CN109572551A - 汽车安全驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本申请发明是人工和智能相结合的汽车安全驾驶系统，为汽车安全驾驶和交通管理提供一种新方法，属于汽车驾驶和交通管理领域。本系统的运用即时管控或处理驾驶人违法行为和错误操作。通过里程表、车载导航仪、摄像机、储存设备、通信模块、触摸屏显示器、视频播放器、天气采集系统和中央微处理器连接；感应器、识别器、检测仪将数据发到中央微处理器结合相关数据分析处理后发出指令，触摸屏显示器显示相应内容，车灯控制系统、语音提示器、蜂鸣器或驾驶人执行指令，若驾驶人未按时执行指令系统自动转换智能驾驶由控制器执行，系统记录数据上传至服务器与交管局联网，登陆账号可查阅数据和代交罚款。本方法功能全、易操作、实用、市场大、意义广。

Description

汽车安全驾驶系统

技术领域

本申请发明是一种人工驾驶和智能驾驶相结合的汽车安全驾驶系统，为汽车安全驾驶和交通管理提供一种方法，适用于道路驾驶技能提升、电子信息和车联网技术领域，主要属于汽车驾驶和交通管理领域。

背景技术

2017年上半年全国机动车和驾驶人保持较快增长，据公安部交管局统计，截至2017年6月底，全国汽车保有量达2.05亿辆；汽车驾驶人3.28亿人。“史上最严交规”实施以来，新驾驶人交通违法数量大幅减少，2016年违法数量比2013年下降50%，人均每年交通违法次数由1.21次降低至0.59次，超速行驶、酒后驾驶、违法变道等严重交通违法分别下降58%、17.8%、19.1%。万人肇事率降低，每万名新驾驶人肇事导致的事故起数由2004年的64.6起降低至2016年的7.6起，下降88.2%，死亡人数下降83.3%（数据来源公安部交管局官网），但是来自权威部门的分析指出我国与发达国家相比，我国交通事故发生率和致死率远远高于发达国家，道路交通安全形势依然十分严峻，交通违法和驾驶陋习普遍，驾驶人的素质有待提高。现因受时间、地域和驾驶人主观因素的限制，“史上最严交规”、各项整治行动和互联网技术等现有方法无法即时管控驾驶人的违法行为和驾驶陋习，对驾驶人违反《道路交通安全法》也无法即时处罚，还有给租借汽车驾驶的驾驶人违法行为处罚带来许多不便、及违法分子买卖驾驶证分和新驾驶人实习期内的考核不科学等缺陷，如2014·7·19沪昆高速客货车相撞事故和2017·8·11京昆高速陕西段隧道特大交通事故等，酒驾、醉驾、毒驾、无证驾驶、超速、超载、超员和疲劳驾驶等（只有查到时才能制止）时有发生，无牌、套牌和不按照规定悬挂车牌的汽车上路及肇事逃逸也有机可乘，新驾驶人实习期内有极少驾驶过汽车甚至没有驾驶过汽车的可能性。

发明内容

本申请发明是一种采用人工驾驶和智能驾驶相结合的汽车安全驾驶系统，为汽车安全驾驶和交通管理提供一种新方法，其特征是:里程表、车载导航仪、摄像机、视频播放器、储存设备、通信模块、天气采集系统和中央微处理器连接，统称系统主机，系统主机和触摸屏显示器连接，界面操作系统安装到储存设备；感应器、识别器、检测仪将数据发到中央微处理器，结合《道路交通安全法》、汽车信息、驾驶人信息、即时路况信息、即时道路数据、即时道路周边环境数据、即时天气数据、即时车速数据和即时汽车状态分析处理后发出指令，触摸屏显示器同步显示相应内容，车灯控制系统、语音提示器、蜂鸣器或驾驶人收到指令做出响应，若驾驶人未在预定时间做出响应，本系统自动转换智能驾驶由控制器执行指令，系统记录数据；驾驶人信息、行车记录的累加数据以个人账号方式保存通过通信模块接入通信网络上传至服务器，汽车信息和道路数据同时保存在汽车安装的储存设备和网络服务器；服务器收集来自交管局和路政部门发布与汽车道路驾驶技能、《道路交通安全法》和路况相关的数据，登陆个人账号可以执行界面操作和查阅为错误操作提供的图文详解及视频教学，还可以代办交通罚款；本系统以每一辆汽车信息建立一个识别单元联网，交管局可以及时更新和共享数据，也可以实时监测汽车的动态和查阅新驾驶人行车记录的累加数据，对新驾驶人做出更加科学的实习期考核。

附图说明

说明书附图中的图1为说明书摘要附图，说明书附图中的图2为本申请发明即汽车安全驾驶系统的工作原理和触摸屏显示器界面操作示意图；

说明书附图中的图2编号至为触摸屏显示器界面操作顺序，说明书附图中的图2编号（1）至（11）为展开页面具体内容；

发明内容所述的感应器为说明书附图中的图2所述的车身按钮、安全带感应器、车门感应器、酒精检测仪、毒品检测仪、红外线传感器、重量传感器、转向角传感器、图像传感器、距离探测器；

发明内容所述的识别器为说明书附图中的图2所述的指纹识别模块和信号灯识别器；

发明内容所述的控制器为说明书附图中的图2所述的电磁阀、制动控制器、油门控制器、方向盘控制器、离合控制器和加减档位控制器；

发明内容所述的执行相关界面操作为说明书附图中的图2所述的用户登陆、指纹识别、拍照、酒精测试、毒品测试、超员测试、超载测试、启动汽车、输入目的地、查阅数据、缴纳罚款；

说明书附图中的图2所述的驾驶人信息与发明内容所述的驾驶人信息相同，包括驾驶人的姓名、身份证号码、指纹、国籍、住址、电话号码、电子邮箱；

说明书附图中的图2所述的记录数据与发明内容所述的行车记录的累加数据内容相同，包括汽车行驶路线、行车时间、里程、驾驶人的错误操作记录和违法记录；

说明书附图中的图2所述的汽车信息与发明内容所述的汽车信息相同，包括年检信息、用户姓名、各种电子设备信息和由汽车生产商提供的汽车品牌、类型、性能信息。

具体实施方式

将本发明系统主机和触摸屏显示器安装于合法的汽车，连接汽车各种设备后安装界面操作系统和相应的驱动程序，结合说明书附图中的图2进一步阐述，具体实施方式如下：

欢迎屏幕

驾驶人每次驾驶汽车前先围绕汽车走一圈，观察周围环境是否安全并按下车身按钮（安装在车身后右侧），上车后关好车门、系好安全带并开启汽车和本系统主机的电源开关，系统自动检测其他设备、检验汽车年检信息和安装更新（包括驱动程序更新、数据库更新和系统软件升级）后进入说明书附图中的图2编号所述的欢迎屏幕界面，然后进入说明书附图中的图2编号所述的用户登陆界面操作，若感应器发出警报或者汽车未按规定年检，无法进入本系统欢迎屏幕界面。

用户登陆

输入账号（第一次使用本发明系统的驾驶人需要先注册账号）和密码登陆，进入说明书附图中的图2编号所述的指纹识别界面操作。

指纹

在触摸屏显示器指纹识别图标处输入驾驶人的指纹，指纹识别模块将数据发送到中央微处理器，本申请系统自动连接互联网验证驾驶人的准驾车型与本汽车是否相符，无证驾驶或与准驾车型不相符则无法进入说明书附图中的图2编号所述的拍照界面操作。

拍照

点击触摸屏显示器摄像机图标拍照，图像处理模块将数据发送到中央微处理器分析、处理并保存（供后续行车过程中再次验证驾驶人的身份使用），进一步验证驾驶人身份和是否正确系好安全带，验证正确后进入说明书附图中的图2编号所述的酒精测试、毒品测试、超员测试、超载测试界面操作，验证异常无法进入说明书附图中的图2编号所述的界面操作。

酒精测试、毒品测试、超员测试、超载测试

点击触摸屏显示器酒精测试、毒品测试图标，采集驾驶人的呼出气体和唾液，检测仪将检测到的数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》分析、处理，在触摸屏显示器显示预设值和检测到的值；点击触摸屏显示器超员测试、超载测试图标，检测仪将检测到的数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》和汽车信息分析、处理，在触摸屏显示器显示预设值和检测到的值，验证均正常后进入说明书附图中的图2编号启动汽车界面操作，若验证异常，中央微处理器向电磁阀发出指令关闭油门，汽车无法正常点火启动，预设值由交管局提供。

启动汽车

点击触摸屏显示器的启动汽车图标采用智能启动汽车或采用钥匙启动汽车。

路线选择及导航

点击触摸屏显示器的输入目的地图标输入目的地后，系统根据驾驶人的驾龄和路况信息选择优先的行驶路线和停车休息地点（针对车程4小时以上的行驶路线）并语音提示驾驶人，同时在触摸屏显示器上显示；车载导航仪并将行驶路线的数据（来自路政部门），包括道路编号、限速值、限高值、限宽值、限重值、弯道、坡道、路口、桥梁、隧道和道路周围地理环境等，发送到中央微处理器提供参考运用，汽车行驶过程中系统自动发出语音或者在屏幕上提示驾驶人。若驾驶人违法驶入高速高路，在入口处系统立即发出警告，若警告无效，系统会自动向电磁阀发出指令关闭发动机油门，启动后掉头驶离高速公路入口（驾龄一年以上且有驾龄三年以上的驾驶人陪同除外，但必须验证陪同驾驶人的身份信息）。

超速行驶、频繁变道行驶预警

汽车行驶的最高时速是由该路线的属性和汽车类型决定，里程表将监测到汽车的行驶速度数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》、汽车信息、路况信息、即时天气数据和导航系统提供的同步路线属性数据分析，汽车超速行驶、追逐驾驶时，中央微处理器向语音提示器发出指令提示驾驶人，记录相关数据保存在驾驶人的个人中心，驾驶人未按预定时间做出处理时，中央微处理器向电磁阀发出指令控制油门使汽车自动减速，人工加速踏板会失去作用，速度降到规定值时方可转换到人工驾驶（数值范围来源交管局），现有技术只是提醒和记录；转向角传感器监测方向盘的转向幅度和频率，将数据发送到中央微处理器结合车速和路况信息分析判断危险系数，危险行驶时系统发出语音提示驾驶人，记录相关数据保存在驾驶人的个人中心，驾驶人未按预定时间做出响应时，中央微处理器向电磁阀发出指令控制油门使汽车自动减速。

疲劳驾驶和驾驶陋习预警

摄像机捕捉驾驶人面部，通过面部特征识别和发动机连续工作时间，判断驾驶人疲劳程度，将数据发送到中央微处理器，驾驶人轻微疲劳时中央微处理器向语音提示器发出指令唤醒驾驶人，发动机连续工作时间4小时前向语音提示器发出指令提示驾驶人，达到4小时或系统无法唤醒驾驶人时，自动转换成智能驾驶并向车灯控制系统发出指令，开启危险报警灯光提示交通参与者，中央微处理器结合《道路交通安全法》、导航系统、同步路况信息和同步道路数据分析后向控制器发出指令，电磁阀、方向盘控制器、油门控制器、制动控制器、离合控制器、加减档位控制器相继执行指令，将汽车停放于系统提供的地点；摄像机捕捉驾驶人的双手，通过动作识别，判断驾驶人是否有驾驶陋习（如接电话、打电话、吸烟、长时间单手操作方向盘、向窗外抛洒杂物等），将数据发送到中央微处理器根据《道路交通安全法》做出记录并保存在驾驶人的个人中心，中央微处理器并向语音提示器发出指令提示驾驶人。

距离探测器的使用

用于预防汽车追尾、突然制动失灵及与障碍物或汽车碰撞。汽车行驶过程中，距离探测器探测汽车与障碍物或汽车与汽车前后的距离，将数据发送到中央微处理器，达到预警值时在触摸屏显示器上显示汽车与障碍物或汽车与汽车前后的距离，中央微处理器结合天气采集系统采集的即时数据、即时车速和有效制动距离等数据分析后向电磁阀发出指令控制油门使汽车自动减速，保持汽车的安全距离；当汽车突然制动失灵驾驶人未正常操作时，系统自动转换智能驾驶，中央微处理器向车灯控制系统发出指令，开启危险报警灯光提示交通参与者，同时结合《道路交通安全法》、导航系统、同步路况信息和同步道路数据分析后向控制器发出指令，电磁阀、方向盘控制器、油门控制器、离合控制器、加减档位控制器相继执行指令，将汽车停放于系统提供的地点。

信号灯识别器的使用

汽车行驶过程中，中央微处理器接收到信号灯识别器发出的信号，结合《道路交通安全法》、信号灯的类型、距离探测器发来的数据、汽车状态和车速分析处理，有迹象表明驾驶人将闯红灯或超速行驶时，中央微处理器向语音提示器发出指令提示驾驶人，同时向电磁阀和制动控制器发出指令，控制油门使汽车自动减速或停车并记录错误操作，数据保存在驾驶人的个人中心。

汽车故障和错误操作提醒

汽车某一装置发出故障警告时触摸屏显示器显示相应设备故障图标，驾驶人未在预定时间内做出处理时，中央微处理器向车灯控制系统发出指令，开启危险报警灯光提示交通参与者，同时系统自动转换成智能驾驶，中央微处理器结合《道路交通安全法》、导航系统、同步路况信息和同步道路数据向控制器发出指令，电磁阀、方向盘控制器、油门控制器、制动控制器、离合控制器、加减档位控制器相继执行指令，将汽车停放于系统提供的地点；当驾驶人错误操作时，中央微处理器结合道路驾驶技能数据库分析，向语音提示器发出指令，告知驾驶人的正确操作方法并记录数据保存在驾驶人的个人中心。

交通违法处理和新驾驶人的考核

行车记录的累加数据保存在驾驶人的个人中心，驾驶人在驾驶汽车的过程中若有违法行为和驾驶陋习，本发明系统即时根据《道路交通安全法》规定做出处罚，如有需要吊销机动车驾驶证处理的，系统会自动向电磁阀发出指令关闭发动机油门，进入本系统个人中心可代办交通罚款。本系统数据和交管局联网，交管局可以及时更新和共享数据，也可以实时监测汽车的动态和查阅新驾驶人的行车记录的累加数据，对新驾驶人做出更加科学的实习期考核。

提升驾驶技能

进入本系统个人中心可以查阅驾驶人的错误操作和违法行为，系统提供图文详解和视频教学，以提高驾驶人的驾驶技能。

发明效果

本发明的推出即时消除重大交通安全隐患、化解安全风险，更安全驾驶营造良好的道路交通环境，对于交通参与者的人身安全和财产得到更大的保障，同时大大降低交通管理成本，提高管理效率（如酒驾、醉驾、超速、超载、超员整治统一行动所需的人力物力数目巨大，使用本发明可以代替），本系统的推广，可带动相关的产业发展及推动汽车社会发展。

Claims (11)

1.汽车安全驾驶系统是一种人工驾驶和智能驾驶相结合的汽车安全驾驶系统，其特征是:里程表、车载导航仪、摄像机、视频播放器、储存设备、通信模块、天气采集系统和中央微处理器连接，统称系统主机，系统主机和触摸屏显示器连接，界面操作系统安装到储存设备；感应器包括车身按钮、安全带感应器、车门感应器、检测仪、红外线传感器、重量传感器、转向角传感器、图像传感器、距离探测器，识别器包括指纹识别模块和信号灯识别器，感应器和识别器将监测到的数据通过自身通信模块发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》、汽车信息、驾驶人信息、即时路况信息、即时道路数据、即时道路周边环境数据、即时天气数据、即时车速数据和即时汽车状态数据分析、处理；语音提示器、蜂鸣器执行来自中央微处理器和汽车监测设备发出的语音提示或警报；驾驶人执行中央微处理器发出的指令，若未在预定时间内执行，中央微处理器自动向车灯控制系统发出指令，开启危险报警灯光提示交通参与者同时本系统自动转换智能驾驶，在触摸屏显示器上显示相应的图标，控制器执行来自中央微处理器发出的智能驾驶指令，控制器包括电磁阀、制动控制器、油门控制器、方向盘控制器、离合控制器和加减档位控制器；驾驶人信息、行车记录的累加数据、汽车信息和来自路政部门提供的道路数据保存于本系统的储存设备供中央微处理器参考运用；驾驶人信息包括驾驶人的姓名、身份证号码、指纹、国籍、住址、电话号码、电子邮箱；行车记录的累加数据包括汽车行驶路线、行车时间、里程、驾驶人的错误操作记录和违法记录；汽车信息包括年检信息、用户姓名、各种电子设备信息和由汽车生产商提供的汽车品牌、类型、性能信息；道路数据包括道路编号、限速值、限高值、限宽值、限重值、弯道、坡道、路口、桥梁、隧道和道路周围地理环境等；驾驶人信息、行车记录的累加数据以个人账号方式保存，通过通信模块接入通信网络上传至服务器，汽车信息和道路属性同时保存在汽车安装的储存设备和网络服务器；服务器收集来自交管局和路政部门发布与汽车道路驾驶技能、《道路交通安全法》和路况相关的数据，登陆个人账号可以执行界面操作和查阅为错误操作提供的图文详解和视频教学；执行界面操作包括用户登陆、指纹识别、拍照、酒精测试、毒品测试、超员测试、超载测试、启动汽车、输入目的地、查阅数据、缴纳罚款；本系统结合每一辆汽车信息建立一个识别单元联网，交管局可以及时更新和共享数据，也可以实时监测汽车的动态和查阅新驾驶人行车记录的累加数据，对新驾驶人做出更加科学的实习期考核。

2.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的车身按钮、安全带感应器和车门感应器,其特征是：监测到正常信号启动系统主机，系统自动检测其他设备和安装更新后进入欢迎屏幕，安装更新包括驱动程序更新、数据库更新和系统软件升级。

3.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的个人账号，其特征是：通过填写驾驶人信息注册账号，设置登陆密码，登陆账号进入权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的纹识别操作界面。

4.根据权利要求书3所述的进入纹识别操作界面，其特征是：在触摸屏显示器指纹识别图标处输入驾驶人的指纹，指纹识别模块将数据发送到中央微处理器分析、处理，经系统比对验证正常进入权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的拍照操作界面。

5.根据权利要求书4所述的进入拍照操作界面，其特征是：点击触摸屏显示器摄像机图标拍照，图像处理模块将数据发送到中央微处理器分析、处理并保存供后续行车过程中再次验证驾驶人的身份使用，进一步验证驾驶人身份和是否正确系好安全带，验证正确后进入权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的酒精测试、毒品测试、超员测试、超载测试操作界面。

6.根据权利要求书5所述的酒精测试、毒品测试、超员测试、超载测试操作界面，其特征是：点击触摸屏显示器酒精测试、毒品测试图标，权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的检测仪将检测采集到驾驶人的呼出气体和唾液的数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》分析、处理，制止酒驾、毒驾，在触摸屏显示器上显示预设值和检测到的值，检测仪包括酒精检测仪和毒品检测仪；点击触摸屏显示器超员测试、超载测试图标，权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的红外线传感器、重量传感器将检测到的数据发送到中央微处理器结合汽车信息和《道路交通安全法》分析、处理，制止汽车超员超载行驶，触摸屏显示器显示预设值和检测到的值，验证均正常后进入启动汽车操作界面，可以采用钥匙启动汽车或点击触摸屏显示器的启动汽车图标采用智能启动汽车，然后进入输入目的地操作界面；点击触摸屏显示器的输入目的地图标输入目的地，系统根据驾驶人的驾龄和路况信息选择优先的行驶路线和停车休息地点（针对车程4小时以上的行驶路线），在触摸屏显示器上显示并语音提示驾驶人，若验证异常，中央微处理器向电磁阀发出指令关闭油门，系统无法启动汽车进入输入目的地操作界面。

7.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的图像传感器，其特征是：摄像机捕捉驾驶人的面部，通过面部特征识别，判断驾驶人疲劳程度，同时与系统保存的驾驶人照片比对，将数据发送到中央微处理器分析、处理，判别是人工驾驶还是智能驾驶，防止驾驶人疲劳驾驶和中途调换驾驶人；摄像机捕捉驾驶人的双手，通过动作识别，判断驾驶人是否有驾驶陋习，如接电话、打电话、吸烟、长时间单手操作方向盘、向窗外抛洒杂物，将数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》分析、处理，减少驾驶陋习。

8.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的距离探测器，其特征是：探测汽车与障碍物或汽车与汽车前后的距离，将数据发送到中央微处理器，结合《道路交通安全法》、天气采集系统采集的即时数据、即时车速和有效制动距离数据分析、处理，判别是人工驾驶还是智能驾驶，保持汽车的安全距离。

9.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的转向角传感器，其特征是：监测方向盘的转向幅度和频率，将数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》、即时车速和路况信息分析、处理，判别是人工驾驶还是智能驾驶，防止频繁变道行驶。

10.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的里程表，其特征是：将监测到汽车的行驶速度数据发送到中央微处理器结合《道路交通安全法》、汽车信息、路况信息、道路数据和即时天气数据分析、处理，判别是人工驾驶还是智能驾驶，防止超速行驶。

11.根据权利要求书1汽车安全驾驶系统所述的车载导航仪和信号灯识别器，其特征是：中央微处理器接收车载导航仪提供实时的行驶路线数据和信号灯识别器识别到信号灯的类型数据，结合《道路交通安全法》、距离探测器发来的数据、汽车状态和车速分析处理，判别是人工驾驶还是智能驾驶，防止路口超速行驶和闯红灯。