CN110422117A - 一种车辆驾驶环境监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆驾驶环境监控方法，其方法步骤包括：a、车辆上电，系统初始化，b、初始化检测，c、驾驶员启动验证，d、车辆运行，执行驾驶员操控，e、驾驶环境异常检测，f、监控平台是否输入监控命令，g、车辆是否断电，h、启动异常模式应对策略。从而完成车辆驾驶内外部环境的监测与控制，并将系统功能集成，统一感知，统一控制。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，具体涉及一种车辆先进辅助驾驶环境监控技术。
背景技术
随着汽车保有量的不断增加，交通事故发生率也在逐年增大，交通事故的发生多数是由于驾驶员疲劳驾驶、饮酒驾驶、注意力分散驾驶以及强光、死角等原因造成。
所以开发一款具有车内驾驶员状态监测，车外环境状态监测，后台终端总体状态监控的系统是非常有必要的。然而目前市面产品控制方法单一，不能对车辆的内部环境、外部环境进行统一感知，统一控制。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种车辆驾驶环境监控方法，其方法步骤包括：
a、车辆上电，系统初始化，
b、初始化检测：
如果检测状态为正常，则进入步骤c，
如果检测状态为异常，则车辆故障，
c、驾驶员启动验证：
如果验证通过，则进入步骤d，
如果验证不通过，“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”，
d、车辆运行，执行驾驶员操控，进入步骤e，
e、驾驶环境异常检测：
如果检测为正常，则进入步骤g，
如果检测为异常，则进入步骤h，
f、监控平台是否输入监控命令：
如果是，则车辆执行输入的具体命令，
如果否，则进入步骤g，
g、车辆是否断电：
如果是，则程序跳出结束，
如果否，则程序循环至e，
h、启动异常模式应对策略。
更加优化的，所述的c、驾驶员启动验证包括：
c1、驾驶员身份验证：通过视觉感知技术对驾驶员面部特征进行采集，将采集信息与原已存储的驾驶员特征信息进行对比，如果相同，则进入步骤c2，如果不同则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”，
c2、驾驶员第一状态验证：通过心率传感、脉搏传感等技术检测驾驶员生命体征，如果生命体征不存在异常，则进入步骤c3，如果生命体征存在异常，则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”，
c3、驾驶员第二状态验证：通过酒精传感器，对驾驶员呼出的气体进行检测，如果检测到气体中不存在酒精，则进入步骤d，如果检测到气体中存在酒精，则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”。
更加优化的，所述e、驾驶环境异常检测，包括：
e1、车辆前视异常检测：当系统检测到车辆前方存在障碍物、交通标志牌、交通信号灯时，则进入步骤h，
e2、车辆驾驶员异常检测：当系统检测到驾驶员体征异常，面部表情异常时，则进入步骤h，
e3、车辆驾驶舱异常检测：当系统检测到驾驶舱内异常，异常至少包括驾驶员前方未检测到安全带、安全带锁扣未扣，方向盘上未检测到驾驶员双手，则进入步骤h，
e4、车辆盲区信息采集：对车辆侧方盲区与后方盲区进行信息采集，将采集的信息显示在车辆的第一显示屏上，同时上传到云端的监控单元。
更加优化的，e1、车辆前视异常检测至少包括通过视觉传感器对前方障碍物与交通标示进行图像采集，并判断障碍物类别与交通标识表述内容。
更加优化的，所述的e1、车辆前视异常检测还包括通过毫米波雷达对车辆前方障碍物进行感知。
更加优化的，所述的e2、车辆驾驶员异常检测包括通过视觉传感器对驾驶员头部图像进行采集并判别，采集的图像至少包括眼部、嘴部、耳部。
更加优化的，所述的f、监控平台命令输入包括：
f1、要求制动：通过命令输入，远程要求车辆进行制动，车辆根据制动命令完成远程自动制动，
f2、要求转向：通过命令输入，远程要求车辆进行转向，车辆根据制动命令完成远程自动转向。
更加优化的，所述的h、启动异常模式应对策略包括：
h1、车辆前方有障碍物时，且在安全碰撞距离外，车辆进行声光报警，
h2、车辆前方有动态障碍物时，且在安全碰撞距离内，车辆进行制动减速，
h3、车辆前方有静态障碍物时，且在安全碰撞距离内，车辆进行减速、转向，
h4、驾驶员存在抽烟、打电话现象时，车辆进行声光报警，并将驾驶员状态上传至监控单元，
h5、驾驶员存在打哈欠、走势现象时，车辆进行声光报警，
h6、驾驶员存在持续闭眼，频繁点头状态时，车辆进行声光报警，并将驾驶员状态上传至监控单元，
h7、当检测到驾驶员前身未有安全带或安全带锁扣处未锁紧或在方向盘上未检测到双手时，车辆进行声光报警，并将异常信息传送至监控单元，
h8、对车辆前方标示牌进行识别，根据标示牌信息与车辆自状态，使车辆进行减速或制动。
更加优化的，所述的h6中的声光报警超过5s，驾驶员仍无任何反应，则车辆打开双闪减速转向，车辆制动，并将异常信息发送给监控单元。
附图说明
图1车辆驾驶环境监控方法对应系统结构图
图2一种车辆驾驶环境监控方法控制流程图
图3驾驶员验证子流程图
图4车辆前视环境监控子流程图
图5车辆驾驶员与驾驶舱子流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种车辆驾驶环境监控方法进行详细说明。
如图1所示为该方法对应的系统架构图，其包括第一处理器160、图像采集单元110、心率传感器118，酒精传感器119，第一无线收发单元120、第一存储单元130、第一显示单元140、第一报警单元150以及监控单元200，
其中，图像采集单元110由第一摄像头111、第二摄像头112、第三摄像头113、第四摄像头114、第五摄像头115、第六摄像头116、第七摄像头117组成，全部连接第一处理器160，用于采集车辆周边环境、驾驶舱环境与驾驶人员状态，并将采集信息传送至第一处理器160，
其中，第一摄像头111为长距摄像头，设置在车辆前挡风玻璃上，镜头方向为车辆水平方向正前方，用于采集车辆前方的障碍物、标识牌等图像信息，并将信息传送给第一处理器160中。
第一处理器160中设有第一特征库，第一特征库至少包括人体、建筑、路障以及交通标志牌特征信息，第一处理器160将第一摄像头111采集的信息与第一特征库中的特征信息进行比对，从而实现车辆前方障碍物与交通标示牌的识别与读取。
第二摄像头112为普通摄像头，设置在车辆前挡风玻璃上，镜头方向为车辆水平方向斜向下45°，采集车辆车头近处环境信息，将采集的视频信息传送至第一处理器。经第一处理器传送至第一存储单元130并显示在第一显示单元140。
第三摄像头113为红外摄像头，设置在驾驶舱正前方，镜头朝向驾驶员面部，采集驾驶员面部信息，并传送至第一处理器160。
第一处理器160设有第二特征库，第二特征库至少包括人体面部打哈欠、瞌睡、嘴上有异物、耳朵有异物等特征，第一处理器160将第三摄像头采集的人体面目表情与第二特征库进行比对，从而实现对驾驶员面部状态的监控与识别。
第四摄像头114设置在驾驶舱斜上方，镜头朝向驾驶位，采集方向盘状态与安全带及其锁扣状态，并将采集的信息传送至第一处理器160。
第一处理器160设有第三特征库，第三特征库中至少包括方向盘特征、安全带特征与安全带锁扣特征等信息，第一处理器160将第一摄像头114采集的信息与第三特征库进行比对，从而实现对驾驶员是否抓紧方向盘，是否扣紧安全带的监测。
第五摄像头115、第六摄像头116为广角摄像头，设置在车辆侧方后视镜下方，用于驾驶舱盲区信息的采集，并将采集信息传送至第一处理器160，第七摄像头117为广角摄像头，设置在车辆的尾部正上方，用于采集后方盲区信息，并将采集信息传送至第一处理器160。
第一处理器160将第五摄像头115、第六摄像头116、第七摄像头117采集的信息存储至第一存储单元130并显示在第一显示单元140。
心率传感器118与第一处理器160连接，将检测到的驾驶员心率信息传送至第一处理器160，
酒精传感器119与第一处理器160连接，将检测到的驾驶员呼出气体的酒精度含量信息传送至第一处理器160，
第一无线收发单元120，一般为蜂窝通讯模块，与第一处理器160连接，同时与监控单元200通过无线通讯进行信息交互，第一无线收发单元120将第一发送信息发送至监控单元200，第一发送信息包括：第二摄像头112图像采集信息、第三摄像头113图像采集信息、第四摄像头114图像采集信息，
第一存储单元130，一般为SD存储卡或移动硬盘，直接与第一处理器160连接，存储第一处理器160发来的第一存储信息，
第一显示单元140，一般为HDMI显示屏，与第一处理器160连接，显示第一处理器160发来的第一显示信息，第一显示信息包括与前方障碍物距离信息、指示牌信息与侧方盲区图像信息、后方盲区图像信息；
第一报警单元150，一般为蜂鸣器、喇叭，与第一处理器160连接，接收第一处理器发来第一报警指令，进行报警，第一报警指令包括：前方障碍物碰撞预警、驾驶员疲劳报警、安全带脱扣报警、双手脱离方向盘报警与盲区车辆行人报警。
第一处理器160，一般采用嵌入式系统处理器，如NXP iMx系列处理器或安霸的CV22系统处理器，与图像采集单元110、心率传感器118，酒精传感器119、第一无线收发单元120、第一存储单元130、第一显示单元140、第一报警单元连接150，对图像采集单元110、心率传感器118，酒精传感器119、第一无线收发单元120输入的信息进行处理，并将处理的信号输出到第一存储单元130、第一显示单元140、第一报警单元150与第一无线收发单元120；
监控单元200，一般为远程监控终端系统，设置在终端管理站点，与第一信息收发单元120以无线通讯的方式进行信息交互。
毫米波雷达320、横摆角传感器330与第一CAN总线500连接，并将信息反馈至第三处理器310中，第三处理器310做进一步处理和控制，
第三处理器310与第一处理器160通过第一CAN总线500通讯连接，
制动执行单元420、油门执行单元430、转向执行单元440与第四处理器410连接，第四处理器410与第三处理器310通过第二CAN总线600通讯连接。
图2为一种车辆驾驶环境监控方法控制流程图，图3为驾驶员验证子流程图，图4为车辆前视环境监控子流程图，图5为车辆驾驶员与驾驶舱子流程图
其步骤包括：
a、车辆上电，系统初始化，
b、初始化检测：
如果检测状态为正常，则进入步骤c，
如果检测状态为异常，则第一显示单元140显示车辆故障，
c、驾驶员启动验证：
其中：
c1、驾驶员身份验证：通过第三摄像头113对驾驶员面部特征进行采集，将采集信息与第一处理器160中的第二特征库进行对比，如果相同，则进入步骤c2，如果不同则“车辆双闪，第一报警单元150蜂鸣器、喇叭报警，同时车辆转向执行单元440、油门执行单元430锁死”，
c2、驾驶员第一状态验证：通过心率传感118检测驾驶员生命体征，如果生命体征正常，则进入步骤c3，如果生命体征存在异常，则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向执行单元440、油门执行单元430锁死”，
c3、驾驶员第二状态验证：通过酒精传感器119，对驾驶员呼出的气体进行检测，如果检测到气体中不存在酒精，则进入步骤d，如果检测到气体中存在酒精，则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向执行单元440、油门执行单元430锁死”。
d、车辆运行，执行驾驶员操控，进入步骤e，
e、驾驶环境异常检测，其具体包括：
e1、车辆前视异常检测：
第一摄像头111采集车辆前方图像信息，并将采集到的障碍物信息、交通标示牌信息传送至第一处理器160，第一处理器160将受到的图像信息与内置的第一特征库进行比对，根据比对信息判断障碍物类别进入步骤h，如果没有异常，则进入步骤e2，
e2、车辆驾驶员异常检测：
第三摄像头113采集驾驶员面部信息，并将信息传送至第一处理器160，第一处理器将图像信息与第二特征库进行比对，如果面部表情存在异常，则进入步骤h中将当系统检测到驾驶员体征异常，面部表情异常时，异常情况包括：打哈欠，持续性闭眼，嘴上检测到烟状物体，耳朵上检测到手机状物体等，则进入步骤h，如果不存在异常则进入步骤e3，
e3、车辆驾驶舱异常检测：
第四摄像头114采集驾驶舱中包括方向盘、安全带及安全带锁扣信息，并将信息传送至第一处理器160中，第一处理器160与自身第三特征库进行比对，如果出现双手离开方向盘、未检测到安全带、安全带锁扣没扣牢，则进入步骤h，如果无异常则进入步骤e4，
e4、车辆盲区信息采集：
第二摄像头112、第五摄像头115、第六摄像头116、第七摄像头118分别对车辆的前方、两侧盲区、后方盲区进行图像采集，并将采集的图像通过第一处理器160存储到第一存储单元130、显示到第一显示单元140上。
f、监控单元是否输入监控命令：
如果是，则车辆根据监控单元200发来的输入指令，执行具体命令，
其具体指令可包含：
f1、要求制动：通过命令输入，远程要求车辆进行制动，车辆根据制动命令完成远程自动制动
f2、要求转向：通过命令输入，远程要求车辆进行转向，车辆根据制动命令完成远程自动转向。
如果否，则进入步骤g，
g、车辆是否断电：
如果是，则程序跳出结束，
如果否，则程序循环至e，
h、启动异常模式应对策略
其中应对策略，至少要包括：
h1、车辆前方有障碍物时，且在安全碰撞距离外，车辆进行声光报警，
h2、车辆前方有动态障碍物时，且在安全碰撞距离内，车辆进行制动减速，
h3、车辆前方有静态障碍物时，且在安全碰撞距离内，车辆进行减速、转向，
h4、驾驶员存在抽烟、打电话现象时，第一报警单元150报警，并将驾驶员状态上传至监控单元200，
h5、驾驶员存在打哈欠、走势现象时，第一报警单元150报警，
h6、驾驶员存在持续闭眼，频繁点头状态时，第一报警单元150报警，并将驾驶员状态上传至监控单元200，
如果声光报警超过5s，驾驶员仍无任何反应，则车辆打开双闪，减速制动，并将异常信息发送给监控单元200，
h7、当检测到驾驶员前身未有安全带或安全带锁扣处未锁紧或在方向盘上未检测到双手时，第一报警单元150报警，并将异常信息传送至监控单元200，
h8、对车辆前方标示牌进行识别，根据标示牌信息与车辆自状态，使车辆进行减速或制动。
由于摄像头的探测距离有效，为了更加有效的检测到前方障碍物信息，该方案还可以加入毫米波雷达320与横摆角传感器330的感知方案，由横摆角传感器判断车辆目前的偏转量，毫米波雷达320探测车辆前方是否存在障碍物，如果存在，则通过第一CAN总线500向第三处理器310传送信息，第三处理器将横摆角传感器330与毫米波雷达320发来的信息进行融合并前方障碍物的信息反馈给第一处理器160，第一处理器160同时获取第一摄像头111的图像采集信息，并与第一特征库进行比对，从而更加快速的判断出远方障碍物信息。
Claims (9)
1.一种车辆驾驶环境监控方法，其特征在于包括以下步骤：
a、车辆上电，系统初始化，
b、初始化检测：
如果检测状态为正常，则进入步骤c，
如果检测状态为异常，则显示车辆故障，
c、驾驶员启动验证：
如果验证通过，则进入步骤d，
如果验证不通过，“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”，
d、车辆运行，执行驾驶员操控，进入步骤e，
e、驾驶环境异常检测：
如果检测为正常，则进入步骤f，
如果检测为异常，则进入步骤h，
f、监控平台是否输入监控命令：
如果是，则车辆执行输入的具体命令，
如果否，则进入步骤g，
g、车辆是否断电：
如果是，则程序跳出结束，
如果否，则程序循环至e，
h、启动异常模式应对策略。
2.根据权利要求1所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述的c、驾驶员启动验证包括：
c1、驾驶员身份验证：通过视觉感知技术对驾驶员面部特征进行采集，将采集信息与原已存储的驾驶员特征信息进行对比，如果相同，则进入步骤c2，如果不同则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”，
c2、驾驶员第一状态验证：通过心率传感、脉搏传感等技术检测驾驶员生命体征，如果生命体征不存在异常，则进入步骤c3，如果生命体征存在异常，则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”，
c3、驾驶员第二状态验证：通过酒精传感器，对驾驶员呼出的气体进行检测，如果检测到气体中不存在酒精，则进入步骤d，如果检测到气体中存在酒精，则“车辆双闪，喇叭报警，同时车辆转向、驱动锁死”。
3.根据权利要求1或2所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述e、驾驶环境异常检测，包括：
e1、车辆前视异常检测：当系统检测到车辆前方存在障碍物、交通标志牌、交通信号灯时，则进入步骤h，
e2、车辆驾驶员异常检测：当系统检测到驾驶员体征异常，面部表情异常时，则进入步骤h，
e3、车辆驾驶舱异常检测：当系统检测到驾驶舱内异常，异常至少包括驾驶员前方未检测到安全带、安全带锁扣未扣，方向盘上未检测到驾驶员双手，则进入步骤h，
e4、车辆盲区信息采集：对车辆侧方盲区与后方盲区进行信息采集，将采集的信息显示在车辆的第一显示屏上，同时上传到云端的监控单元。
4.根据权利要求3所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，e1、车辆前视异常检测至少包括通过视觉传感器对前方障碍物与交通标示进行图像采集，并判断障碍物类别与交通标识表述内容。
5.根据权利要求4所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述的e1、车辆前视异常检测还包括通过毫米波雷达对车辆前方障碍物进行感知。
6.根据权利要求5所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述的e2、车辆驾驶员异常检测包括通过视觉传感器对驾驶员头部图像进行采集并判别，采集的图像至少包括眼部、嘴部、耳部。
7.根据权利要求1述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述的f、监控平台命令输入包括：
f1、要求制动：通过命令输入，远程要求车辆进行制动，车辆根据制动命令完成远程自动制动，
f2、要求转向：通过命令输入，远程要求车辆进行转向，车辆根据制动命令完成远程自动转向。
8.根据权利要求1所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述的h、启动异常模式应对策略包括：
h1、车辆前方有障碍物时，且在安全碰撞距离外，车辆进行声光报警，
h2、车辆前方有动态障碍物时，且在安全碰撞距离内，车辆进行制动减速，
h3、车辆前方有静态障碍物时，且在安全碰撞距离内，车辆进行减速、转向，
h4、驾驶员存在抽烟、打电话现象时，车辆进行声光报警，并将驾驶员状态上传至监控单元，
h5、驾驶员存在打哈欠、走势现象时，车辆进行声光报警，
h6、驾驶员存在持续闭眼，频繁点头状态时，车辆进行声光报警，并将驾驶员状态上传至监控单元，
h7、当检测到驾驶员前身未有安全带或安全带锁扣处未锁紧或在方向盘上未检测到双手时，车辆进行声光报警，并将异常信息传送至监控单元，
h8、对车辆前方标示牌进行识别，根据标示牌信息与车辆自状态，使车辆进行减速或制动。
9.根据权利要求8所述的车辆一种车辆驾驶环境监控方法，其特征是，所述的h6中的声光报警超过5s，驾驶员仍无任何反应，则车辆打开双闪减速转向，车辆制动，并将异常信息发送给监控单元。
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Cited By (3)
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