CN109410524B - 一种驾驶员疲劳监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驾驶员疲劳监测系统及其监测方法，驾驶员疲劳监测系统包含生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统、疲劳提醒子系统等多个子系统，能够充分感知驾驶员的生理状态和行车过程中的周围环境，在监测过程中通过多数据融合预判出现疲劳驾驶的可能性，有针对性地调用子系统，进行疲劳监测和紧急处理，实现智能控制，能够在不过分打扰驾驶员的情况下有效保护驾驶员的安全。

Description

一种驾驶员疲劳监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及汽车辅助驾驶系统，特别是一种驾驶员疲劳监测系统及其监测方法。

背景技术

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，出现精神恍惚、瞬间记忆消失、动作迟误或过早、操作停顿等不安全因素，极易发生道路交通事故。根据美国汽车交通安全基金会的一项调查表明：疲劳驾驶在美国的交通事故死亡事件中占据21%的比例，可见疲劳驾驶占交通事故的比例是非常之高。

针对疲劳驾驶，已经出现多种监视预警系统，通过多种传感器、摄像头来感知驾驶员的生理状态，但是现有系统存在无法实现多数据融合，无法实现智能控制的问题，不能有效地保护驾驶员的安全。

发明内容

针对背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种驾驶员疲劳监测系统，其特征在于，所述驾驶员疲劳监测系统包括车载计算机、生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统和疲劳提醒子系统；

所述生理状态监测子系统包括距离传感器、压力传感器、视频监测装置和生理特征判断装置，所述距离传感器设置在驾驶员座椅的边缘以及座椅的头枕部分，所述压力传感器设置在座椅的靠背和座盆上呈矩阵状均匀分布，所述视频检测装置包括多个相机和红外闪光照明单元，所述生理特征判断装置会接收所述距离传感器、所述压力传感器、以及所述视频监测装置采集的数据，处理得到驾驶员的生理特征信号，所述生理特征信号分为单独判断信号和结合判断信号；

所述行驶状态监测子系统包括设置在车头的测速仪、前视摄像头和下视摄像头，设置在车尾的测速仪和后视摄像头，以及设置在车身两侧的距离传感器，所述测速仪优用于判断位于车体前后的车辆的行驶速度，所述前视摄像头和所述后视摄像头用于判断车体前后的具体状况，所述下视摄像头用于拍摄当前行驶路面的具体状况，所述距离传感器用于判断车体两侧是否有距离过近的障碍物或车辆；

所述驾驶辅助子系统包括模式选择模块和控制模块；

所述数据采集子系统为佩戴在用户的手腕上的移动电子设备，通过传感器实现对于用户的心率、脉搏、睡眠等状态的监测；

所述疲劳提醒子系统包括清醒保持模块、强制清醒模块和疲劳提醒模块，所述清醒保持模块会通过每隔特定时间与驾驶员进行互动的方式保持驾驶员的清醒状态，所述强制清醒模块会向空气中释放有助于醒脑的物质，帮助驾驶员保持清醒状态，所述疲劳提醒模块会通过语音提醒驾驶员适当休息；

所述车载计算机包括风险预判模块、运行子系统选定模块、道路分析模块、数据融合模块和车辆控制模块，所述风险预判模块接收所述数据采集子系统传输的数据，从中提取出驾驶员最近的睡眠情况，并且结合天气、起点与目的地之间的距离、当前时间判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性，所述运行子系统选定模块会根据驾驶员出现疲劳驾驶的可能性选定调用的子系统，所述道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得到当前交通事故的风险系数，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统和/或所述数据采集子系统传输的信号，判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态，所述车辆控制模块根据所述数据融合模块的判断结论决定是否调用所述驾驶疲劳提醒子系统以提醒驾驶员，是否调用所述驾驶辅助子系统使车辆处于安全状态。

进一步地，所述模式选择模块包括紧急避让模式和靠边停车模式，在所述靠边停车模式下，所述控制模块会控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，并打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯。

进一步地，所述运行子系统选定模块会根据驾驶员出现疲劳驾驶的可能性选定调用的子系统具体包括，若驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为低风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统和所述疲劳提醒子系统，若驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为注意，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统、所述疲劳提醒子系统，若驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为高风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统、所述数据采集子系统和所述疲劳提醒子系统。

进一步地，所述道路分析模块在判断当前交通事故的风险系数的过程中会考虑车辆四周是否拥堵、车辆前后是否存在高速运动的其它车辆、以及车辆两侧是否存在距离过近的车辆和障碍物。

进一步地，在所述数据融合模块判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态的过程中，若接收到单独判断信号，直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，在不调用行驶状态监测子系统的情况下，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，在调用行驶状态监测子系统的情况下，结合当前交通事故的风险系数得出最终结论。

进一步地，所述结合当前交通事故的风险系数得出最终结论包括，若当前交通事故的风险系数较高，可依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若当前交通事故的风险系数较低，则需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论。

进一步地，在驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为高风险的情况下，所述数据融合模块还会接收所述数据采集子系统传输的心率和脉搏数据，将其作为结合判断信号，辅助判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。

保护一种驾驶员疲劳监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括如下步骤：

1）驾驶员启动汽车，数据采集子系统与车载计算机连接，风险预判模块接收数据采集子系统传输的数据，从中提取出驾驶员最近的睡眠情况，并且结合天气、起点与目的地之间的距离、当前时间等因素判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性；

2）根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作。

进一步地，所述判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性具体包括：（1）若驾驶员在开车前睡眠严重不足，则出现疲劳驾驶的可能性为高风险；（2）若驾驶员在开车前睡眠不足，进一步判断当前天气、行驶距离和当前时间，若在当前天气为阴雨天、行驶距离超过一定阈值、当前时间为容易犯困的时段这三个条件中满足任意两个或全部满足，则出现疲劳驾驶的可能性为高风险，否则，出现疲劳驾驶的可能性为注意；（3）若驾驶员在开车前睡眠充足，进一步判断当前天气、行驶距离和当前时间，若在当前天气为阴雨天、行驶距离超过一定阈值、当前时间为容易犯困的时段这三个条件中满足任意两个或全部满足，则出现疲劳驾驶的可能性为注意，否则，出现疲劳驾驶的可能性为低风险。

进一步地，所述根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作具体包括：

若出现疲劳驾驶的可能性为高风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统、所述数据采集子系统和所述疲劳提醒子系统，车辆启动时便启动所述疲劳提醒子系统中的所述清醒保持模块和所述强制清醒模块，在车内空间释放有助于醒脑的物质，在行驶过程中每隔特定时间与驾驶员进行互动，所述道路分析模块接收所述行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得出当前交通事故的风险系数，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统和所述数据采集子系统传输的信号，将所述数据采集子系统得到的心率和脉搏数据作为结合判断信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，当前交通事故的风险系数较高时，可依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，当前交通事故的风险系数较低时，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，首先调用所述行驶状态监测子系统和所述驾驶辅助子系统，所述驾驶辅助子系统进入靠边停车模式，控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，同时打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯，随后调用所述驾驶疲劳提醒子系统的所述疲劳提醒模块提醒驾驶员适当休息。

进一步地，为了进一步保证安全性，在行驶过程中，所述行驶状态监测子系统会时刻监测车辆前后是否有车速过快的其它车辆、车辆左右是否存在过近的车辆或障碍物、前方是否存在转弯，若驾驶员未及时做出反应，所述驾驶辅助子系统会超越驾驶员，依据特定工作模式及时做出正确的反应，避免危险的发生。

进一步地，所述根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作具体包括：

若出现疲劳驾驶的可能性为注意，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统和所述疲劳提醒子系统，车辆启动时便启动所述疲劳提醒子系统中的所述清醒保持模块，在行驶过程中每隔特定时间与驾驶员进行互动，所述道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得出当前交通事故的风险系数，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，当前交通事故的风险系数较高时，可依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，当前交通事故的风险系数较低时，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，首先调用所述行驶状态监测子系统和所述驾驶辅助子系统，所述驾驶辅助子系统进入靠边停车模式，控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，同时打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯，随后调用所述驾驶疲劳提醒子系统的所述疲劳提醒模块提醒驾驶员适当休息。

进一步地，所述根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作具体包括：

若出现疲劳驾驶的可能性为低风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统和所述疲劳提醒子系统，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，调用所述驾驶疲劳提醒子系统，通过所述强制清醒模块在车内空间释放有助于醒脑的物质，启动所述清醒保持模块，在随后的行驶过程中每隔特定时间与驾驶员进行互动，通过语音提醒驾驶员适当休息。

附图说明

图1是驾驶员疲劳监测系统结构示意图；

图2是传感器在座椅的靠背和头枕部分的安装示意图；

图3是传感器在座椅的座盆上的安装示意图。

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，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，驾驶员疲劳监测系统包括车载计算机、生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统和疲劳提醒子系统。

生理状态监测子系统包括距离传感器1、压力传感器2、视频监测装置和生理特征判断装置。如图2和图3所示，距离传感器1设置在驾驶员座椅的边缘以及座椅的头枕部分，压力传感器2设置在座椅的靠背和座盆上呈矩阵状均匀分布。视频检测装置包括多个相机和红外闪光照明单元，主要使用自己的光源进行拍摄，适用于所有自然光照条件。设置在座椅头枕部分的距离传感器1用于检测驾驶员头部的运动，设置在座椅边缘的距离传感器1和设置在座椅的靠背和座盆上的压力传感器2相配合用于判断驾驶员的坐姿，视频检测装置用于检测驾驶员是否打哈欠以及驾驶员的眨眼频率。生理特征判断装置会接收距离传感器、压力传感器、以及视频监测装置采集的数据，利用现有技术中的相关算法得到驾驶员的相关生理特征，例如驾驶员的坐姿、头部运动、眨眼频率等，并将相关生理特征传输给车载计算机，所述生理特征信号分为两类：一类是单独判断信号，依据单一的单独判断信号就可以确定驾驶员处于疲劳状态，例如设置在座椅头枕部分的距离传感器检测得到的突然低头、头部突然倾斜，设置在座椅边缘的距离传感器和设置在座椅的靠背和座盆上的压力传感器相配合检测得到的身体突然大幅度倾斜、视频检测装置检测得到的高于一设定阈值（例如每分钟25次）的眨眼频率，另一类是结合判断信号，在正常情况下，多个结合判断信号需要相互配合才能判断驾驶员是否处于疲劳状态，例如设置在座椅边缘的距离传感器和设置在座椅的靠背和座盆上的压力传感器相配合检测得到的身体移动，视频检测装置检测得到的高于正常值但低于设定阈值（例如每分钟25次）的眨眼频率以及是否打哈欠。

行驶状态监测子系统包括设置在车头的测速仪、前视摄像头和下视摄像头，设置在车尾的测速仪和后视摄像头，以及设置在车身两侧的距离传感器，测速仪优选为雷达测速仪，主要用于判断位于车体前后的车辆的行驶速度，前视摄像头和后视摄像头用于判断车体前后的具体状况，下视摄像头用于拍摄当前行驶路面的具体状况，例如是否有雪、是否有水坑等，距离传感器用于判断车体两侧是否有距离过近的障碍物或车辆。

驾驶辅助子系统包括模式选择模块和控制模块，模式选择模块包括多种控制模式，例如紧急避让、靠边停车等，控制模块会根据具体的控制模式控制车辆的运行状态，例如在靠边停车模式下，控制模块会控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，并打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯。

数据采集子系统为佩戴在用户的手腕上的移动电子设备，通过传感器实现对于用户的心率、脉搏、睡眠等状态的监测，数据采集子系统可以将相关数据传输给车载计算机，用于更加全面地监测驾驶员的疲劳状态。

疲劳提醒子系统包括清醒保持模块、强制清醒模块和疲劳提醒模块，清醒保持模块会通过每隔一段时间（例如5分钟）与驾驶员进行互动的方式保持驾驶员的清醒状态，互动的方式可以为对话问答、要求驾驶员做出特定动作等，强制清醒模块会向空气中释放风油精、薄荷精油等有助于醒脑的物质，帮助驾驶员保持清醒状态，疲劳提醒模块会通过语音提醒驾驶员适当休息，并提供最近的休息区等相关信息。

车载计算机包括风险预判模块、运行子系统选定模块、道路分析模块、数据融合模块和车辆控制模块。风险预判模块接收数据采集子系统传输的数据，从中提取出驾驶员最近的睡眠情况，并且结合天气、起点与目的地之间的距离、当前时间等因素判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性，分为三个等级：高风险、注意和低风险，运行子系统选定模块会根据驾驶员出现疲劳驾驶的可能性选定调用的子系统，若为低风险，会在监测过程中调用生理状态监测子系统和疲劳提醒子系统，若为注意，会在监测过程中调用生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、疲劳提醒子系统，若为高风险，会在监测过程中调用生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统和疲劳提醒子系统。道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，判断车辆四周是否拥堵、车辆前后是否存在高速运动的其它车辆、车辆两侧是否存在距离过近的车辆和障碍物，综合各种判断得出当前交通事故的风险系数。数据融合模块接收生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，在不调用行驶状态监测子系统的情况下，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，在调用行驶状态监测子系统的情况下，结合当前交通事故的风险系数得出最终结论，例如，若当前交通事故的风险系数较高，可依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若当前交通事故的风险系数较低，则需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，例如将高于正常值但低于设定阈值（例如每分钟25次）的眨眼频率和打哈欠相结合，将相关判断结论传输给车辆控制模块，需要注意的是在疲劳驾驶的可能性为高风险的情况下，数据融合模块还会接收数据采集子系统传输的心率和脉搏数据，将其作为结合判断信号，辅助判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。车辆控制模块根据数据融合模块的判断结论决定是否调用驾驶疲劳提醒子系统以提醒驾驶员，是否调用驾驶辅助子系统使车辆处于安全状态。

驾驶员疲劳监测系统的监测方法包括如下步骤：

1）驾驶员启动汽车，数据采集子系统与车载计算机连接，风险预判模块接收数据采集子系统传输的数据，从中提取出驾驶员最近的睡眠情况，并且结合天气、起点与目的地之间的距离、当前时间等因素判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性，具体判断过程为：（1）若驾驶员在开车前睡眠严重不足，则出现疲劳驾驶的可能性为高风险；（2）若驾驶员在开车前睡眠不足，进一步判断当前天气、行驶距离和当前时间，若在当前天气为阴雨天、行驶距离超过一定阈值（例如100公里）、当前时间为半夜、凌晨、午后等容易犯困的时段这三个条件中满足任意两个或全部满足，则出现疲劳驾驶的可能性为高风险，否则，出现疲劳驾驶的可能性为注意；（3）若驾驶员在开车前睡眠充足，进一步判断当前天气、行驶距离和当前时间，若在当前天气为阴雨天、行驶距离超过一定阈值（例如100公里）、当前时间为半夜、凌晨、午后等容易犯困的时段这三个条件中满足任意两个或全部满足，则出现疲劳驾驶的可能性为注意，否则，出现疲劳驾驶的可能性为低风险；

2）根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作，具体过程如下：

（1）若出现疲劳驾驶的可能性为高风险，会在监测过程中调用生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统和疲劳提醒子系统，车辆启动时便启动疲劳提醒子系统中的清醒保持模块和强制清醒模块，在车内空间释放风油精、薄荷精油等有助于醒脑的物质，在行驶过程中每隔一段时间（例如5分钟）与驾驶员进行互动，道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得出当前交通事故的风险系数，数据融合模块接收生理状态监测子系统和数据采集子系统传输的信号，将数据采集子系统得到的心率和脉搏数据作为结合判断信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，当前交通事故的风险系数较高时，可依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，当前交通事故的风险系数较低时，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，首先调用行驶状态监测子系统和驾驶辅助子系统，驾驶辅助子系统进入靠边停车模式，控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，同时打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯，随后调用驾驶疲劳提醒子系统的疲劳提醒模块提醒驾驶员适当休息，并提供最近的休息区等相关信息，并且，为了进一步保证安全性，在行驶过程中，行驶状态监测子系统会时刻监测车辆前后是否有车速过快的其它车辆、车辆左右是否存在过近的车辆或障碍物、前方是否存在转弯等危险情况，若驾驶员未及时做出反应，驾驶辅助子系统会超越驾驶员，依据特定工作模式及时做出正确的反应，避免危险的发生；

（2）若出现疲劳驾驶的可能性为注意，会在监测过程中调用生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统和疲劳提醒子系统，车辆启动时便启动疲劳提醒子系统中的清醒保持模块，在行驶过程中每隔一段时间（例如5分钟）与驾驶员进行互动，道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得出当前交通事故的风险系数，数据融合模块接收生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，当前交通事故的风险系数较高时，可依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，当前交通事故的风险系数较低时，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，首先调用行驶状态监测子系统和驾驶辅助子系统，驾驶辅助子系统进入靠边停车模式，控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，同时打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯，随后调用驾驶疲劳提醒子系统的疲劳提醒模块提醒驾驶员适当休息，并提供最近的休息区等相关信息；

（3）若出现疲劳驾驶的可能性为低风险，会在监测过程中调用生理状态监测子系统和疲劳提醒子系统，数据融合模块接收生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，调用驾驶疲劳提醒子系统，通过强制清醒模块在车内空间释放风油精、薄荷精油等有助于醒脑的物质，启动清醒保持模块，在随后的行驶过程中每隔一段时间（例如5分钟）与驾驶员进行互动，通过语音提醒驾驶员适当休息。

本发明提出的驾驶员疲劳监测系统包含生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统、疲劳提醒子系统等多个子系统，能够充分感知驾驶员的生理状态和行车过程中的周围环境，在监测过程中通过多数据融合预判出现疲劳驾驶的可能性，有针对性地调用子系统，进行疲劳监测和紧急处理，实现智能控制，能够在不过分打扰驾驶员的情况下有效保护驾驶员的安全。

优选的，为了更好的就控制驾驶安全，根据疲劳程度进行车速控制，比如，检测到驾驶员疲劳是，将车速控制为一个与心率成正相关的数值，进而控制车速。

优选的，将车辆环境的调节同样设置为一个自适应的过程，比如，将车辆环境与驾驶员的状态进行管理，比如，随着心率的减少，温度减少，形成一个正相关的行车环境。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种驾驶员疲劳监测系统，其特征在于，所述驾驶员疲劳监测系统包括车载计算机、生理状态监测子系统、行驶状态监测子系统、驾驶辅助子系统、数据采集子系统和疲劳提醒子系统；

所述生理状态监测子系统包括距离传感器、压力传感器、视频监测装置和生理特征判断装置，所述距离传感器设置在驾驶员座椅的边缘以及座椅的头枕部分，所述压力传感器设置在座椅的靠背和座盆上呈矩阵状均匀分布，所述视频监测装置包括多个相机和红外闪光照明单元，所述生理特征判断装置会接收所述距离传感器、所述压力传感器、以及所述视频监测装置采集的数据，包括驾驶员的坐姿、头部运动、眨眼频率，处理得到驾驶员的生理特征信号，所述生理特征信号分为单独判断信号和结合判断信号，单独判断信号，依据单一的单独判断信号就确定驾驶员处于疲劳状态，即，设置在座椅头枕部分的距离传感器检测得到的突然低头、头部突然倾斜，设置在座椅边缘的距离传感器和设置在座椅的靠背和座盆上的压力传感器相配合检测得到的身体突然大幅度倾斜、视频检测装置检测得到的高于一设定阈值的眨眼频率，结合判断信号，在正常情况下，多个结合判断信号需要相互配合才能判断驾驶员是否处于疲劳状态，即，设置在座椅边缘的距离传感器和设置在座椅的靠背和座盆上的压力传感器相配合检测得到的身体移动，视频检测装置检测得到的高于正常值但低于设定阈值的眨眼频率以及是否打哈欠；

所述行驶状态监测子系统包括设置在车头的测速仪、前视摄像头和下视摄像头，设置在车尾的测速仪和后视摄像头，以及设置在车身两侧的距离传感器，所述测速仪优用于判断位于车体前后的车辆的行驶速度，所述前视摄像头和所述后视摄像头用于判断车体前后的具体状况，所述下视摄像头用于拍摄当前行驶路面的具体状况，所述距离传感器用于判断车体两侧是否有距离过近的障碍物或车辆；

所述驾驶辅助子系统包括模式选择模块和控制模块；

所述数据采集子系统为佩戴在用户的手腕上的移动电子设备，通过传感器实现对于用户的心率、脉搏、睡眠等状态的监测；

所述疲劳提醒子系统包括清醒保持模块、强制清醒模块和疲劳提醒模块，所述清醒保持模块会通过每隔特定时间与驾驶员进行互动的方式保持驾驶员的清醒状态，互动的方式为对话问答、要求驾驶员做出特定动作，所述强制清醒模块会向空气中释放有助于醒脑的物质，帮助驾驶员保持清醒状态，所述疲劳提醒模块会通过语音提醒驾驶员适当休息，并提供最近的休息区相关信息；

所述车载计算机包括风险预判模块、运行子系统选定模块、道路分析模块、数据融合模块和车辆控制模块，所述风险预判模块接收所述数据采集子系统传输的数据，从中提取出驾驶员最近的睡眠情况，并且结合天气、起点与目的地之间的距离、当前时间判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性，所述运行子系统选定模块会根据驾驶员出现疲劳驾驶的可能性选定调用的子系统，所述道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得到当前交通事故的风险系数，

所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统和/或所述数据采集子系统传输的信号，判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，在不调用行驶状态监测子系统的情况下，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，在调用行驶状态监测子系统的情况下，结合当前交通事故的风险系数得出最终结论，即，若当前交通事故的风险系数较高，依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若当前交通事故的风险系数较低，则需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，即将高于正常值但低于设定阈值的眨眼频率和打哈欠相结合，将相关判断结论传输给车辆控制模块，其中在疲劳驾驶的可能性为高风险的情况下，数据融合模块还会接收数据采集子系统传输的心率和脉搏数据，将其作为结合判断信号，辅助判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；

所述车辆控制模块根据所述数据融合模块的判断结论决定是否调用所述疲劳提醒子系统以提醒驾驶员，是否调用所述驾驶辅助子系统使车辆处于安全状态；

所述模式选择模块包括紧急避让模式和靠边停车模式，在所述靠边停车模式下，所述控制模块会控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，并打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯；

所述运行子系统选定模块会根据驾驶员出现疲劳驾驶的可能性选定调用的子系统具体包括，若驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为低风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统和所述疲劳提醒子系统，若驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为注意，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统、所述疲劳提醒子系统，若驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为高风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统、所述数据采集子系统和所述疲劳提醒子系统；

所述道路分析模块在判断当前交通事故的风险系数的过程中会考虑车辆四周是否拥堵、车辆前后是否存在高速运动的其它车辆、以及车辆两侧是否存在距离过近的车辆和障碍物；

在所述数据融合模块判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态的过程中，若接收到单独判断信号，直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，在不调用行驶状态监测子系统的情况下，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，在调用行驶状态监测子系统的情况下，结合当前交通事故的风险系数得出最终结论；

所述结合当前交通事故的风险系数得出最终结论包括，若当前交通事故的风险系数较高，依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若当前交通事故的风险系数较低，则需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论；

在驾驶员出现疲劳驾驶的可能性为高风险的情况下，所述数据融合模块还会接收所述数据采集子系统传输的心率和脉搏数据，将其作为结合判断信号，辅助判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；

其中，

当驾驶员启动汽车，数据采集子系统与车载计算机连接，风险预判模块接收数据采集子系统传输的数据，从中提取出驾驶员最近的睡眠情况，并且结合天气、起点与目的地之间的距离、当前时间等因素判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性；

根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作；

所述判断驾驶员出现疲劳驾驶的可能性具体包括：（1）若驾驶员在开车前睡眠严重不足，则出现疲劳驾驶的可能性为高风险；（2）若驾驶员在开车前睡眠不足，进一步判断当前天气、行驶距离和当前时间，若在当前天气为阴雨天、行驶距离超过一定阈值、当前时间为容易犯困的时段这三个条件中满足任意两个或全部满足，则出现疲劳驾驶的可能性为高风险，否则，出现疲劳驾驶的可能性为注意；（3）若驾驶员在开车前睡眠充足，进一步判断当前天气、行驶距离和当前时间，若在当前天气为阴雨天、行驶距离超过一定阈值、当前时间为容易犯困的时段这三个条件中满足任意两个或全部满足，则出现疲劳驾驶的可能性为注意，否则，出现疲劳驾驶的可能性为低风险；

所述根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作具体包括：

若出现疲劳驾驶的可能性为高风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统、所述数据采集子系统和所述疲劳提醒子系统，车辆启动时便启动所述疲劳提醒子系统中的所述清醒保持模块和所述强制清醒模块，在车内空间释放有助于醒脑的物质，在行驶过程中每隔特定时间与驾驶员进行互动，所述道路分析模块接收所述行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得出当前交通事故的风险系数，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统和所述数据采集子系统传输的信号，将所述数据采集子系统得到的心率和脉搏数据作为结合判断信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，当前交通事故的风险系数较高时，依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，当前交通事故的风险系数较低时，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，首先调用所述行驶状态监测子系统和所述驾驶辅助子系统，所述驾驶辅助子系统进入靠边停车模式，控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，同时打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯，随后调用所述疲劳提醒子系统的所述疲劳提醒模块提醒驾驶员适当休息；

为了进一步保证安全性，在行驶过程中，所述行驶状态监测子系统会时刻监测车辆前后是否有车速过快的其它车辆、车辆左右是否存在过近的车辆或障碍物、前方是否存在转弯，若驾驶员未及时做出反应，所述驾驶辅助子系统会超越驾驶员，依据特定工作模式及时做出正确的反应，避免危险的发生；

所述根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作具体包括：若出现疲劳驾驶的可能性为注意，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统、所述行驶状态监测子系统、所述驾驶辅助子系统和所述疲劳提醒子系统，车辆启动时便启动所述疲劳提醒子系统中的所述清醒保持模块，在行驶过程中每隔特定时间与驾驶员进行互动，所述道路分析模块接收行驶状态监测子系统中各个传感器的数据，综合判断得出当前交通事故的风险系数，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，当前交通事故的风险系数较高时，依据结合判断信号直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，当前交通事故的风险系数较低时，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，首先调用所述行驶状态监测子系统和所述驾驶辅助子系统，所述驾驶辅助子系统进入靠边停车模式，控制汽车慢慢减速，安全地停靠在路边，同时打开汽车的危险报警闪光灯、轮廓灯和后位灯，随后调用所述疲劳提醒子系统的所述疲劳提醒模块提醒驾驶员适当休息；

所述根据出现疲劳驾驶的可能性选定在监测过程中调用的子系统，完成后续监控预警操作具体为：若出现疲劳驾驶的可能性为低风险，会在监测过程中调用所述生理状态监测子系统和所述疲劳提醒子系统，所述数据融合模块接收所述生理状态监测子系统传输的信号，若接收到单独判断信号，则直接得出驾驶员疲劳驾驶的结论，若接收到结合判断信号，需要将多个结合判断信号相结合才能得出驾驶员疲劳驾驶的结论，如果最终得出驾驶员疲劳驾驶的结论，调用所述疲劳提醒子系统，通过所述强制清醒模块在车内空间释放有助于醒脑的物质，启动所述清醒保持模块，在随后的行驶过程中每隔特定时间与驾驶员进行互动，通过语音提醒驾驶员适当休息。

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