CN104943609A - 驾驶疲劳警示与强制停车系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种驾驶疲劳警示与强制停车系统及其控制方法，其中系统包括发动机电控单元、发动机、车速传感器、转速传感器、摄像头、计时器及警示装置；基于该系统的控制方法通过能够采集驾驶时常信息并通过分析判断，生成各类警示及控制指令，实现对安全驾驶的监控，能够分等级发出各类警示信号，最高级别时可以强制熄火停车，可预防长途驾驶疲劳，减少交通事故的发生；还可以有效管控停车休息时间，保证驾驶员的休息时间，减少汽车的安全隐患。

Description

驾驶疲劳警示与强制停车系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种驾驶疲劳警示与强制停车系统及其控制方法。

背景技术

随着经济社会的发展，交通运输业逐渐扩大，人民生活水平日渐提高，机动车辆与日剧增。随之而来，人们的出行更加频繁，引发的道路交通事故也随之增多，事故现场触目惊心。交通事故统计分析表明，驾驶员疲劳驾驶是造成交通死亡事故的重要原因之一。因疲劳瞌睡而发生车祸的，占人身伤害事故的14.9％，占死亡事故的20.6％。疲劳驾驶已成为仅次于酒驾引起的特大恶性交通事故的主要因素。

国外的汽车厂商设计出各种仪器设备用于对疲劳驾驶进行监控，如：一种针对疲劳驾驶的红外线眼球扫描仪在美国研制成功；雷诺、尼桑等产业巨头长期研发疲劳驾驶监视系统；日本东京大学研制出的电化学疲劳测试器。以上都是驾驶员疲劳监测与报警系统，系统比较复杂，因各种问题达到实用都存在一定困难。

我国道路交通安全法规定，机动车驾驶员连续驾驶4小时，必须停车休息20分钟以上，并且24小时驾驶时间不能超过8小时。国内监控驾驶员疲劳驾驶的主要装置和系统有：汽车行驶记录仪、GPS监控系统、“黑匣子”视频监控系统等。汽车行驶记录仪用于记录汽车行驶过程中各种状态，特别是记录发生事故前20秒汽车行驶速度以及刹车等信息；GPS监控系统实时监控车辆的速度和驾驶员的驾驶时长。“黑匣子”视频监控系统是一个记录驾驶过程中录像的视频，把驾驶员的行为全程记录下来，为事后检查及处理的做准备。以上监控管理手段，都是在驾驶过程中进行监控及驾驶行为结束后进行整改处罚，均存在一定问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种驾驶疲劳警示与强制停车系统，基于该硬件系统能够采集驾驶时常信息并通过分析判断，生成各类警示及控制指令，实现对安全驾驶的监控。本发明的目的由以下技术方案实现：

一种驾驶疲劳警示与强制停车系统，其特征在于，包括发动机电控单元、发动机、车速传感器、转速传感器、计时器及警示装置；发动机的油路控制线路和点火控制线路与发动机电控单元的相应控制端连接；车速传感器、转速传感器、计时器及警示装置分别与发动机电控单元连接的相应控制端连接。

作为进一步的技术方案，所述驾驶疲劳警示与强制停车系统还包括用于拍摄驾驶员头部照片的摄像头，摄像头与所述发动机电控单元连接。

作为具体的技术方案，所述警示装置包括警报指示灯、语音报警器及倒计时指示屏，分别与发动机电控单元连接。

作为具体的技术方案，所述警报指示灯为绿、黄、红三色警报指示灯。

本发明的又一目的是提供一种基于上述驾驶疲劳警示与强制停车系统的控制方法，能够采集驾驶时常信息并通过分析判断，生成各类警示及控制指令，实现对安全驾驶的监控。本发明的又一目的由以下技术方案实现：

一种基于上述驾驶疲劳警示与强制停车系统的控制方法，其特征在于，包括：

(1)当发动机启动时，发动机电控单元发出指令控制转速传感器、车速传感器及计时器开始工作；

(2)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的第一警示时长时，则生成第一级别警示指令，发送给警示装置进行执行并进入步骤(3)，否则不生成第一级别警示指令；

(3)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的第二警示时长时，则生成第二级别警示指令，发送给警示装置执行并进入步骤(4)，否则不生成第二级别警示指令；

(4)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的第三警示时长时，则生成第三级别警示指令发送给警示装置执行，发动机电控单元同时生成 减速指令控制发动机的油路控制线路减少油量供给，并进入步骤(5)，否则不生成第三级别警示指令及减速指令；

(5)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的行驶限制时长时，则生成强制停车指令，控制发动机的油路控制线路及点火控制线路执行熄火操作并进入步骤(6)，否则不生成强制停车指令；

(6)发动机电控单元控制计时器记录发动机熄火时长，当熄火时长大于设定的强制休息时长时，发动机电控单元生成控制指令允许发动机的油路控制线路及点火控制线路进行点火，否则发动机电控单元生成控制指令不允许发动机的油路控制线路及点火控制线路进行点火。

作为进一步的技术方案，上述控制方法还包括：当发动机启动时，发动机电控单元还发出指令控制摄像头每隔一定时间段对驾驶员进行人像拍照；发动机电控单元接收所述人像照片信息并记录驾驶员的驾驶时间；当二十四小时内记录的当前驾驶员的驾驶时间超过设定的日累计驾驶限制时长时，发动机电控单元生成驾驶超时警示指令并发送给警示装置执行，否则不生成驾驶超时警示指令。

作为具体的技术方案，所述记录驾驶员的驾驶时间的具体方法为：将最新的人像照片信息与之前存储的人像照片信息进行比较，判断驾驶员是否进行了更换并统计各驾驶员累计驾驶时间。

作为具体的技术方案，所述警示装置包括绿、黄、红三色警报指示灯、语音报警器及倒计时指示屏；所述第一级别警示指令控制警报指示灯的绿灯闪烁、控制语音报警器发出相应语音提示、控制倒计时指示屏显示距离强制停车的时间；所述第二级别警示指令控制警报指示灯的黄灯闪烁、控制语音报警器发出相应语音提示、控制倒计时指示屏显示距离强制停车的时间；所述第三级别警示指令控制警报指示灯的红灯闪烁、控制语音报警器发出相应语音提示、控制倒计时指示屏显示距离强制停车的时间；所述驾驶超时警示指令控制控制语音报警器发出相应语音提示。

本发明提供的驾驶疲劳警示与强制停车系统及其控制方法，具有以下特点：1.系统结构简单，控制模式多样且实用；2.可靠性比现有其它系统更好；3.分等 级发出各类警示信号，最高级别时可以强制熄火停车，可预防长途驾驶疲劳，减少交通事故的发生；4.有效管控停车休息时间，保证驾驶员的休息时间，同时留出检查轮胎、制动、燃油、冷却液等的时间，减少汽车的安全隐患。

附图说明

图1为实施例提供的驾驶疲劳警示与强制停车系统的构成框图。

具体实施方式

本实施例提供的驾驶疲劳警示与强制停车系统及其控制方法，用于实现对驾驶员疲劳驾驶的警示预防及强制停车休息的监控；主要涉及的监控项目有：1.驾驶员身份识别；2.驾驶员连续驾驶3小时以上，系统启动警报提示：警报指示灯闪烁、语音报警器发出语音警报、仪表板上倒计时指示屏显示距离强制停车休息的时间等；3.驾驶员连续驾驶4小时，系统启动汽车减速控制模式，并连续发出警报警示；4.机动车停车休息时间计时，少于20分钟，系统启动发动机保护模式，即同一身份驾驶员禁止启动发动机；5.同一驾驶员驾驶时间统计，24小时以内驾驶时间不超过8小时。

如图1所示，本实施例提供的驾驶疲劳警示与强制停车系统包括：发动机电控单元(ECU)、发动机、车速传感器、转速传感器、摄像头、计时器、警报指示灯、语音报警器及倒计时指示屏。

发动机电控单元(ECU)内集成有本发明控制方法的相应软件，用于实现相应数据的采集、分析处理及控制命令的生成，下文将详细描述。发动机具有油路控制线路和点火控制线路，这些控制线路与发动机电控单元连接，用于接收并执行发动机电控单元下发的点火、断火、给油、断油的相应指令。车速传感器与发动机电控单元连接，用于检测车辆当行驶速度并将车速信息提供给发动机电控单元。转速传感器与发动机电控单元连接，用于检测发动机的转速并将转速信息提供给发动机电控单元。摄像头为小型高清摄像头，设置在前挡风玻璃上沿与车顶交界处，用于拍摄驾驶员头部特别是脸部照片。计时器与发动机电控单元连接，用于接收发动机电控单元发出的计时触发信号并反馈计时数 据给发动机电控单元。警报指示灯为绿、黄、红三色警报指示灯，与发动机电控单元连接，接收发动机电控单元发出的不同级别的警报指示灯控制信号。语音报警器与发动机电控单元连接，接收发动机电控单元发出的语音报警控制信号。倒计时指示屏与发动机电控单元连接，接收发动机电控单元发出的倒计时信号。其中，警报指示灯、语音报警器、倒计时指示屏安装于车内仪表板上，方便驾驶员观察。

基于上述驾驶疲劳警示与强制停车系统的控制方法，其实现过程如下：

一、当驾驶员启动汽车发动机时，发动机电控单元(ECU)发出指令控制转速传感器、车速传感器摄像头及计时器开始工作，并实时接收转速传感器、车速传感器、摄像头以及计时器的信号，计时器开始工作即开始计时。

二、驾驶员身份的识别：

发动机启动后，摄像头便每隔30秒拍照一次，发动机电控单元(ECU)接收摄像头传递来的反映驾驶员面部特征信息的照片信息，学习存储于RAM中。发动机ECU每次将学习存储的信号与新信号进行比较，以此判断是否同一驾驶员(或更换了驾驶员)。

三、疲劳驾驶一级预警：

当计时器计时的时间达到3小时，即汽车行驶了3小时，发动机ECU则发出疲劳驾驶警报信号，使绿色警报指示灯闪烁；语音报警器发出“您已轻度疲劳驾驶，请停车休息！”的语音提示；倒计时指示屏显示“距离强制停车休息还有90分钟，请将车辆驶入服务区停车休息！”。随着驾驶时间的推移，警示频率将不断增加。驾驶员应观察寻找服务区，以便进入休息。

四、疲劳驾驶二级预警：

当汽车连续行驶4小时，ECU控制黄色警报指示灯闪烁，语音报警器发出“您已中度疲劳驾驶，请尽快停车休息！”的语音提示；倒计时指示屏显示“距离强制停车休息还有30分钟，请将车辆驶入服务区停车休息！”。随着时间推移，报警提示频率将进一步加快。

五、汽车减速控制：

当汽车连续行驶4小时20分钟，启动降速控制。ECU控制红色警报指示灯 闪烁，语音报警器发出“您已重度疲劳驾驶，请尽快停车休息！”的语音提示；倒计时指示屏显示“距离强制停车休息还有10分钟，请将车辆驶入服务区停车休息！”。ECU将减小发动机的喷油量，降低发动机转速，实现车辆强制减速。以保证驾驶员能够将车辆驶入安全区域以便停车休息。通常情况下，驾驶员应密切注意警报提示，出于行车安全，不可使汽车在此模式下工作，以防止未能将汽车驶入安全区域。

六、强制停车休息控制：

汽车连续行驶4小时30分钟，即启动该模式。ECU控制发动机停止供油、点火系统停止工作，使发动机强制熄火汽车停车。

七、停车休息防启动控制：

汽车停车休息时，计时器记录车辆停车时间，当休息时间小于20分钟，ECU控制不予供油，发动机不能启动。当休息时间超过20分钟，则可顺利启动发动机。

八、同一驾驶员驾驶累计时间监控：

根据道路交通安全法规，驾驶员24小时驾驶汽车时间不应超过8小时。根据摄像头信号，ECU控制计时器来统计同一驾驶员驾驶累计时间。若超过8小时，则使语音报警器发出“您已累计行驶8小时，请更换驾驶员！”的警示提醒。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，基于本发明创新主旨的、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当属于本申请揭露的范围。

Claims (8)

1.一种驾驶疲劳警示与强制停车系统，其特征在于，包括发动机电控单元、发动机、车速传感器、转速传感器、计时器及警示装置；发动机的油路控制线路和点火控制线路与发动机电控单元的相应控制端连接；车速传感器、转速传感器、计时器及警示装置分别与发动机电控单元连接的相应控制端连接。

2.根据权利要求1所述的驾驶疲劳警示与强制停车系统，其特征在于，还包括用于拍摄驾驶员头部照片的摄像头，摄像头与所述发动机电控单元连接。

3.根据权利要求1所述的驾驶疲劳警示与强制停车系统，其特征在于，所述警示装置包括警报指示灯、语音报警器及倒计时指示屏，分别与发动机电控单元连接。

4.根据权利要求3所述的驾驶疲劳警示与强制停车系统，其特征在于，所述警报指示灯为绿、黄、红三色警报指示灯。

5.一种基于权利要求1所述的驾驶疲劳警示与强制停车系统的控制方法，其特征在于，包括：

(1)当发动机启动时，发动机电控单元发出指令控制转速传感器、车速传感器及计时器开始工作；

(2)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的第一警示时长时，则生成第一级别警示指令，发送给警示装置进行执行并进入步骤(3)，否则不生成第一级别警示指令；

(3)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的第二警示时长时，则生成第二级别警示指令，发送给警示装置执行并进入步骤(4)，否则不生成第二级别警示指令；

(4)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的第三警示时长时，则生成第三级别警示指令发送给警示装置执行，发动机电控单元同时生成减速指令控制发动机的油路控制线路减少油量供给，并进入步骤(5)，否则不生成第三级别警示指令及减速指令；

(5)当发动机电控单元检测到计时器的计时时长达到设定的行驶限制时长时，则生成强制停车指令，控制发动机的油路控制线路及点火控制线路执行熄火操作并进入步骤(6)，否则不生成强制停车指令；

(6)发动机电控单元控制计时器记录发动机熄火时长，当熄火时长大于设定的强制休息时长时，发动机电控单元生成控制指令允许发动机的油路控制线路及点火控制线路进行点火，否则发动机电控单元生成控制指令不允许发动机的油路控制线路及点火控制线路进行点火。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，上述控制方法还包括：当发动机启动时，发动机电控单元还发出指令控制摄像头每隔一定时间段对驾驶员进行人像拍照；发动机电控单元接收所述人像照片信息并记录驾驶员的驾驶时间；当二十四小时内记录的当前驾驶员的驾驶时间超过设定的日累计驾驶限制时长时，发动机电控单元生成驾驶超时警示指令并发送给警示装置执行，否则不生成驾驶超时警示指令。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述记录驾驶员的驾驶时间的具体方法为：将最新的人像照片信息与之前存储的人像照片信息进行比较，判断驾驶员是否进行了更换并统计各驾驶员累计驾驶时间。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述警示装置包括绿、黄、红三色警报指示灯、语音报警器及倒计时指示屏；所述第一级别警示指令控制警报指示灯的绿灯闪烁、控制语音报警器发出相应语音提示、控制倒计时指示屏显示距离强制停车的时间；所述第二级别警示指令控制警报指示灯的黄灯闪烁、控制语音报警器发出相应语音提示、控制倒计时指示屏显示距离强制停车的时间；所述第三级别警示指令控制警报指示灯的红灯闪烁、控制语音报警器发出相应语音提示、控制倒计时指示屏显示距离强制停车的时间；所述驾驶超时警示指令控制控制语音报警器发出相应语音提示。