CN104269027A - 基于视频和传感结合的疲劳驾驶检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种基于视频和传感结合的疲劳驾驶检测装置，由一个环形护套状的有应变脉搏传感单元、控制系统单元、摄像单元、通讯单元和报警单元组成。环形护套装在方向盘上，并配有限时应答按钮，护套内有控制线通过单片机控制系统跟车内摄像单元、报警单元和通讯单元相连。该装置的特点是：装置实时检测驾驶员的脉搏数据并发送回监控中心，同时监控中心根据脉搏数据分析或每隔一段时间会发送指令，启动方向盘环形护套上的限时应答按钮，超过规定时间未能应答，会自动启动车内摄像装置，并对驾驶员进行疲劳分析，符合疲劳驾驶的启动报警提示“您已疲劳驾驶，请停车休息”。
Description
技术领域
本发明属于智能交通领域疲劳驾驶监测技术，是一种利用视频分析和方向盘触摸感应相结合进行疲劳监测的装置。
背景技术
近几年，道路交通高速发展，汽车保有量也不断攀升，在给人们生活带来方便的同时，也不可避免地带来了交通事故等诸多问题。事故中人的因素占的比例最大，疲劳驾驶正成为汽车驾驶者的头号杀手。由于交通事故并不是在驾驶疲劳一产生时就发生，所以如果能找到一种方法，在驾驶中实时监测驾驶人的机能状态，若在潜在交通事故发生前给驾驶人发出警报,则可避免类似的交通事故。
目前驾驶员疲劳监测方法分为主观和客观两种方法：
1、主观监测方法
驾驶人自我记录、睡眠习惯调查表，一般在驾驶前后测量。驾驶人自我记录表是对驾驶任务、驾驶习惯、驾驶时间等进行自我测评；睡眠习惯调查表用来检查驾驶人是否有失眠的情况，该表是疲劳和情绪的自我评价方法。以上这些反映主观方面的调查表格虽然使用简单，但是由于填写者本身对表格项目的理解存在一定的差异，填写的准确性必然大打折扣，其结果常常不能令人满意，而且很难量化疲劳的等级和程度，因此一般较难作为驾驶员疲劳测评的通用标准尺度。
2、客观监测方法
对人体生理信号如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼动(EA)、皮肤电流反应(GSR)，鼓膜温度(Tty)、呼吸(Resp )，血压等信号的采集、记录、监测和分析，来判断人体疲劳状态的方法。这种监测方法最可靠，但是它需要一些电线或电极接触驾驶员身体，不受驾驶人欢迎。
发明内容
本发明的目的是提供一种视频和应变传感器结合进行驾驶员疲劳监测装置，由一个环形护套状的应变脉搏传感单元、控制系统单元、摄像单元、通讯单元和报警单元组成。环形护套装在方向盘上，并配有限时应答按钮，护套内有控制线通过单片机控制系统跟车内摄像单元、报警单元和通讯单元相连。该装置的特点是：装置实时检测驾驶员的脉搏数据并发送回监控中心，同时监控中心根据脉搏数据分析或每隔一段时间会发送指令，启动方向盘环形护套上的限时应答按钮，超过规定时间未能应答，会自动启动车内摄像装置，并对驾驶员进行疲劳分析，符合疲劳驾驶的启动报警提示“您已疲劳驾驶，请停车休息！”。
本发明的功能单元硬件系统构成如下：
一种视频和传感结合的监测装置，由一个环形护套状的应变脉搏传感单元、控制系统单元、摄像单元、通讯单元和报警单元组成。
所述应变脉搏传感单元是一个套装在方向盘上的内有压力传感器的环形装置，上有限时应答按钮。在驾驶过程中，该单元不断通过驾驶员的手部监测其脉搏数据并发送到监控中心。监控中心根据脉搏分析或定时向本单元发送限时应答请求，接收到应答请求后，本单元的限时应答按钮开始闪烁，如果驾驶员在规定的时间内按下限时应答按钮即为正常，未能在规定时间内进行应答，本单元会自动启动摄像单元。
所述的控制系统单元是一台AT89C51 单片机，本单元是前端系统的核心，连接应变传感单元、摄像单元、通讯单元和报警单元，提供脉搏数据分析，视频流分析和其他单元的启动和停止。
所述的摄像单元包括一台监控摄像机，用来对驾驶员面部进行摄录并把视频流提交到控制系统单元处理。当视频流中驾驶员单位时间内眨眼次数超过设定的次数就认定为疲劳驾驶，并向监控中心发送报警请求。
所述的通讯单元负责向监控中心发送数据并执行其下发的指令。装置启动时自动上报重启数据，每隔一个时间单元会自动上报心跳数据，确保和上位机的通讯始终建立，防止被人为断电或破坏。
所述报警单元在疲劳时提醒司机，也可在装置被人为停电时起警示作用。当监控中心接到摄像单元的报警请求后，切换至实时拍摄场景，进行人工疲劳认定，确认后发送报警指令，报警单元接到指令后发出报警提示声音“您已疲劳，请停车休息！”。
本发明的软件在监控中心的计算机上，是一个管理疲劳驾驶的平台，主要功能如下：
（1）数据采集与分析模板：可从前端设备采集上报的数据，并解析；
（2）前端设备配置管理，配置前端设备所在车辆，设备参数等；
（3）限时应答分析和处理，用于应答请求发送的条件分析，包括在什么条件下向那些驾驶员发送应答请求，以及收到回复后的处理；
（4）建立所有车辆的疲劳统计报表，用于对驾驶员进行考核；
（5）提供数据导出接口，供第三方软件使用。
本发明相对于现有技术的创新点是：
其一，首次利用包覆在方向盘上的环形应变传感实时检测脉搏；
其二，首次利用限时应答按钮检测驾驶员响应速度；
其三，首次利用脉搏检测、限时应答进行初步判断，而后利用视频检测进行疲劳判定一整套判定流程。
附图说明
图1 是本发明系统结构图；
图2 是本发明前端设备组成结构图；
图3 是本发明计算机中集成分析软件结构图。
具体实施方式
结合附图给出本发明的一个具体实施例：
本发明一种视频和传感结合的监测装置，由一个环形护套状的应变脉搏传感单元、控制系统单元、摄像单元、通讯单元和报警单元组成。环形护套装在方向盘上，并配有限时应答按钮，护套内有控制线通过单片机控制系统跟车内摄像单元、报警单元和通讯单元相连。驾驶员在驾驶过程中手握方向盘，包覆在方向盘上的应变脉搏传感器实时测得驾驶员的脉搏信息供监控中心分析。当监控中心的服务程序分析出驾驶员有疲劳迹象时，立即启动限时应答按钮，要求驾驶员在规定的时间内应答，也可以每隔一段时间，向所有的驾驶员发送应答请求，监测驾驶员的应答时间。超过应答时间即视为疲劳可能，立即启动车内摄像装置，对驾驶员面部进行摄像分析，计算在设定的时间段内驾驶员的眨眼次数。如眨眼次数异常，则向监控中心发送报告，请求监控中心启动报警。监控中心接到请求后，切换到该车驾驶员的实时拍摄画面，人工再次判断是否疲劳驾驶，确认后启动报警提示“您已疲劳，请停车休息。
Claims (9)
1.本发明提供一种视频和应变传感器结合进行驾驶员疲劳监测装置，由一个环形护套状的有应变脉搏传感单元、控制系统单元、摄像单元、通讯单元和报警单元组成。
2.环形护套装在方向盘上，并配有限时应答按钮，护套内有控制线通过单片机控制系统跟车内摄像单元、报警单元和通讯单元相连。
3.该装置的特点是：装置实时检测驾驶员的脉搏数据并发送回监控中心，同时监控中心根据脉搏数据分析或每隔一段时间会发送指令，启动方向盘环形护套上的限时应答按钮，超过规定时间未能应答，会自动启动车内摄像装置，并对驾驶员进行疲劳分析，符合疲劳驾驶的启动报警提示“您已疲劳驾驶，请停车休息。
4.本发明的功能单元硬件系统构成如下：
一种视频和传感结合的监测装置，由一个环形护套状的有应变脉搏传感单元、控制系统单元、摄像单元、通讯单元和报警单元组成。
5.所述压力传感单元是一个套装在方向盘上的内有压力传感器的环形装置，上有限时应答按钮。
6.在驾驶过程中，该单元不断通过驾驶员的手部监测其脉搏数据并发送到监控中心。
7.监控中心根据脉搏分析或定时向本单元发送限时应答请求，接收到应答请求后，本单元的限时应答按钮开始闪烁，如果驾驶员在规定的时间内按下限时应答按钮即为正常，未能在规定时间内进行应答，本单元会自动启动摄像单元。
8.所述的控制系统单元是一台AT89C51 单片机，本单元式前端系统的核心，连接应变传感单元、摄像单元、通讯单元和报警单元，提供脉搏数据分析，视频流分析和其他单元的启动和停止。
9.所述的摄像单元包括一台监控摄像机，用来对驾驶员面部进行摄录并把视频流提交到控制系统单元处理。
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