CN107886679A - 一种疲劳驾驶监测系统 - Google Patents

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Abstract

疲劳驾驶监测系统包括：行驶路径测试模块、疲劳驾驶测试模块、控制装置和触发电路，行驶路径测试模块包括图像采集装置和数据处理装置，其中，图像采集装置安装于车辆前端，图像采集装置用于采集所述车辆在行驶过程中前端图像信号，并将图像信号传输至所述数据处理装置，数据处理装置判断车辆是否直线行驶，若为直线行驶，则控制装置指示触发电路产生低电平触发信号，并将低电平触发信号传输至疲劳驾驶测试模块，以开启疲劳驾驶测试模块，若不为直线行驶，则触发电路不产生触发信号；疲劳驾驶测试模块包括心跳检测装置和报警装置，若超出预设心跳范围则控制装置将车速限制在安全范围、所述报警装置产生声光报警信号。

Description

一种疲劳驾驶监测系统
技术领域
本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种疲劳驾驶监测系统。
背景技术
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，在客观上出现驾驶技能下降现象，驾驶人睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆，容易出现疲劳，驾驶疲劳会影响到驾驶人的注意、感觉、知觉、思维、判断、决定和运动等诸方面，驾车4小时以上就算疲劳驾驶，必须休息20分钟以上之后才可继续驾驶，对疲劳驾驶的监测就显得尤为重要。
目前，对疲劳驾驶的监测主要分为时间监测、里程监测以及对驾驶者身体状态的监测。其中时间监测主要是对车辆驾驶时间的监测，例如在车辆行驶4小时后，对驾驶者进行提醒，里程监测主要是对车辆驾驶里程的监测，例如在车辆行驶200公里后，对驾驶者进行提醒，对驾驶者身体状态的监测主要是使用传感器对驾驶者的瞳孔进行监测，以此判断驾驶者是否疲劳驾驶。时间监测和里程监测不能主观说明驾驶者是否疲劳驾驶，针对不同的驾驶者不具有通用性，而当驾驶者需要佩戴眼镜进行驾驶时，对驾驶者的瞳孔进行监测则会有较大误差，容易造成误判。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种疲劳驾驶监测系统，在直线行驶过程中驾驶者最易产生疲惫感，因此，本发明利用行驶路径测试模块、疲劳驾驶测试模块、控制装置和触发电路，在车辆直线行驶过程中，通过对驾驶者心跳的测试以判断驾驶者是否疲劳驾驶。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述疲劳驾驶监测系统包括：行驶路径测试模块、疲劳驾驶测试模块、控制装置和触发电路；
行驶路径测试模块包括图像采集装置和数据处理装置，其中，所述图像采集装置安装于所述车辆前端，所述图像采集装置用于采集所述车辆在行驶过程中前端图像信号，并将所述图像信号传输至所述数据处理装置，所述数据处理装置对所述图像信号进行去噪、轮廓提取处理，并将处理后的图像信号传输至所述控制装置，通过处理后的图像信号判断所述车辆是否直线行驶，若为直线行驶，则所述控制装置指示所述触发电路产生低电平触发信号，并将所述低电平触发信号传输至所述疲劳驾驶测试模块，以开启所述疲劳驾驶测试模块，若不为直线行驶，则所述触发电路不产生触发信号；
疲劳驾驶测试模块包括心跳检测装置和报警装置，其中，所述心跳检测装置用于检测驾驶者心跳信号，并将所述心跳信号传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述心跳信号判断是否超出预设心跳范围，若超出所述预设心跳范围则所述控制装置指示所述触发电路产生高电平触发信号，并将所述高电平触发信号传输至所述报警装置，同时，所述控制装置将车速限制在安全范围、所述报警装置产生声光报警信号。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述疲劳驾驶测试模块设置于所述车辆方向盘上，通过感知驾驶者脉搏以获取驾驶者心跳信号。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述预设心跳范围为小于50次/分钟或大于110次/分钟。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述图像采集装置包括CCD图像采集传感器和视频图像采集卡。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述图像采集装置安装于所述车辆前端中轴线上。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述图像采集装置采集道路虚/实线图像，所述数据处理装置将所述道路虚/实线图像的轮廓提取出来，将所述道路虚/实线图像的轮廓信息传输至所述控制装置，若所述道路虚/实线图像的轮廓线若与所述车辆前端垂直，则所述控制装置判断所述车辆直线行驶，若所述道路虚/实线图像的轮廓线若与所述车辆前端不垂直，则所述控制装置判断所述车辆不以直线行驶。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述心跳检测装置包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电源、光电耦合器和三极管，所述第一电阻一端连接信号输入端，另一端与所述三极管的基极相连，所述第二电阻的一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述电源相连，所述三极管的发射极与所述光电耦合器的发光二极管的正极相连，所述第三电阻一端连接所述光电耦合器的光敏三极管的集电极，另一端与所述电源相连，所述光电耦合器的所述光敏三极管的集电极为心跳信号输出端，且光电耦合器接地。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述心跳检测装置设置在所述车辆方向盘上，车辆驾驶者手指在驾驶过程中接触所述心跳检测装置，以此获取所述驾驶者的心跳信号。
根据本发明的一个实施例的疲劳驾驶监测系统，其中，所述数据处理装置在对所述图像采集装置采集的图像进行所述轮廓提取处理时，首先计算图像的能量，其中，为自定义参数，取值范围为0-1，为图像轮廓内部平均灰度值，为图像轮廓外部平均灰度值，为平均曲线函数，，其中为自定义参数；然后求取图像能量的最大值，以此计算出的值，最后对能量达到最大的图像提取轮廓。
附图说明
图1为本发明的一种疲劳驾驶监测系统示意图；
图2为本发明的心跳检测装置电路图。
附图标记 ：
R1：第一电阻；R2：第二电阻；R3：第三电阻；VCC：电源；T2：光电耦合器；T1：三极管；Vin：信号输入端；Vout：信号输出端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的疲劳驾驶监测系统进行详细说明。
如图1和2所示，本发明提供一种疲劳驾驶监测系统，在直线行驶过程中驾驶者最易产生疲惫感，因此，本发明利用行驶路径测试模块、疲劳驾驶测试模块、控制装置和触发电路，在车辆直线行驶过程中，通过对驾驶者心跳的测试以判断驾驶者是否疲劳驾驶。
如图1所示，疲劳驾驶监测系统包括：行驶路径测试模块、疲劳驾驶测试模块、控制装置和触发电路；
行驶路径测试模块包括图像采集装置和数据处理装置，其中，图像采集装置安装于车辆前端，图像采集装置用于采集车辆在行驶过程中前端图像信号，并将图像信号传输至数据处理装置，数据处理装置对图像信号进行去噪、轮廓提取处理，并将处理后的图像信号传输至控制装置，通过处理后的图像信号判断所述车辆是否直线行驶，若为直线行驶，则控制装置指示触发电路产生低电平触发信号，并将低电平触发信号传输至疲劳驾驶测试模块，以开启疲劳驾驶测试模块，若不为直线行驶，则触发电路不产生触发信号；
疲劳驾驶测试模块包括心跳检测装置和报警装置，其中，心跳检测装置用于检测驾驶者心跳信号，并将心跳信号传输至控制装置，控制装置根据心跳信号判断是否超出预设心跳范围，若超出预设心跳范围则控制装置指示触发电路产生高电平触发信号，并将高电平触发信号传输至报警装置，同时，控制装置将车速限制在安全范围、报警装置产生声光报警信号。
疲劳驾驶测试模块设置于车辆方向盘上，通过感知驾驶者脉搏以获取驾驶者心跳信号。
预设心跳范围为小于50次/分钟或大于110次/分钟。
图像采集装置包括CCD图像采集传感器和视频图像采集卡。
图像采集装置安装于车辆前端中轴线上。
车辆在道路上行驶时，若为直线行驶，则图像采集装置采集的道路虚/实线图像的轮廓线与车辆前端垂直，若不为直线行驶，则图像采集装置采集的道路虚/实线图像轮廓线与车辆前端不垂直，通过道路虚/实线图像来判断车辆是否直线行驶可适用各种路况，且判断结果更为准确。
图像采集装置采集道路虚/实线图像，数据处理装置将道路虚/实线图像的轮廓提取出来，将道路虚/实线图像的轮廓信息传输至控制装置，若道路虚/实线图像的轮廓线若与车辆前端垂直，则控制装置判断车辆直线行驶，若道路虚/实线图像的轮廓线若与车辆前端不垂直，则控制装置判断所述车辆不以直线行驶。
心跳检测装置包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电源VCC、光电耦合器T2和三极管T1，第一电阻R1一端连接信号输入端Vin，另一端与三极管T1的基极相连，第二电阻R2的一端与三极管T1的集电极连接，另一端与电源VCC相连，三极管T1的发射极与光电耦合器T2的发光二极管的正极相连，第三电阻R3一端连接光电耦合器T2的光敏三极管的集电极，另一端与电源VCC相连，光电耦合器T2的光敏三极管的集电极为信号输出端Vout，且光电耦合器接地。
心跳检测装置设置在车辆方向盘上，车辆驾驶者手指在驾驶过程中接触心跳检测装置，以此获取驾驶者的心跳信号。
数据处理装置在对图像采集装置采集的图像进行轮廓提取处理时，首先计算图像的能量，其中，为自定义参数，取值范围为0-1，为图像轮廓内部平均灰度值，为图像轮廓外部平均灰度值，为平均曲线函数，，其中为自定义参数；然后求取图像能量的最大值，以此计算出的值，最后对能量达到最大的图像提取轮廓。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述疲劳驾驶监测系统包括：行驶路径测试模块、疲劳驾驶测试模块、控制装置和触发电路；
行驶路径测试模块包括图像采集装置和数据处理装置，其中，所述图像采集装置安装于所述车辆前端，所述图像采集装置用于采集所述车辆在行驶过程中前端图像信号，并将所述图像信号传输至所述数据处理装置，所述数据处理装置对所述图像信号进行去噪、轮廓提取处理，并将处理后的图像信号传输至所述控制装置，通过处理后的图像信号判断所述车辆是否直线行驶，若为直线行驶，则所述控制装置指示所述触发电路产生低电平触发信号，并将所述低电平触发信号传输至所述疲劳驾驶测试模块，以开启所述疲劳驾驶测试模块，若不为直线行驶，则所述触发电路不产生触发信号；
疲劳驾驶测试模块包括心跳检测装置和报警装置，其中，所述心跳检测装置用于检测驾驶者心跳信号，并将所述心跳信号传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述心跳信号判断是否超出预设心跳范围，若超出所述预设心跳范围则所述控制装置指示所述触发电路产生高电平触发信号，并将所述高电平触发信号传输至所述报警装置，同时，所述控制装置将车速限制在安全范围、所述报警装置产生声光报警信号。
2.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述疲劳驾驶测试模块设置于所述车辆方向盘上，通过感知驾驶者脉搏以获取驾驶者心跳信号。
3.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述预设心跳范围为小于50次/分钟或大于110次/分钟。
4.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述图像采集装置包括CCD图像采集传感器和视频图像采集卡。
5.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述图像采集装置安装于所述车辆前端中轴线上。
6.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述图像采集装置采集道路虚/实线图像，所述数据处理装置将所述道路虚/实线图像的轮廓提取出来，将所述道路虚/实线图像的轮廓信息传输至所述控制装置，若所述道路虚/实线图像的轮廓线若与所述车辆前端垂直，则所述控制装置判断所述车辆直线行驶，若所述道路虚/实线图像的轮廓线若与所述车辆前端不垂直，则所述控制装置判断所述车辆不以直线行驶。
7.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述心跳检测装置包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电源、光电耦合器和三极管，所述第一电阻一端连接信号输入端，另一端与所述三极管的基极相连，所述第二电阻的一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述电源相连，所述三极管的发射极与所述光电耦合器的发光二极管的正极相连，所述第三电阻一端连接所述光电耦合器的光敏三极管的集电极，另一端与所述电源相连，所述光电耦合器的所述光敏三极管的集电极为心跳信号输出端，且所述光电耦合器接地。
8.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述心跳检测装置设置在所述车辆方向盘上，车辆驾驶者手指在驾驶过程中接触所述心跳检测装置，以此获取所述驾驶者的心跳信号。
9.根据权利要求1所述的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述数据处理装置在对所述图像采集装置采集的图像进行所述轮廓提取处理时，首先计算图像的能量，其中，为自定义参数，取值范围为0-1，为图像轮廓内部平均灰度值，为图像轮廓外部平均灰度值，为平均曲线函数，，其中为自定义参数；然后求取图像能量的最大值，以此计算出的值，最后对能量达到最大的图像提取轮廓。
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