CN110606090A - 一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统及方法，所述系统包括车载设备和车辆管理后台，所述车载设备包括前端采集单元、车载DVR单元和速度传感器；所述前端采集单元包括微处理器、传输开关、疲劳图像存储器和用于采集驾驶员人脸图像的前端摄像头；所述车载DVR单元包括车载存储模块、中央处理器和无线发送模块。本发明提供了一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统及方法，车载DVR单元能够在车速大于速度设定阈值时，向前端采集单元器发送数据开始传输指令，接收前端采集单元的疲劳检测报警信息，传输给车辆管理后台进行监控，有利于提高车辆行驶的安全性。

Description

一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统及方法
技术领域
本发明涉及驾驶员监控，特别是涉及一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统及方法。
背景技术
随着科学技术的发展和社会生活水平的不断进步，各种车辆已经成为人们生活中必不可少的交通运输工具，在社会生活中起到越来越重要的作用。
一般而言，对于各种运输车辆（如货车、客车等），为提高车辆行驶的安全性和规范性，常常需要对驾驶员的行为规范进行监控，其中，疲劳驾驶监控更是重中之中，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，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生道路交通事故。因此，对驾驶员的疲劳即使行为进行监控和预警，对提高车辆行驶的安全性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统及方法，车载DVR单元能够在车速大于速度设定阈值时，向前端采集单元器发送数据开始传输指令，接收前端采集单元的疲劳检测报警信息，传输给车辆管理后台进行监控，有利于提高车辆行驶的安全性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，包括车载设备和车辆管理后台，所述车载设备包括前端采集单元、车载DVR单元和速度传感器；所述前端采集单元包括微处理器、传输开关、疲劳图像存储器和用于采集驾驶员人脸图像的前端摄像头；所述车载DVR单元包括车载存储模块、中央处理器和无线发送模块；
所述速度传感器的输出端与中央处理器连接，所述中央处理器输出端与微处理器连接；所述前端摄像头的输出端与微处理器连接，微处理器的输出端通过传输开关与中央处理器连接，所述微处理器还与疲劳图像存储器连接；所述中央处理器的输出端通过无线发送模块与车辆管理后台连接，所述中央处理器还与车载存储模块连接；
所述疲劳图像存储器，用于保存驾驶员的疲劳人脸图像样本；
所述中央处理器，用于在速度传感器采集到的速度信息大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据开始传输指令，并通过传输开关接收来自微处理器的报警信息，将接收到的信息保存在车载存储模块中，并通过无线发送模块传输给车辆管理后台；在速度传感器采集到的速度信息不大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据停止传输指令；
所述微处理器，用于在接收到来自中央处理器的数据开始传输指令时，控制传输开关闭合，并将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的情况，在驾驶员存在疲劳驾驶情况时，将前端摄像头当前采集到的人脸图像作为报警信息，并通过传输开关输出给中央处理器；在接收到来自中央处理器的数据停止传输指令时，控制传输开关断开。
优选地，所述车载设备还包括定位模块，所述定位模块的输出端与中央处理器连接，所述中央处理器将接收到的信息与定位模块输出的定位信息一起通过无线发送模块传输给车辆管理后台。
优选地，所述车载设备还包括报警模块，所述报警模块的控制输入端与中央处理器连接，所述中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，控制报警模块进行报警；所述报警模块包括声光报警器。
优选地，所述车载DVR单元还包括车载显示模块，所述车载显示模块与中央处理器连接，中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，将报警信息传输给车载显示模块进行显示。
其中，所述车辆管理后台包括无线接收模块、计算机组、后台显示模块和后台存储模块；
所述无线接收模块的输入端与车载设备中的无线发送模块连接，用于接收来自车载设备的信息，无线接收模块的输出端与计算机组连接，所述计算机组分别与后台显示模块和后台存储模块连接。
优选地，所述速度设定阈值为15Km/h。
所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统进行驾驶员监控的方法，包括以下步骤：
S1.速度传感器实时采集车辆的速度信息，传输给中央处理器，中央处理器在速度信息大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据开始传输指令；
S2.微处理器接收到来自中央处理器的数据开始传输指令后，控制传输开关闭合；
S3.微处理器将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的情况：
若驾驶员存在疲劳驾驶情况，将前端摄像头当前采集到的人脸图像作为报警信息，并通过传输开关输出给中央处理器，进入步骤S4；
若驾驶员不存在疲劳驾驶情况，返回步骤S3；
S4.中央处理器将接收到的信息保存在车载存储模块中，并通过无线发送模块传输给车辆管理后台；
S5.车辆管理后台接收来自中央处理的信息，并进行保存和显示，供车辆管理后台的工作人员进行监控。
本发明的有益效果是：（1）车载DVR单元能够在车速大于速度设定阈值时，向前端采集单元器发送数据开始传输指令，接收前端采集单元的疲劳检测报警信息，传输给车辆管理后台进行监控，有利于后台工作人员及时采取措施，提高车辆行驶的安全性；同时，考虑到车辆停止或者车速较低时，危险性较低，故DVR单元在车速不大于速度设定阈值时，并不会对前端采集单元的疲劳检测信息进行接收和上传，有利于降低功耗；（2）车载设备还包括定位模块，中央处理器将接收到的信息与定位模块输出的定位信息一起通过无线发送模块传输给车辆管理后台，方便于车辆管理后台对驾驶员的疲劳检测信息和车辆的定位信息进行综合监控；（3）车载设备还包括报警模块，报警模块的控制输入端与中央处理器连接，所述中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，控制报警模块进行报警，能够对驾驶员的疲劳驾驶行为进行有效提醒，有助于使驾驶员及时停止疲劳驾驶行为，进一步提高车辆行驶的安全性。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，包括车载设备和车辆管理后台，所述车载设备包括前端采集单元、车载DVR单元和速度传感器；所述前端采集单元包括微处理器、传输开关、疲劳图像存储器和用于采集驾驶员人脸图像的前端摄像头；所述车载DVR单元包括车载存储模块、中央处理器和无线发送模块；
所述速度传感器的输出端与中央处理器连接，所述中央处理器输出端与微处理器连接；所述前端摄像头的输出端与微处理器连接，微处理器的输出端通过传输开关与中央处理器连接，所述微处理器还与疲劳图像存储器连接；所述中央处理器的输出端通过无线发送模块与车辆管理后台连接，所述中央处理器还与车载存储模块连接；
所述疲劳图像存储器，用于保存驾驶员的疲劳人脸图像样本；
所述中央处理器，用于在速度传感器采集到的速度信息大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据开始传输指令，并通过传输开关接收来自微处理器的报警信息，将接收到的信息保存在车载存储模块中，并通过无线发送模块传输给车辆管理后台；在速度传感器采集到的速度信息不大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据停止传输指令；
所述微处理器，用于在接收到来自中央处理器的数据开始传输指令时，控制传输开关闭合，并将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的情况，在驾驶员存在疲劳驾驶情况时，将前端摄像头当前采集到的人脸图像作为报警信息，并通过传输开关输出给中央处理器；在接收到来自中央处理器的数据停止传输指令时，控制传输开关断开。
在本申请的实施例中，预先采集多张驾驶员疲劳驾驶的人脸图像信息（如打哈欠时的人脸图像，打瞌睡时的人脸图像等）作为疲劳人脸图像样本保存到疲劳图像存储器中。微处理器将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，即将实时采集到的人脸图像分别与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像进行匹配，若与任一疲劳人脸图像样本一致性较高则认为驾驶员存在疲劳驾驶情况，若与每一张疲劳人脸图像样本一致性都较低，则认为驾驶员不存在疲劳驾驶情况。
在本申请的实施例中，所述车载设备还包括定位模块，所述定位模块的输出端与中央处理器连接，所述中央处理器将接收到的信息与定位模块输出的定位信息一起通过无线发送模块传输给车辆管理后台。
在本申请的实施例中，所述车载设备还包括报警模块，所述报警模块的控制输入端与中央处理器连接，所述中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，控制报警模块进行报警；所述报警模块包括声光报警器。
在本申请的实施例中，所述车载DVR单元还包括车载显示模块，所述车载显示模块与中央处理器连接，中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，将报警信息传输给车载显示模块进行显示。
其中，所述车辆管理后台包括无线接收模块、计算机组、后台显示模块和后台存储模块；
所述无线接收模块的输入端与车载设备中的无线发送模块连接，用于接收来自车载设备的信息，无线接收模块的输出端与计算机组连接，所述计算机组分别与后台显示模块和后台存储模块连接。
在本申请的实施例中，所述速度设定阈值为15Km/h。
如图2所示，所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统进行驾驶员监控的方法，包括以下步骤：
S1.速度传感器实时采集车辆的速度信息，传输给中央处理器，中央处理器在速度信息大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据开始传输指令；
S2.微处理器接收到来自中央处理器的数据开始传输指令后，控制传输开关闭合；
S3.微处理器将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的情况：
若驾驶员存在疲劳驾驶情况，将前端摄像头当前采集到的人脸图像作为报警信息，并通过传输开关输出给中央处理器，进入步骤S4；
若驾驶员不存在疲劳驾驶情况，返回步骤S3；
S4.中央处理器将接收到的信息保存在车载存储模块中，并通过无线发送模块传输给车辆管理后台；
S5.车辆管理后台接收来自中央处理的信息，并进行保存和显示，供车辆管理后台的工作人员进行监控。
在本申请的实施例中，在车速较低或车辆停止时（即速度传感器采集到的速度信息不大于速度设定阈值时），DVR单元向微处理器发送数据停止传输指令，微处理器控制传输开关断开，车载DVR单元不会对前端采集单元的疲劳检测信息进行接收和上传，有利于降低功耗。
本发明的车载DVR单元能够在车速大于速度设定阈值时，向前端采集单元器发送数据开始传输指令，接收前端采集单元的疲劳检测报警信息，传输给车辆管理后台进行监控，有利于后台工作人员及时采取措施（如拨打驾驶电话进行警告，通知交警拦截等），提高车辆行驶的安全性；同时，考虑到车辆停止或者车速较低时，危险性较低，故DVR单元在车速不大于速度设定阈值时，并不会对前端采集单元的疲劳检测信息进行接收和上传，有利于降低功耗；本发明的车载设备还包括定位模块，中央处理器将接收到的信息与定位模块输出的定位信息一起通过无线发送模块传输给车辆管理后台，方便于车辆管理后台对驾驶员的疲劳检测信息和车辆的定位信息进行综合监控；本发明的车载设备还包括报警模块，报警模块的控制输入端与中央处理器连接，所述中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，控制报警模块进行报警，能够对驾驶员的疲劳驾驶行为进行有效提醒，有助于使驾驶员及时停止疲劳驾驶行为，进一步提高车辆行驶的安全性。
需要说明的是，以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：包括车载设备和车辆管理后台，所述车载设备包括前端采集单元、车载DVR单元和速度传感器；所述前端采集单元包括微处理器、传输开关、疲劳图像存储器和用于采集驾驶员人脸图像的前端摄像头；所述车载DVR单元包括车载存储模块、中央处理器和无线发送模块；
所述速度传感器的输出端与中央处理器连接，所述中央处理器输出端与微处理器连接；所述前端摄像头的输出端与微处理器连接，微处理器的输出端通过传输开关与中央处理器连接，所述微处理器还与疲劳图像存储器连接；所述中央处理器的输出端通过无线发送模块与车辆管理后台连接，所述中央处理器还与车载存储模块连接；
所述疲劳图像存储器，用于保存驾驶员的疲劳人脸图像样本；
所述中央处理器，用于在速度传感器采集到的速度信息大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据开始传输指令，并通过传输开关接收来自微处理器的报警信息，将接收到的信息保存在车载存储模块中，并通过无线发送模块传输给车辆管理后台；在速度传感器采集到的速度信息不大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据停止传输指令；
所述微处理器，用于在接收到来自中央处理器的数据开始传输指令时，控制传输开关闭合，并将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的情况，在驾驶员存在疲劳驾驶情况时，将前端摄像头当前采集到的人脸图像作为报警信息，并通过传输开关输出给中央处理器；在接收到来自中央处理器的数据停止传输指令时，控制传输开关断开。
2.根据权利要求1所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：所述车载设备还包括定位模块，所述定位模块的输出端与中央处理器连接，所述中央处理器将接收到的信息与定位模块输出的定位信息一起通过无线发送模块传输给车辆管理后台。
3.根据权利要求1所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：所述车载设备还包括报警模块，所述报警模块的控制输入端与中央处理器连接，所述中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，控制报警模块进行报警。
4.根据权利要求3所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：所述报警模块包括声光报警器。
5.根据权利要求1所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：所述车载DVR单元还包括车载显示模块，所述车载显示模块与中央处理器连接，中央处理器在接收到来自微处理的报警信息时，将报警信息传输给车载显示模块进行显示。
6.根据权利要求1所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：所述车辆管理后台包括无线接收模块、计算机组、后台显示模块和后台存储模块；
所述无线接收模块的输入端与车载设备中的无线发送模块连接，用于接收来自车载设备的信息，无线接收模块的输出端与计算机组连接，所述计算机组分别与后台显示模块和后台存储模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统，其特征在于：所述速度设定阈值为15Km/h。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的一种基于疲劳检测的驾驶员监控系统进行驾驶员监控的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.速度传感器实时采集车辆的速度信息，传输给中央处理器，中央处理器在速度信息大于速度设定阈值时，向微处理器发送数据开始传输指令；
S2.微处理器接收到来自中央处理器的数据开始传输指令后，控制传输开关闭合；
S3.微处理器将前端摄像头实时采集到的人脸图像与疲劳图像存储器保存的疲劳人脸图像样本进行对比，判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的情况：
若驾驶员存在疲劳驾驶情况，将前端摄像头当前采集到的人脸图像作为报警信息，并通过传输开关输出给中央处理器，进入步骤S4；
若驾驶员不存在疲劳驾驶情况，返回步骤S3；
S4.中央处理器将接收到的信息保存在车载存储模块中，并通过无线发送模块传输给车辆管理后台；
S5.车辆管理后台接收来自中央处理的信息，并进行保存和显示，供车辆管理后台的工作人员进行监控。
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