CN111497610A - 一种车载酒精检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载酒精检测装置及方法，本发明包括酒精检测系统、语音识别判定系统和体征中控系统，用于检测驾驶员是否摄入酒精及摄入量级程度，以便判断驾驶员是否能够驾驶车辆。本发明的酒精检测系统是用于对驾驶员是否饮酒做一个初步的定性判断；通过语音识别判定系统对可能饮酒的驾驶员做进一步的定量判断；最后通过体征中控系统做出提示并对车辆发动机是否启动进行控制，从而杜绝酒驾醉驾。本发明在降低系统的复杂程度的同时也降低了成本，同时有效的解决了现有系统中传感器定期校准和定期更换带来的问题。

Description

一种车载酒精检测装置及方法
技术领域
本发明属于汽车安全驾驶技术领域，更具体的说是涉及一种车载酒精检测装置及方法。
背景技术
经调查，在国外大约50％～60％的交通事故与酒后驾车有关，酒后驾车已经成为车祸致死的主要原因。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50％以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”。酒后驾车是交通事故的主要原因之一，如何杜绝酒驾醉驾是社会关注的核心问题。本发明可有效减少酒驾和醉驾。
目前的车载酒精检测系统大多包含酒精检测系统，依靠传感器进行检测从而判断。酒精筛查系统包含多个半导体酒精传感器，半导体酒精传感器特点是成本低，但测量精度差；而部分酒精检测系统通常采用呼气式酒精检测，传感器采用燃料电池，因此结构复杂并且成本高。另外，无论选择半导体酒精传感器还是燃料电池酒精传感器，为了保证测量精度通常每年都需要校准，并且三年就要更换。为了提高酒精的测量精度，还需要考虑车辆的状态，如是否开窗、是否开空调等，这也增加了系统的复杂程度。这无疑会增加用户的用车成本，降低用户的体验度，并且在具体实施上也存在一定的难度。
然而如何提供一种系统结构复杂程度适宜，整体成本也比较合适，同时还能让用户的体验度不降低的酒精检测装置产品显得尤为重要。
发明内容
本发明旨在解决现有的酒驾醉驾问题，同时也解决了现有的酒精检测系统复杂、用户体验度差、实施难度大等问题。
本发明提供了一种车载酒精检测装置，其中，包含：酒精检测系统、语音识别判定系统和体征中控系统；酒精检测系统以及语音识别判定系统通过内部总线连接体征中控系统，通过体征中控系统与车载CAN总线进行通信；内部总线是系统内部不同分系统进行传输的总线，可以是CAN总线或LIN总线或其他任意总线。
所述酒精检测系统，包含酒精传感器以及数据采集模块，酒精传感器用于检测空气酒精浓度；数据采集模块对酒精传感器对驾驶员呼出的气体数据进行采集和处理，将结果通过内部总线传输给体征中控系统；
所述酒精检测系统，能够通过酒精传感器对酒精浓度进行检测，并通过酒精浓度预设的阈值，判定驾驶员的饮酒状态；
所述语音识别判定系统，能够通过驾驶员的语音、语速、语言的完整性和/或回答问题的完整性从而对驾驶员进行判定，能够用于对车内乘员是否饮酒进行判断；
所述体征中控系统，能够接受来自于酒精检测系统以及语音识别判定系统的信息，首先通过酒精检测系统内酒精传感器对酒精浓度的检测进行判断，当判断为酒驾后再启用语音识别系统进行判断，最终确定驾驶员未饮酒、饮酒以及醉酒的状态，同时向车载CAN总线输出判断的结果。
上述的酒精检测装置，其中包含语音识别判定系统，语音识别判定系统包括一个麦克风和一个喇叭，麦克风用于采集语音信息，并将信息传输给语音处理器，语音处理器将处理后的信息经过语音识别判定系统判断后，将驾驶员是否酒驾的信息通过喇叭发出警告酒驾的语音命令和信息。
语音识别判定系统能够识别并判断驾驶员是否饮酒以及饮酒的程度，系统中饮酒的程度分为未饮酒、饮酒以及醉酒。语音识别判定系统能够用于对车内乘员是否饮酒进行判断，车内乘员可以是驾驶员、副驾驶、后排乘客。
上述的酒精检测装置，其中，语音识别判定系统接到命令，通过喇叭或显示屏发出一条或多条语音命令或文字命令要求驾驶员回答和/或复述语音命令。
上述的酒精检测装置，其中语音识别判定系统中，驾驶员通过麦克风回答和/或复述语音，语音识别判定系统采集驾驶员的语音，并与之前存储在语音识别判定系统存储器内的驾驶员的语音进行比较，比较的内容包括语音、和/或语速、和/或语言的完整性、和/或回答问题的正确性方面；当语音相似度低于七成，且回答问题的正确性低于七成，则判定其为饮酒状态；当语音相似度和回答问题的正确性均高于七成则判定其为未饮酒状态。
上述方式的酒精检测装置，其中体征中控系统进行综合判断，当判断驾驶员为饮酒状态时，驾驶员不能够开车行驶，将不能行驶的结果通过车载CAN总线发送给显示器和车辆控制系统，显示器做出相应的提示，体征中控系统将通过CAN总线发送发动机停止的信号至车辆控制系统进行控制。
实现上述目的的本公开的一个方面是提供一种应用上述一种车载酒精检测装置进行酒精检测的方法,该方法包括以下步骤：
第一步，当驾驶员打开车门时，酒精检测系统、语音识别判定系统以及体征中控系统通电并进行初始化；
第二步，车门关闭，酒精检测系统通过酒精传感器采集驾驶室内的空气酒精浓度，通过内部总线传输给体征中控系统；
第三步，体征中控系统将空气酒精浓度与预设的阈值进行比较，当酒精浓度小于阈值，则判定驾驶员未饮酒，则重复进行饮酒判断的检测；当酒精浓度大于或等于阈值，则判定驾驶员可能饮酒，则通过语音识别判定系统做进一步的判定；
第四步，体征中控系统通过内部总线向语音识别判定系统发出命令，要求语音识别判定系统对驾驶员是否饮酒做定量的判定；
第五步，语音识别判定系统接到命令，通过喇叭或显示屏发出一条或多条语音命令或文字命令要求驾驶员回答和/或复述语音命令。驾驶员通过麦克风回答和/或复述语音，语音识别判定系统采集驾驶员的语音，并与之前存储在语音识别判定系统存储器内的驾驶员的语音进行比较，比较的内容包括但不限于语音、和/或语速、和/或语言的完整性、和/或回答问题的正确性方面。比较结束后，语音识别判定系统进行综合判断和评估驾驶员是否饮酒及酒驾风险，并将风险进行分级，包括未饮酒、饮酒和醉酒，判定完成后，通过内部总线将结果通过内部总线传输给体征中控系统；
第六步，体征中控系统首先对酒精检测系统的结果进行判断，当判断为饮酒状态时，继续通过语音识别判定系统进行判断，当语音识别判定系统判定其为饮酒状态，则认定驾驶员为饮酒状态，将驾驶员不可能干开车的结果通过车载CAN总线发送给显示器和车辆控制系统，显示器做出相应的提示，同时车辆控制系统控制车辆发动机不能够启动。从以下给出的详细描述和附图中更全面地理解本发明公开的上述其他目的、特征和优点，附图仅以说明的方式给出，因此不应被视为限制本公开。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的酒精检测系统结构框图。
图3是本发明的语音识别判定系统结构框图。
图4是本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面详细描述本发明的实施例，参考附图，将解释本公开的实施例。
图1是根据本公开的第一实施例的酒精检测装置的框图。根据第一实施例的车载酒精检测装置，该装置包含酒精检测系统，语音识别判定系统和体征中控系统。
图2是根据本公开的酒精检测系统，该酒精检测系统用于检测车辆驾驶室内的空气浓度，包括一个酒精传感器和数据采集模块。通常安装在车辆的前部驾驶员侧的A柱内。酒精检测系统作用是对车内乘员(包括驾驶员)是否饮酒进行一个初步的定性判断。酒精传感器用于检测空气酒精浓度，并把结果输送到数据采集模块。数据采集模块对酒精传感器的数据进行采集和处理，将结果通过内部总线传输给体征中控系统。内部总线是本系统内部不同分系统进行数据传输的总线，可以是但不限于CAN总线、和/或LIN总线。
在根据第一实施例的车载酒精检测装置，其中包含语音识别判定系统，图3所述语音识别判定系统的作用是采集驾驶员的语音，判断驾驶员是否饮酒。主要用于发出语音命令和采集语音信息，语音识别判定系统通常安装在车辆的前部驾驶员侧的A柱内，包括一个麦克风、一个喇叭和一个语音处理器。麦克风用于采集语音信息，喇叭用于发出语音命令和信息。语音识别判定系统通过喇叭或显示屏发出语音命或文字命令要求驾驶员回答和/或复述语音命令，通过麦克风采集驾驶员回答和/或复述的语音，并与之前存储在语音处理器中的存储器内驾驶员的语音进行比较，包括但不限于语音、和/或语速、和/或语言的完整性、和/或回答问题的完整性方面比较，并进行综合判断和评估驾驶员是否饮酒及酒驾风险，并将风险进行分级，风险分级分为(未饮酒、饮酒、醉酒)。最后，语音识别判定系统通过内部总线将结果通过内部总线传输给体征中控系统。
在根据第一实施例的车载酒精装置中，其中包含体征中控系统，该体征中控系统通过酒精检测系统获取的驾驶室内空气的酒精浓度，对驾驶员是否饮酒做一个初步的定性判断。如果酒精浓度小于预设的阈值，则断定驾驶员未饮酒；如果空气的酒精浓度达到或超过预设的阈值，则断定驾驶员可能饮酒，体征中控系统则通过语音识别判定系统对驾驶员做进一步的定量检测、判断。最后体征中控系统通过综合判断，将驾驶员是否可以开车的结果通过车载CAN总线发送给显示器和车辆控制系统，显示器做出相应的提示同时车辆控制系统对车辆发动机是否可以启动进行控制，从而杜绝酒驾醉驾。
图4是车载酒精检测控制系统的处理方法的流程图。S01当驾驶员打开车门时，车载酒精检测控制系统供电并进行初始化。S02当车门关闭，酒精检测系统通过酒精传感器采集驾驶室内的空气酒精浓度，通过内部总线传输给体征中控系统。S03体征中控系统将空气酒精浓度与预设的阈值进行比较，当酒精浓度小于阈值，则判定驾驶员未饮酒，转到第S06步；当酒精浓度大于或等于阈值，则判定驾驶员可能饮酒，需通过语音识别判定系统做进一步的判定。S04体征中控系统通过内部总线向语音识别判定系统发出命令，要求语音识别判定系统对驾驶员是否饮酒做定量的判定。S05语音识别判定系统接到命令，通过喇叭或显示屏发出一条或多条语音命令或文字命令要求驾驶员回答和/或复述语音命令。驾驶员通过麦克风回答和/或复述语音，语音识别判定系统采集驾驶员的语音，并与之前存储在语音识别判定系统存储器内的驾驶员的语音进行比较，比较的内容包括但不限于语音、和/或语速、和/或语言的完整性、和/或回答问题的正确性方面。比较结束后，语音识别判定系统进行综合判断和评估驾驶员是否饮酒及酒驾风险，并将风险进行分级(未饮酒、饮酒、醉酒)。最后，通过内部总线将结果通过内部总线传输给体征中控系统。S06体征中控系统对语音识别判定系统和/或酒精检测系统的结果进行综合判断，将驾驶员是否可以开车的结果通过车载CAN总线发送给显示器和车辆控制系统，显示器做出相应的提示同时车辆控制系统对车辆发动机是否可以启动进行控制。
如此描述的公开内容中，显而易见的是，本公开的实施例可以以多种方式变化。不应该将这些变化视为脱离本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员显而易见的所有这些修改旨在包括在所附权利要求的范围内。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种车载酒精检测装置，其特征在于，包含：酒精检测系统、语音识别判定系统和体征中控系统；酒精检测系统以及语音识别判定系统通过内部总线连接体征中控系统，通过体征中控系统与车载CAN总线进行通信；内部总线是系统内部不同分系统进行传输的总线，可以是CAN总线或LIN总线或其他任意总线；
所述酒精检测系统，包含酒精传感器以及数据采集模块，酒精传感器用于检测空气酒精浓度；数据采集模块对酒精传感器检测驾驶员呼出的气体数据进行采集和处理，将结果通过内部总线传输给体征中控系统；
所述酒精检测系统，能够通过传感器对酒精浓度进行检测，并通过酒精浓度预设的阈值，判定驾驶员的饮酒状态；
所述语音识别判定系统，能够通过驾驶员的语音、语速、语言的完整性和/或回答问题的完整性从而对驾驶员进行判定，能够用于对车内乘员是否饮酒进行判断；
所述体征中控系统，能够接受来自于酒精检测系统以及语音识别判定系统的信息，首先通过酒精检测系统内酒精传感器对酒精浓度的检测进行判断，当判断为酒驾后再启用语音识别系统进行判断，最终确定驾驶员未饮酒、饮酒以及醉酒的状态，同时向车载CAN总线输出判断的结果。
2.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于，所述语音识别判定系统包括一个麦克风和一个喇叭，麦克风用于采集语音信息，并将信息传输语音处理器，语音处理器将处理后的信息经过语音识别判定系统判断后，将驾驶员是否酒驾的信息通过喇叭发出警告酒驾的语音命令和信息。
3.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于，语音识别判定系统能够识别判断驾驶员是否饮酒以及饮酒的程度，系统中饮酒的程度分为未饮酒、饮酒以及醉酒，语音识别判定系统能够用于对车内乘员是否饮酒进行判断，车内乘员可以是驾驶员、副驾驶、后排乘客。
4.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于，语音识别判定系统接到命令，通过喇叭或显示屏发出一条或多条语音命令或文字命令要求驾驶员回答和/或复述语音命令。
5.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于，所述的语音识别判定系统根据驾驶员通过麦克风回答和/或复述语音来采集驾驶员的语音，并与之前存储在语音识别判定系统存储器内的驾驶员的语音进行比较，比较的内容包括语音、和/或语速、和/或语言的完整性、和/或回答问题的正确性方面；当语音相似度低于七成，回答问题的正确性低于七成，则判定其为饮酒状态；当语音相似度和回答问题的正确性高于七成则判定其为未饮酒状态。
6.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于，体征中控系统通过综合判断，当判断驾驶员为饮酒状态时，驾驶员不能够开车行驶，将不能行驶的结果通过车载CAN总线发送给显示器和车辆控制系统，显示器做出相应的提示，体征中控系统将通过CAN总线发送发动机停止的信号至车辆控制系统进行控制。
7.根据权利要求1至权利要求6中任意一项所述的一种车载酒精检测装置进行酒精检测的方法,其特征在于，包括以下步骤：
第一步，当驾驶员打开车门时，酒精检测系统、语音识别判定系统以及体征中控系统通电并进行初始化；
第二步，车门关闭，酒精检测系统通过酒精传感器采集驾驶室内的空气酒精浓度，通过内部总线传输给体征中控系统；
第三步，体征中控系统将空气酒精浓度与预设的阈值进行比较，当酒精浓度小于阈值，则判定驾驶员未饮酒，则重复进行饮酒判断的检测；当酒精浓度大于或等于阈值，则判定驾驶员可能饮酒，需通过语音识别判定系统做进一步的判定；
第四步，体征中控系统通过内部总线向语音识别判定系统发出命令，要求语音识别判定系统对驾驶员是否饮酒做定量的判定；
第五步，语音识别判定系统接到命令，通过喇叭或显示屏发出一条或多条语音命令或文字命令要求驾驶员回答和/或复述语音命令；驾驶员通过麦克风回答和/或复述语音，语音识别判定系统采集驾驶员的语音，并与之前存储在语音识别判定系统存储器内的驾驶员的语音进行比较，比较的内容包括但不限于语音、和/或语速、和/或语言的完整性、和/或回答问题的正确性方面；比较结束后，语音识别判定系统进行综合判断和评估驾驶员是否饮酒及酒驾风险，并将风险进行分级，包括未饮酒、饮酒和醉酒，判定完成后，通过内部总线将结果通过内部总线传输给体征中控系统；
第六步，体征中控系统首先对酒精检测系统的结果进行判断，当判断为饮酒状态时，继续通过语音识别判定系统进行判断，当语音识别判定系统判定其为饮酒状态，则认定驾驶员为饮酒状态，将驾驶员不能够开车的结果通过车载CAN总线发送给显示器和车辆控制系统，显示器做出相应的提示同时车辆控制系统控制车辆发动机不能够启动。
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