CN104978825A - 一种疲劳驾驶预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种疲劳驾驶预警方法及系统，基于语音识别技术，所述方法的步骤包括：建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配，若匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。通过基于语音识别的问答交互方式判断驾驶者是处于清醒状态或者处于疲劳驾驶状态，能客观准确地反映驾驶者的精神状况；利用现有广泛应用的语音识别即能达到理想的检测效果，尤其可应用于智能手机等移动终端；可实现实时检测报警，人性化程度高，安全系数高。

Description

一种疲劳驾驶预警方法及系统
技术领域
本发明涉及电子预警系统领域，尤其涉及一种适用于检测驾驶员疲劳状态的疲劳驾驶预警方法及系统。
背景技术
疲劳是一种自然现象，是人体的一种自我调节和保护功能。驾驶疲劳是指驾驶员在长时间连续驾驶后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶员进入疲劳驾驶状态后如果继续行车，极易引发道路交通事故。长途驾驶特别容易使人产生疲劳感，稍不当心就会睡着，酿成大祸。近年来由于长途客车驾驶员疲劳驾驶引发的重特大交通事故频发，有资料表明，高速公路发生的交通事故中，有一半以上由于长时间疲劳驾驶或所见目标单调使司机注意力不集中、甚至打瞌睡等原因造成的。为减少这方面的事故，疲劳度测试就具有十分重要的意义。
目前针对驾驶员疲劳检测及预警的研究成果众多，也开发了许多相应的装置，按检测参数的不同可分为三类：基于驾驶员自身的检测方法、基于汽车运行状态的检测方法和基于驾驶员操作行为的检测方法。基于驾驶员自身的检测方法是监测驾驶员的生理指标如脑电、心电、皮电、呼吸等判断驾驶员疲劳状态，或者通过视频或图像检测驾驶员生理特征如眨眼频率、点头动作、握力及是否打哈欠等判断驾驶员疲劳状态；基于车辆运行状态的检测方法是通过检测车辆的速度、加速度、行驶轨迹、车道偏移等判断驾驶员疲劳状态；基于驾驶员操作行为的检测方法是通过检测驾驶员操作方向盘、离合器踏板、制动踏板及加速踏板等的特征参数进行疲劳状态识别。以上检测方法存在诸多不足：不同驾驶人的生理特征复杂多变，疲劳状态各异，判定较困难；视频监控的准确度受数字图像处理技术限制，准确度以及适用广泛性不高，目前技术难以实现实时检测，可靠性不高；检测车辆运行状态或驾驶员操作行为一般需加装信号采集部件或改装车辆构造，实用性及可靠性欠佳；检测设备的性价比是用户非常关注的因素，如果成本太高则难以广泛应用。
因此，针对现有技术当中存在的诸多不足之处，本领域亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。
发明内容
为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本发明提供一种疲劳驾驶预警方法及系统，以客观准确地反映驾驶者的精神状况，实现实时检测报警，提高检测的精度，并控制检测设备的成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种疲劳驾驶预警方法，基于语音识别技术，所述方法的步骤包括：
S1、建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
S2、启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；
S3、对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配，若匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
优选地，在步骤S2中，从疲劳测试数据库随机提取或者根据设定顺序提取问题进行语音输出。
优选地，所述步骤S3包括：当提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，在限定时间T1内未采集到用户输入的语音信号，则判断匹配失败，T1的设置范围为10～60秒。
优选地，在步骤S3中，若采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案匹配成功，则判断用户处于正常驾驶状态，完成一次测试；反之，若匹配失败，则返回步骤S2提取疲劳测试数据库中的下一问题进行测试，当连续N次匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，完成一次测试，N为大于1的整数。
优选地，设置在疲劳测试功能的启动过程中，每两次测试之间的间隔时间为T2，T2的设置范围为5～30分钟。
优选地，在步骤S3中，当判断用户处于疲劳驾驶状态后，发出的警报包括语音提醒、光闪烁提醒、向预先设定的联系人发出报警联络信号。
本发明还提供了一种疲劳驾驶预警系统，基于语音识别技术，包括：
存储模块，用于建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
交互模块，用于启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；
匹配模块，用于对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配；
报警模块，用于匹配失败时，判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
优选地，所述匹配模块还用于当提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，在限定时间T1内未采集到用户输入的语音信号，则判断匹配失败，T1的设置范围为10～60秒。
优选地，所述报警模块用于：
若采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案匹配成功，则判断用户处于正常驾驶状态，完成一次测试；
反之，若匹配失败，则返回提取疲劳测试数据库中的下一问题进行测试，当连续N次匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，完成一次测试，N为大于1的整数。
优选地，所述疲劳驾驶预警系统在疲劳测试功能的启动过程中，每两次测试之间的间隔时间为T2，T2的设置范围为5～30分钟。
与现有技术相比，本发明通过基于语音识别的问答交互方式判断驾驶者是处于清醒状态或者处于疲劳驾驶状态，能客观准确地反映驾驶者的精神状况；不需依赖于图像检测技术，利用现有广泛应用的语音识别即能达到理想的检测效果，尤其可应用于智能手机等移动终端，而无需增加其他检测设备，可广泛推广应用；可实现实时检测报警，人性化程度高，安全系数高。
附图说明
附图1为本发明一种实施例的疲劳驾驶预警方法的实现流程示意图；
附图2为本发明一种实施例的疲劳驾驶预警系统的构成框图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
一种疲劳驾驶预警方法，基于语音识别技术，所述方法的步骤包括：
S1、建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
S2、启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；
S3、对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配，若匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
在步骤S1中，建立的疲劳测试数据库储存有至少三个问题对，一个问题对包括问题及匹配的正确答案。所述问题可以为一般常识问题，例如“今天是几号？”、“李白是诗人还是演员？”。
在步骤S2中，用户在驾驶时打开疲劳测试功能。系统后台从疲劳测试数据库随机提取或者根据设定顺序提取问题进行语音输出，以设定音量提出问题。通过语音采集装置采集用户语音输入的答案。
优选地，所述步骤S3包括：当提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，在限定时间T1内未采集到用户输入的语音信号，则判断匹配失败，T1的设置范围为10～60秒。比如，设定限定时间为10秒，则当语音输出问题后达到10秒，仍未接收到用户输入的语音信号，则判断匹配失败。
在步骤S3中，若采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案匹配成功，则判断用户处于正常驾驶状态，完成一次测试，并等待下一次测试。反之，若匹配失败，即采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案不一致，或者在限定时间内未采集到用户输入的语音信号，则返回步骤S2提取疲劳测试数据库中的下一问题进行测试。当连续N次匹配失败后（N为大于1的整数，如N=3），判断用户处于疲劳驾驶状态，完成一次测试。
优选地，设置在疲劳测试功能的启动过程中，每两次测试之间的间隔时间为T2，T2的设置范围为5～30分钟，例如可设置每间隔10分钟启动一次测试。当前一次测试完成后，到达测试时间T2后，返回步骤S2，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出。
在步骤S3中，当判断用户处于疲劳驾驶状态后，系统向驾驶者发出警报，比如发出语音提醒警报、光闪烁提醒；较佳地，还可向预先设定的联系人发出报警联络信号，比如向预先设定的联系人发出报警短信。
如附图1所示，提供一种实施例的疲劳驾驶预警方法的实现流程，其步骤包括：
S101、建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
S102、启动疲劳测试功能；
S103、提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出；
S104、采集用户输入的语音信号；
S105、对采集的语音信号进行语音识别；
S106、将语音识别结果与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配；
S107、判断是否匹配成功，若是，执行步骤S108，否则执行步骤S109；
S108、判定用户处于正常驾驶状态，等待下一次测试；
S109、判断连续匹配失败次数是否达到N次，若是，执行步骤S110，否则返回步骤S103；
S110、判定用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
本发明还提供了一种实施例的疲劳驾驶预警系统，基于语音识别技术，可装载于智能手机、导航装置等智能终端中，利用智能终端中原有的语音识别功能即可实现，不需添加其他检测设备，如附图2所示，所述系统包括：
存储模块21，用于建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
交互模块22，用于启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；
匹配模块23，用于对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配；
报警模块24，用于匹配失败时，判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
优选地，交互模块22从疲劳测试数据库中随机提取或者根据设定顺序提取问题进行语音输出。
优选地，所述匹配模块23还用于当提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，在限定时间T1内未采集到用户输入的语音信号，则判断匹配失败，T1的设置范围为10～60秒，比如，T1可设置为10秒。
优选地，所述报警模块24用于：若采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案匹配成功，则判断用户处于正常驾驶状态，完成一次测试；反之，若匹配失败，即采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案不一致，或者在限定时间内未采集到用户输入的语音信号，则返回提取疲劳测试数据库中的下一问题进行测试，当连续N次匹配失败（N为大于1的整数，比如N=3），判断用户处于疲劳驾驶状态，完成一次测试。
优选地，所述疲劳驾驶预警系统在疲劳测试功能的启动过程中，每两次测试之间的间隔时间为T2，T2的设置范围为5～30分钟，比如，T2可设置为10分钟。
所述报警模块24在判断用户处于疲劳驾驶状态后发出的警报可包括语音提醒、光闪烁提醒、向预先设定的联系人发出报警联络信号。
以上内容是结合具体的优选方式对本发明所作的进一步详细说明，不应认定本发明的具体实施只局限于以上说明。对于本技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，均应视为由本发明所提交的权利要求确定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种疲劳驾驶预警方法，基于语音识别技术，所述方法的步骤包括：
S1、建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
S2、启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；
S3、对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配，若匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
2.根据权利要求1所述的疲劳驾驶预警方法，其特征在于：在步骤S2中，从疲劳测试数据库随机提取或者根据设定顺序提取问题进行语音输出。
3.根据权利要求1所述的疲劳驾驶预警方法，其特征在于，所述步骤S3包括：当提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，在限定时间T1内未采集到用户输入的语音信号，则判断匹配失败，T1的设置范围为10～60秒。
4.根据权利要求3所述的疲劳驾驶预警方法，其特征在于，在步骤S3中，若采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案匹配成功，则判断用户处于正常驾驶状态，完成一次测试；
反之，若匹配失败，则返回步骤S2提取疲劳测试数据库中的下一问题进行测试，当连续N次匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，完成一次测试，N为大于1的整数。
5.根据权利要求4所述的疲劳驾驶预警方法，其特征在于：设置在疲劳测试功能的启动过程中，每两次测试之间的间隔时间为T2，T2的设置范围为5～30分钟。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的疲劳驾驶预警方法，其特征在于：在步骤S3中，当判断用户处于疲劳驾驶状态后，发出的警报包括语音提醒、光闪烁提醒、向预先设定的联系人发出报警联络信号。
7.一种疲劳驾驶预警系统，基于语音识别技术，其特征在于，包括：
存储模块，用于建立一疲劳测试数据库，该疲劳测试数据库存储有若干个问题及与各问题一一对应的答案；
交互模块，用于启动疲劳测试功能，提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，采集用户输入的语音信号；
匹配模块，用于对采集的语音信号进行语音识别后，与疲劳测试数据库中的对应答案进行匹配；
报警模块，用于匹配失败时，判断用户处于疲劳驾驶状态，发出警报。
8.根据权利要求7所述的疲劳驾驶预警系统，其特征在于：所述匹配模块还用于当提取疲劳测试数据库中的问题进行语音输出后，在限定时间T1内未采集到用户输入的语音信号，则判断匹配失败，T1的设置范围为10～60秒。
9.根据权利要求8所述的疲劳驾驶预警系统，其特征在于，所述报警模块用于：
若采集的语音信号与疲劳测试数据库中的对应答案匹配成功，则判断用户处于正常驾驶状态，完成一次测试；
反之，若匹配失败，则返回提取疲劳测试数据库中的下一问题进行测试，当连续N次匹配失败，则判断用户处于疲劳驾驶状态，完成一次测试，N为大于1的整数。
10.根据权利要求9所述的疲劳驾驶预警系统，其特征在于：所述疲劳驾驶预警系统在疲劳测试功能的启动过程中，每两次测试之间的间隔时间为T2，T2的设置范围为5～30分钟。
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