CN110154888A - 驾驶行为监控装置和方法 - Google Patents

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明公开了一种驾驶行为监控装置，该驾驶行为监控装置包括传感模块和信号处理模块，传感模块包括三个摩擦纳米发电机，三个摩擦纳米发电机分别设置于驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上，用于生成对应于驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号；信号处理模块用于对传感模块生成的信号进行处理和分析，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。本发明还提供了一种驾驶行为监控方法。本发明通过将摩擦纳米发电机作为传感器，并将其应用于驾驶行为分析，实现方式简便、结构简单、可靠性强，可以精确、高效地实现驾驶行为监控，有助于减少交通事故的发生。

Description

驾驶行为监控装置和方法
技术领域
本发明涉及车辆监测领域，具体地，涉及一种基于摩擦纳米发电机的驾驶行为监控装置和方法。
背景技术
在车辆监测领域，经常需要分析驾驶者的行为，例如驾驶者的眨眼、制动动作和加速动作等。传统的检测方法因传感器灵敏度的限制等因素使得一些动作难以被捕捉。
摩擦纳米发电机(TENG)作为一种能量收集装置，通常用来收集环境中的各种低频机械能、风能以及海洋能等，同时，它基于摩擦起电和静电感应原理可以作为一种自驱动的传感器。现有技术中，摩擦纳米发电机(TENG)还未被应用于车辆监测、驾驶行为分析的领域。
发明内容
针对上述问题，为了能精确地监测驾驶行为信息，本发明旨在提出一种基于摩擦纳米发电机的驾驶行为监控装置和方法。
本发明的实施例提出了一种驾驶行为监控装置，包括传感模块和信号处理模块，其特征在于，
所述传感模块包括三个摩擦纳米发电机，所述三个摩擦纳米发电机分别设置于驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上，用于生成对应于驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号；以及
所述信号处理模块用于对由所述传感模块生成的对应驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号进行处理和分析，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。
在一些实施例中，所述摩擦纳米发电机为三层结构，包括中间层的铝膜和上下两层的聚酰亚胺薄膜(Kapton膜)。
在一些实施例中，所述驾驶监控装置还包括信号采集模块，所述信号采集模块用于采集由所述传感模块生成的信号，并将所述信号发送给所述信号处理模块。
在一些实施例中，所述信号采集模块为多通道数据采集设备，以便同时采集不同的信号。
在一些实施例中，所述驾驶监控装置还包括报警模块，所述报警模块用于当所述信号处理模块判断驾驶者处于异常驾驶状态时进行报警提示。
本发明另一方面提供了一种驾驶行为监控方法，包括以下步骤：
S1、将三个摩擦纳米发电机分别设置在驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上；
S2、在驾驶者驾驶车辆的过程中，所述摩擦纳米发电机作为传感模块，以生成对应于驾驶者的眨眼、制动动作和加速动作的信号；以及
S3、通过信号处理模块对由所述传感模块生成的信号进行处理，以便分析并监控驾驶者的驾驶行为。
在一些实施例中，在步骤S1之前还包括制造所述摩擦纳米发电机的步骤：以铝箔为中间层，以Kapton膜为上下层，粘附形成三层的摩擦纳米发电机结构。
在一些实施例中，在步骤S3中，通过信号采集模块采集由所述传感模块生成的信号，并将所述信号发送给所述信号处理模块以进行处理。
在一些实施例中，在步骤S3中，所述分析并监控驾驶者的驾驶行为包括：通过将感测到的反映驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号的强度或频率与预先设置的阈值对比，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。
在一些实施例中，当所述信号处理模块判断驾驶者处于异常驾驶状态时，由报警模块发出报警提示。
基于上述技术方案可知，本发明至少取得了以下有益效果：
本发明通过将摩擦纳米发电机作为传感器，并将其应用于驾驶行为分析，实现方式简便、结构简单、可靠性强，可以精确、高效地实现驾驶行为监控，有助于减少交通事故的发生。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的驾驶行为监控装置的示意图；
图2为本发明的一个实施例的驾驶行为监控方法的流程图；
图3为本发明的一个实施例的驾驶者进行不同动作对应的信号的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
图1为本发明的一个实施例的驾驶行为监控装置的示意图。如图1所示，本发明提供了一种驾驶行为监控装置，包括传感模块1和信号处理模块2，该传感模块1包括三个摩擦纳米发电机11、12和13，分别设置于驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上，分别用于生成对应于驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号；信号处理模块2用于对由传感模块1生成的对应驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号进行处理和分析，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。
本发明的实施例提供的方案首次把摩擦纳米发电机用于汽车传感领域，有望替代某些高成本的传统传感器，也可以解决传统传感器灵敏度差的问题。
根据一些实施例，所用的摩擦纳米发电机为三层结构，包括中间层的铝膜和上、下层的Kapton膜。该摩擦纳米发电机作为传感器对外部压力有着非常灵敏的电压响应。
根据一些实施例，设置在车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上的两个摩擦纳米发电机的大小为3cm*3cm，设置在驾驶者的眼角处的摩擦纳米发电机的大小为1.5cm*3cm。因所用的摩擦纳米发电机十分轻巧，所以眼角处的摩擦纳米发电机并不会影响驾驶者的正常驾驶。
根据一些实施例，该驾驶监控装置还包括信号采集模块3，信号采集模块3用于采集由传感模块生成的信号，并将信号发送给信号处理模块2。优选地，该信号采集模块3为多通道数据采集设备，例如Cdaq-9171或NI 9239，以便同时采集不同的信号，由数据处理模块2实时读取采集到的信号，以判断同一时刻下发生了哪种动作响应信号，进而用于分析驾驶者的行为。数据处理模块2可以为例如安装在车载计算机或外部计算机或手机终端上的软件模块。
根据一些实施例，该驾驶监控装置还包括报警模块4，用于当信号处理模块判断驾驶者处于异常驾驶状态时发出报警提示。异常驾驶状态包括例如面临复杂的路况、超速行驶或疲劳驾驶等。
本发明的另一方面提供了一种驾驶行为监控方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1、将三个摩擦纳米发电机分别设置在驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上；
S2、在驾驶者驾驶车辆的过程中，摩擦纳米发电机作为传感模块，以生成对应于驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号；以及
S3、通过信号处理模块对由传感模块生成的信号进行处理，以便分析并监控驾驶者的驾驶行为。
根据一些实施例，在步骤S1之前，还包括制造摩擦纳米发电机的步骤：以铝箔为中间层，以Kapton膜为上、下层，粘附形成三层的摩擦纳米发电机结构。
根据一些实施例，在步骤S3中，通过信号采集模块采集由传感模块生成的信号，并将所述信号发送给信号处理模块以进行处理。
根据一些实施例，在步骤S3中，通过将感测到的反映驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号的强度或频率与预先设置的阈值对比，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。
根据一些实施例，当信号处理模块判断驾驶者处于异常驾驶状态时，由报警模块发出报警提示。
图3为本发明的一个实施例的驾驶者进行不同动作对应的信号的示意图。如图3所示，从上到下分别是由多通道数据采集设备同时采集的驾驶者的制动动作信号、加速动作信号和眨眼动作信号。可见，将摩擦纳米发电机作为传感器可灵敏精确地获得需要的驾驶动作信号，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。例如，当获得的眨眼动作信号的频率高于阈值时，判断驾驶者处于疲劳驾驶状态；当获得的制动动作信号的频率或强度高于阈值时，判断驾驶者操作不当或面临复杂路况；还可以结合制动动作信号和加速动作信号的频率和强度来判断驾驶者是否超速行驶等。
本发明的实施例通过将摩擦纳米发电机作为传感器，并将其应用于驾驶行为分析，实现方式简便、结构简单、可靠性强，可以精确、高效地实现驾驶行为监控，有助于减少交通事故的发生。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驾驶行为监控装置，包括传感模块和信号处理模块，其特征在于，
所述传感模块包括三个摩擦纳米发电机，所述三个摩擦纳米发电机分别设置于驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上，用于生成对应于驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号；以及
所述信号处理模块用于对由所述传感模块生成的对应驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号进行处理和分析，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。
2.根据权利要求1所述的驾驶行为监控装置，其特征在于，所述摩擦纳米发电机为三层结构，包括中间层的铝膜和上下两层的Kapton膜。
3.根据权利要求1所述的驾驶行为监控装置，其特征在于，所述驾驶监控装置还包括信号采集模块，所述信号采集模块用于采集由所述传感模块生成的信号，并将所述信号发送给所述信号处理模块。
4.根据权利要求3所述的驾驶行为监控装置，其特征在于，所述信号采集模块为多通道数据采集设备，以便同时采集不同的信号。
5.根据权利要求1所述的驾驶行为监控装置，其特征在于，所述驾驶监控装置还包括报警模块，所述报警模块用于当所述信号处理模块判断驾驶者处于异常驾驶状态时发出报警提示。
6.一种驾驶行为监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将三个摩擦纳米发电机分别设置在驾驶者的眼角处、车辆的刹车踏板上和车辆的油门踏板上；
S2、在驾驶者驾驶车辆的过程中，所述摩擦纳米发电机作为传感模块，以生成对应于驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号；以及
S3、通过信号处理模块对由所述传感模块生成的信号进行处理，以便分析并监控驾驶者的驾驶行为。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括制造所述摩擦纳米发电机的步骤：以铝箔为中间层，以Kapton膜为上下层，粘附形成三层的摩擦纳米发电机结构。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，通过信号采集模块采集由所述传感模块生成的信号，并将所述信号发送给所述信号处理模块以进行处理。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述分析并监控驾驶者的驾驶行为包括：通过将感测到的反映驾驶者的眨眼动作、制动动作和加速动作的信号的强度或频率与预先设置的阈值对比，以判断驾驶者是否处于异常驾驶状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述信号处理模块判断驾驶者处于异常驾驶状态时，由报警模块发出报警提示。
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