CN111516641A - 一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，包括车辆管理系统、虚拟钥匙、钥匙感应模块、酒驾语音检测模块和启动控制模块，通过虚拟钥匙装载驾驶员信息，酒驾语音检测模块接收到钥匙感应模块发送的启动信号后，启动酒驾语音检测，获取驾驶员语音，将获取的驾驶员语音与酒驾语音检测模块存储的驾驶员基准语音进行比对，判断驾驶员是否饮酒，把判断结果发送到启动控制模块。本发明不需要任何酒精传感器，只通语音来判断驾驶员是否饮酒。因此，本发明在降低系统复杂程度的同时也降低了系统的成本，并且有效的避免了现有系统中的传感器定期校准和定期更换所带来的不便，提高了用户的体验度。

Description

一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统。

背景技术

汽车租赁是指在约定时间内，租赁经营人将租赁汽车交付承租人使用，不提供驾驶劳务的经营方式。汽车租赁业被称为交通运输服务行业，它因为无须办理保险、无须年检维修、车型可随意更换等优点，以租车代替买车来控制企业成本，这种在外企中十分流行的管理方式，正慢慢受到国内企事业单位和个人用户的青睐。而共享车是指企业在地铁站点、公交站点、商业区、公共服务区等地提供汽车共享服务，是一种分时租赁模式，是一种新型绿色环保共享经济。共享车主要用于汽车的短期租用。

汽车租赁和共享汽车的出现为人们的生活带来方便快捷的同时，也给经营管理带来了一定的难度。如何确保出租汽车的安全避免酒驾，现在越来越引起大家的重视。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。

现有技术中有专利CN201910953824.3，通过车载机器人注册并登记信息，并未有效结合虚拟钥匙和酒驾语音检测，并且酒驾语音识别仅进行了语音内容、发音时间、发音清晰度的判断，准确度不够高；并且虽然专利CN201910953824.3提出可以两次乃至多次进行酒驾语音判断，然而进行判断时的变化仅是向驾驶员提供不同的文字或语句，要求驾驶员复述不同文字内容，仅是增加了检测次数，并未结合饮酒特点进行不同角度、多维度的酒驾语音检测，对酒驾语音识别精度改进不大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，实现简化管理、提高效率、降低运营成本，在方便使用的同时又能有效避免驾驶员违规操作(酒驾)。

本发明通过如下技术方案实现：

一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，包括：车辆管理系统、虚拟钥匙、钥匙感应模块、酒驾语音检测模块和启动控制模块；

车辆管理系统，用户注册并登陆车辆管理系统，提出申请并审核通过后，获取虚拟钥匙；

虚拟钥匙，虚拟钥匙用于承载驾驶员的身份信息、车辆信息以及钥匙的状态信息；

钥匙感应模块，接收虚拟钥匙内的信息，判断虚拟钥匙的合法性，若判断虚拟钥匙合法，则发送启动信号至酒驾语音检测模块，并发送虚拟钥匙内的信息至启动控制模块；

酒驾语音检测模块，酒驾语音检测模块在接收到钥匙感应模块发送的启动信号后，启动酒驾语音检测，获取驾驶员语音，将获取的驾驶员语音与酒驾语音检测模块存储的驾驶员基准语音进行比对，判断驾驶员是否饮酒，把判断结果发送到启动控制模块；

启动控制模块，通过钥匙感应模块传输的信息判断驾驶员是否具有使用车辆的权限，通过酒驾语音检测模块判断的驾驶员是否饮酒的信息，最终做出是否可以启动车辆的决定。

优选的，通过酒驾语音检测模块通过驾驶员的身份信息来判断驾驶员是否是首次使用车辆，如果是首次使用，酒驾语音检测模块通过喇叭和显示器发出命令要求驾驶员说出特定信息，并通过麦克风录制驾驶员说出特定信息的语音作为该驾驶员的基准语音，并存储到酒驾语音检测模块。

优选的，用户可以在注册虚拟钥匙时将未饮酒状态下的语音信息上传到虚拟钥匙中。

优选的，虚拟钥匙中存储着驾驶员信息、车辆信息、钥匙的状态、驾驶员酒驾历史信息；驾驶员信息是注册时获取的，包括但不限于：姓名、身份证号(或护照号)、性别、年龄、准驾车型；车辆信息是登录时获取的，包括但不限于：车辆识别号、发动机号码、牌照号、手动/自动挡；钥匙的状态是登录时获取的，包括但不限于：无效/有效、有效期限、酒驾历史。

优选的，酒驾语音检测模块可以根据获取的驾驶员语音和酒驾语音检测模块存储的驾驶员基准语音之间是否存在预设差别，来判断驾驶员是否酒驾，所述预设差别可以是内容、时间差、频率差、响度差、旋律差、回答问题准确度六者中的一个或多个。

优选的，所述特定信息包括姓名、年龄、身份证号、一段歌词、一段诗句、问题回答其中的一个或多个。

优选的，酒驾语音检测模块进行三重酒驾语音验证，首先判断获取的驾驶员语音内容是否与基准语音一致，若内容不一致，则认为驾驶员饮酒；若内容一致，再依次进行时间差、频率差、响度差的判断；其次判断驾驶员回答问题内容是否正确；最后判断驾驶员回答/复述语音旋律差是否在阈值内。

优选的，若检测到驾驶员酒驾，则将酒驾信息保存到驾驶员的虚拟钥匙中；并可以根据虚拟钥匙中存储的驾驶员曾经的酒驾记录，进行三重酒驾语音验证的灵活调整和/或对时间差、频率差、响度差判断数量的调整。

优选的，若检测到驾驶员酒驾，则将酒驾信息保存到驾驶员的虚拟钥匙中；并可以根据虚拟钥匙中存储的驾驶员曾经的酒驾记录，进行三重酒驾语音验证的灵活调整和/或时间差、频率差、响度差三个预设差别的数量多少的调整。

优选的，虚拟钥匙是经过授权的、具有一定有效期限的或一定使用次数的一种NFC设备，在有效期内具有驾驶指定的车辆的资格。

本发明的特点是虚拟钥匙获取方式灵活便捷，为车辆的租赁和使用提供极大的便利。同时，通过酒驾检查，避免驾驶员酒驾，为用户的车辆提供了安全保障。另外，酒驾语音检测系统不需要任何酒精传感器，只通语音来判断驾驶员是否饮酒。本发明在降低系统复杂程度的同时也降低了系统的成本，并且有效的避免了现有系统中的传感器定期校准和定期更换所带来的不便，提高了用户的体验度。

本发明通过将虚拟钥匙身份验证与酒驾语音检测结合，在通过虚拟钥匙解决驾驶员身份认证的同时，还可以根据虚拟钥匙内存储的相关信息对驾驶员进行酒驾检测，更加便捷驾驶员的使用。并且，本发明还创新提出了基于内容、时间差、频率差、响度差、旋律差、回答问题准确度六者中的一个或多个来进行驾驶员语音酒驾检测的方法，大大提高了语音酒驾检测的精确性，并可以根据安全级别进行上述六个判断方法的灵活配置和调整。安全级别可以根据驾驶员酒驾历史记录、驾驶员驾照违章记录、是否重大节假日、特定时间段(例如午饭后或晚饭后，例如12点至15点之间，以及18点至24点之间)进行设置和调整。

更加具体的，本发明设置三重酒驾语音验证，并且根据人饮酒后特点进行不同语音内容的验证，并可以灵活配置语音验证内容和顺序，进一步提高了酒驾语音检测的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的虚拟钥匙的酒驾语音检测及车辆启动控制系统的结构框图；

图2为本发明的虚拟钥匙的酒驾语音检测及车辆启动控制系统的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明涉及一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，属于车辆控制技术领域。本发明的虚拟钥匙用于承载驾驶员的身份信息、车辆信息以及钥匙的状态信息；钥匙感应模块识别钥匙，接收钥匙内的信息，判断钥匙的合法性，同时也为酒驾语音检测系统提供必要的参考数据；车辆启动控制模块用于车辆的启动控制；酒驾语音检测模块，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并将数据传输给车辆启动控制模块作为是否允许启动车辆的依据。

驾驶人是通过注册并登录车辆管理系统获取本发明的虚拟钥匙。虚拟钥匙是经过授权的、具有一定有效期限的或一定使用次数的一种NFC卡或具有NFC功能的设备(包括具有NFC功能的手机)，在有效期内具有驾驶指定的车辆的资格。驾驶员是否能够启动车辆还取决于驾驶员是否能通过酒驾语音检测系统的测试。

本发明涉及的酒驾语音检测及车辆启动控制系统具体工作情况通过以下实施例进行说明。

参照图1，酒驾语音检测及车辆启动控制系统包括虚拟钥匙、钥匙感应模块、酒驾语音检测模块和启动控制模块。

1、虚拟钥匙

虚拟钥匙分两种：一种是NFC卡片虚拟钥匙，另一种是NFC手机虚拟钥匙。用户提出申请审核通过后，注册成功、获取虚拟钥匙。

虚拟钥匙中存储着驾驶员信息、车辆信息、钥匙的状态、驾驶员酒驾历史信息等。驾驶员信息是注册时获取的，包括但不限于：姓名、身份证号(或护照号)、性别、年龄、准驾车型等；车辆信息是登录时获取的，包括但不限于：车辆识别号、牌照号、手动/自动挡等；钥匙的状态是登录时获取的，包括但不限于：无效/有效、有效期限、酒驾历史等。

2、钥匙感应模块

钥匙感应模块主要用于感应附近的虚拟钥匙，通过近距离通信技术(NFC)实现数据传输获取虚拟钥匙中的信息，并将信息通过内部总线发送给酒驾语音检测模块和启动控制模块。酒驾语音检测模块和启动控制模块分别将此信息存储在各自的存储其中。

3、酒驾语音检测模块

酒驾语音检测模块作用是获取驾驶员的语音，判断驾驶员是否饮酒并把结果通过内部总线传输到启动控制模块。酒驾语音检测模块包括麦克风、喇叭、显示器、存储器和处理器。

酒驾语音检测模块通过驾驶员的身份证号(或护照号)判断驾驶员是否是首次使用车辆，如果是首次使用车辆则通过喇叭和显示器发出命令要求驾驶员说出必要的信息，包括但不限于姓名、年龄等，并通过麦克风录制一段语音作为该驾驶员的基准语音。注：基准语音必须在驾驶员未饮酒的状态下录制。

如果驾驶员不是首次使用车辆，酒驾语音检测模块通过麦克风采集驾驶员回答和/或复述的语音，并与之前存储的驾驶员的语音信息进行比较、打分。根据打分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。最后综合判断，将是否允许驾驶员开车的结果显示在显示器上，同时通过内部总线传输给启动控制模块。

在本发明的另一实施例中，用户可以在注册虚拟钥匙时将未饮酒状态下的语音信息上传到虚拟钥匙中。这样可以避免用户在首次使用车辆时，还需要进行基准语音的录制，节约用户时间。

在本发明的另一实施例中，驾驶员回答问题的语音、语速以及回答问题的正确程度的判断方法，具体的可以根据获取的驾驶员语音和酒驾语音检测模块存储的驾驶员基准语音之间是否存在预设差别来进行酒驾判断。所述预设差别可以是内容、时间差、频率差、响度差、旋律差、回答问题准确度六者中的一个或多个。

结合图2，对本发明具体工作流程进行说明。本发明可以进行多重酒驾语音验证，并且每重酒驾语音验证的内容均不相同，根据人喝酒后说话频率变高，声音响度也会有所变化，并且意识受到影响，无法完整流畅描述一句话，存在结巴、拉长音、重复、大舌头等现象，进行三重酒驾语音验证内容设置。

第一次采集驾驶员回答/复述语音，酒驾语音检测模块首先判断获取的驾驶员语音内容是否与基准语音一致，若内容不一致，则认为驾驶员饮酒；若内容一致，则进行时间差、频率差、响度差的判断。

具体的，利用驾驶员饮酒后说话无法完整流畅，并且容易存在结巴、拉长音、重复的现象，进行时间差判断。向驾驶员提供特定信息，要求驾驶员复述/回答，判断获取的驾驶员语音与基准语音之间的时间差是否高于时间差阈值，若时间差高于时间差阈值，则认为驾驶员饮酒，若时间差低于时间差阈值，则认为驾驶员并未饮酒。其中，时间差阈值优选为0.5s，所述特定信息与所述基准语音的内容相同。优选的，在进行时间差判断时，不仅可以判断整个特定信息的时间差，还可以判断特定信息中词与词、字与字之间的时间差，确定驾驶员的说话节奏与未饮酒时一致。

利用人在不同身体状态下声音频率会变化的特点，进行频率差判断。在满足时间差在阈值范围内的情况下，对所述获取的驾驶员语音内容进行频率判定；

利用饮酒者无法准确控制自身说话响度的特点，进行响度差判断。在满足频率差在阈值范围内的情况下，对所述获取的驾驶员语音内容进行响度判定。

通过第一重语音验证后，本发明还可以进行第二次采集驾驶员回答/复述语音，酒驾语音检测模块提出问题，驾驶员需要对问题进行回答，酒驾语音检测模块通过对驾驶员回答问题的正确程度来判定驾驶员是否摄入酒精及摄入量级程度。其中，驾驶员在未饮酒状态下的回答问题已预先存储在虚拟钥匙中，或者回答问题为常识性问题，例如数字运算(加减乘除法等)、文学常识(唐诗宋词等)、地理问题等。若驾驶员回答问题的内容预存储回答内容完全相同，则驾驶员未饮酒；若内容相似度在80％以上，则驾驶员轻度饮酒；若内容相似度低于80％，则认为驾驶员醉酒，通过显示屏和音箱发出警示，并通过短信或网络的方式通知租赁或共享车辆的运营方。

通过第二重语音验证后，本发明还可以进行第三次采集驾驶员回答/复述语音，向驾驶员提供的特定信息可以为一段歌词，要求驾驶员唱出来，或者为一段诗句，要求驾驶员吟唱，对所述获取的驾驶员语音内容进行旋律判定。

优选的，在进行回答问题内容判断和旋律差判断之前，可以执行所述特定信息与所述基准语音的内容是否相同的判断。

优选的，预设差别可以是内容、时间差、频率差、响度差、旋律差、回答问题准确度五者中的一个或多个。

优选的，若检测到驾驶员酒驾，则将酒驾信息保存到驾驶员的虚拟钥匙中；并可以根据虚拟钥匙中存储的驾驶员曾经的酒驾记录，进行三重酒驾语音验证的灵活调整，调整内容可以包括一重、两重、三重不同程度的酒驾语音验证，根据酒驾记录情况，调整驾驶员语音验证重数；并可以根据酒驾记录情况，调整时间差、频率差、响度差三个预设差别的数量多少。

4、启动控制模块

启动控制模块通过钥匙感应模块传输的信息判断驾驶员是否具有使用车辆的权限，通过酒驾语音检测模块传输的信息判断驾驶员是否存在酒驾的风险，最终做出是否可以启动车辆的决定。

本发明是通过语音和/或文字向驾驶员提问，通过对驾驶员回答问题的语音、语速以及回答问题的正确程度来判定驾驶员是否摄入酒精及摄入量级程度。以此为依据，控制车辆发动机是否可以启动，从而杜绝酒驾和醉驾。不同人的语音、语速是不同的，要想通过语、音语速判定驾驶员是否摄入酒精及摄入量级程度，首先要识别不同的驾驶员。本发明是通过虚拟钥匙来识别驾驶员的，因为虚拟钥匙中存储有该驾驶员相关信息。

本发明将虚拟钥匙与酒驾语音检测系统相结合，通过虚拟钥匙技术使驾驶员可以方便快捷获取租赁车辆的使用权，通过酒驾语音检测可判断驾驶员是否摄入酒精及摄入量级程度，拒绝酒驾行为避免给车辆拥有者造成损失。本发明可用于共享汽车和/或租赁汽车的经营企业。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，包括：车辆管理系统、虚拟钥匙、钥匙感应模块、酒驾语音检测模块和启动控制模块；

车辆管理系统，用户注册并登陆车辆管理系统，提出申请并审核通过后，获取虚拟钥匙；

虚拟钥匙，虚拟钥匙用于承载驾驶员的身份信息、车辆信息以及钥匙的状态信息；

钥匙感应模块，接收虚拟钥匙内的信息，判断虚拟钥匙的合法性，若判断虚拟钥匙合法，则发送启动信号至酒驾语音检测模块，并发送虚拟钥匙内的信息至启动控制模块；

酒驾语音检测模块，酒驾语音检测模块在接收到钥匙感应模块发送的启动信号后，启动酒驾语音检测，获取驾驶员语音，将获取的驾驶员语音与酒驾语音检测模块存储的驾驶员基准语音进行比对，判断驾驶员是否饮酒，把判断结果发送到启动控制模块；

启动控制模块，通过钥匙感应模块传输的信息判断驾驶员是否具有使用车辆的权限，通过酒驾语音检测模块判断的驾驶员是否饮酒的信息，最终做出是否启动车辆的决定。

2.根据权利要求1所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，通过酒驾语音检测模块通过驾驶员的身份信息来判断驾驶员是否是首次使用车辆，如果是首次使用，酒驾语音检测模块通过喇叭和显示器发出命令要求驾驶员说出特定信息，并通过麦克风录制驾驶员说出特定信息的语音作为该驾驶员的基准语音，并存储到酒驾语音检测模块。

3.根据权利要求1所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，用户在注册虚拟钥匙时，由驾驶员说出特定信息作为基准语音上传到虚拟钥匙中；所述虚拟钥匙是经过授权的、具有一定有效期限的或一定使用次数的一种NFC设备，在有效期内具有驾驶指定的车辆的资格。

4.根据权利要求1所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，虚拟钥匙中存储着驾驶员信息、车辆信息、钥匙的状态、驾驶员酒驾历史信息；驾驶员信息是注册时获取的，包括但不限于：姓名、身份证号或护照号、性别、年龄、准驾车型；车辆信息是登录时获取的，包括但不限于：车辆识别号、发动机号码、牌照号、手动/自动挡；钥匙的状态是登录时获取的，包括但不限于：无效/有效、有效期限、酒驾历史。

5.根据权利要求1所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，酒驾语音检测模块根据获取的驾驶员语音和酒驾语音检测模块存储的驾驶员基准语音之间是否存在预设差别，当预设差别超过预设阈值时，判定驾驶员酒驾，所述预设差别包括内容差、时间差、频率差、响度差、旋律差、回答问题内容差六者中的一个或多个。

6.根据权利要求2所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，所述特定信息包括姓名、年龄、身份证号、一段歌词、一段诗句、问题回答其中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，酒驾语音检测模块进行三重酒驾语音验证，首先判断获取的驾驶员语音内容是否与基准语音一致，若内容不一致，则认为驾驶员饮酒；若内容一致，再依次进行时间差、频率差、响度差的判断；其次判断驾驶员回答问题内容是否正确；最后判断驾驶员回答/复述语音旋律差是否在阈值内。

8.根据权利要求1所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，若检测到驾驶员酒驾，则将酒驾信息保存到驾驶员的虚拟钥匙中；根据虚拟钥匙中存储的驾驶员曾经的酒驾记录，进行三重酒驾语音验证的灵活调整和/或对时间差、频率差、响度差判断数量的调整。

9.根据权利要求2所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，若检测到驾驶员酒驾，则将酒驾信息保存到驾驶员的虚拟钥匙中；并根据虚拟钥匙中存储的驾驶员曾经的酒驾记录，进行三重酒驾语音验证的灵活调整和/或时间差、频率差、响度差三个预设差别的数量多少的调整。

10.根据权利要求9所述的一种酒驾语音检测及车辆启动控制系统，其特征在于，当驾驶员存在三次及以上酒驾记录时，则需要同时进行三重酒驾语音验证；当驾驶员存在一次到两次酒驾记录时，需要由系统选择两重酒驾语音验证；当驾驶员不存在酒驾记录时，进行一重酒驾语音验证即可。

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