CN105069977A - 一种预防疲劳驾驶的提醒装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预防疲劳驾驶的提醒装置及方法，该装置包括控制单元和提醒单元；控制单元包括面部红外摄像模块、初步分析模块、脑电波采集模块、和匹配判定模块。实施本发明的技术方案，该预防疲劳驾驶的提醒装置可先后获得车辆驾驶员的面部信息和脑电波数据，并根据产生的疲劳状态准确判定来提醒驾驶员，防止驾驶员疲劳驾驶，且先进行面部信息的统计分析后，再通过脑电波的对比和校正，得到的疲劳状态准确判定更加精确，使得预防疲劳驾驶的效果更好。

Description

一种预防疲劳驾驶的提醒装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其是涉及一种预防疲劳驾驶的提醒装置及方法。

背景技术

驾驶疲劳，是指驾驶人在长时间连续行车后，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。疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断能力下降，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生道路交通事故。因此，疲劳后严禁驾驶车辆。

如何采用高科技手段，预防“疲劳驾驶”所产生的交通事故，是造福于驾驶员、造福于国家、造福于人民的大好事。研究发现，国外早已通过立法推广使用了汽车记录装置这种安全工具和与之延伸的交通管理模式，来预防事故和降低交通事故发生率。欧盟、日本等国家早在70年代就开始以立法的形式在部分客运车辆及货车上强制安装有关监测设备。

但，现有的疲劳驾驶提醒技术都有其各自的缺陷，现仍急需一种可以有效地预防及避免疲劳驾驶的装置及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种预防疲劳驾驶的提醒装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种预防疲劳驾驶的提醒装置，包括控制单元和提醒单元，所述控制单元包括面部红外摄像模块、初步分析模块、脑电波采集模块、和匹配判定模块；

所述面部红外摄像模块，用于通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据；

所述初步分析模块，用于将所述面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定；

所述脑电波采集模块，用于通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据；

所述匹配判定模块，用于将所述脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正所述疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定；

所述提醒单元，用于根据所述疲劳状态准确判定进行疲劳提醒。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒装置中，所述初步分析模块具体用于：分析所述面部信息数据以分别判断车辆驾驶员的眼睛和嘴巴是否连续开合，若眼睛连续开合且嘴巴连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于清醒状态；若眼睛连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于轻度疲劳状态；若眼睛不连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于睡眠状态。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒装置中，所述提醒单元包括语音提醒模块和/或显示模块；

所述语音提醒模块，用于根据所述疲劳状态准确判定进行语音播报提醒；

所述显示模块，用于根据所述疲劳状态准确判定生成疲劳驾驶信息并显示。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒装置中，所述控制单元还包括定位模块；

所述定位模块，用于向无线网络平台发送车辆位置的定位请求，以及接收所述无线网络平台返回定位数据，并根据所述定位数据生成定位信息；所述显示模块还用于显示所述定位信息。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒装置中，所述车载疲劳自动诊断系统具有至少一个水平和垂直方向可旋转的红外摄像头，每个所述红外摄像头均设置在靠近车辆驾驶员的车身内侧；

便携疲劳自动诊断系统具有便于佩戴在所述车辆驾驶员脑部的便携式穿戴设备，所述便携式穿戴设备的形状为眼镜、头盔或头戴式耳机。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒装置中，还包括电源单元和指示灯，所述电源单元用于对所述预防疲劳驾驶的提醒装置进行供电，所述指示灯用于指示所述预防疲劳驾驶的提醒装置的充电状态。

本发明的技术方案中还提供了一种预防疲劳驾驶的提醒方法，包括如下步骤：

S1、通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据；

S2、将所述面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定；

S3、通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据；

S4、将所述脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正所述疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定；

S5、根据所述疲劳状态准确判定进行疲劳提醒。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒方法中，所述步骤S2包括如下步骤：

S2-1、分析所述面部信息数据以分别判断车辆驾驶员的眼睛和嘴巴是否连续开合；

S2-2、若眼睛连续开合且嘴巴连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于清醒状态；

S2-3、若眼睛连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于轻度疲劳状态；

S2-4、若眼睛不连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于睡眠状态。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒方法中，所述步骤S5包括如下步骤：

S5-1、根据所述疲劳状态准确判定进行语音播报提醒；

S5-2、根据所述疲劳状态准确判定生成疲劳驾驶信息，并通过显示单元进行显示。

本发明的预防疲劳驾驶的提醒方法中，还包括如下步骤：

S6、向无线网络平台发送车辆位置的定位请求；

S7、所述无线网络平台根据所述定位请求对车辆进行定位并返回定位数据；

S8、接收所述定位数据并生成定位信息予以显示。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：该预防疲劳驾驶的提醒装置可先后获得车辆驾驶员的面部信息和脑电波数据，并根据产生的疲劳状态准确判定来提醒驾驶员，防止驾驶员疲劳驾驶，且先进行面部信息的统计分析后，再通过脑电波的对比和校正后得到的疲劳状态准确判定更加精确且预防疲劳驾驶的效果更好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例提供的一种预防疲劳驾驶的提醒装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种预防疲劳驾驶的提醒装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种预防疲劳驾驶的提醒方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种预防疲劳驾驶的提醒方法的流程示意图。

其中，100、控制单元；110、面部红外摄像模块；120、初步分析模块；130、脑电波采集模块；140、匹配判定模块；150、定位模块；200、提醒单元。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1至图2示出了本发明中的一种预防疲劳驾驶的提醒装置，该预防疲劳驾驶的提醒装置可以及时的检测车辆驾驶员的疲劳状态，从而能在车辆驾驶员进行疲劳驾驶时发出提醒，并能同时通过无线通讯的方式将车辆驾驶员的疲劳驾驶状态反馈给车辆的集中控制室，这样就能尽量的避免出现因疲劳驾驶而出现交通事故的状况，保护了车辆驾驶员的生命安全，也降低了车辆公司的车辆损失。

图1为本发明实施例提供的一种预防疲劳驾驶的提醒装置的结构示意图。如图1所示，该预防疲劳驾驶的提醒装置是可拆卸的装置，其可以接入车辆的OBD系统，具体来说可以通过一OBD插接件，通过车辆的诊断数据传输端口进行接入。当然，该预防疲劳驾驶的提醒装置还可以通过其他的可拆卸方式安装到车辆上，即该预防疲劳驾驶的提醒装置安装在车辆上的任何位置均在本发明的保护范围内。

参阅图1，该预防疲劳驾驶的提醒装置包括控制单元100和提醒单元200，该控制单元100的主要作用在于检测并判断车辆驾驶员的疲劳状态。该提醒单元200的主要作用在于根据车辆驾驶员的疲劳状态做出相应的提醒。

该控制单元100包括面部红外摄像模块110、初步分析模块120、脑电波采集模块130、和匹配判定模块140；面部红外摄像模块110与初步分析模块120电性连接，该初步分析模块120还与脑电波采集模块130电性连接，该脑电波分析模块还与匹配判定模块140电性连接，而提醒单元200与控制单元100电性连接，具体来说，该提醒单元200可与控制单元100中的匹配判定模块140电性连接。

进一步地，该面部红外摄像模块110的主要作用在于通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据。该车载疲劳自动诊断系统的实现方案有很多，本发明中的车载疲劳自动系统优选的包括至少一个水平和垂直方向可旋转的红外摄像头(未图示)，每个红外摄像头均设置在靠近车辆驾驶员的车身内侧；该红外摄像头可自我调整，使得检测到的车辆驾驶员的人脸居于测试中心，从而准确的检测到人脸的位置和内部脸部图样。当然，红外摄像头的数量和设置位置多种多样，但只要能准确的得到人脸的位置和内部脸部图样的设置方案均在本发明的保护范围内。进一步地，该初步分析模块120的主要作用在于将面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定。本发明中的初步分析模块120优选的具体用于：分析面部信息数据以分别判断车辆驾驶员的眼睛和嘴巴是否连续开合，若眼睛连续开合且嘴巴连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于清醒状态；若眼睛连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于轻度疲劳状态；若眼睛不连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于睡眠状态。

进一步地，该脑电波采集模块130的主要作用在于通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据。该便携疲劳自动诊断系统的实现方案有很多种，本发明中的便携疲劳自动诊断系统优选的包括便于佩戴在车辆驾驶员脑部的便携式穿戴设备(未图示)，该便携式穿戴设备的形状为眼镜、头盔或头戴式耳机。则该便携式穿戴设备上可以设置有多组用于采集车辆驾驶员的脑电波的传感器，例如，该便携式穿戴设备的形状为头盔时，该头盔的顶部就会集成有多组感测脑电波的传感器，使得脑电波的采集更加的方便和精确。当然，还有许多其他可行的采集方案，但只要是通过便携式穿戴设备以及传感器的方式实现的方案均在本发明的保护范围内。

进一步地，该匹配判定模块140的主要作用在于将脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定。预存储的脑电波数据可以是存储在本发明的预防疲劳驾驶的提醒装置的存储设备中，也可以是存储在穿戴式设备的存储模块中，需要比对时，该匹配判定模块140会与存储设备或存储模块进行通信，通过比对脑电波数据来对疲劳状态的初步判定进行校准，使得对车辆驾驶员的疲劳状态判断更加准确，从而能进行及时的提醒，降低因疲劳驾驶发生交通事故的概率。

更进一步地，该提醒单元200的主要作用在于根据疲劳状态准确判定进行疲劳提醒。需要指出的是，在本发明实施例中，根据疲劳状态准确判定进行疲劳提醒相比于根据疲劳状态初步判定进行疲劳提醒更具科学性，因为当车辆处于未熄火停车或者停车时，驾驶员是处于休息状态，其疲劳度会有一定程度的缓解，根据驾驶员休息时间的不同，对上述疲劳状态准确判定进行更新，可以更为准确地判断驾驶员的疲劳状态，可以在不影响驾驶的情况下更加有效地为驾驶员进行疲劳提醒。

且该提醒单元200可包括语音提醒模块和/或显示模块。该语音提醒模块的主要作用在于根据疲劳状态准确判定进行语音播报提醒。该显示模块的主要作用在于根据疲劳状态准确判定生成疲劳驾驶信息并显示。

综上，该预防疲劳驾驶的提醒装置可先后获得车辆驾驶员的面部信息和脑电波数据，并根据产生的疲劳状态准确判定来提醒驾驶员，防止驾驶员疲劳驾驶，而且先进行面部信息的统计分析后，再通过脑电波的对比和校正后得到的疲劳状态准确判定更加精确且符合实际状况。

图2为本发明实施例提供的另一种预防疲劳驾驶的提醒装置的结构示意图。如图2所示，该预防疲劳驾驶的提醒装置也是可拆卸的装置。

参阅图2，该预防疲劳驾驶的提醒装置包括控制单元100和提醒单元200，该控制单元100和该提醒单元200的主要作用与上述实施例相类似，在此不再赘述。

该控制单元100包括面部红外摄像模块110、初步分析模块120、脑电波采集模块130、匹配判定模块140和定位模块150。面部红外摄像模块110与初步分析模块120电性连接，该初步分析模块120还与脑电波采集模块130电性连接，该脑电波分析模块还与匹配判定模块140电性连接，该匹配判定模块140还与定位模块150电性连接。而提醒单元200与控制单元100电性连接，具体来说，该提醒单元200可与控制单元100中的匹配判定模块140电性连接。

该面部红外摄像模块110、初步分析模块120、脑电波采集模块130和匹配判定模块140，以及提醒单元200的主要作用与上述实施例相类似，在此不再赘述。

该定位模块150的主要作用在于向无线网络平台发送车辆位置的定位请求，以及接收无线网络平台返回定位数据，并根据定位数据生成定位信息，而上述显示模块还可以用于显示定位信息。

当然，本发明实施例也可以利用扬声器将该定位信息以语音形式进行播报。在本发明实施例中无线网络平台可以通过AGPS、TDOA、UTK等定位技术，以GPSone、AGPS、PN4747、ATI、03.71等方式对车辆进行定位，并返回定位数据。

进一步地，实现车辆定位功能的方案多种多样，本发明中的定位模块150还可以是安装在车辆上的GPS模块，车辆可以通过该GPS模块实时的将车辆的位置信息报告给无线网络平台，则当车辆驾驶员出现疲劳驾驶的情况时，无线网络平台可以立刻的知悉车辆所处的位置，便于及时的派出预备的驾驶员。

在一些实施例中，该预防疲劳驾驶的提醒装置还可包括电源单元(未图示)和指示灯(未图示)，该电源单元的主要作用在于对预防疲劳驾驶的提醒装置进行供电，指示灯的主要作用在于指示预防疲劳驾驶的提醒装置的充电状态。

图3为本发明实施例提供的一种预防疲劳驾驶的提醒方法的流程示意图；

如图3所示，该预防疲劳驾驶的提醒方法包括如下步骤：

S10、通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据；

车载疲劳自动诊断系统是在车辆行驶时可以对车辆驾驶员的面部进行拍照并将该面部信息存储存入存储器，以便后续初步分析模块120读取进行分析的一种系统。在本发明实施例中，可以利用车辆的诊断数据传输端口来接入车载疲劳自动诊断系统，然后向车载疲劳自动诊断系统发送数据采集信号。作为本发明的一个实施例，对从车载疲劳自动诊断系统获取到的面部信息可以先存储于一存储装置中，以便后续的分析统计以及事后对当时情况的调查。

S20、将面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定；

在本发明实施例中，可以先对步骤S10中获取到的面部信息进行数据格式转换，以转换成适合数据分析的格式，比如进行模数转换，将数据转换成数字数据。

S30、通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据；

便携疲劳自动诊断系统是在车辆行驶时可以采集车辆驾驶员的脑电波并将该脑电波数据存储存入存储器，以便后续匹配判定模块140进行分析和比对的一种系统。

S40、将脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定；

在本发明实施例中，可以先对步骤S30中获取到的脑电波数据进行数据格式转换，以转换成适合数据分析的格式，比如进行标量矢量转换，将数据转换成图表数据。

S50、根据疲劳状态准确判定进行疲劳提醒。

在本发明实施例中，疲劳提醒可以为预存的多种的语音报警信息。

综上，通过该预防疲劳驾驶的提醒方法可先后获得车辆驾驶员的面部信息和脑电波数据，并根据产生的疲劳状态准确判定来提醒驾驶员，防止驾驶员疲劳驾驶，而且先进行面部信息的统计分析后，再通过脑电波的对比和校正后得到的疲劳状态准确判定更加精确且符合实际状况。

在一些实施例中，步骤S20可包括如下步骤：

S20-1、分析面部信息数据以分别判断车辆驾驶员的眼睛和嘴巴是否连续开合；

S20-2、若眼睛连续开合且嘴巴连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于清醒状态；

S20-3、若眼睛连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于轻度疲劳状态；

S20-4、若眼睛不连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于睡眠状态。

在一些实施例中，步骤S50可包括如下步骤：

S50-1、根据疲劳状态准确判定进行语音播报提醒；

S50-2、根据疲劳状态准确判定生成疲劳驾驶信息，并通过显示单元进行显示。

图4为本发明实施例提供的另一种预防疲劳驾驶的提醒方法的流程示意图。

如图4所示，该预防疲劳驾驶的提醒方法包括如下步骤：

S10、通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据；

S20、将面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定；

S30、通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据；

S40、将脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定；

S50、根据疲劳状态准确判定进行疲劳提醒；

S60、向无线网络平台发送车辆位置的定位请求；

S70、无线网络平台根据定位请求对车辆进行定位并返回定位数据；

S80、接收定位数据并生成定位信息予以显示。

需要指出的是，S60-S80与S10-S50之间的执行，并没有先后顺序，既可以在执行完S10-S50后执行S60-S80，也可以在执行S10-S50的同时执行S60-S80。S60-S80主要是在驾驶员疲劳驾驶导致车辆故障或者车辆自身发生故障时方便对车辆的定位及事故抢救。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种预防疲劳驾驶的提醒装置，其特征在于，包括控制单元（100）和提醒单元（200）；所述控制单元（100）包括面部红外摄像模块（110）、初步分析模块（120）、脑电波采集模块（130）、和匹配判定模块（140）；

所述面部红外摄像模块（110），用于通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据；

所述初步分析模块（120），用于将所述面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定；

所述脑电波采集模块（130），用于通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据；

所述匹配判定模块（140），用于将所述脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正所述疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定；

所述提醒单元（200），用于根据所述疲劳状态准确判定进行疲劳提醒。

2.如权利要求1所述的预防疲劳驾驶的提醒装置，其特征在于，所述初步分析模块（120）具体用于：分析所述面部信息数据以分别判断车辆驾驶员的眼睛和嘴巴是否连续开合，若眼睛连续开合且嘴巴连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于清醒状态；若眼睛连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于轻度疲劳状态；若眼睛不连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于睡眠状态。

3.如权利要求1所述的预防疲劳驾驶的提醒装置，其特征在于，所述提醒单元（200）包括语音提醒模块和/或显示模块；

所述语音提醒模块，用于根据所述疲劳状态准确判定进行语音播报提醒；

所述显示模块，用于根据所述疲劳状态准确判定生成疲劳驾驶信息并显示。

4.如权利要求3所述的预防疲劳驾驶的提醒装置，其特征在于，所述控制单元（100）还包括定位模块（150）；

所述定位模块（150），用于向无线网络平台发送车辆位置的定位请求，以及接收所述无线网络平台返回定位数据，并根据所述定位数据生成定位信息；所述显示模块还用于显示所述定位信息。

5.如权利要求1所述的预防疲劳驾驶的提醒装置，其特征在于，所述车载疲劳自动诊断系统具有至少一个水平和垂直方向可旋转的红外摄像头，每个所述红外摄像头均设置在靠近车辆驾驶员的车身内侧；

便携疲劳自动诊断系统具有便于佩戴在所述车辆驾驶员脑部的便携式穿戴设备，所述便携式穿戴设备的形状为眼镜、头盔或头戴式耳机。

6.如权利要求1所述的预防疲劳驾驶的提醒装置，其特征在于，还包括电源单元和指示灯，所述电源单元用于对所述预防疲劳驾驶的提醒装置进行供电，所述指示灯用于指示所述预防疲劳驾驶的提醒装置的充电状态。

7.一种预防疲劳驾驶的提醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过车载疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的面部图像，形成面部信息数据；

S2、将所述面部信息数据进行数据分析统计，得到疲劳状态初步判定；

S3、通过便携疲劳自动诊断系统获取车辆驾驶员的脑电波，形成脑波校正数据；

S4、将所述脑波校正数据与预存储的脑电波数据相匹配，并根据匹配结果校正所述疲劳状态初步判定，得到疲劳状态准确判定；

S5、根据所述疲劳状态准确判定进行疲劳提醒。

8.如权利要求7所述的预防疲劳驾驶的提醒方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

S2-1、分析所述面部信息数据以分别判断车辆驾驶员的眼睛和嘴巴是否连续开合；

S2-2、若眼睛连续开合且嘴巴连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于清醒状态；

S2-3、若眼睛连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于轻度疲劳状态；

S2-4、若眼睛不连续开合且嘴巴不连续开合，则初步判定车辆驾驶员处于睡眠状态。

9.如权利要求7所述的预防疲劳驾驶的提醒方法，其特征在于，所述步骤S5包括如下步骤：

S5-1、根据所述疲劳状态准确判定进行语音播报提醒；

S5-2、根据所述疲劳状态准确判定生成疲劳驾驶信息，并通过显示单元进行显示。

10.如权利要求7所述的预防疲劳驾驶的提醒方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S6、向无线网络平台发送车辆位置的定位请求；

S7、所述无线网络平台根据所述定位请求对车辆进行定位并返回定位数据；

S8、接收所述定位数据并生成定位信息予以显示。