理电路模块,所述信号调理电路模块由依次相接的放大电路模块、滤波电路模块和A/D转换电路模块构成,所述红外摄像头与所述视频信号数据采集电路模块的输入端相接,所述脑电波检测仪、瞳孔测量计、位置传感器、角度传感器和行程传感器均与所述放大电路模块的输入端相接,所述处理器模块的输出端接用于显示驾驶员驾驶状态的LCD显示模块以及用于在驾驶员疲劳驾驶时发出语音提醒信号的语音提示模块和报警灯。[0005] 上述的汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:所述处理器模块为ARM微处理器或DSP数字信号处理器。
[0006] 上述的汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:所述电源模块为电池或与汽车电瓶相接的电压转换电路模块。
[0007] 上述的汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:所述报警灯包括安装在驾驶室内挡风玻璃下方的车内LED闪光灯和安装在车体外后侧、左侧和右侧的三个车外LED闪光灯。
[0008] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0009] 1、本发明采用集成化、模块化的设计,结构简单,设计合理,实现方便。
[0010] 2、本发明的接线方便,使用操作便捷。
[0011] 3、本发明中微处理器模块采用ARM微处理器或DSP数字信号处理器,数据处理速度快,数据处理能力强,根据驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元所输出的数据能够准确可靠地判断出驾驶员是否正在疲劳驾驶,工作的可靠性高、稳定性好。
[0012] 4、本发明的功能完备,不仅能够通过驾驶室内挡风玻璃下方的车内LED闪光灯提醒驾驶员安全驾驶,还能同时通过车体外后侧、左侧和右侧的三个车外LED闪光灯提醒其他车辆驾驶员注意与危险驾驶车辆保持车距,安全行车,对减少交通事故的发生,促进交通运输事业的健康发展具有极其重要的作用。
[0013] 5、本发明能全方位、多角度及时检测出驾驶员疲劳驾驶的情况,实用性强,提高了汽车行驶的安全性,减少了交通事故的发生,有助于实现社会安定,使用效果好,便于推广使用。
`[0014] 综上所述,本发明结构简单,设计合理,使用操作便捷,工作的可靠性高、稳定性好,功能完备,能同时对驾驶员以及道路上行驶的其他车辆进行预警,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0015] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0016] 图1为本发明的电路原理框图。
[0017] 附图标记说明:
[0018] I一处理器模块; 2—数据存储模块; 3 —电源模块;
[0019] 4一脑电波检测仪; 5—红外摄像头; 6—瞳孔测量计;
[0020] 7—位置传感器; 8—角度传感器; 9一行程传感器;
[0021] 10—时钟模块; 11一视频信号数据采集电路模块;
[0022] 12—放大电路模块; 13—滤波电路模块; 14一A/D转换电路模块;
[0023] 15一LCD显不模块; 16—语首提不模块; 17—报警灯。
具体实施方式
[0024] 如图1所示,本发明包括驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元,以及用于对驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元所检测到的数据进行分析处理的处理器模块1、与处理器模块I相接的数据存储模块2和为系统中各用电模块供电的电源模块3,所述驾驶员生理反映特征检测单元包括用于对驾驶员的脑电波EEG进行检测的脑电波检测仪4、用于实时拍摄驾驶员面部影像的红外摄像头5、用于对驾驶员眼部生理反映特征进行检测的瞳孔测量计6和用于对驾驶员头部位置进行检测的位置传感器7,所述驾驶员操作行为检测单元包括用于对方向盘的转动动作进行检测的角度传感器8和行程传感器9 ;所述处理器模块I的输入端接有时钟模块10、视频信号数据采集电路模块11和信号调理电路模块,所述信号调理电路模块由依次相接的放大电路模块12、滤波电路模块13和A/D转换电路模块14构成,所述红外摄像头5与所述视频信号数据采集电路模块11的输入端相接,所述脑电波检测仪4、瞳孔测量计6、位置传感器7、角度传感器8和行程传感器9均与所述放大电路模块12的输入端相接,所述处理器模块I的输出端接用于显示驾驶员驾驶状态的LCD显示模块15以及用于在驾驶员疲劳驾驶时发出语音提醒信号的语音提不模块16和报警灯17。
[0025] 如图1所示,本实施例中,所述处理器模块I为ARM微处理器或DSP数字信号处理器。所述电源模块3为电池或与汽车电瓶相接的电压转换电路模块。所述报警灯17包括安装在驾驶室内挡风玻璃下方的车内LED闪光灯和安装在车体外后侧、左侧和右侧的三个车外LED闪光灯。
[0026] 本发明的工作原理及工作过程是:脑电波检测仪4实时地对驾驶员的脑电波EEG进行检测并将所检测到的信号输出给信号调理电路模块,瞳孔测量计6实时对驾驶员眼部生理反映特征进行检测并将所检测到的信号输出给信号调理电路模块,位置传感器7对驾驶员头部位置进行检测到的信号输出给信号调理电路模块,角度传感器8和行程传感器9对驾驶员操作行方向盘转动动作进行检测的信号输出给信号调理电路模块,信号调理电路模块中的放大电路模块12进行放大、滤波电路模块13进行滤波和A/D转换电路模块14进行采集,并将信号传输到处理器模块1,同时处理器模块I通过视频信号数据采集电路模块11控制红外摄像头5采集驾驶员的脸部表情,处理器模块I分析处理、提取和识别驾驶员疲劳特征信息、对互补或冗余的疲劳特征信息进行数据融合,进而建立疲劳驾驶智能决策模型对驾驶员是否疲劳驾驶进行准确可靠判断,同时将数据存储到数据存储模块2中,当识别到驾驶员正在疲劳驾驶后,控制报警灯17报警、控制语音提示模块16播放提示语音、IXD显示模块15显示点亮,同时时钟模块10提供实时时钟信号,处理器模块I控制IXD显示模块15提示驾驶员已经连续驾车时间,以提醒驾驶员安全驾驶、并提醒其他车辆驾驶员注意与危险驾驶车辆保持车距,安全行车。
[0027] 相关研究表明,脑电波的主导节律可以反映人体的疲劳强度,经研究发现人在进入疲劳状态时,脑电信号EEG中的delta波和theta波的活动会大幅度增长,而alpha波活动会有小幅增长,因此通过脑电波检测仪4对驾驶员的脑电波EEG进行检测就能判断出人是否进入了疲劳状态;驾驶员眼球的运动和眨眼信息被认为是反映疲劳的重要特征,眨眼幅度、眨眼频率和平均闭合时间都可直接用于检测疲劳。人在疲劳瞌睡时,眼睑的眨动一般较频繁,眼睛闭合时间也较长。研究发现:一般情况下人们眼睛闭合的时间在0.2〜0.3s之间,驾驶时若眼睛闭合时间达到0.5s就很容易发生交通事故。本发明采用瞳孔测量计6测量眼部生理特征,瞳孔测量计6是实时地测量眼睛的瞳孔尺寸变化的装置,获取睁闭眼参数信号,根据瞳孔的变化关系来评测疲劳度。通过头部位置传感器7来监视驾驶员在行驶过程中头部的位置情况,利用各个时间段头部位置的变化特征,可以判断出驾驶员是否在打瞌睡。通过多方面的检测来判断驾驶员是否处在疲劳驾驶状态,提高了本发明的可靠性。
[0028] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:包括驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元,以及用于对驾驶员生理反映特征检测单元和驾驶员操作行为检测单元所检测到的数据进行分析处理的处理器模块(I)、与处理器模块(I)相接的数据存储模块(2)和为系统中各用电模块供电的电源模块(3),所述驾驶员生理反映特征检测单元包括用于对驾驶员的脑电波EEG进行检测的脑电波检测仪(4)、用于实时拍摄驾驶员面部影像的红外摄像头(5)、用于对驾驶员眼部生理反映特征进行检测的瞳孔测量计(6)和用于对驾驶员头部位置进行检测的位置传感器(7),所述驾驶员操作行为检测单元包括用于对方向盘的转动动作进行检测的角度传感器(8)和行程传感器(9);所述处理器模块(O的输入端接有时钟模块(10)、视频信号数据采集电路模块(11)和信号调理电路模块,所述信号调理电路模块由依次相接的放大电路模块(12)、滤波电路模块(13)和A/D转换电路模块(14 )构成,所述红外摄像头(5 )与所述视频信号数据采集电路模块(11)的输入端相接,所述脑电波检测仪(4)、瞳孔测量计(6)、位置传感器(7)、角度传感器(8)和行程传感器(9)均与所述放大电路模块(12)的输入端相接,所述处理器模块(I)的输出端接用于显示驾驶员驾驶状态的LCD显示模块(15)以及用于在驾驶员疲劳驾驶时发出语音提醒信号的语音提示模块(16 )和报警灯(17)。
2.按照权利要求1所述的汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:所述处理器模块(I)为ARM微处理器或DSP数字信号处理器。
3.按照权利要求1所述的汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:所述电源模块(3)为电池或与汽车电瓶相接的电压转换电路模块。
4.按照权利要求1所述的汽车疲劳驾驶实时提醒系统,其特征在于:所述报警灯(17)包括安装在驾驶室内挡风玻璃下方的车内LED闪光灯和安装在车体外后侧、左侧和右侧的三个车外LED闪光灯。
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