CN109823345B - 一种基于生理信息的安全驾驶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于生理信息的安全驾驶系统，属于汽车安全控制领域；系统包含信息采集模块、语音模块、驾驶员信息管理模块、疲劳警示模块、分心警示模块、不良习惯监督模块、油门防呆模块、虹膜报警模块、和雨刮器自启模块；本发明旨在通过分析驾驶员的生理信息，包括驾驶员的心率、皮电、脑电波、虹膜、眼球位置，来判断驾驶员的状态，如疲劳、分心，针对驾驶员的状态来制定相关决策，以提高汽车行驶安全性，在关键时候保障车内人员行驶安全。
Description
技术领域
本发明涉及到安全驾驶控制技术领域，尤其涉及一种基于生理信息的安全驾驶系统。
背景技术
随着社会经济和科学技术的不断发展，汽车的价格不断下降，购买汽车的人越来越多，汽车为人类的方便出行及货物运输起着越来越大的作用；但与此同时带来的问题却不少，交通拥堵、尾气排放等问题正在迅速获得各国政府的关注，更令人担忧的是交通事故发生率逐年上升，因此提升汽车的安全性更是全人类的当务之急。
目前各类安全驾驶系统都是基于外在环境感知的，少有基于人类生理信息的安全驾驶系统；为了保证汽车更高的安全性，应该用更全面的信息去评估汽车的状况以获得更优的决策，其中生理信息便是其中重要的组成部分；因此有必要开发一种基于生理信息的安全驾驶系统进而获得更高的安全性，从而降低交通事故发生率，保证人民生命财产安全。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于生理信息的安全驾驶系统，通过系统内模块间的相互配合，达到降低交通事故率，提高汽车行驶安全性。
为达成上述目标，本发明采用如下技术方案：将基于生理信息的安全驾驶系统分为信息采集模块、语音模块、驾驶员信息管理模块、疲劳警示模块、分心警示模块、不良习惯监督模块、油门防呆模块、虹膜报警模块、和雨刮器自启模块；驾驶员信息管理模块作用是记录不同驾驶员在不同天气，不同环境……的多维基准生理信息，并随温度、时间的变化调整和补充驾驶员的基准生理信息；驾驶员信息管理模块还提供数据访问接口让其它模块访问；疲劳警示模块基于驾驶员的生理信息去判断驾驶员是否疲劳，并命令语音模块播报相应语音信息；分心警示模块基于驾驶员的生理信息去判断驾驶员是否开车分心，并命令语音模块播报相应语音信息；不良习惯监督模块在监督模式开启后，可以记录驾驶员的不良驾驶信息，并且把不良驾驶信息分类，记录次数，然后生成报表；不良习惯监督模块可以指定电话号码，并且把不良习惯按照指定日期发送给指定表报；不良习惯监督模块内还设有一种评分奖励制度；油门防呆模块基于驾驶员的生理信息来防止油门踏板误踩；虹膜报警模块基于驾驶员信息管理模块中虹膜信息，制定了一种基于生理信息的协议来触发报警；雨刮器自启模块基于驾驶员的生理信息去自动控制雨刮器的启停。
所述皮电传感器模块、心率传感器模块和压力传感器模块2安装在一个中心线为六分之一转向盘圆的管状套的表面，所述管状套的截面为三分之二圆环，圆环内径与转向盘截面外径相等，厚度为5毫米；所述皮电传感器模块、心率传感器模块和压力传感器模块2宽度为5毫米，长度比所述管状套中心线短六分之一，厚为1毫米；所述皮电传感器模块和心率传感器模块分别安装在所述管状套的正上方和正下方；所述压力传感器2安装在所述管状套的外侧；所述皮电传感器模块、心率传感器模块和压力传感器模块2和所述管状套组成转向盘传感器套；所述转向盘传感器套共有两个，分别为转向盘传感器套1和转向盘传感器套2；所述驾驶员可以依据驾驶习惯调整所述转向盘传感器套1和转向盘传感器套2的位置；脑电波模块安装在脑电帽中，驾驶员驾驶时选择是否佩戴；雷达模块安装在车顶，汽车纵向对称面，且离汽车前缘距离为D，其中：
D＝(HR+HC-HP)/tan(0.5γ)
HR为激光雷达光源到底座的距离，单位为米,HC为汽车高度，单位为米，HP为汽车前缘到地面的高度，单位为米，γ为雷达可视角。
高清摄像头模块1安装在汽车纵向对称面上，车厢顶部且离前挡风窗上缘距离D1处，摄像头朝正前方，其中：
H1为高清摄像头模块1的摄像头到安装座底的高度，单位为毫米，为摄像头能见角，单位为弧度，加10毫米是为了获得安装空间以弥补安装误差。
高清摄像头模块2安装位置与高清摄像头模块1处于同一个水平面，且位于纵向对称面左偏D2，摄像头对准驾驶员，其中：
B汽车宽度，单位为米，Ds为驾驶员座椅对称面到车门的距离。
眼球追踪模块安装位置为使其摄像头中心位于纵向对称面左偏D3，离车厢顶部Ht，离前挡风窗上缘距离Dv
Ht为摄像头中心到眼球追踪模块安装座底部距离，单位为米，Ls为驾驶员座椅靠背最外缘离前挡风窗上缘的距离，单位为米，Hx为车厢内高度，ε为眼球追踪模块的摄像头的可视角，摄像头朝驾驶舱内；虹膜识别传感器模块安装在眼球追踪模块的摄像头中心的正下方Hm处，Hm为眼球追踪模块的摄像头中心离眼球追踪模块上表面的距离，单位为米。
当驾驶员启动汽车后，驾驶员信息管理模块所首先向虹膜识别模块请求识别结果，如果驾驶员的虹膜信息在驾驶员信息管理模块的数据库内，则启动该安全驾驶系统；否则驾驶员信息管理模块立即为驾驶员建立新的档案，并且启动基准数据采集程序；基准数据采集程序的采集项目为：
a)向高清摄像头模块2请求驾驶员脸部图像，并根据图像计算出驾驶员的眼睛部分的面积，嘴巴部分的面积、瞳孔面积；
b)所述语音模块向所述驾驶员提问：“系统向您收集性别和年龄信息，请用普通话说出您的性别和年龄，回答句式为：‘我是男的，18岁’，或者您可以回答‘我拒绝回答’”；
c)若所述驾驶员回答了性别和年龄信息，则所述基准数据采集程序记录下所述驾驶员的性别和年龄信息；若所述驾驶员拒绝回答，则所述基准数据采集程序将所述驾驶员的性别和年龄信息记为空；
d)接收并储存皮电传感器模块、心率传感器模块、压力传感器模块2传输的信号值，采样周期为Δt秒；
e)如果驾驶员佩戴了脑电帽，则采集驾驶员脑电波信息，否则不采集；
f)所述基准数据采集程序采集时间为Tsamp分钟：
Tsamp单位为分钟，Year为年龄，单位为岁，Cye为采集时间性别系数，若性别和年龄信息为空，Tsamp取20分钟；如果没有满Tsamp分钟，则记录当前采集时间，待到所述驾驶员信息管理模块检测到该驾驶员再次驾驶时继续采集，直到满Tsamp分钟为止；
g)在基准数据采集程序采集时间不足Tsamp分钟时，该安全驾驶系统不开启。
完成基准数据采集后，驾驶员信息管理模块开始处理采集的基准数据，计算出驾驶员的心率基准值Hb、皮电基准值Sb、手持转向盘压力基准值Pb，其中：
xi是心率采样值，yi是皮电采样值，pLi是左手压力采样值，pRi是右手压力采样值，Ki是权重，δh是转向盘转动角度，Δt是采样时间。
如果驾驶员没有佩戴脑电帽，则令脑电波基准值Ib＝0，否则计算脑电波基准值Ib：
其中βi是β波采样值，αi是α波采样值，θi是θ波采样值。
驾驶员信息管理模块处理完采集的基准数据后，把包含下述的计算结果存储到驾驶员的档案中：平均眼睛面积Aeyeb、闭合时的嘴巴面积Amob、瞳孔面积AE、性别、年龄、心率基准值Hb、皮电基准值Sb、手持转向盘压力基准值Pb、脑电波基准值Ib和测量环境平均温度teb；驾驶员信息管理模块完成上述步骤后，启动该安全驾驶系统。
驾驶员信息管理模块依据月份、温度、驾驶员的性别和年龄去调整心率基准值Hb、皮电基准值Sb。
定义一天内的最高温度值为日温度峰值；定义月温度峰值差为当月最高日温度峰值减去最低日温度峰值；定义所述驾驶员所在地区过去5年中，第j(j＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12)个月份的平均月温度峰值差大于等于10°的月份为换季月，小于10°的月份为普通月；对于普通月，定义所述驾驶员所在地区过去5年的第j个月份的平均温度为该月份的特征温度tesj；对于换季月，定义所述驾驶员所在地区过去5年的第j个月份的前十天平均温度为该月份的特征温度tesj1，第十一到第二十天的平均温度为该月份的特征温度tesj2，第二十到月底的平均温度为该月份的特征温度tesj3；
所述驾驶员信息管理模块在调整基准信息前，首先判断当前时间是否为普通月；若当前时间第j月是普通月，则当前月特征温度tes＝tesj；若当前时间是换季月，tes＝tesjk，其中
Day表示当前时间为一个月的第Day天；则该月份所述基准值所如下调整：
a)调整心率基准值为：Hbt＝Hb+KHKHyKHs(0.6tes+0.4te-teb)，其中te为实时温度，KH为心率基准值随温度变化的变化率，KHy为心率年龄系数，KHs为心率性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KHy＝KHyav，KHs＝KHsav，其中，KHyav为平均心率年龄系数，KHsav为平均心率性别系数；
b)调整皮电基准值为：Sbt＝Sb+KSKSyKSs(0.5tes+0.5te-teb)，其中Ks为皮电基准值随温度变化的变化率，KSy为皮电年龄系数，KSs为皮电性别系数当驾驶员性别和年龄信息为空时，KSy＝KSyav，KSs＝KSsav，其中，KSyav为平均皮电年龄系数，KSsav为平均皮电性别系数；。
若脑电波基准值Ib≠0，驾驶员在第i个月的脑电波基准值做如下调整：
Ibt＝Ib+KIKIyKIs(0.3tes+0.7te-teb)
其中KI为脑电波基准值随温度变化的变化率，KIy为脑电波年龄系数，KIs为脑电波性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KIy＝KIyav，KIs＝KIsav，其中，KIyav为平均脑电波年龄系数，KIsav为平均脑电波性别系数；若脑电波基准值Ib＝0，则Ib不做调整。
疲劳警示模块根据皮电传感器模块、高清摄像头模块2、脑电波传感器模块和压力传感器模块2的实时输入来决策驾驶员是否进入疲劳状态，其决策方法为：
a)以10秒为一个计算周期，计算驾驶员的平均皮电值St、压力传感器模块2的平均压力值Pt，驾驶员的眼睛平均面积Aeyet；
b)计算10秒内脑电波的I的平均值It，
Ii＝βi/(αi+θi)
其中，βi是β波采样值，αi是α波采样值，θi是θ波采样值，N为10秒内的采样次数；
c)计算决策判断值De：
当驾驶员佩戴了脑电帽时，
当驾驶员没有佩戴脑电帽时，
其中ξ为疲劳系数，t为持续驾驶时间，单位为秒；
d)当0＜De≤0.2定驾驶员为非疲惫状态；当0.2＜De≤0.4时，则判定所述驾驶为轻微疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经轻微疲惫，请注意休息”；当0.4＜De≤0.6时，则判定所述驾驶为疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经疲惫，请注意休息或更换驾驶员驾驶”；当De＞0.6时，则判定所述驾驶为严重疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经严重疲惫，请注意安全，建议您立即停车休息”，同时所述疲劳警示模块对所有车载安全模块播报严重危险信号，并激活所有安全模块。。
分心警示模块实时采集眼球追踪模块的反馈的左眼瞳孔中心相对于左眼中间的位置信息ELxt和右眼瞳孔中心相对于右眼中间的位置信息ERxt、左右眼瞳孔的面积信息AEl和AEr、由高清摄像头模块2经图像处理后得到的驾驶员的头部相对正前方的转角λh和前轮转角δf。
a)当|λh-δf|＞45°时，分心警示模块开始计时，直至|λh-δf|＜20°时停止计时；若计时结果t＞2秒，则判定驾驶员分心，语音模块向驾驶员发出语音提示：“请您专心开车”，否则计时器清零；
b)当|λh-δf|＜20°时，若
其中AE是驾驶员眼睛正常直视时左右眼瞳孔的面积信息平均值；ELx是驾驶员眼睛正常直视时左眼瞳孔中心相对于左眼中间的位置信息，ERx是右眼瞳孔中心相对于右眼中间的位置信息的平均值；
分心警示模块开始计时，若计时结果t＞5秒，则判定驾驶员分心，语音模块向驾驶员发出语音提示：“请您专心开车”，否则计时器清零。
不良习惯监督模块为系统提供两种出行模式，分别为正常模式和家长模式。
当不良习惯监督模块选择为正常模式时，不良习惯监督模块关闭不良习惯监督功能。
当不良习惯监督模块选择为家长模式时，不良习惯监督模块开启不良习惯监督功能；功能开启时，不良习惯监督模块分析高清摄像模块2的图像信息和仪表盘信息，对驾驶员以下行为进行监督：
a)超速；
b)开车玩手机；
c)长时间单手开车；
d)与旁人聊天；
e)开车吃零食。
当不良习惯监督模块判定驾驶员做了上述行为，不良习惯监督模块立即命令语音模块向驾驶员进行语音提醒，并记录此次不良习惯的种类、次数；不良习惯监督模块提供报表功能，设定好指定邮箱、发送日期后，不良习惯监督模块自动将指定时间段内的不良习惯数据整理成报表，在指定发送日期发送给指定邮箱。
所述不良习惯监督模块选择为家长模式时，家长可以依据虹膜信息对指定驾驶员设置驾驶时间限制，单位为小时；所述家长可以通过无线网络解除所述指定驾驶员驾驶时间限制；
所述不良习惯监督模块内设立了一种评分奖励制度，其具体规则为：
a)所述评分奖励制度在每个月的月底进行评分；
b)所述评分奖励制度的评分规则为：
Soc＝1000-Sp×100-Mobi×50-Sig×50-Cha×30-Eat×20
其中，Sp为超速次数，Mobi为玩手机次数，Sig为单手操作次数，Cha为开车聊天次数，Eat为开车吃零食次数；
c)所述评分奖励制度的奖励规则为：
Tdr为下个奖励驾驶时间，单位为小时；当Tdr为正时，下个月所述指定驾驶员总驾驶时间增加Tdr，当Tdr为负时，下个月所述指定驾驶员总驾驶时间减少|Tdr|，总时间最小值为0；
所述不良习惯监督模块具有数据通信接口，可以从中下载不良习惯信息报表；所述数据通信接口还可以进行不良习惯种类更新，更新后所述家长可以自定义每种不良习惯每次的扣分值。
不良习惯监督模块具有数据通信接口，可以从中下载不良习惯信息报表；数据通信接口还可以进行不良习惯种类更新，更新后所述家长可以自定义每种不良习惯每次的扣分值。
油门防呆模块根据皮电传感器模块、脑电波传感器模块、雷达模块、眼球追踪模块和压力传感器模块2的实时输入来决策驾驶员是否遇到突发状况；若在0.5秒内：
a)当驾驶员佩戴了脑电帽时，
当驾驶员没有佩戴脑电帽时：
其中Amot是0.5秒后的驾驶员嘴巴面积，是驾驶员闭着的嘴巴面积；
b)雷达模块检测到前方Rr米内有物体，其中
Vx为前进速度，单位为m/s，amax为最大加速度，单位为m/s2；
则判定驾驶员遇到突发状况；此时油门防呆模块起作用，其策略为：切断油门踏板与节气门间的连接，同时将油门踏板与制动踏板固连，使得踩下油门踏板时，带动制动踏板，起制动作用。
虹膜报警模块接收高清摄像模块2的信息，实时跟踪车内所有人员的眼睛变化状态；若满足以下条件则触发报警：
a)睁着眼睛盯着虹膜识别模块至少3秒钟；
b)连续眨三次眼后，睁着眼1秒；
c)然后连续眨两次眼后，睁着眼1秒；
d)再次连续眨3次眼，停顿3秒以上；
e)经上述4个步骤后，虹膜报警模块判定有人要求进行虹膜识别鉴定，且立即发信号通知虹膜识别模块进行虹膜鉴定；
f)虹膜识别模块将鉴定结果发送给虹膜报警模块，若鉴定成功，则启动报警程序，将汽车型号、车牌号、驾驶员信息和GPS信号打包发给110；若鉴定失败，则虹膜报警模块不启动报警程序。
雨刮器自启模块实时分析高清摄像头模块1信息和高清摄像头模块2信息；当|λh|＜25°时，雨刮器自启模块起作用；
a)首先，雨刮器自启模块通过分析高清摄像头模块2的信息获取驾驶员的瞳孔部分图像；
b)其次，雨刮器自启模块进行图像分析，提取出外界景观映射在瞳孔中的影像；
c)将此时刻经由雨刮器自启模块分析所获得的外景在瞳孔中的影像A与高清摄像头模块1此时刻的前方影像B进行概率分析；利用假设检验，设事件H为影像A不是影像B的一部分，在置信水平alpha＝0.005的情况下，若P(H)＜alpha，则认为事件H为假，即影像A是影像B的一部分，否则认为事件H为真；
d)当事件H为真时，雨刮器自起模块判定车前挡风玻璃不干净，启动雨刮器工作；否则不启动雨刮器。
附图说明
图1为基于生理信息的安全驾驶系统结构框图。
图2为心率传感器、皮电传感器和压力传感器2的安装示意图。
图3为高清摄像头1、高清摄像头2、雷达、眼球跟踪模块和虹膜识别模块安装示意图。
图4为驾驶员信息管理模块工作流程图。
图5为数据采集流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，将基于生理信息的安全驾驶系统分为信息采集模块、语音模块、驾驶员信息管理模块、疲劳警示模块、分心警示模块、不良习惯监督模块、油门防呆模块、虹膜报警模块、和雨刮器自启模块；驾驶员信息管理模块作用是记录不同驾驶员的基准生理信息，并随温度、时间的变化调整驾驶员的基准生理信息；驾驶员信息管理模块还提供数据访问接口让其他模块访问；疲劳警示模块基于驾驶员的生理信息去判断驾驶员是否疲劳，并命令语音模块播报相应语音信息；分心警示模块基于驾驶员的生理信息去判断驾驶员是否开车分心，并命令语音模块播报相应语音信息；不良习惯监督模块在监督模式开启后，可以记录驾驶员的不良驾驶信息，并且把不良驾驶信息分类，记录次数，然后生成报表；不良习惯监督模块可以指定电话号码，并且把不良习惯按照指定日期发送给指定表报；所述不良习惯监督模块内还设有一种评分奖励制度；油门防呆模块基于驾驶员的生理信息来防止油门踏板误踩；虹膜报警模块基于驾驶员信息管理模块中虹膜信息，制定了一种基于生理信息的协议来触发报警；雨刮器自启模块基于驾驶员的生理信息去自动控制雨刮器的启停。
信息采集模块包含皮电传感器模块、心率传感器模块、雷达模块、高清摄像头模块1、高清摄像头模块2、眼球追踪模块、虹膜识别模块、压力传感器模块2和脑电波传感器模块。
如图2所示，所述皮电传感器模块、心率传感器模块和压力传感器模块2安装在一个中心线为六分之一转向盘圆的管状套的表面，所述管状套的截面为三分之二圆环，圆环内径与转向盘截面外径相等，厚度为5毫米；所述皮电传感器模块、心率传感器模块和压力传感器模块2宽度为5毫米，长度比所述管状套中心线短六分之一，厚为1毫米；所述皮电传感器模块和心率传感器模块分别安装在所述管状套的正上方和正下方；所述压力传感器2安装在所述管状套的外侧；所述皮电传感器模块、心率传感器模块和压力传感器模块2和所述管状套组成转向盘传感器套；如图3所示，所述转向盘传感器套共有两个，分别为转向盘传感器套1和转向盘传感器套2；所述驾驶员可以依据驾驶习惯调整所述转向盘传感器套1和转向盘传感器套2的位置；脑电波模块安装在脑电帽中，驾驶员驾驶时选择是否佩戴。
如图4所示，雷达模块安装在车顶，汽车纵向对称面，且离汽车前缘距离为D，其中：
D＝(HR+HC-HP)/tan(0.5γ)
HR为激光雷达光源到底座的距离，单位为米，HC为汽车高度，单位为米，HP为汽车前缘到地面的高度，单位为米，γ为雷达可视角。
高清摄像头模块1安装在汽车纵向对称面上，车厢顶部且离前挡风窗上缘距离D1处，摄像头朝正前方，其中：
H1为高清摄像头模块1的摄像头到安装座底的高度，单位为毫米，为摄像头能见角，单位为弧度。
高清摄像头模块2安装位置与高清摄像头模块1处于同一个水平面，且位于纵向对称面左偏D2，摄像头对准驾驶员，其中：
B汽车宽度，单位为米，Ds为驾驶员座椅对称面到车门的距离。
眼球追踪模块安装位置为使其摄像头中心位于纵向对称面左偏D3，离车厢顶部Ht，离前挡风窗上缘距离Dv
Ht为摄像头中心到眼球追踪模块安装座底部距离，单位为米，Ls为驾驶员座椅靠背最外缘离前挡风窗上缘的距离，单位为米，Hx为车厢内高度，e为眼球追踪模块的摄像头的可视角，摄像头朝驾驶舱内；虹膜识别传感器模块安装在眼球追踪模块的摄像头中心的正下方Hm处，Hm为眼球追踪模块的摄像头中心离眼球追踪模块上表面的距离，单位为米。
如图5所示，当驾驶员启动汽车后，驾驶员信息管理模块所首先向虹膜识别模块请求识别结果，如果驾驶员的虹膜信息在驾驶员信息管理模块的数据库内，则启动该安全驾驶系统；否则驾驶员信息管理模块立即为驾驶员建立新的档案，并且启动基准数据采集程序。
基准数据采集程序的采集项目为：
a)向高清摄像头模块2请求驾驶员脸部图像，并根据图像计算出驾驶员的眼睛部分的面积，嘴巴部分的面积、瞳孔面积；
b)所述语音模块向所述驾驶员提问：“系统向您收集性别和年龄信息，请用普通话说出您的性别和年龄，回答句式为：‘我是男的，18岁’，或者您可以回答‘我拒绝回答’”；
c)若所述驾驶员回答了性别和年龄信息，则所述基准数据采集程序记录下所述驾驶员的性别和年龄信息；若所述驾驶员拒绝回答，则所述基准数据采集程序将所述驾驶员的性别和年龄信息记为空；
d)接收并储存皮电传感器模块、心率传感器模块、压力传感器模块2的广播信息，采样周期为Δt秒；
e)如果驾驶员佩戴了脑电帽，则采集驾驶员脑电波信息，否则不采集；
f)所述基准数据采集程序采集时间为Tsamp分钟：
Tsamp单位为分钟，Year为年龄，单位为岁，Cye为采集时间性别系数，若性别和年龄信息为空，Tsamp取20分钟；如果没有满Tsamp分钟，则记录当前采集时间，待到所述驾驶员信息管理模块检测到该驾驶员再次驾驶时继续采集，直到满Tsamp分钟为止；；
g)在基准数据采集程序采集时间不足2个小时时，基于该安全驾驶系统不开启。
完成基准数据采集后，驾驶员信息管理模块开始处理采集的基准数据，计算出驾驶员的心率基准值Hb、皮电基准值Sb、手持转向盘压力基准值Pb，其中：
xi是心率采样值，yi是皮电采样值，pLi是左手压力采样值，pRi是右手压力采样值，Ki是权重，δh是转向盘转动角度，Δt是采样时间。
如果驾驶员没有佩戴脑电帽，则令脑电波基准值Ib＝0，否则计算脑电波基准值Ib：
其中βi是β波采样值，αi是α波采样值，θi是θ波采样值。
驾驶员信息管理模块处理完采集的基准数据后，把包含下述的计算结果存储到驾驶员的档案中：平均眼睛面积Aeyeb、闭合时的嘴巴面积Amob、瞳孔面积AE、性别、年龄、心率基准值Hb、皮电基准值Sb、手持转向盘压力基准值Pb、脑电波基准值Ib和测量环境平均温度teb；驾驶员信息管理模块完成上述步骤后，启动该安全驾驶系统。
驾驶员信息管理模块依据月份、温度、驾驶员的性别和年龄去调整心率基准值Hb、皮电基准值Sb。定义一天内的最高温度值为日温度峰值；定义月温度峰值差为当月最高日温度峰值减去最低日温度峰值；定义所述驾驶员所在地区过去5年中，第j(j＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12)个月份的平均月温度峰值差大于等于10°的月份为换季月，小于10°的月份为普通月；对于普通月，定义所述驾驶员所在地区过去5年的第j个月份的平均温度为该月份的特征温度tesj；对于换季月，定义所述驾驶员所在地区过去5年的第j个月份的前十天平均温度为该月份的特征温度tesj1，第十一到第二十天的平均温度为该月份的特征温度tesj2，第二十到月底的平均温度为该月份的特征温度tesj3；
所述驾驶员信息管理模块在调整基准信息前，首先判断当前时间是否为普通月；若当前时间第j月是普通月，则当前月特征温度tes＝tesj；若当前时间是换季月，tes＝tesjk，其中
Day表示当前时间为一个月的第Day天；则该月份所述基准值所如下调整：
a)调整心率基准值为：Hbt＝Hb+KHKHyKHs(0.6tes+0.4te-teb)，其中te为实时温度，KH为心率基准值随温度变化的变化率，KHy为心率年龄系数，KHs为心率性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KHy＝KHyav，KHs＝KHsav，其中，KHyav为平均心率年龄系数，KHsav为平均心率性别系数；
b)调整皮电基准值为：Sbt＝Sb+KSKSyKSs(0.5tes+0.5te-teb)，其中Ks为皮电基准值随温度变化的变化率，KSy为皮电年龄系数，KSs为皮电性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KSy＝KSyav，KSs＝KSsav，其中，KSyav为平均皮电年龄系数，KSsav为平均皮电性别系数。
若脑电波基准值Ib≠0，驾驶员在第i个月的脑电波基准值做如下调整：
Ibt＝Ib+KIKIyKIs(0.3tes+0.7te-teb)
其中KI为脑电波基准值随温度变化的变化率，KIy为脑电波年龄系数，KIs为脑电波性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KIy＝KIyav，KIs＝KIsav，其中，KIyav为平均脑电波年龄系数，KIsav为平均脑电波性别系数；若脑电波基准值Ib＝0，则Ib不做调整。
疲劳警示模块根据皮电传感器模块、高清摄像头模块2、脑电波传感器模块和压力传感器模块2的实时输入来决策驾驶员是否进入疲劳状态，其决策方法为：
a)以10秒为一个计算周期，计算驾驶员的平均皮电值St、压力传感器模块2的平均压力值Pt，驾驶员的眼睛平均面积Aeyet；
b)计算10秒内脑电波的Ii的平均值It，
Ii＝βi/(αi+θi)
其中，βi为驾驶员的βi波值，αi为驾驶员的αi波值，θi为驾驶员的θi波值，N为10秒内的采样次数；
c)计算决策判断值De：
当驾驶员佩戴了脑电帽时，
其中Sbt是皮电基准值，Aeyeb是驾驶员的眼睛面积基准值，Ibt是脑电波基准值，Pt是手持转向盘压力平均值，Pbt是手持转向盘压力基准值；
当驾驶员没有佩戴脑电帽时，
其中ξ为疲劳系数，t为持续驾驶时间，单位为秒；
d)当0＜De≤0.2定驾驶员为非疲惫状态；当0.2＜De≤0.4时，则判定所述驾驶为轻微疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经轻微疲惫，请注意休息”；当0.4＜De≤0.6时，则判定所述驾驶为疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经疲惫，请注意休息或更换驾驶员驾驶”；当De＞0.6时，则判定所述驾驶为严重疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经严重疲惫，请注意安全，建议您立即停车休息”，同时所述疲劳警示模块对所有车载安全模块播报严重危险信号，并激活所有安全模块。
分心警示模块实时采集眼球追踪模块的反馈的左眼瞳孔中心相对于左眼中间的位置信息ELxt和右眼瞳孔中心相对于右眼中间的位置信息ERxt、左右眼瞳孔的面积信息AEl和AEr、由高清摄像头模块2经图像处理后得到的驾驶员的头部相对正前方的转角λh和前轮转角δf。
a)当|λh-δf|＞45°时，分心警示模块开始计时，直至|λh-δf|＜20°时停止计时；若计时结果t＞2秒，则判定驾驶员分心，语音模块向驾驶员发出语音提示：“请您专心开车”，否则计时器清零；
b)当|λh-δf|＜20°时，若
分心警示模块开始计时，若计时结果t＞5秒，则判定驾驶员分心，语音模块向驾驶员发出语音提示：“请您专心开车”，否则计时器清零。
不良习惯监督模块为系统提供两种出行模式，分别为正常模式和家长模式。
当不良习惯监督模块选择为正常模式时，不良习惯监督模块关闭不良习惯监督功能。
当不良习惯监督模块选择为家长模式时，不良习惯监督模块开启不良习惯监督功能；功能开启时，不良习惯监督模块分析高清摄像模块2的图像信息和仪表盘信息，对驾驶员以下行为进行监督：
a)超速；
b)开车玩手机；
c)长时间单手开车；
d)与旁人聊天；
e)开车吃零食。
当不良习惯监督模块判定驾驶员做了上述行为，不良习惯监督模块立即命令语音模块向驾驶员进行语音提醒，并记录此次不良习惯的种类、次数；不良习惯监督模块提供报表功能，设定好指定邮箱、发送日期后，不良习惯监督模块自动将指定时间段内的不良习惯数据整理成报表，在指定发送日期发送给指定邮箱。
所述不良习惯监督模块选择为家长模式时，家长可以依据虹膜信息对指定驾驶员设置驾驶时间限制，单位为小时；所述家长可以通过无线网络解除所述指定驾驶员驾驶时间限制；
所述不良习惯监督模块内设立了一种评分奖励制度，其具体规则为：
d)所述评分奖励制度在每个月的月底进行评分；
e)所述评分奖励制度的评分规则为：
Soc＝1000-Sp×100-Mobi×50-Sig×50-Cha×30-Eat×20
其中，Sp为超速次数，Mobi为玩手机次数，Sig为单手操作次数，Cha为开车聊天次数，Eat为开车吃零食次数；
f)所述评分奖励制度的奖励规则为：
Tdr为下个奖励驾驶时间，单位为小时；当Tdr为正时，下个月所述指定驾驶员总驾驶时间增加Tdr，当Tdr为负时，下个月所述指定驾驶员总驾驶时间减少|Tdr|，总时间最小值为0；
不良习惯监督模块具有数据通信接口，可以从中下载不良习惯信息报表；数据通信接口还可以进行不良习惯种类更新，更新后所述家长可以自定义每种不良习惯每次的扣分值。
油门防呆模块根据皮电传感器模块、脑电波传感器模块、雷达模块、眼球追踪模块和压力传感器模块2的实时输入来决策驾驶员是否遇到突发状况；若在0.5秒内：
a)当驾驶员佩戴了脑电帽时，
当驾驶员没有佩戴脑电帽时：
其中Amot是0.5秒后的驾驶员嘴巴面积，是驾驶员闭着的嘴巴面积；
b)雷达模块检测到前方Rr米内有物体，其中
Vx为前进速度，单位为m/s，amax为最大加速度，单位为m/s2；
则判定驾驶员遇到突发状况；此时油门防呆模块起作用，其策略为：切断油门踏板与节气门间的连接，同时将油门踏板与制动踏板固连，使得踩下油门踏板时，带动制动踏板，起制动作用。
虹膜报警模块接收高清摄像模块2的信息，实时跟踪车内所有人员的眼睛变化状态；若满足以下条件则触发报警：
a)睁着眼睛盯着虹膜识别模块至少3秒钟；
b)连续眨三次眼后，睁着眼1秒；
c)然后连续眨两次眼后，睁着眼1秒；
d)再次连续眨3次眼，停顿3秒以上；
e)经上述4个步骤后，虹膜报警模块判定有人要求进行虹膜识别鉴定，且立即发信号通知虹膜识别模块进行虹膜鉴定；
f)虹膜识别模块将鉴定结果发送给虹膜报警模块，若鉴定成功，则启动报警程序，将汽车型号、车牌号、驾驶员信息和GPS信号打包发给110；若鉴定失败，则虹膜报警模块不启动报警程序。
雨刮器自启模块实时分析高清摄像头模块1信息和高清摄像头模块2信息；当|λh|＜25°时，雨刮器自启模块起作用；
a)首先，雨刮器自启模块通过分析高清摄像头模块2的信息获取驾驶员的瞳孔部分图像；
b)其次，雨刮器自启模块进行图像分析，提取出外界景观映射在瞳孔中的影像；
c)将此时刻经由雨刮器自启模块分析所获得的外景在瞳孔中的影像A与高清摄像头模块1此时刻的前方影像B进行概率分析；利用假设检验，设事件H为影像A不是影像B的一部分，在置信水平alpha＝0.005的情况下，若P(H)＜alpha，则认为事件H为假，即影像A是影像B的一部分，否则认为事件H为真；
d)当事件H为真时，雨刮器自起模块判定车前挡风玻璃不干净，启动雨刮器工作；否则不启动雨刮器。
Claims (4)
1.一种基于生理信息的安全驾驶系统，其特征在于：
所述系统包含信息采集模块、语音模块、驾驶员信息管理模块、疲劳警示模块、分心警示模块、不良习惯监督模块、油门防呆模块、虹膜报警模块和雨刮器自启模块；
所述信息采集模块用于采集驾驶员的心率、皮电、脑电波、虹膜和转向盘握力信息；所述信息采集模块包含皮电传感器模块、心率传感器模块、雷达模块、高清摄像头模块1、高清摄像头模块2、眼球追踪模块、虹膜识别模块，压力传感器模块2和脑电波传感器模块；
所述皮电传感器模块、心率传感器模块、压力传感器模块1和压力传感器模块2安装在一个中心线为六分之一转向盘圆的管状套的表面，所述管状套的截面为三分之二圆环，圆环内径与转向盘截面外径相等，厚度为5毫米；所述皮电传感器模块、心率传感器模块、压力传感器模块2宽度为5毫米，长度比所述管状套中心线短六分之一，厚为1毫米；所述皮电传感器模块和心率传感器模块分别安装在所述管状套的正上方和正下方；所述压力传感器2安装在所述管状套的外侧；所述皮电传感器模块、心率传感器模块、压力传感器模块2、所述管状套组成转向盘传感器套；所述转向盘传感器套共有两个，分别为转向盘传感器套1和转向盘传感器套2；所述驾驶员可以依据驾驶习惯调整所述转向盘传感器套1和转向盘传感器套2的位置；所述脑电波模块安装在脑电帽中，所述驾驶员驾驶时选择是否佩戴；所述雷达模块安装在车顶，汽车纵向对称面，且离汽车前缘距离为D，其中：
D＝(HR+HC-HP)/tan(0.5γ)
HR为激光雷达光源到底座的距离，单位为米，HC为汽车高度，单位为米，HP为汽车前缘到地面的高度，单位为米，γ为雷达可视角；
所述高清摄像头模块1安装在汽车纵向对称面上，车厢顶部且离前挡风窗上缘距离D1处，摄像头朝正前方，其中：
H1为所述高清摄像头模块1的摄像头到安装座底的高度，单位为毫米，
为摄像头能见角，单位为弧度；
高清摄像头模块2安装位置与所述高清摄像头模块1处于同一个水平面，且位于纵向对称面左偏D2，摄像头对准驾驶员，其中：
B汽车宽度，单位为米，Ds为驾驶员座椅对称面到车门的距离；
所述眼球追踪模块安装位置为使其摄像头中心位于纵向对称面左偏D3，离车厢顶部Ht，离前挡风窗上缘距离Dv
Ht为所述摄像头中心到所述眼球追踪模块安装座底部距离，单位为米，Ls为驾驶员座椅靠背最外缘离前挡风窗上缘的距离，单位为米，Hx为车厢内高度，ε为所述眼球追踪模块的摄像头的可视角，摄像头朝驾驶舱内；所述虹膜识别传感器模块安装在所述眼球追踪模块的摄像头中心的正下方Hm处，Hm为所述眼球追踪模块的摄像头中心离所述眼球追踪模块上表面的距离，单位为米；
所述信息采集模块还用于采集汽车转向盘转角、汽车周围车辆信息、前方影像信息、驾驶舱内影像信息；
所述语音模块在收到指令后播报相应语音信息；
所述驾驶员信息管理模块作用是记录不同驾驶员的基准生理信息，并随温度、时间的变化调整驾驶员的基准生理信息；所述驾驶员信息管理模块提供数据访问接口让其他模块访问；所述驾驶员信息管理模块依据月份、温度、所述驾驶员的性别和年龄去调整所述心率基准值Hb、皮电基准值Sb；
所述疲劳警示模块基于驾驶员的生理信息去判断驾驶员是否疲劳，并命令所述语音模块播报相应语音信息；所述疲劳警示模块根据所述皮电传感器模块、高清摄像头模块2、脑电波传感器模块和压力传感器模块2的实时输入来决策所述驾驶员是否进入疲劳状态，
所述分心警示模块基于驾驶员的生理信息去判断驾驶员是否开车分心，并命令所述语音模块播报相应语音信息；所述分心警示模块实时采集所述眼球追踪模块的反馈的左眼瞳孔中心相对于左眼中间的位置信息ELxt和右眼瞳孔中心相对于右眼中间的位置信息ERxt、左右眼瞳孔的面积信息AEl和AEr、由所述高清摄像头模块2经图像处理后得到的所述驾驶员的头部相对正前方的转角λh和前轮转角δf；
a)当|λh-δf|>45°时，所述分心警示模块开始计时，直至|λh-δf|<20°时停止计时；若计时结果t＞2秒，则判定所述驾驶员分心，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“请您专心开车”，否则计时器清零；
b)当|λh-δf|<20°时，若
其中AE是驾驶员眼睛正常直视时左右眼瞳孔的面积信息平均值；ELx是驾驶员眼睛正常直视时左眼瞳孔中心相对于左眼中间的位置信息，ERx是右眼瞳孔中心相对于右眼中间的位置信息的平均值；所述分心警示模块开始计时，若计时结果t＞5秒，则判定所述驾驶员分心，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“请您专心开车”，否则计时器清零；
所述不良习惯监督模块在监督模式开启后，可以记录所述驾驶员的不良驾驶信息，并且把不良驾驶信息分类，记录次数，然后生成报表；所述不良习惯监督模块还可以指定电话号码，并且把所述不良习惯按照指定日期发送给所述指定表报；所述不良习惯监督模块内设有一种评分奖励制度；所述不良习惯监督模块为系统提供两种出行模式，分别为正常模式和家长模式；
当所述不良习惯监督模块选择为正常模式时，所述不良习惯监督模块关闭不良习惯监督功能；
当所述不良习惯监督模块选择为家长模式时，所述不良习惯监督模块开启不良习惯监督功能；功能开启时，不良习惯监督模块分析高清摄像模块2的图像信息和仪表盘信息，对驾驶员以下行为进行监督：
a)超速；
b)开车玩手机；
c)长时间单手开车；
d)与旁人聊天；
e)开车吃零食；
当所述不良习惯监督模块判定所述驾驶员做了上述行为，所述不良习惯监督模块立即命令语音模块向所述驾驶员进行语音提醒，并记录此次不良习惯的种类、次数；所述不良习惯监督模块提供报表功能，设定好指定邮箱、发送日期后，所述不良习惯监督模块自动将指定时间段内的不良习惯数据整理成报表，在指定发送日期发送给指定邮箱；
所述不良习惯监督模块选择为家长模式时，家长可以依据虹膜信息对指定驾驶员设置驾驶时间限制，单位为小时；所述家长可以通过无线网络解除所述指定驾驶员驾驶时间限制；
所述不良习惯监督模块内设立了一种评分奖励制度，其具体规则为：
a)所述评分奖励制度在每个月的月底进行评分；
b)所述评分奖励制度的评分规则为：
Soc＝1000-Sp×100-Mobi×50-Sig×50-Cha×30-Eat×20
其中，sp为超速次数，Mobi为玩手机次数，Sig为单手操作次数，Cha为开车聊天次数，Eat为开车吃零食次数；
c)所述评分奖励制度的奖励规则为：
Tdr为下个奖励驾驶时间，单位为小时；当Tdr为正时，下个月所述指定驾驶员总驾驶时间增加Tdr，当Tdr为负时，下个月所述指定驾驶员总驾驶时间减少|Tdr|，总时间最小值为0；
所述不良习惯监督模块具有数据通信接口，可以从中下载不良习惯信息报表；所述数据通信接口还可以进行不良习惯种类更新，更新后所述家长可以自定义每种不良习惯每次的扣分值；
所述油门防呆模块基于驾驶员的生理信息来防止油门踏板误踩；所述油门防呆模块根据所述皮电传感器模块、脑电波传感器模块、雷达模块、眼球追踪模块和压力传感器模块2的实时输入来决策所述驾驶员是否遇到突发状况；所述油门防呆模块决策所述驾驶员是否遇到突发状况；若在0.5秒内：
a)当所述驾驶员佩戴了脑电帽时，
当所述驾驶员没有佩戴脑电帽时：
其中Amot是0.5秒后的所述驾驶员嘴巴面积，Amob是所述驾驶员闭着的嘴巴面积；St是驾驶员的平均皮电值，Sbt是皮电基准值，It是电波的Ii的平均值，Ibt是脑电波基准值，Pt是手持转向盘压力平均值，Pbt是手持转向盘压力基准值；
b)所述雷达模块检测到前方Rr米内有物体，其中
Vx为前进速度，单位为m/s，amax为最大加速度，单位为m/s2；
则判定驾驶员遇到突发状况；此时所述油门防呆模块起作用，其策略为：切断油门踏板与节气门间的连接，同时将油门踏板与制动踏板固连，使得踩下油门踏板时，带动制动踏板，起制动作用；
所述虹膜报警模块基于所述驾驶员信息管理模块中虹膜信息，制定了一种基于生理信息的协议来触发报警；当驾驶员启动汽车后，所述驾驶员信息管理模块所首先向所述虹膜识别模块请求识别结果，如果所述驾驶员的虹膜信息在所述驾驶员信息管理模块的数据库内，则启动所述基于生理信息的安全驾驶系统；否则所述驾驶员信息管理模块立即为所述驾驶员建立新的档案，录入驾驶员虹膜，并且启动基准数据采集程序；
所述基准数据采集程序的采集项目为：
a)向高清摄像头模块2请求所述驾驶员脸部图像，并根据图像计算出所述驾驶员的眼睛部分的面积，嘴巴部分的面积、瞳孔面积；
b)所述语音模块向所述驾驶员提问：“系统向您收集性别和年龄信息，请用普通话说出您的性别和年龄，回答句式为：‘我是男的，18岁’，或者您可以回答‘我拒绝回答’”；
c)若所述驾驶员回答了性别和年龄信息，则所述基准数据采集程序记录下所述驾驶员的性别和年龄信息；若所述驾驶员拒绝回答，则所述基准数据采集程序将所述驾驶员的性别和年龄信息记为空；
d)接收并储存皮电传感器模块、心率传感器模块、压力传感器模块2的广播信息，采样周期为Δt秒；
e)如果所述驾驶员佩戴了所述脑电帽，则采集所述驾驶员脑电波信息，否则不采集；
f)所述基准数据采集程序采集时间为Tsamp分钟：
Tsamp单位为分钟，Year为年龄，单位为岁，Cye为采集时间性别系数，若性别和年龄信息为空，Tsamp取20分钟；如果没有满Tsamp分钟，则记录当前采集时间，待到所述驾驶员信息管理模块检测到该驾驶员再次驾驶时继续采集，直到满Tsamp分钟为止；
g)在所述基准数据采集程序采集时间不足Tsamp分钟时，所述基于生理信息的安全驾驶系统不开启；
完成基准数据采集后，所述驾驶员信息管理模块开始处理所述采集的基准数据，计算出所述驾驶员的心率基准值Hb、皮电基准值Sb、手持转向盘压力基准值Pb，其中：
xi是心率采样值，yi是皮电采样值，pLi是左手压力采样值，pRi是右手压力采样值，Ki是权重，δh是转向盘转动角度，Δt是采样时间；
如果所述驾驶员没有佩戴脑电帽，则令脑电波基准值Ib＝0，否则计算脑电波基准值Ib：
其中βi是β波采样值，αi是α波采样值，θi是θ波采样值；
所述驾驶员信息管理模块处理完所述采集的基准数据后，把包含下述的计算结果存储到所述驾驶员的档案中：所述驾驶员的平均眼睛面积Aeyeb、闭合时的嘴巴面积Amob、瞳孔面积AE、性别、年龄、心率基准值Hb、皮电基准值Sb、手持转向盘压力基准值Pb、脑电波基准值Ib和测量环境平均温度teb；
所述驾驶员信息管理模块完成上述步骤后，启动所述基于生理信息的安全驾驶系统
所述雨刮器自启模块基于所述驾驶员的生理信息去自动控制雨刮器的启停；所述雨刮器自启模块实时分析高清摄像头模块1信息和高清摄像头模块2信息；
所述雨刮器自启模块实时分析高清摄像头模块1信息和高清摄像头模块2信息；当|λh|<25°时，所述雨刮器自启模块起作用；
a)首先，所述雨刮器自启模块通过分析高清摄像头模块2的信息获取所述驾驶员的瞳孔部分图像；
b)其次，所述雨刮器自启模块进行图像分析，提取出外界景观映射在瞳孔中的影像；
c)将此时刻经由所述雨刮器自启模块分析所获得的外景在瞳孔中的影像A与高清摄像头模块1此时刻的前方影像B进行概率分析；利用假设检验，设事件H为影像A不是影像B的一部分，在置信水平alpha＝0.005的情况下，若P(H)<alpha，则认为事件H为假，即影像A是影像B的一部分，否则认为事件H为真；
d)当事件H为真时，雨刮器自起模块判定车前挡风玻璃不干净，启动雨刮器工作；否则不启动雨刮器。
2.如权利要求1所述的一种基于生理信息的安全驾驶系统，其特征在于：
定义一天内的最高温度值为日温度峰值；定义月温度峰值差为当月最高日温度峰值减去最低日温度峰值；定义所述驾驶员所在地区过去5年中，第j(j＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12)个月份的平均月温度峰值差大于等于10°的月份为换季月，小于10°的月份为普通月；对于普通月，定义所述驾驶员所在地区过去5年的第j个月份的平均温度为该月份的特征温度tesj；对于换季月，定义所述驾驶员所在地区过去5年的第j个月份的前十天平均温度为该月份的特征温度tesj1，第十一到第二十天的平均温度为该月份的特征温度tesj2，第二十到月底的平均温度为该月份的特征温度tesi3；
所述驾驶员信息管理模块在调整基准信息前，首先判断当前时间是否为普通月；若当前时间第j月是普通月，则当前月特征温度tes＝tesj；若当前时间是换季月，tes＝tesjk，其中
Day表示当前时间为一个月的第Day天；则该月份所述基准值所如下调整：
a)调整心率基准值为：Hbt＝Hb+KHKHyKHs(0.6tes+0.4te-teb)，其中te为实时温度，KH为心率基准值随温度变化的变化率，KHy为心率年龄系数，KHs为心率性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KHy＝KHyav，KHs＝KHsav，其中，KHyav为平均心率年龄系数，KHsav为平均心率性别系数；
b)调整皮电基准值为：Sbt＝Sb+KsKSyKss(0.5tes+0.5te-teb)，其中Ks为皮电基准值随温度变化的变化率，KSy为皮电年龄系数，KSs为皮电性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KSy＝KSyav，KSs＝KSsav，其中，KSyav为平均皮电年龄系数，KSsav为平均皮电性别系数；
若脑电波基准值Ib≠0，所述驾驶员在第i个月的脑电波基准值做如下调整：
Ibt＝Ib+KIKIyKIs(0.3tes+0.7te-teb)
其中KI为脑电波基准值随温度变化的变化率，KIy为脑电波年龄系数，KIs为脑电波性别系数，当驾驶员性别和年龄信息为空时，KIy＝KIyav，KIs＝KIsav，其中，KIyav为平均脑电波年龄系数，KIsav为平均脑电波性别系数；若脑电波基准值Ib＝0，则Ib不做调整。
3.如权利要求1所述的一种基于生理信息的安全驾驶系统，其特征在于：
所述疲劳警示模块决策所述驾驶员是否进入疲劳状态，其决策方法为：
a)以10秒为一个计算周期，计算所述驾驶员的平均皮电值St、压力传感器模块2的平均压力值Pt，所述驾驶员的眼睛平均面积Aeyet；
b)计算10秒内脑电波的Ii的平均值It，
Ii＝βi/(αi+θi)，
其中，βi为所述驾驶员的βi波值，αi为所述驾驶员的αi波值，θi为所述驾驶员的θi波值，N为10秒内的采样次数；
c)计算决策判断值De：
当所述驾驶员佩戴了脑电帽时，
其中Sbt是皮电基准值，Aeyeb是驾驶员的眼睛面积基准值，Ibt是脑电波基准值，Pt是手持转向盘压力平均值，Pbt是手持转向盘压力基准值；
当所述驾驶员没有佩戴脑电帽时，
其中ξ为疲劳系数，t为持续驾驶时间，单位为秒；
d)当0<De≤0.2定所述驾驶员为非疲惫状态；
当0.2<De≤0.4时，则判定所述驾驶为轻微疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经轻微疲惫，请注意休息”；
当0.4<De≤0.6时，则判定所述驾驶为疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经疲惫，请注意休息或更换驾驶员驾驶”；
当De＞0.6时，则判定所述驾驶为严重疲惫状态，所述语音模块向驾驶员发出语音提示：“您开车已经严重疲惫，请注意安全，建议您立即停车休息”；同时所述疲劳警示模块对所有车载安全模块播报严重危险信号，并激活所有安全模块。
4.如权利要求1所述的一种基于生理信息的安全驾驶系统，其特征在于：
所述虹膜报警模块接收所述高清摄像模块2的信息，实时跟踪车内所有人员的眼睛变化状态；若满足以下条件则触发报警：
a)睁着眼睛盯着虹膜识别模块至少3秒钟；
b)连续眨三次眼后，睁着眼1秒；
c)然后连续眨两次眼后，睁着眼1秒；
d)再次连续眨3次眼，停顿3秒以上；
e)经上述4个步骤后，所述虹膜报警模块判定有人要求进行虹膜识别鉴定，且立即发信号通知虹膜识别模块进行虹膜鉴定；
f)所述虹膜识别模块将鉴定结果发送给虹膜报警模块，若鉴定成功，则启动报警程序，将汽车型号、车牌号、驾驶员信息和GPS信号打包发给110；若鉴定失败，则所述虹膜报警模块不启动报警程序。
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| CN110259587A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-09-20 | 移康智能科技（上海）股份有限公司 | 一种控制汽车启动的系统 |
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| JP6744597B1 (ja) * | 2019-10-18 | 2020-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用制御データの生成方法、車両用制御装置、車両用制御システム、および車両用学習装置 |
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Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104442701A (zh) * | 2013-09-13 | 2015-03-25 | 天津力诺科技发展有限公司 | 一种驾驶员身份验证装置 |
| CN103927848A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-07-16 | 南京通用电器有限公司 | 一种基于生物识别技术的安全驾驶辅助系统 |
| KR101555444B1 (ko) * | 2014-07-10 | 2015-10-06 | 현대모비스 주식회사 | 차량탑재 상황감지 장치 및 그 방법 |
| CN104146722B (zh) * | 2014-08-18 | 2017-02-15 | 吉林大学 | 一种基于头部信号的驾驶疲劳检测分级预警方法 |
| CN104318714B (zh) * | 2014-11-12 | 2018-06-15 | 沈阳美行科技有限公司 | 一种疲劳驾驶预警方法 |
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| CN104840204B (zh) * | 2015-04-10 | 2018-01-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种疲劳驾驶监控方法及设备 |
| CN105912829A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-08-31 | 上海童舒房科技股份有限公司 | 一种基于云的不良习惯纠正系统 |
| CN105701971B (zh) * | 2016-03-23 | 2018-04-03 | 江苏大学 | 一种基于虹膜识别的防止疲劳驾驶系统、装置及方法 |
| CN105679041A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-06-15 | 王小伟 | 一种分布式规范行车系统和方法 |
| CN106073712B (zh) * | 2016-06-15 | 2019-08-30 | 南京理工大学 | 基于心生理信号的驾驶警示方向盘套装置及信号检测方法 |
| CN106274813A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 汽车后雨刮自动控制系统和自动控制方法及汽车 |
| CN106864453A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-06-20 | 杨铭域 | 基于大数据的驾驶和环境控制系统及方法 |
| CN106965675B (zh) * | 2017-04-26 | 2019-02-05 | 华迅金安（北京）科技有限公司 | 一种货车集群智能安全作业系统 |
| CN107972671A (zh) * | 2017-07-19 | 2018-05-01 | 宁波诺丁汉大学 | 一种驾驶行为分析系统 |
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| CN208411850U (zh) * | 2018-05-16 | 2019-01-22 | 宁夏大学 | 一种用于检测疲劳驾驶的方向盘套 |
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