CN110834641A - 一种驾驶行为监测报警系统和方法 - Google Patents

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徐达学
姜灏
陈海鸥
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Abstract

本发明揭示了一种驾驶行为监测报警系统，系统设有判断驾驶行为是否存在隐患的ECU，车辆的仪表台、方向盘或A柱区域固定有摄像头，所述摄像头将采集驾驶员的影像信息并将信息输送至ECU，所述ECU根据影像信息获取驾驶员的视线聚焦点信息、面部表情信息、不良驾驶行为，车辆的方向盘和/或驾驶员座椅内固定有震动器，所述ECU输出报警信号至震动器和汽车音响执行。本发明监测报警系统能够准确判断驾驶员驾驶行为，并能对危险驾驶行为进行报警，装配简单，成本低，能够有效降低驾驶人行驶途中因分心造成交通事故的可能。

Description

一种驾驶行为监测报警系统和方法
技术领域
本发明涉及驾驶监测技术领域，具体涉及一种驾驶行为监测报警系统的技术方案。
背景技术
近年来我国汽车拥有量急剧膨胀,汽车交通的安全问题日益引起人们的关注。如何避免和减少交通事故成为科学家积极研究的课题,主要研究目标为提前预防交通事故并减少伤害。不规范的驾驶行为是发生交通意外的主要因素之一。而不规范的驾驶行为包括驾车时单/双手离开方向盘，长时间未注视前方，疲劳驾驶时候打瞌睡等，驾驶员在疲劳状态下会出现注意力分散、思维活动降低，进而造成其反应迟钝、车辆控制力下降，增加发生交通事故的可能性。
目前也有车辆装配有驾驶行为监测的系统，但是大都结构复杂，需要增设大量的电子设备，无形中增加了车辆成本，难以推广普及，而且这类系统不方便实时对驾驶员行为进行检测与报警，监测效果一般。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种装配简单、成本低、监测稳定可靠的驾驶员驾驶行为监测报警系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种驾驶行为监测报警系统，系统设有判断驾驶行为是否存在隐患的ECU，车辆的仪表台、方向盘或A柱区域固定有摄像头，所述摄像头将采集驾驶员的影像信息并将信息输送至ECU，所述ECU根据影像信息获取驾驶员的视线聚焦点信息、面部表情信息、不良驾驶行为，车辆的方向盘和/或驾驶员座椅内固定有震动器，所述ECU输出报警信号至震动器和汽车音响执行。
所述方向盘上安装有感应驾驶员握持力的压力传感器，所述压力传感器输出压力信号至ECU，所述ECU连接汽车仪表获取当前车速信息。
所述ECU连接EPS，获取行驶途中转向盘的转角以及转矩数值。
所述ECU连接ESP，获取行驶途中扭矩与制动力数值。
所述ECU连接车载主机，将驶行为监测信息发送至车载主机存储。
所述ECU连接HUD，所述ECU输出报警信号至HUD执行。
基于所述驾驶行为监测报警系统的监测报警方法：
系统启动后，摄像头实时获取驶员的影像信息并将信息输送至ECU，压力传感器实时获取驶员的握力信息将信息输送至ECU，汽车仪表实时获取车速信息将信息输送至ECU，ECU分析获取的数据，若符合任一危险驾驶行为条件，则向外输出报警信号，所述危险驾驶行为条件包括：
1)车辆速度>0km/h时，方向盘压力低于设置阈值；
2)驾驶员视线聚点偏离正前方的角度大于设置阈值；
3)驾驶员在进食；
4)驾驶员在抽烟；
5)驾驶员眨眼频率大于设置阈值，或闭眼时间大于设置阈值。
EPS实时将转向盘的转角以及转矩值输送至ECU，ESP实时将发动机/动力电机扭矩与制动力值输送至ECU；
所述危险驾驶行为条件还包括：
6)转向盘的转角以及转矩的变化率大于设置阈值；
7)发动机/动力电机扭矩与制动力值的变化率大于设置阈值。
系统启动后，ECU通过摄像头的影像信息识别驾驶员身份，在系统运行过程中将每次报警信息备注时间和驾驶员身份后存储至车载主机。
将危险驾驶行为条件分为三个报警等级，包括轻度危险驾驶行为、中度危险驾驶行为、重度危险驾驶行为；
当判定为轻度危险驾驶行为，则控制HUD闪烁绿色报警灯；
当判定为中度危险驾驶行为，则控制HUD闪烁黄色报警灯，同时驱动震动器低频震动；
当判定为重度危险驾驶行为，则控制HUD闪烁红色报警灯，同时驱动震动器高频震动。
本发明监测报警系统能够准确判断驾驶员驾驶行为，并能对危险驾驶行为进行报警，装配简单，成本低，能够有效降低驾驶人行驶途中因分心造成交通事故的可能。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为驾驶行为监测报警系统布置示意图；
图2位驾驶行为监测报警系统原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
驾驶行为监测模块主要由红外线灯、摄像头、控制器ECU、PCB电路板和外壳共同组成，可安装在仪表台、方向盘或A柱区域，整车上电后实时监测人眼移动状态、瞳孔聚焦区域、不良动作行为，并将捕捉的图像信息传输给控制ECU做原始图像信息处理，处理完成获知驾驶人视线聚焦点信息、面部表情信息、不良驾驶行为(抽烟、打电话等)等信息，并将这些信息通过CAN/CAN-FD/以太网等传输方式发送给数据交互处理ECU。
方向盘压力传感器检测方向盘上的压力，若驾驶人在行驶途中(车辆速度>0km/h)手离开方向盘，此时方向盘压力低于设置阈值，属于不良驾驶行为。予以相应报警。
EPS(电动助力转向系统)传输行驶途中转向盘的转角以及转矩的大小，若监测到转矩的陡升或陡降，可以认为是驾驶人在驾驶途中猛打方向盘，属于不良驾驶行为。予以相应报警。
ESP(车身电子稳定系统)传输行驶途中扭矩与制动力大小，若监测到扭矩与制动力的陡升或陡降，可以认为是驾驶人在驾驶途中猛踩刹车，属于不良驾驶行为。予以相应报警。
数据交互处理ECU处理驾驶行为监测模块传输的驾驶人行为信息、方向盘压力传感器传输的方向盘压力信息、EPS传输的方向盘转角信息、ESP传输的扭矩及制动信息。判断驾驶人危险驾驶行为记录，并将这些数据通过CAN或以太网传输方式发送给车载主机、仪表、HUD(抬头显示系统)及BCM(汽车车身控制器)。
驾驶人行车途中，若数据交互处理ECU判断驾驶人产生不良驾驶行为，根据不良驾驶行为持续时间及不良程度予以报警，报警方式可分为：轻度、中度、重度，并通过方向盘震动强弱、声音报警大小、仪表/HUD画面闪烁(HMI提示)频率等方式给予驾驶人提示，从而降低驾驶人行驶途中因分心造成交通事故的可能。
HUD(Head Up Display)抬头显示系统指将车载系统界面通过投影设备，经过镜面折射投影到挡风玻璃或外设的玻璃板上形成虚像的设备，通常被安置在车辆驾驶室前方，用来显示速度、HMI信息等。若检测到驾驶人产生轻度、中度、重度不良驾驶行为，HUD系统HMI界面可分别用绿色、黄色、红色结合一定频率的闪烁进行报警提示驾驶人危险行为。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驾驶行为监测报警系统，其特征在于：系统设有判断驾驶行为是否存在隐患的ECU，车辆的仪表台、方向盘或A柱区域固定有摄像头，所述摄像头将采集驾驶员的影像信息并将信息输送至ECU，所述ECU根据影像信息获取驾驶员的视线聚焦点信息、面部表情信息、不良驾驶行为，车辆的方向盘和/或驾驶员座椅内固定有震动器，所述ECU输出报警信号至震动器和汽车音响执行。
2.根据权利要求1所述的驾驶行为监测报警系统，其特征在于：所述方向盘上安装有感应驾驶员握持力的压力传感器，所述压力传感器输出压力信号至ECU，所述ECU连接汽车仪表获取当前车速信息。
3.根据权利要求1所述的驾驶行为监测报警系统，其特征在于：所述ECU连接EPS，获取行驶途中转向盘的转角以及转矩数值。
4.根据权利要求1所述的驾驶行为监测报警系统，其特征在于：所述ECU连接ESP，获取行驶途中扭矩与制动力数值。
5.根据权利要求1所述的驾驶行为监测报警系统，其特征在于：所述ECU连接车载主机，将驶行为监测信息发送至车载主机存储。
6.根据权利要求1所述的驾驶行为监测报警系统，其特征在于：所述ECU连接HUD，所述ECU输出报警信号至HUD执行。
7.基于权利要求1-6中任一所述驾驶行为监测报警系统的监测报警方法，其特征在于：
系统启动后，摄像头实时获取驶员的影像信息并将信息输送至ECU，压力传感器实时获取驶员的握力信息将信息输送至ECU，汽车仪表实时获取车速信息将信息输送至ECU，ECU分析获取的数据，若符合任一危险驾驶行为条件，则向外输出报警信号，所述危险驾驶行为条件包括：
1)车辆速度>0km/h时，方向盘压力低于设置阈值；
2)驾驶员视线聚点偏离正前方的角度大于设置阈值；
3)驾驶员在进食；
4)驾驶员在抽烟；
5)驾驶员眨眼频率大于设置阈值，或闭眼时间大于设置阈值。
8.根据权利要求7所述的监测报警方法，其特征在于：EPS实时将转向盘的转角以及转矩值输送至ECU，ESP实时将发动机/动力电机扭矩与制动力值输送至ECU；
所述危险驾驶行为条件还包括：
6)转向盘的转角以及转矩的变化率大于设置阈值；
7)发动机/动力电机扭矩与制动力值的变化率大于设置阈值。
9.根据权利要求8所述的监测报警方法，其特征在于：系统启动后，ECU通过摄像头的影像信息识别驾驶员身份，在系统运行过程中将每次报警信息备注时间和驾驶员身份后存储至车载主机。
10.根据权利要求7、8或9所述的监测报警方法，其特征在于：将危险驾驶行为条件分为三个报警等级，包括轻度危险驾驶行为、中度危险驾驶行为、重度危险驾驶行为；
当判定为轻度危险驾驶行为，则控制HUD闪烁绿色报警灯；
当判定为中度危险驾驶行为，则控制HUD闪烁黄色报警灯，同时驱动震动器低频震动；
当判定为重度危险驾驶行为，则控制HUD闪烁红色报警灯，同时驱动震动器高频震动。
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