CN105389949A - 一种汽车疲劳驾驶预警装置 - Google Patents

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李俊娇
吴迪
李东辰
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/06—Alarms for ensuring the safety of persons indicating a condition of sleep, e.g. anti-dozing alarms

Abstract

本发明公开了一种汽车疲劳驾驶预警装置，包括识别摄像头、图像处理器、控制器、警报扬声器、安全带预紧、辅助制动、车辆前置摄像头、存储器、手环生理感应器。检测车辆车道偏离信号、驾驶员面部信号、驾驶员手部脉搏信号，车道偏离信号、驾驶员面部信号、通过图像处理器处理，并结合驾驶员的脉搏信号，综合判断驾驶员是否有疲劳驾驶现象，若有疲劳驾驶现象，则警报扬声器、安全带预紧、辅助制动开始工作，确保行车安全或者将事故损失降低。

Description

一种汽车疲劳驾驶预警装置
技术领域
本发明涉及一种汽车疲劳驾驶预警装置，可实现防止驾驶员因疲劳驾驶而产生车祸，属于汽车设备技术领域。
背景技术
疲劳驾驶预警系统(DriverFatigueMonitorSystem)是一种基于驾驶员生理反应特征的驾驶人疲劳监测预警产品，目前全世界只有美国的AttentionTechnologies公司推出的DD850，瑞典的SmartEye公司推出的AntiSleep系统已经商用，奔驰、沃尔沃的高端车系以及日本丰田公司在日本销售的13代皇冠也都标配瞌睡报警系统。
车内驾驶员疲劳监测技术，本质上是在行驶过程中捕捉并分析驾驶员的生物行为信息，比如眼睛、脸部、心脏、脑电活动，等等的技术等等。然而心跳活动和脑电监测由于受接触的限制，目前没有在车内批量应用。当前最多被采用的疲劳检测手段是驾驶员驾车行为分析，即通过记录和解析驾驶员转动方向盘、踩刹车等行为特征，判别驾驶员是否疲劳。但是这种方式受驾驶员驾驶习惯影响极大。另一大类别的检测方法是:通过图像分析手段对驾驶员脸部与眼睛特征进行疲劳评估。这一方法正渐渐被整车厂商接受并采用。
国内疲劳驾驶预测系统的产品状况：
（1）挂耳朵式疲劳预警器，功能非常简单，低头就报警，然而考虑到打瞌睡不一定就低头，且瞌睡导致的低头特征出现的比较晚，驾驶员也不喜欢在开车时佩戴一个附加物，所以该类产品实用性较差。
（2）手表式和眼镜式，手表式利用脉搏的跳动来估测人是否疲劳，没有权威的科学依据，且不能解决突然睡着的问题，眼镜式则是强迫带一幅厚重的眼镜来判断眨眼频率，基本上许多人都不适应，其实眨眼频率和疲劳没有直接关系。
（3）方向盘触摸式，利用在方向盘上安装一些传感器来感知驾驶员是否握住方向盘，这和疲劳其实也没有直接关系，有些人睡着了你还难从他手里取下东西呢，等人松弛了才报警估计也已经挂了，实在有些牵强附会，并且有安装传感器会使方向盘操作不方便。
（4）图像识别式，利用图像传感器捕捉驾驶员面部，通过面部特征识别，判断驾驶员疲劳程度。
国外疲劳驾驶预测系统的产品状况：
（1）美国ATTENTION公司的DD850，已经通过美国交通运输部在全美进行推广。
（2）美国DSS公司的疲劳检测和分析系统。
（3）奔驰、沃而沃的高端系列产品(200万以上)有瞌睡提醒装置。
（4）丰田的13代皇冠在日本销售的产品有瞌睡报警系统，但在中国没有标配。
我国的资源分布不均，距离非常长，经常需要进行远距离运输。在我国，经常出现大货车司机疲劳驾驶情况，因此而产生巨大的交通事故，给驾驶员的人生安全与财产带来巨大的损失。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明一种汽车疲劳驾驶预警装置的目的是汽车驾驶员出现疲劳驾驶现象，预防交通事故的发生。
技术方案：1.一种汽车疲劳驾驶预警装置，包括面部识别摄像头（1）、图像处理器（2）、控制器（3）、警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6）、车辆前置摄像头（7）、存储器（8）、手环生理感应器（9）；其中手环生理感应器（9）包括脉搏感应器（9-1）、无线发射器（9-2）、橡皮手环（9-3）。
面部识别摄像头（1）安装在车内倒车镜上方，面部识别摄像头（1）的摄像头正对着驾驶员的脸部，面部识别摄像头（1）的信号输出线与图像处理器（2）与输入一连接，图像处理器（2）的输入二与车辆前置摄像头（7）的信号输出一连接，车辆前置摄像头（7）的信号输出二与存储器（8）的输入连接，车辆前置摄像头（7）安装在面部识别摄像头（1）旁边，车辆前置摄像头（7）的摄像头正对着车辆正前方，图像处理器（2）的输出与控制器（3）的输入连接，控制器（3）的输出分三路输出：输出一与警报扬声器（4）的输入连接；输出二与安全带预紧（5）的输入连接；输出三与辅助制动（6）的输入连接；手环生理感应器（9）戴在驾驶员的手上，脉搏感应器（9-1）的位置贴在驾驶员手的脉搏处，无线发射器（9-2）的信号发送至控制器（3）的无线接收端。
一种汽车疲劳驾驶预警装置，其特征在于车辆前置摄像头（7）输出二与存储器（8）的输入连接，将车辆前方综合路况信息存储于存储器（8）；图像处理器（2）的输入二与车辆前置摄像头（7）的输出一连接，检测前方车道信息。
一种汽车疲劳驾驶预警装置，其特征在于手环生理感应器（9）包括脉搏感应器（9-1）、无线发射器（9-2）、橡皮手环（9-3），脉搏感应器（9-1）与无线发射器（9-2）安装在橡皮手环（9-3）内部，脉搏感应器（9-1）检测驾驶员的脉搏信号，信号通过无线发射器（9-2）发射到控制器（3）的无线接收端口。
一种汽车疲劳驾驶预警装置，其特征在于控制器（3）包括有线接收端口和无线接收端口，有线接收端口与图像处理器（2）的信号，无线接收端口接收手环生理感应器（9）的无线发射器（9-2）的信号。
所述面部识别摄像头（1）安装在车辆内部的倒车镜上方，摄像头正对着驾驶员的脸部，将实时的图像传至图像处理器（2）中。
所述图像处理器（2）接收面部识别摄像头（1）的图片，并将实时的图片进行模式识别，判断驾驶员是否有疲劳驾驶现象。图像处理器（2）还接收车辆前置摄像头（7）的实时图片，进行模式识别，判断车辆是否有偏离车道现象。
所述控制器（3）接收图像处理器（2）的信号，若图像处理器（2）的处理结果是面部识别摄像头（1）由疲劳驾驶现场，则输出信号至警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6），使得警报扬声器（4）发出警报，安全带预紧（5）加大拉紧力度，使得驾驶员紧紧的被捆绑在座椅上，辅助制动（6）进行辅助制动，防止车辆车速过快。同样，车辆前置摄像头（7）判断有车道偏移现象，则警报扬声器（4）发出警报声音。
所述警报扬声器（4）有车内扬声器构成，用于发出警报声音。
所述安全带预紧（5）用于加大安全带的拉力。
所述辅助制动（6）当驾驶员有疲劳驾驶，并且没有做出正确的操作时，控制器（3）发出控制信号，控制辅助制动（6）工作，降低车速。
所述车辆前置摄像头（7）安装在面部识别摄像头（1），但摄像头正对着车辆的正前方，探测车辆前方的车道信息，并起到车载记录仪的功能，当运行在车载记录仪的功能模式下，将相关的数据信息存储于存储器（8）中。
所述存储器（8）用于存储视频信息。
所述手环生理感应器（9），包括脉搏感应器（9-1）、无线发射器（9-2）、橡皮手环（9-3）。脉搏感应器（9-1）与无线发射器（9-2）安装在橡皮手环（9-3）内部，脉搏感应器（9-1）检测驾驶员的脉搏信号，信号通过无线发射器（9-2）发射到控制器（3）的无线接收端口。
工作原理：本发明检测的信号有：车道偏离信号、驾驶员面部识别信号、驾驶员脉搏信号。发出的控制信号有：报警声音控制信号、辅助制动控制信号、安全带预紧控制信号。当车辆前置摄像头（7）检测，经过图像处理器（2）处理后，得到的信号是产生车道偏离时，控制器（3）输出声音警报信号，警报扬声器（4）工作，发出警报声音。
当面部识别摄像头（1）检测，经过图像处理器（2）处理后，得到的信号是驾驶员有疲劳驾驶嫌疑时，控制器（3）输出声音警报信号、安全带预紧信号、辅助制动信号，警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6）均开始工作，警报扬声器（4）发出警报，安全带预紧（5）加大拉紧力度，辅助制动（6）进行制动，降低车速。
当手环生理感应器（9）检测信号，得到的信号是驾驶员有疲劳驾驶嫌疑时，控制器（3）输出声音警报信号、安全带预紧信号、辅助制动信号，警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6）均开始工作，警报扬声器（4）发出警报，安全带预紧（5）加大拉紧力度，辅助制动（6）进行制动，降低车速。
当车辆前置摄像头（7）、面部识别摄像头（1）检测、手环生理感应器（9）中的任意两个发出警报，警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6）均开始工作。
有益效果：本发明具有以下优点。
（1）本发明采用面部识别摄像头识别驾驶员的生理特征，判断驾驶员是否有疲劳行为。
（2）本发明车辆前置摄像头具有双功能，即可以作为车道识别摄像头，也可作为车载记录仪摄像头。
（3）本发明采用声音报警、安全带紧急预紧、辅助制动功能，确保行车安全。
附图说明，图1为本发明结构示意图。
图中：1是面部识别摄像头、2是图像处理器、3是控制器、4是警报扬声器、5是安全带预紧、6是辅助制动、7是车辆前置摄像头、8是存储器、9是环生理感应器、9-1是脉搏感应器、9-2是无线发射器、9-3是橡皮手环。
具体实施方式：结合附图1，进一步对本发明解释。
一种汽车疲劳驾驶预警装置，包括面部识别摄像头（1）、图像处理器（2）、控制器（3）、警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6）、车辆前置摄像头（7）、存储器（8）、手环生理感应器（9）；其中手环生理感应器（9）包括脉搏感应器（9-1）、无线发射器（9-2）、橡皮手环（9-3）。
面部识别摄像头（1）安装在车内倒车镜上方，面部识别摄像头（1）的摄像头正对着驾驶员的脸部，面部识别摄像头（1）的信号输出线与图像处理器（2）与输入一连接，图像处理器（2）的输入二与车辆前置摄像头（7）的信号输出一连接，车辆前置摄像头（7）的信号输出二与存储器（8）的输入连接，车辆前置摄像头（7）安装在面部识别摄像头（1）旁边，车辆前置摄像头（7）的摄像头正对着车辆正前方，图像处理器（2）的输出与控制器（3）的输入连接，控制器（3）的输出分三路输出：输出一与警报扬声器（4）的输入连接；输出二与安全带预紧（5）的输入连接；输出三与辅助制动（6）的输入连接；手环生理感应器（9）戴在驾驶员的手上，脉搏感应器（9-1）的位置贴在驾驶员手的脉搏处，无线发射器（9-2）的信号发送至控制器（3）的无线接收端。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (4)

1.一种汽车疲劳驾驶预警装置，包括面部识别摄像头（1）、图像处理器（2）、控制器（3）、警报扬声器（4）、安全带预紧（5）、辅助制动（6）、车辆前置摄像头（7）、存储器（8）、手环生理感应器（9）；其中手环生理感应器（9）包括脉搏感应器（9-1）、无线发射器（9-2）、橡皮手环（9-3）；面部识别摄像头（1）安装在车内倒车镜上方，面部识别摄像头（1）的摄像头正对着驾驶员的脸部，面部识别摄像头（1）的信号输出线与图像处理器（2）与输入一连接，图像处理器（2）的输入二与车辆前置摄像头（7）的信号输出一连接，车辆前置摄像头（7）的信号输出二与存储器（8）的输入连接，车辆前置摄像头（7）安装在面部识别摄像头（1）旁边，车辆前置摄像头（7）的摄像头正对着车辆正前方，图像处理器（2）的输出与控制器（3）的输入连接，控制器（3）的输出分三路输出：输出一与警报扬声器（4）的输入连接；输出二与安全带预紧（5）的输入连接；输出三与辅助制动（6）的输入连接；手环生理感应器（9）戴在驾驶员的手上，脉搏感应器（9-1）的位置贴在驾驶员手的脉搏处，无线发射器（9-2）的信号发送至控制器（3）的无线接收端。
2.根据权利要求1所述的一种汽车疲劳驾驶预警装置，其特征在于车辆前置摄像头（7）输出二与存储器（8）的输入连接，将车辆前方综合路况信息存储于存储器（8）；图像处理器（2）的输入二与车辆前置摄像头（7）的输出一连接，检测前方车道信息。
3.根据权利要求1所述的一种汽车疲劳驾驶预警装置，其特征在于手环生理感应器（9）包括脉搏感应器（9-1）、无线发射器（9-2）、橡皮手环（9-3），脉搏感应器（9-1）与无线发射器（9-2）安装在橡皮手环（9-3）内部，脉搏感应器（9-1）检测驾驶员的脉搏信号，信号通过无线发射器（9-2）发射到控制器（3）的无线接收端口。
4.根据权利要求1所述的一种汽车疲劳驾驶预警装置，其特征在于控制器（3）包括有线接收端口和无线接收端口，有线接收端口与图像处理器（2）的信号，无线接收端口接收手环生理感应器（9）的无线发射器（9-2）的信号。
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