CN111038499B - 可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统包括盲区监测控制器，以及盲区监测控制器连接的信息采集模块、执行器模块；所述盲区信息采集单元用于采集汽车盲区环境信息，监测是否有车辆或者行人；所述驾驶员状态信息采集单元用于采集驾驶员的状态信息；所述前方道路信息采集单元用于采集车辆前方道路线信息；所述执行器模块用于控制汽车的运行状态和进行声光报警。本发明所述的可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法可以在驾驶员的状态没有处于可以迅速发现报警信号并进行接管处理的时候，同样保证车辆及驾驶员的行驶安全。
Description
技术领域
本发明属于汽车设备技术领域，尤其是涉及一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法。
背景技术
当车辆在道路上行驶时，驾驶员会通过车辆两侧的后视镜观察车辆两侧后方的交通情况，但由于车辆自身结构的缺陷和后视镜视野角度的问题，在车辆的两侧和车辆后方就会存在视线盲区。尤其当驾驶员有变道行为时，就会存在很大的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法，以解决现有的汽车缺少盲区测试系统，无法对汽车盲区进行有效监测，在变道时存在较大安全隐患的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统，包括盲区监测控制器，以及盲区监测控制器连接的信息采集模块、执行器模块；
所述信息采集模块包括盲区信息采集单元、驾驶员状态信息采集单元、前方道路信息采集单元，所述盲区信息采集单元用于采集汽车盲区环境信息，监测是否有车辆或者行人；所述驾驶员状态信息采集单元用于采集驾驶员的状态信息；所述前方道路信息采集单元用于采集车辆前方道路线信息；
所述执行器模块用于控制汽车的运行状态和进行声光报警；
所述盲区监测控制器用于根据信息采集模块采集的信息，对执行器模块进行不同模式的控制。
进一步的，还包括信息显示模块，用于显示车辆当前所处的控制模式信、驾驶员当前的所处的状态信息、盲区车辆的车速信息和位置信息。
进一步的，所述盲区信息采集单元包括左后侧毫米波雷达和右后侧毫米波雷达，通过毫米波雷达采集盲区的障碍物信息；
所述前方道路信息采集单元为前视摄像头，用于采集和识别车辆前方的车道线信息，当驾驶员处于注意力分散状态以及无法接管状态时，为车辆始终行驶在本车道内提供所需的车道线信息。
进一步的，所述驾驶员状态信息采集单元为摄像头，该摄像头用于采集和识别驾驶员的当前状态信息；
并根据驾驶员的状态信息，将驾驶员的状态分为正常驾驶状态、注意力分散状态以及无法接管状态，并将驾驶员所处的状态信息发送至盲区监测控制器，盲区监测控制器根据不同的状态信息对执行器模块执行不同的控制模式。
进一步的，所述执行器模块包括电子刹车单元、电动助力转向单元和声光报警单元；电子刹车单元用于完成车辆的速度的降低；电动助力转向单元用于控制车辆的方向盘转角的调整；声光报警单元包括安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，用于发出报警信号以及报警声音；
所述盲区监测控制器根据所述信息采集模块发来的信息，判断当前所需要触发的控制模式，并对执行器模块发送控制命令；所述控制模式包括常规盲区监测提醒模式、盲区监测强化提醒及部分控制模式和盲区监测强化提醒及完全自主控制模式。
一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测方法，其特征在于，包括：
S1、通过信息采集模块对车辆盲区的路况、驾驶员当前的面部特征和车辆前方车道线信息进行采集，并发送给盲区监测控制器；
S2、盲区监测控制器根据信息采集模块提供的环境及驾驶员的信息，确定当前应该触发的控制模式，并将控制指令通过电子信号发送给执行器模块；
S3、执行器模块根据盲区监测控制器发送的不同控制模式下的控制信号，分别对电子刹车单元、电动助力转向单元和声光报警单元进行控制；
S4、信息显示模块则根据盲区监测控制器发送的电子信号，显示车辆当前所处的控制模式信息，驾驶员当前的所处的状态信息，盲区车辆的车速信息和位置信息。
进一步的，所述步骤S1具体方法如下：
首先判断左后和右后侧毫米波雷达是否其中任意一个监测到有物体出现，如果没有，则继续探测物体，如果有，则使驾驶员监控摄像头开始触发，并采集驾驶员的面部特征，并根据深度学习算法，对驾驶员状态信息进行判断，并将驾驶员的状态分为三种，即正常驾驶状态、注意力分散状态以及无法接管状态，并将上述三种状态分别以0，1和2的数字形式发送给盲区监测控制器
判断驾驶员的状态信息是否为1或2，如果是，则认为驾驶员处于注意力分散状态或无法接管状态，此时则使前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息，如果不是，则驾驶员状态信息为0，即正常驾驶状态，前视摄像头不触发。
进一步的，所述步骤S2具体方法如下：
所述盲区监测控制器根据所述信息采集模块发来的信息，判断当前所需要触发的控制模式，并对执行器模块发送控制命令；所述控制模式包括常规盲区监测提醒模式、盲区监测强化提醒及部分控制模式和盲区监测强化提醒及完全自主控制模式；
盲区监测控制器根据信息采集模块提供的环境及驾驶员的信息，确定当前应该触发的控制模式，并将控制指令通过电子信号发送给执行器模块，如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为0，即正常驾驶状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是常规盲区监测提醒模式；
常规盲区监测提醒模式的执行方法为：只触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为1s；
如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为1，即驾驶员处于注意力分散状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是盲区监测强化提醒及部分控制模式，同时前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息；
盲区监测强化提醒及部分控制模式的执行方法为：触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为0.5s，并对报警声音进行放大，变为常规盲区监测提醒模式下报警声音的1倍，同时，触发电动助力转向单元，并根据前视摄像头发送过来的车道线信息，对车辆进行转向微调，使车身边缘距离同侧车道线安全值保持在0-0.5m；
如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为2，即驾驶员处于无法接管状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是盲区监测强化提醒及完全自主控制模式，同时前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息；
盲区监测强化提醒及完全自主控制模式的执行方法为：触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为0.5s，并对报警声音进行放大，变为常规盲区监测提醒模式下报警声音的1倍，同时，触发电动助力转向单元和电子刹车单元，对车辆进行降速控制，是车辆速度降低到20km/h以内，同时根据前视摄像头发送过来的车道线信息，对车辆转向完全接管，使车身纵向中心线始终保持在车道中心线附近，车身纵向中心线距离车道中心线在-0.5-0.5m之内。
相对于现有技术，本发明所述的可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统具有以下优势：
(1)本发明所述的可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法可以在驾驶员的状态没有处于可以迅速发现报警信号并进行接管处理的时候，或甚至处于醉驾或严重疲劳的驾驶状态时，同样保证车辆及驾驶员的行驶安全，相比于目前市面上的盲区监测系统更为安全可靠。
(2)本发明所述的可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统及方法可根据驾驶员当前的驾驶状态，主动调节盲区监测系统的不同控制模式，从而使声光报警方式有所区别，更好地适应驾驶员的驾驶需求。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统框图；
图2为可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测方法流程图；
图3为信息采集模块工作流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示为一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测系统，包括四个模块：信息采集模块、盲区监测控制器、执行器模块以及信息显示模块。
所述信息采集模块，主要包括左后侧毫米波雷达、右后侧毫米波雷达、驾驶员监控摄像头和前视摄像头，该模块主要用于采集车辆盲区的路况、采集驾驶员当前的面部特征和采集车辆前方车道线信息。
所述左后侧毫米波雷达和右后侧毫米波雷达，主要用于判断盲区内是否有车辆、摩托车或行人的存在，以及根据这些信息处理和计算出盲区车辆、摩托车或行人的相对本车的车速和位置信息，其特征在于，安装在车辆的左后及右后的车身覆盖件内部，同时要求两个雷达的位置要尽可能保存对称，覆盖件材料的选取不应造成毫米波雷达衰减等不良影响；
所述驾驶员监控摄像头主要用于采集驾驶员当前的驾驶状态，并将驾驶员的状态分为三种，即正常驾驶状态、注意力分散状态以及无法接管状态，并将上述三种状态分别以0，1和2的数字形式发送给盲区监测控制器，其特征在于，安装在方向盘中心的位置，并对准驾驶员的面部，保证可以获取到清晰稳定的驾驶员面部图像信息；
所述前视摄像头主要用于识别车辆前方的车道线信息，并将用于当驾驶员处于注意力分散状态以及无法接管状态时，为车辆始终行驶在本车道内提供所需的车道线信息，其特征在于，安装在驾驶室内部，并朝向车辆前进方向，保证可以获取到清晰稳定的车道线图像信息；
所述盲区监测控制器，主要根据上述信息采集模块发来的信息，即综合分析车辆盲区的路况、采集驾驶员当前的面部特征和采集车辆前方车道线信息，进而进行分析计算，判断当前所需要触发的控制模式，这里所指的控制模式，主要包括三种，即常规盲区监测提醒模式、盲区监测强化提醒及部分控制模式和盲区监测强化提醒及完全自主控制模式；
所述执行器模块，主要包括：电子刹车单元、电动助力转向单元和声光报警单元；电子刹车单元是指可以被盲区监测控制器发出的电子信号控制，完成车辆的速度的降低；电动助力转向单元是指可以被盲区监测控制器发出的电子信号控制，完成车辆的方向盘转角的调整；声光报警单元是指可以被盲区监测控制器发出电子信号控制，触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音；
所述信息显示模块，主要包括显示车辆当前所处的控制模式信息，驾驶员当前的所处的状态信息，盲区车辆的车速信息和位置信息。
如图2所示为一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1)，通过信息采集模块对车辆盲区的路况、驾驶员当前的面部特征和车辆前方车道线信息进行采集，并发送给盲区监测控制器，其特征在于，如图3所示，首先是左后和右后侧毫米波雷达是否其中任意一个监测到有物体出现，如果没有，则继续探测物体，如果有，则使驾驶员监控摄像头开始触发，并采集驾驶员的面部特征，并根据深度学习算法，对驾驶员状态信息进行判断，是否为1或2，如果是，则认为驾驶员处于注意力分散状态或无法接管状态，此时则使前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息，如果不是，则驾驶员状态信息为0，即正常驾驶状态，前视摄像头不触发；
步骤S2)，盲区监测控制器根据信息采集模块提供的环境及驾驶员的信息，确定当前应该触发的控制模式，并将控制指令通过电子信号发送给执行器模块，其特征在于，如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为0，即正常驾驶状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是常规盲区监测提醒模式；
其中，常规盲区监测提醒模式具体指的是，只是触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为1s。
如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为1，即驾驶员处于注意力分散状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是盲区监测强化提醒及部分控制模式，同时前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息；
其中，盲区监测强化提醒及部分控制模式具体指的是，触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为0.5s，并对报警声音进行放大，变为常规盲区监测提醒模式下报警声音的1倍。同时，触发电动助力转向单元，并根据前视摄像头发送过来的车道线信息，对车辆进行转向微调，使车身边缘距离同侧车道线安全值保持在(0,0.5m)；
如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为2，即驾驶员处于无法接管状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是盲区监测强化提醒及完全自主控制模式，同时前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息；
其中，盲区监测强化提醒及完全自主控制模式具体指的是，触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为0.5s，并对报警声音进行放大，变为常规盲区监测提醒模式下报警声音的1倍。同时，触发电动助力转向单元和电子刹车单元，对车辆进行降速控制，是车辆速度降低到20km/h以内，同时根据前视摄像头发送过来的车道线信息，对车辆转向完全接管，使车身纵向中心线始终保持在车道中心线附近，车身纵向中心线距离车道中心线在(-0.5,0.5m)之内；
步骤S3)，执行器模块根据盲区监测控制器发送的不同控制模式下的控制信号，分别对电子刹车单元、电动助力转向单元和声光报警单元进行控制；
步骤S4)，信息显示模块则根据盲区监测控制器发送的电子信号，显示车辆当前所处的控制模式信息，驾驶员当前的所处的状态信息，盲区车辆的车速信息和位置信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测方法，其特征在于，包括：
S1、通过信息采集模块对车辆盲区的路况、驾驶员当前的面部特征和车辆前方车道线信息进行采集，并发送给盲区监测控制器；
S2、盲区监测控制器根据信息采集模块提供的环境及驾驶员的信息，确定当前应该触发的控制模式，并将控制指令通过电子信号发送给执行器模块；
S3、执行器模块根据盲区监测控制器发送的不同控制模式下的控制信号，分别对电子刹车单元、电动助力转向单元和声光报警单元进行控制；
S4、信息显示模块则根据盲区监测控制器发送的电子信号，显示车辆当前所处的控制模式信息，驾驶员当前的所处的状态信息，盲区车辆的车速信息和位置信息；
所述步骤S2具体方法如下：
所述盲区监测控制器根据所述信息采集模块发来的信息，判断当前所需要触发的控制模式，并对执行器模块发送控制命令；所述控制模式包括常规盲区监测提醒模式、盲区监测强化提醒及部分控制模式和盲区监测强化提醒及完全自主控制模式；
盲区监测控制器根据信息采集模块提供的环境及驾驶员的信息，确定当前应该触发的控制模式，并将控制指令通过电子信号发送给执行器模块，如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为0，即正常驾驶状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是常规盲区监测提醒模式；
常规盲区监测提醒模式的执行方法为：只触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为1s；
如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为1，即驾驶员处于注意力分散状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是盲区监测强化提醒及部分控制模式，同时前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息；
盲区监测强化提醒及部分控制模式的执行方法为：触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为0.5s，并对报警声音进行放大，变为常规盲区监测提醒模式下报警声音的1倍，同时，触发电动助力转向单元，并根据前视摄像头发送过来的车道线信息，对车辆进行转向微调，使车身边缘距离同侧车道线安全值保持在0-0.5m；
如果左后和右后侧毫米波雷达其中任意一个监测到有物体出现，此时，驾驶员监控摄像头触发，并判别驾驶员状态信息为2，即驾驶员处于无法接管状态，此时，盲区监测控制器判定当前需要进入的是盲区监测强化提醒及完全自主控制模式，同时前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息；
盲区监测强化提醒及完全自主控制模式的执行方法为：触发安装在左右后视镜外侧的LED报警灯以及蜂鸣器，使其发出报警信号以及报警声音，每两次报警间隔为0.5s，并对报警声音进行放大，变为常规盲区监测提醒模式下报警声音的1倍，同时，触发电动助力转向单元和电子刹车单元，对车辆进行降速控制，使 车辆速度降低到20km/h以内，同时根据前视摄像头发送过来的车道线信息，对车辆转向完全接管，使车身纵向中心线始终保持在车道中心线附近，车身纵向中心线距离车道中心线在-0.5-0.5m之内。
2.根据权利要求1所述的可根据驾驶员状态自主控制车辆的盲区监测方法，其特征在于：所述步骤S1具体方法如下：
首先判断左后和右后侧毫米波雷达是否其中任意一个监测到有物体出现，如果没有，则继续探测物体，如果有，则使驾驶员监控摄像头开始触发，并采集驾驶员的面部特征，并根据深度学习算法，对驾驶员状态信息进行判断，并将驾驶员的状态分为三种，即正常驾驶状态、注意力分散状态以及无法接管状态，并将上述三种状态分别以0，1和2的数字形式发送给盲区监测控制器
判断驾驶员的状态信息是否为1或2，如果是，则认为驾驶员处于注意力分散状态或无法接管状态，此时则使前视摄像头开始触发，并采集前方车道线信息，如果不是，则驾驶员状态信息为0，即正常驾驶状态，前视摄像头不触发。
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