CN104015722A - 一种支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统 - Google Patents

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Abstract

一种支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：包括有中央处理器；面部图像采集识别模块，具有图像检测端，图像检测端和中央处理器的图像输入端相连；环境监测模块，具有温度检测端和照明亮度检测端，温度检测端和中央处理器的温度输入端相连，照明亮度检测端和中央处理器的照明亮度输入端相连；温度控制模块，具有温度控制输入端，温度控制输入端和中央处理器的温度控制输出端相连；灯光控制模块，具有能与中央处理器的照明亮度控制输出端相连的照明亮度控制输入端；生理参数采集识别模块，具有生理参数采集端，生理参数采集端和中央处理器的生理参数输入端相连。本发明的优点在于：通过对车内的环境温度、照明亮度进行检测和监控，并对驾驶者的当前身体状态的全面监测和评估，进而对车内的灯光照明系统和温度控制系统进行智能调整，为安全驾驶提供了更加全面和有效的保障。

Description

一种支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统
技术领域
本发明涉及一种车辆驾驶辅助系统，具体地涉及一种支持驾驶环境舒适度调节的车辆驾驶辅助系统。
背景技术
当前的车辆驾驶辅助系统主要包括车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统五大类，上述提到的这些驾驶辅助系统大多数侧重于行车、刹车、倒车、泊车等运动环节。
如现有技术中，已有的申请号为ZL201210257215.2的中国发明专利《一种车辆夜间驾驶辅助系统》就涉及一种车辆夜间驾驶辅助系统，该系统利用辅助近红外光源提高道路的红外照明条件，并通过多个近红外照明和成像波长的自动切换实现近红外清晰成像，避免相对行驶车辆会车时光线的相互干扰，提高车辆驾驶的安全性。又如专利号为ZL201120457786.1的中国实用新型《一种机动车安全驾驶辅助系统》则涉及利用驾驶员自身的生理特征信息对其状态进行监控的系统，该系统通过采集驾驶员的面部特征图像、生理特征信息及呼出气体的酒精浓度等数据，特别是驾驶员的心率、呼吸频率、头部运动距离及其变化标准差等数据，并对各种数据进行综合处理，达到对驾驶员进行识别和监控的目的。
上述的专利均主要针对于车辆操控和行驶的安全性方面作出的设计，目的是为了监控驾驶员的驾驶状态，避免发生事故，但对于驾驶环境舒适性方面目前还没有针对性或者专门的辅助系统。虽然现在也有很多高档轿车在设计之初就考虑了车辆的舒适性方面的结构设计，但这些设计仅限于座椅的自动调节、内饰的材质及颜色搭配等，对于营造车厢内驾驶环境的舒适性方面尚缺乏关注，尤其是在根据驾驶员当前生理状态自适应调整环境灯光和温度方面，目前还没有有效的措施和设计方案，有待于作出进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可自适应调整车内环境灯光和温度的车辆驾驶辅助系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：该辅助系统包括有
中央处理器，用于实现图像识别、传感信号采集和无线控制，该中央处理器包括有图像输入端、温度输入端、照明亮度输入端、生理参数输入端、温度控制输出端和照明亮度控制输出端；
面部图像采集识别模块，用于完成驾驶员面部图像采集，并将该图像采集数据传输至所述的中央处理器，该面部图像采集识别模块具有图像检测端，所述图像检测端和所述中央处理器的图像输入端相连；
环境监测模块，用于测量车辆内部的环境温度和照明亮度，该环境监测模块具有温度检测端和照明亮度检测端，所述温度检测端和所述中央处理器的温度输入端相连，所述照明亮度检测端和所述中央处理器的照明亮度输入端相连；
温度控制模块，用于控制并调整车辆内部的环境温度，该温度控制模块具有温度控制输入端，该温度控制输入端和所述中央处理器的温度控制输出端相连；
灯光控制模块，用于调整车辆内部的色彩和照明亮度，该灯光控制模块具有能与所述中央处理器的照明亮度控制输出端相连的照明亮度控制输入端；
生理参数采集识别模块，用于测量反映车辆驾驶者身体状态的心电、体温和血压参数，该生理参数采集识别模块具有生理参数采集端，所述生理参数采集端和所述中央处理器的生理参数输入端相连；
其中，所述面部图像采集识别模块、环境监测模块和温度控制模块分别通过有线连接方式和所述中央处理器相连，所述灯光控制模块和生理参数采集识别模块分别通过无线通讯模块和所述中央处理器相连。
作为优选，所述的中央处理器采用意法半导体公司的型号为STM32F103VET6的芯片。
作为进一步优选，所述的面部图像采集识别模块采用型号为OV7660且为USB接口的高清摄像头，所述面部图像采集识别模块的电源端通过二极管连接3.3V直流电源，该二极管的正极和直流电源相连，该二极管的负极和所述面部图像采集识别模块的电源端相连；所述面部图像采集识别模块的接地端直接接地；所述面部图像采集识别模块的D0～D7端分别和所述中央处理器的PA0～PA7端对应连接；所述面部图像采集识别模块的HREF端和所述中央处理器的PG3端相连；所述面部图像采集识别模块的VSYNC端和所述中央处理器的PG5端相连；所述面部图像采集识别模块的PCLK端和所述中央处理器的PG4端相连；所述面部图像采集识别模块的SIO_D端和所述中央处理器的PG7端相连；所述面部图像采集识别模块的SIO_C端和所述中央处理器的PG6端相连；所述面部图像采集识别模块的XCK1端和所述中央处理器的PA8端相连。
作为进一步优选，所述的环境监测模块包括有型号为LM75A的温度传感器和型号为GL7516的光敏电阻，该所述温度传感器的电源端直接连接3.3V直流电源，该温度传感器的SCL端和所述中央处理器的PB6端相连，该温度传感器的SDA端和所述中央处理器的PB7端相连，该温度传感器的接地端直接接地；所述光敏电阻一端接地，该光敏电阻的另一端经第一电阻后连接3.3V直流电源。
作为优选，所述的温度控制模块包括有松下PA继电器、三极管和第二电阻，所述继电器的开关串接在温控设备的电流回路上，所述继电器的电磁线圈的一端连接5V直流电源，另一端连接所述三极管的集电极，该三极管的发射极接地，所述三极管的基极经所述第二电阻后和所述中央处理器的PF0端相连。
作为优选，所述的无线通讯模块可以采用型号为HHW-BT10-06的蓝牙无线模块，该蓝牙无线模块的电源端连接3.3V直流电源，该蓝牙无线模块的I2C_SCL端连接所述中央处理器的PB10端，该蓝牙无线模块的I2C_SDA端连接所述中央处理器的PB11端，该蓝牙无线模块的接地端直接接地。
作为优选，所述的灯光控制模块为具有蓝牙接入接口的智能灯泡。该智能灯泡可以通过HHW-BT10-06蓝牙无线接口接入蓝牙无线模块，实现和中央处理器的通讯控制。
作为优选，所述的生理参数采集识别模块包括有型号为YM-WT01的无线蓝牙红外线体温计和型号为BNK-362的无线蓝牙穿戴式血压脉搏计。无线蓝牙红外线体温计用于测量驾驶者的体温，无线蓝牙穿戴式血压脉搏计可以获取驾驶者的血压和心跳等生理参数。
作为另一优选，所述的无线通讯模块还可以包括有型号为FZB5300的ZigBee无线模块，所述的ZigBee无线模块的电源端连接3.3V直流电源，该ZigBee无线模块的UART_TX端和所述中央处理器的PA9端相连，该ZigBee无线模块的UART_RX端和所述中央处理器的PA10端相连，该ZigBee无线模块的接地端直接接地。
作为优选，所述的灯光控制模块为支持ZigBee无线接口的智能灯泡。此时，智能灯泡可以选择如幻腾公司的Nova智能灯泡或者Philips公司的Hue智能灯泡或者其他支持丰富色彩调节的智能灯泡，这些智能灯泡都能够通过ZigBee无线模块实现和中央处理器的控制通讯。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过对车内的环境温度、照明亮度进行检测和监控，并对驾驶者的当前身体状态(驾驶者表情、心跳、血压等)的全面监测和评估，进而对车内的灯光照明系统和温度控制系统进行智能调整，使其更加适应当前的驾驶环境，达到缓解驾驶者的劳累程度、舒缓心情和放松身体的效果，避免驾驶者因为长时间处于单一不变的车内环境而引起疲劳驾驶，能够从驾驶者的生理状态和身体状态的变化进行舒适度调节的智能驾驶辅助系统，为安全驾驶提供了更加全面和有效的保障。
附图说明
图1为本发明实施例的电路功能框图。
图2为本发明实施例的具体电路连接图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～图2所示，本实施例为一种支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，该辅助系统包括有中央处理器1、面部图像采集识别模块2、环境监测模块3、温度控制模块4、灯光控制模块5和生理参数采集识别模块6。
其中，中央处理器1用于实现图像识别、传感信号采集和无线控制，该中央处理器1包括有图像输入端、温度输入端、照明亮度输入端、生理参数输入端、温度控制输出端和照明亮度控制输出端；作为优选，该中央处理器1可以采用意法半导体公司生产的型号为STM32F103VET6的芯片IC作为整个系统的主控芯片，中央处理器芯片IC的具体管脚参见图2的具体电路连接图。
面部图像采集识别模块2用于完成驾驶员面部图像采集，并将该图像采集数据传输至中央处理器1，该面部图像采集识别模块2具有图像检测端，图像检测端和中央处理器1的图像输入端相连；作为优选，面部图像采集识别模块2可以采用型号为OV7660且为USB接口的高清摄像头U1，面部图像采集识别模块2的电源端通过二极管D连接3.3V直流电源，该二极管D的正极和3.3V直流电源相连，该二极管D的负极和面部图像采集识别模块2的电源端相连；面部图像采集识别模块2的接地端直接接地；面部图像采集识别模块2的D0～D7端分别和中央处理器1的PA0～PA7端对应连接；面部图像采集识别模块2的HREF端和中央处理器1的PG3端相连；面部图像采集识别模块2的VSYNC端和中央处理器1的PG5端相连；面部图像采集识别模块2的PCLK端和中央处理器1的PG4端相连；面部图像采集识别模块2的SIO_D端和中央处理器1的PG7端相连；面部图像采集识别模块2的SIO_C端和中央处理器1的PG6端相连；面部图像采集识别模块2的XCK1端和中央处理器1的PA8端相连。
环境监测模块3用于测量车辆内部的环境温度和照明亮度，该环境监测模块3具有温度检测端和照明亮度检测端，温度检测端和中央处理器1的温度输入端相连，照明亮度检测端和中央处理器1的照明亮度输入端相连；环境监测模块3优选地可以采用如下电路结构：该环境监测模块3包括有型号为LM75A的温度传感U2和型号为GL7516的光敏电阻RL，该温度传感U2的电源端直接连接3.3V直流电源，该温度传感U2的SCL端和中央处理器1的PB6端相连，该温度传感U2的SDA端和中央处理器1的PB7端相连，温度传感U2的接地端直接接地；光敏电阻RL一端接地，光敏电阻RL的另一端经第一电阻R1后连接3.3V直流电源。
温度控制模块4用于控制并调整车辆内部的环境温度，通常是控制车内的空调设备，该温度控制模块4具有温度控制输入端，该温度控制输入端和中央处理器1的温度控制输出端相连；作为优选，温度控制模块4可以包括有松下PA继电器J1、三极管Q和第二电阻R2，继电器J1的开关串接在温控设备(空调)的电流回路上，继电器J1的电磁线圈的一端连接5V直流电源，另一端连接三极管Q的集电极，三极管Q的发射极接地，三极管Q的基极经第二电阻R2后和中央处理器1的PF0端相连。
灯光控制模块5主要用于调整车辆内部的色彩和照明亮度，该灯光控制模块5具有能与中央处理器1的照明亮度控制输出端相连的照明亮度控制输入端；生理参数采集识别模块6主要用于测量反映车辆驾驶者身体状态的心电、体温和血压参数，该生理参数采集识别模块6具有生理参数采集端，生理参数采集端和中央处理器1的生理参数输入端相连；
上述的面部图像采集识别模块2、环境监测模块3和温度控制模块4可以通过有线连接的方式预安装在车内，灯光控制模块5和生理参数采集识别模块6考虑到操作的方便，可以分别采用无线通讯模块7和中央处理器1相连。
简单地，无线通讯模块可以采用型号为HHW-BT10-06的蓝牙无线模块U4，该蓝牙无线模块U4的电源端连接3.3V直流电源，该蓝牙无线模块U4的I2C_SCL端连接中央处理器1的PB10端，该蓝牙无线模块U4的I2C_SDA端连接中央处理器1的PB11端，该蓝牙无线模块U4的接地端直接接地；相应地，灯光控制模块5则可以采用具有蓝牙接入接口的智能灯泡，生理参数采集识别模块6则可以采用型号为YM-WT01的无线蓝牙红外线体温计和型号为BNK-362的无线蓝牙穿戴式血压脉搏计。
这里灯光控制模块5除了通过蓝牙无线模块U4实现和中央处理器1的通讯之外，还可以采用Feibit公司的型号为FZB5300的ZigBee无线模块U3实现和中央处理器1的连接。该igBee无线模块的电源端连接3.3V直流电源，ZigBee无线模块U3的UART_TX端和中央处理器1的PA9端相连，ZigBee无线模块U3的UART_RX端和中央处理器1的PA10端相连，ZigBee无线模块U3的接地端直接接地；相应地，此时灯光控制模块5采用支持ZigBee无线接口的智能灯泡，如可以采用幻腾公司的Nova智能灯泡，也可以采用Philips公司的Hue智能灯泡或者其他支持ZigBee无线接口的具有丰富色彩调节的智能灯泡。
在驾驶过程中，当面部图像采集识别模块2发现车内的驾驶员面部表情僵硬，或者通过生理参数采集识别模块6监测到驾驶者的血压、心跳和体温较高时，此时，中央处理器1基于环境监测模块3的车内照明亮度和车内温度的测量结果控制灯光控制模块5实现对车内灯泡的色彩和亮度的智能调节，并控制温度控制模块4来调整车载空调系统的输出功率，使得车内的灯光色彩、照明亮度和温度达到适应当前驾驶环境的最舒适化效果，能够让驾驶者的身体和神经得到放松舒缓，有助于减轻驾驶者疲劳感，从而有利于安全驾驶，对实现车辆的安全驾驶提供更加全面和有效的智能化服务。

Claims (10)

1.一种支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：该辅助系统包括有
中央处理器，用于实现图像识别、传感信号采集和无线控制，该中央处理器包括有图像输入端、温度输入端、照明亮度输入端、生理参数输入端、温度控制输出端和照明亮度控制输出端；
面部图像采集识别模块，用于完成驾驶员面部图像采集，并将该图像采集数据传输至所述的中央处理器，该面部图像采集识别模块具有图像检测端，所述图像检测端和所述中央处理器的图像输入端相连；
环境监测模块，用于测量车辆内部的环境温度和照明亮度，该环境监测模块具有温度检测端和照明亮度检测端，所述温度检测端和所述中央处理器的温度输入端相连，所述照明亮度检测端和所述中央处理器的照明亮度输入端相连；
温度控制模块，用于控制并调整车辆内部的环境温度，该温度控制模块具有温度控制输入端，该温度控制输入端和所述中央处理器的温度控制输出端相连；
灯光控制模块，用于调整车辆内部的色彩和照明亮度，该灯光控制模块具有能与所述中央处理器的照明亮度控制输出端相连的照明亮度控制输入端；
生理参数采集识别模块，用于测量反映车辆驾驶者身体状态的心电、体温和血压参数，该生理参数采集识别模块具有生理参数采集端，所述生理参数采集端和所述中央处理器的生理参数输入端相连；
其中，所述面部图像采集识别模块、环境监测模块和温度控制模块分别通过有线连接方式和所述中央处理器相连，所述灯光控制模块和生理参数采集识别模块分别通过无线通讯模块和所述中央处理器相连。
2.根据权利要求1所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的中央处理器采用意法半导体公司的型号为STM32F103VET6的芯片。
3.根据权利要求2所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的面部图像采集识别模块采用型号为OV7660且为USB接口的高清摄像头，所述面部图像采集识别模块的电源端通过二极管连接3.3V直流电源，该二极管的正极和直流电源相连，该二极管的负极和所述面部图像采集识别模块的电源端相连；所述面部图像采集识别模块的接地端直接接地；所述面部图像采集识别模块的D0～D7端分别和所述中央处理器的PA0～PA7端对应连接；所述面部图像采集识别模块的HREF端和所述中央处理器的PG3端相连；所述面部图像采集识别模块的VSYNC端和所述中央处理器的PG5端相连；所述面部图像采集识别模块的PCLK端和所述中央处理器的PG4端相连；所述面部图像采集识别模块的SIO_D端和所述中央处理器的PG7端相连；所述面部图像采集识别模块的SIO_C端和所述中央处理器的PG6端相连；所述面部图像采集识别模块的XCK1端和所述中央处理器的PA8端相连。
4.根据权利要求2所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的环境监测模块包括有型号为LM75A的温度传感器和型号为GL7516的光敏电阻，该所述温度传感器的电源端直接连接3.3V直流电源，该温度传感器的SCL端和所述中央处理器的PB6端相连，该温度传感器的SDA端和所述中央处理器的PB7端相连，该温度传感器的接地端直接接地；所述光敏电阻一端接地，该光敏电阻的另一端经第一电阻后连接3.3V直流电源。
5.根据权利要求2所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的温度控制模块包括有松下PA继电器、三极管和第二电阻，所述继电器的开关串接在温控设备电流回路上，所述继电器的电磁线圈的一端连接5V直流电源，另一端连接所述三极管的集电极，该三极管的发射极接地，所述三极管的基极经所述第二电阻后和所述中央处理器的PF0端相连。
6.根据权利要求2所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的无线通讯模块包括有型号为HHW-BT10-06的蓝牙无线模块，该蓝牙无线模块的电源端连接3.3V直流电源，该蓝牙无线模块的I2C_SCL端连接所述中央处理器的PB10端，该蓝牙无线模块的I2C_SDA端连接所述中央处理器的PB11端，该蓝牙无线模块的接地端直接接地。
7.根据权利要求6所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的灯光控制模块为具有蓝牙接入接口的智能灯泡。
8.根据权利要求6所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的生理参数采集识别模块包括有型号为YM-WT01的无线蓝牙红外线体温计和型号为BNK-362的无线蓝牙穿戴式血压脉搏计。
9.根据权利要求6所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的无线通讯模块还包括有型号为FZB5300的ZigBee无线模块，所述的ZigBee无线模块的电源端连接3.3V直流电源，该ZigBee无线模块的UART_TX端和所述中央处理器的PA9端相连，该ZigBee无线模块的UART_RX端和所述中央处理器的PA10端相连，该ZigBee无线模块的接地端直接接地。
10.根据权利要求9所述的支持舒适度调节的车辆驾驶辅助系统，其特征在于：所述的灯光控制模块为支持ZigBee无线接口的智能灯泡。
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