CN108312964A - 一种疲劳驾驶状态识别预警系统及方法 - Google Patents

一种疲劳驾驶状态识别预警系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种疲劳驾驶状态识别预警系统，包括中央处理器、车辆状态传感器、扬声器、智能手环、智能眼镜、显示器；所述车辆状态传感器、扬声器、显示器均通过电缆和中央处理器相连，所述中央处理器用于根据收集的驾驶员车辆运行参数、生理信号及眼动特征，得到驾驶员当前是否处于疲劳状态的处理信息；所述车辆状态传感器、智能手环、智能眼镜用于将采集的信息传送给中央处理器；所述扬声器、显示器用于播报及显示实时信息。本发明还公开了一种疲劳驾驶状态识别预警方法。本发明通过对驾驶员的疲劳状态进行检测识别，并实时反馈疲劳程度，以便驾驶员及时采取措施，从而为驾驶员提供科学合理的预警，降低由疲劳驾驶引发的交通事故，提高驾驶员行驶可靠性。

Description

一种疲劳驾驶状态识别预警系统及方法
技术领域
本发明涉及道路车辆运行安全，具体涉及一种疲劳驾驶状态识别预警系统及方法，能够对驾驶员当前疲劳驾驶状态进行有效识别，进而对处于危险驾驶状态的驾驶员进行科学合理的提前警示，从而预防由疲劳引发的交通事故。
背景技术
近年来，随着我国机动车数量的持续增加，交通事故的发生率迅猛增长，道路交通安全问题逐渐成为人们关注的焦点之一。分析引起道路交通事故的原因发现，由驾驶员自身因素导致的事故占 85%以上，其中疲劳驾驶是驾驶员肇事的主要原因之一。
驾驶疲劳直接引发驾驶行为不当，注意力分散、不集中，超速驾驶以及措施不当等，越来越多威胁人们的生命安全，但是疲劳驾驶由于其隐蔽性而难以量化进行实时检测。目前，我国各级道路交通管理部门对客运车辆从市场准入、从业人员资质、运输企业等实行严格管理，事前管理较为规范，交通法规也明确规定机动车辆驾驶人不得连续驾驶超过4个小时。虽然国家交管部门制定了相应的法律法规，但是驾驶人通常会因为各种各样因素，包括追求高利益回报等，不能遵守驾驶时间限制的规定。因此，对驾驶疲劳进行客观而准确的判定、驾驶人长时间驾驶疲劳、驾驶过程中注意力分散问题的研究，以及获取驾驶人疲劳程度的集成预警技术研究，是减少频发的恶性道路运输事故的关键之一。
随着车联网技术以及信息采集、信息处理技术的不断发展，获取车辆运行参数以及驾驶员的生理信号、眼动指标等变得更加容易。因此，本发明在获取车辆运行参数、驾驶员生理信号及眼动指标的基础上，对驾驶员疲劳驾驶状态进行判定及预警，保障行车安全。
发明内容
为了解决由于疲劳驾驶引发交通事故频发的问题，本发明提出一种疲劳驾驶状态识别预警系统及方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种疲劳驾驶状态识别预警系统，包括中央处理器、用于采集车辆运行参数的车辆状态传感器、扬声器、智能手环、智能眼镜、显示器；
所述车辆状态传感器、扬声器、显示器均通过电缆和中央处理器相连，所述智能手环、智能眼镜通过无线信号发射器和中央处理器无线连接；
所述智能手环及智能眼镜包括信息处理器和无线信号发射器，用于将采集的生理信号及眼动特征通过无线信号发射器传送给中央处理器；
所述中央处理器用于根据收集的车辆运行参数、生理信号及眼动特征，得到驾驶员当前是否处于疲劳状态的处理信息；
所述的扬声器、显示器用于对中央处理器的处理信息通过音频播报及视频显示。
进一步地，所述的中央处理器包括信息收集模块、信息处理模块和信息发射模块，所述信息收集模块用于收集车辆运行参数、生理信号及眼动特征；所述信息处理模块用于得到驾驶员是否处于疲劳驾驶状态的处理信息；所述信息发射模块用于将所述处理信息发送至扬声器及显示器。
进一步地，所述的车辆运行参数包括车辆行驶速度、车辆行驶加速度、车道偏移量、换道信息等。
进一步地，所述的生理信号包括心电信号、脑电信号，所述的眼动特征包括眨眼频率、注视持续时间、瞳孔直径变异系数等。
进一步地，所述中央处理器采用TMS320C6748处理器。
进一步地，所述车辆状态传感器采用光栅式传感器。
进一步地，所述显示器采用液晶显示屏。
进一步地，所述中央处理器、车辆状态传感器、扬声器、显示器均安装在汽车内部，智能手环、智能眼镜佩戴在驾驶员身上。
一种基于所述预警系统的疲劳驾驶状态识别预警方法，包括如下步骤：
S1、所述车辆状态传感器收集车辆运行参数，智能手环收集驾驶员的生理信号，智能眼镜收集驾驶员的眼动特征，然后传输至中央处理器；
S2、所述中央处理器根据收集到的数据，使用内嵌的疲劳识别模型，计算出当前驾驶员的疲劳程度，判别驾驶员当前疲劳状态所属的疲劳程度，通过显示器实时显示；
S3、所述中央处理器根据驾驶员当前疲劳程度向扬声器及显示器发送相应信息对驾驶员进行预警。
进一步地，当疲劳程度超过阈值时，则判断驾驶员处于危险驾驶状态，则中央处理器将处理信息发送至扬声器，通过扬声器发出警告信息，同时在上述显示器显示相应数据，对驾驶员进行预警。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
（1）本发明提出了疲劳驾驶状态预警系统及方法，通过对处于疲劳驾驶状态下的驾驶员进行科学合理的提前警示，鼓励驾驶员采取措施消除疲劳，为避免疲劳事故发生提供技术支持，对减少道路交通安全事故、提高道路安全水平具有现实意义。
（2）以往的发明多数是采用单项指标对疲劳驾驶状态进行识别预警，本发明综合考虑驾驶员车辆运行参数、生理信号及眼动特征，避免了采用某类识别方法的不足，提高了结果的实时性和可靠性，能够有效弥补目前安全预警的缺陷。
（3）该系统结构简单，所用设施比较少，能够较大程度节约建设成本，且可操作性和实用性强，能够较快普及到道路安全当中，进一步为道路交通部门预防疲劳驾驶提供更为丰富的参考。
附图说明
图1是本发明实施例的疲劳驾驶状态识别预警系统结构示意图。
图2是本发明实施例的疲劳驾驶状态识别预警系统的数据流程图。
图3是本发明实施例的疲劳驾驶状态识别预警方法流程图。
图中：1-中央处理器；2-车辆状态传感器；3-扬声器；4-智能手环；5-智能眼镜；6-显示器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1、图2所示，一种疲劳驾驶状态识别预警系统，包括中央处理器1、车辆状态传感器2、扬声器3、智能手环4、智能眼镜5、显示器6，
所述车辆状态传感器2、扬声器3、显示器6均通过电缆和中央处理器1相连，
所述中央处理器1采用TMS320C6748处理器，用于根据收集的车辆运行参数及驾驶员生理信号、眼动特征，得到驾驶员当前是否处于疲劳状态的处理信息；
所述车辆状态传感器2采用光栅式传感器，用于采集车辆运行参数；
所述的扬声器3、显示器6用于对中央处理器1的处理信息通过音频播报及视频显示，具体如：扬声器3用于播报驾驶员当前处于疲劳驾驶的警告信息；所述显示器6采用液晶显示屏，用于显示实时采集到的各项指标数据；
所述智能手环4、智能眼镜5包括信息处理器和无线信号发射器，用于将采集的驾驶员信息通过无线信号发射器传送给中央处理器1，所述智能手环4可采目前市面上常见的智能手环，例如：Fitbit Charge HR、小米手环、三十七度手环等；所述智能眼镜5包括常见的：EyeLink II头戴式眼动仪、Smart Eye Pro5.7非接触式眼动仪及Google glass（谷歌眼镜）等。
具体而言，所述的中央处理器1包括信息收集模块、信息处理模块和信息发射模块，所述信息收集模块用于收集车辆运行参数、驾驶员生理信号及眼动特征；所述信息处理模块用于得到驾驶员是否处于疲劳驾驶状态的处理信息；所述信息发射模块用于将所述处理信息发送至扬声器3及显示器6。
具体而言，所述的生理信号包括心电信号、脑电信号，所述的眼动特征包括眨眼频率、注视持续时间、瞳孔直径变异系数等，所述的车辆运行参数包括车辆行驶速度、车辆行驶加速度、车道偏移量、换道信息等。
具体而言，所述中央处理器1、车辆状态传感器2、扬声器3、显示器6均安装在汽车内部，智能手环4、智能眼镜5佩戴在驾驶员身上。
如图3所示，一种基于所述预警系统的疲劳驾驶状态识别预警方法，包括如下步骤：
S1、车辆状态传感器2收集车辆运行参数，智能手环4收集驾驶员的生理信号，智能眼镜5收集驾驶员的眼动特征，传输至中央处理器1；
S2、中央处理器1根据收集到的数据，使用内嵌的疲劳识别模型，计算出当前驾驶员的疲劳程度，判别驾驶员当前属于不同程度的疲劳状态，例如常见将疲劳状态划分为清醒、轻度疲劳、中度疲劳、重度疲劳，通过显示器6实时显示；
S3、所述中央处理器1根据驾驶员当前疲劳程度向扬声器3及显示器6发送相应信息对驾驶员进行预警。
具体而言，所述步骤S3具备包括：当疲劳程度超过阈值时，则判断驾驶员处于危险驾驶状态，则中央处理器1将处理信息发送至扬声器3，通过扬声器3发出警告信息，同时在上述显示器6显示相应数据，对驾驶员进行预警。
此时，驾驶员可根据接收到的音频和视频信息采取相应的措施，例如降低车速、科学安排行程时间、通过辅助手段调整驾驶状态等，避免车辆行驶出现危险。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种疲劳驾驶状态识别预警系统，其特征在于：包括中央处理器（1）、用于采集车辆运行参数的车辆状态传感器（2）、扬声器（3）、智能手环（4）、智能眼镜（5）、显示器（6）；
所述车辆状态传感器（2）、扬声器（3）、显示器（6）均通过电缆和中央处理器（1）相连，所述智能手环（4）、智能眼镜（5）通过无线信号发射器和中央处理器（1）无线连接；
所述智能手环（4）及智能眼镜（5）包括信息处理器和无线信号发射器，用于将采集的生理信号及眼动特征通过无线信号发射器传送给中央处理器（1）；
所述中央处理器（1）用于根据收集的车辆运行参数、生理信号及眼动特征，得到驾驶员当前是否处于疲劳状态的处理信息；
所述的扬声器（3）、显示器（6）用于对中央处理器（1）的处理信息通过音频播报及视频显示。
2.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于：所述的中央处理器（1）包括信息收集模块、信息处理模块和信息发射模块，所述信息收集模块用于收集驾驶员的车辆运行参数、生理信号及眼动特征；所述信息处理模块用于对数据进行实时计算及处理，得到驾驶员是否处于疲劳状态的处理信息；所述信息发射模块用于将所述处理信息发送至扬声器（3）及显示器（6）。
3.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于：所述的车辆运行参数包括车辆行驶速度、车辆行驶加速度、车道偏移量、换道信息。
4.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于：所述的生理信号包括心电信号、脑电信号，所述的眼动特征包括眨眼频率、注视持续时间、瞳孔直径变异系数。
5.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于：所述中央处理器（1）采用TMS320C6748处理器。
6.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于：所述车辆状态传感器（2）采用光栅式传感器。
7.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于，所述显示器（6）采用液晶显示屏。
8.根据权利要求书1所述的疲劳驾驶状态预警系统，其特征在于：所述中央处理器（1）、车辆状态传感器（2）、扬声器（3）、显示器（6）均安装在汽车内部，所述智能手环（4） 、智能眼镜（5）佩戴在驾驶员身上。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述预警系统的疲劳驾驶状态预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、所述车辆状态传感器（2）收集车辆运行参数，智能手环（4）收集驾驶员的生理信号，智能眼镜（5）收集驾驶员的眼动特征，然后传输至中央处理器（1）；
S2、所述中央处理器（1）根据收集到的数据，使用内嵌的疲劳识别模型，计算出当前驾驶员的疲劳程度，判别驾驶员当前疲劳状态所属的疲劳程度，通过显示器（6）实时显示；
S3、所述中央处理器（1）根据驾驶员当前疲劳程度向扬声器(3)及显示器（6）发送相应信息对驾驶员进行预警。
10.根据权利要求8所述的疲劳驾驶状态预警方法，其特征在于：步骤S3具体包括：
当疲劳程度超过阈值时，则判断驾驶员处于危险驾驶状态，则中央处理器（1）将处理信息发送至扬声器（3），通过扬声器（3）发出警告信息，同时在上述显示器（6）显示相应数据，对驾驶员进行预警。
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