CN112115734A

CN112115734A - 一种驾驶员疲劳度监测系统

Info

Publication number: CN112115734A
Application number: CN201910477231.4A
Authority: CN
Inventors: 王秀青; 仝盼盼; 谷东
Original assignee: Suzhou Milimeter Wave Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Milimeter Wave Technology Co ltd
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-22

Abstract

本发明提供一种驾驶员疲劳度监测系统，包括电源、和与所述电源相连的主控制器、雷达监测装置、车辆点火监测器、电磁阀开关和报警器；所述主控制器与车辆点火监测器和电磁阀开关相连，所述电磁阀开关与车辆车门开关串联连接，所述车辆点火监测器与车辆发动机串联连接，用于判断车辆车门、车窗是否锁紧和车辆点火开关位置是否工作；所述主控制器与雷达监测装置相连，所述雷达监测装置设置于引擎盖的驾驶室一侧，用于判断车内驾驶员状态；所述主控制与报警器相连，用于达到预设报警条件时向所述报警器发送报警信号。

Description

一种驾驶员疲劳度监测系统

技术领域

本发明属于车辆安全监测领域，涉及用于轿车、客车、校车的一种驾驶员疲劳度监测系统。

背景技术

近年来，随着社会的不断发展，人民生活水平有很大的提高。越来越多的上班族奔波于公司和家庭之间，因此选择让孩子乘坐校车上下学。本来校车出行应该是儿童上下学最安全的方式，但是因为儿童的自我安全意识比较模糊，而且在坐车的过程中，因为来回晃动，很容易睡着。而校车司机要负责认真开车，不能随时检查车内儿童人数，因此就造成了一定的安全隐患。悲剧的发生，一方面是校车制度的缺失和幼儿园相关责任人的失职，在接送幼儿上学时，老师、司机在幼儿上下车时都未在对车内进行检查。另一方面，也是因为相关的安全保障措施的不到位。虽然已经发生了几起类似的事件，教育部门也做出了严格的校车使用规定，但是仍不能制止悲剧的发生。

目前市场上监测乘员状态的设备主要是车载摄像头，车载摄像头是基于驾驶员生理图像反应，根据乘员的身体特征，监测乘员的状态，并进行报警提示和采取相应措施，提高乘员的安全性。但是摄像头在环境变暗时，摄像头所照射到的图像的画质变差，识别能力降低，不可准确反映乘员的状态，会出现错误判断，增大事故发生率；

本发明可在任何天气任何时刻工作，并且当监测到乘员存在时，短时间内蜂鸣器鸣叫提醒驾驶员，若驾驶员长时间没有反馈，则判段驾驶员已经远离车辆，此时给驾驶员打电话提醒其车内乘员的存在。并且本发明安装方便，不须驾驶员佩戴在身上，对驾驶员没有任何影响。

随着人们安全意识的不断提高，迫切的需要一种能够防止乘员被滞留在车内的自动安全监测系统。

在长时间坐车后，乘员会出现疲劳的状态，很有可能会在车上睡觉休息，或者一些语言表达能力还未成熟的婴幼儿，在驾驶员到达目的地停车时，可能忘记乘员的存在，锁上车门离开，这样对乘员来说存在极大的威胁，尤其是老人和孩子，可能危及其健康。

针对这种现象，市场上出现了一些传感器来监测乘员状态，进而采取一些措施，减低事故发生率。主要的传感器有：车载摄像头、挂耳朵式疲劳预警器、方向盘触摸式传感器等等。

车载摄像头是基于驾驶员生理图像反应，利用驾驶员的面部特征、眼部信息、头部运动性等来推断驾驶员的疲劳状态,并进行报警提示和采取相应措施，对驾驶者予以主动智能的安全保障。但是摄像头在环境变暗时，摄像头所照射到的图像的画质变差，识别能力降低，不可准确反映驾驶员的状态，会出现错误判断，增大事故发生率；

挂耳朵式疲劳预警器是需要驾驶员挂在耳朵上来监测驾驶员是否低头，低头就报警，但是驾驶员的疲劳的表现不仅有低头，还有瞌睡，闭眼等，因此，该传感器不能完全反应驾驶员的疲劳状态，并且安装方式会对驾驶员工作产生影响，因此实用性不高。

方向盘触摸式传感器：利用方向盘安装一些传感器来监测来感知驾驶员是否握住方向盘，从而判断驾驶员是否疲劳，这样会使方向盘操作不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止乘员滞留监测系统，能有效避免车辆上滞留乘员，具有极高的使用价值。

本发明的车辆驾驶员疲劳度监测系统，包括包括电源、和与所述电源相连的主控制器、雷达监测装置、车辆点火监测器、电磁阀开关和报警器；所述主控制器与车辆点火监测器和电磁阀开关相连，所述电磁阀开关与车辆车门开关串联连接，所述车辆点火监测器与车辆发动机串联连接，用于判断车辆车门、车窗是否锁紧和车辆点火开关位置是否工作；所述主控制器与雷达监测装置相连，所述雷达监测装置设置于驾驶室上方，用于判断车内乘员状态；所述主控制与报警器相连，用于达到预设报警条件时向所述报警器发送报警信号。

优选的，所述报警器包括振动报警器，设置于座椅下方，用于给车辆内的乘客发出振动报警信号。

优选的，所述报警器包括声光报警器，用于给车辆附近的人以及车辆内的乘客发出报警信号。

优选的，所述报警器包括通讯设备，用于向指定的通讯设备终端发送报警信号。

优选的，还包括显示屏，所述显示屏上设置有操作按键，用于报警器故障时手动关闭报警器。

优选的，所述主控制器判定的达到预设报警条件为：

通过雷达监测装置监测乘员的呼吸、心跳频率以及微运动，判断车内是否有乘员滞留；

通过车辆点火监测器判断车辆点火开关位置，通过电磁阀开关判断车门及车窗是否锁紧；

通过雷达监测装置判断驾驶员是否在驾驶室内；

当主控器接收到车内有乘员滞留，车辆点火开关位置为关且车窗锁紧，驾驶员即将离开驾驶室的信号时，主控器向报警器发出报警指令并向电磁阀开关发出禁止车门锁紧指令，报警器在第一预定时间在显示屏上显示乘员滞留信息并进行连续报警信号；

当预定时间结束乘员滞留解除时，主控器向报警器发出解除报警指令并向电磁阀开关发出解除禁止车门锁紧指令，报警器直到车内乘员滞留状态解除才停止报警，驾驶员方能进行车门锁紧。

优选的，所述主控制器判定的达到预设报警条件为：

通过雷达监测装置判断驾驶员是否在驾驶室内；

当主控器接收到车内有乘员滞留，车辆点火开关位置为关且车门、车窗锁紧，且驾驶员不在驾驶室内的信号时，主控器向报警器发出报警指令，报警器在第二预定时间进行连续报警信号；

当第二预定时间结束乘员滞留仍未解除时，则通过主控器向驾驶员预留的通讯设备上拨打电话，提醒车内乘员滞留；报警器直到车内乘员滞留状态解除才停止报警，所述预留的通讯设备包括驾驶员、乘员以及紧急联络人发送报警信息。

优选的，所述雷达监测装置为79GHz毫米波雷达。

优选的，所述雷达监测装置用于监测乘员的呼吸、心跳频率以及微运动，判断乘员是否出现异常；当主控器接收到乘客的出现异常的生命体征信号时，则通过主控器向报警器发出报警指令和语音播报，报警器在预定时间进行连续报警信号，必要时，向120、110拨打电话，用于对乘员进行紧急施救。

驾驶员熄火火车辆拔出钥匙后，若车辆上还有乘员滞留，则显示屏显示有乘员滞留时，装置发出报警信号，同时振动及语音提示车上滞留有乘员，电磁阀控制禁止车门关闭，必须显示屏显示无乘客滞留时，才可自动解除警报，在遇到特殊情况显示屏不为零系统报警，只有驾驶员检查确认车内无滞留乘员后才可以手动操作操作按键重置光电监测装置，解除警报，方可关闭车门离开。

有益效果：本发明具有结构简单，安装使用方便快捷，能够及时有效的提示相关人员车上有滞留人员，有效避免车辆上滞留乘员，具有极高的使用价值的优点。

附图说明

图1、雷达安装位置示意图。

图2、检测流程示意图。

图3、频率变化示意图。

图4、雷达结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进一步的说明。

本发明的优选实施例为，所述报警器包括振动报警器，设置于座椅下方，用于给车辆内的乘客发出振动报警信号。

本发明的优选实施例为，所述报警器包括声光报警器，用于给车辆附近的人以及车辆内的乘客发出报警信号。

本发明的优选实施例为，所述报警器包括通讯设备，用于向指定的通讯设备终端发送报警信号。

本发明的优选实施例为，还包括显示屏，所述显示屏上设置有操作按键，用于报警器故障时手动关闭报警器。

本发明的优选实施例为，所述主控制器判定的达到预设报警条件为：

通过雷达监测装置判断驾驶员是否在驾驶室内；

本发明的优选实施例为，所述雷达监测装置为79GHz毫米波雷达。

本发明的优选实施例为，所述雷达监测装置用于监测乘员的呼吸、心跳频率以及微运动，判断乘员是否出现异常；当主控器接收到乘客的出现异常的生命体征信号时，则通过主控器向报警器发出报警指令和语音播报，报警器在预定时间进行连续报警信号，必要时，向120、110拨打电话，用于对乘员进行紧急施救。

总体上，本发明具有结构简单，安装使用方便快捷，能够自动监测上车人数和下车人数，并以数字方式直接显示，能够及时有效的提示相关人员车上有滞留人员，有效避免车辆上滞留乘员，具有极高的使用价值的优点。

根据乘员的心跳频率，呼吸以及微运动来判断判断乘员是否滞留。在驾驶室上方安装79GHz雷达（该位置不影响乘员的运动），安装位置如图1所示。使雷达的照射面为车内全部位置，全面观察乘员的状态。

如图3所示，微多普勒原理是指当驾驶员与雷达发生相对运动时，雷达接受到的频率与发出的频率有所不同，频率的变化称为多普勒频移（Sr），Sr=(2v/c)f0，其中v为目标与雷达之间的相对速度，c为光速，f0为发射信号的频率。多普勒频移与相对速度成正比，通过多普勒频移Sr可以得出雷达与目标的相对速度v。同时R=cτ/2, 其中R为雷达与目标之间的距离，τ为雷达雷达发射脉冲和接受脉冲的时间差。根据τ可以得出目标的距离信息。

雷达采集大量数据，记录驾驶员正常驾驶时面部特征对应的雷达所反映的距离角度速度信息。随着时间的推移，当驾驶员处于疲劳状态时与雷达通过探测驾驶员清醒状态下的数值范围进行对比，一旦有一项超出范围，即认定驾驶员处于疲劳驾驶状态，与此同时，蜂鸣器发出连续性鸣叫，提醒驾驶员集中精力。若数值恢复正常值，则蜂鸣器停止鸣叫。

79GHz的雷达带宽为4GHz,因此79GHz的雷达具有高的距离分辨率，可以识别近距离目标，可以分辨出驾驶员的微运动以及心跳频率。在驾驶员上车时便打开雷达，雷达通过探测乘员的呼吸，心跳频率以及微运动来判断是否有乘员滞留，当判断出有乘员滞留后，再次判断车辆发动机是否工作以及驾驶室是否存在驾驶员，该装置的报警条件：乘员滞留且发动机停止运转，驾驶室没有驾驶员。该装置在判断出结果后的1分钟到5分钟内，蜂鸣器发出连续性鸣叫，在5分钟后，若该状态仍然存在，则向驾驶员预留的手机上拨打电话，提醒其车内乘员的存在。直到该状态解除，该装置停止报警。算法流程图如图2所示。

①79G毫米波雷达可以全天候全天时工作，因此无论是在任何天气，任何时间，乘员是否滞留的状态都可以被雷达监测出，降低漏报率。

②当满足该装置的报警状态后，蜂鸣器发出持续性鸣叫，提醒驾驶员车内有乘员的滞留，蜂鸣器的持续性鸣叫更能直接感官上刺激驾驶员，警告其乘员的存在。同时也可以提醒乘员，驾驶员已经离开。

③若在5分钟内驾驶员没有注意到乘员滞留在车内，此时，驾驶员已经远离车辆，但并没有走远，该装置给驾驶员预留的手机号拨打电话，告知其车内有乘员的滞留，提高安全性。

④79G毫米波雷达的带宽为4G，因此具有很高的距离分辨率，可识别近距离目标，全面观察乘员的心跳频率，呼吸以及微运动，提高监测的精确度。

⑤79G雷达安装在车内上方（该位置不影响乘员的动作），对驾驶员的操作没有带来任何不便，没有给驾驶员带来任何不便。

⑥79G雷达的使用寿命较长，价格低，可降低成本。

Claims

1.一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：包括电源、和与所述电源相连的主控制器、雷达监测装置、车辆点火监测器、电磁阀开关和报警器；所述主控制器与车辆点火监测器和电磁阀开关相连，所述电磁阀开关与车辆车门开关串联连接，所述车辆点火监测器与车辆发动机串联连接，用于判断车辆车门、车窗是否锁紧和车辆点火开关位置是否工作；所述主控制器与雷达监测装置相连，所述雷达监测装置设置于引擎盖的驾驶室一侧，用于判断车内驾驶员状态；所述主控制与报警器相连，用于达到预设报警条件时向所述报警器发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述报警器包括振动报警器，设置于座椅下方，用于给车辆内的乘客发出振动报警信号。

3.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述报警器包括声光报警器，用于给车辆附近的人以及车辆内的乘客发出报警信号。

4.根据权利要求1或2所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述报警器包括通讯设备，用于向指定的通讯设备终端发送报警信号。

5.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：还包括显示屏，所述显示屏上设置有操作按键，用于报警器故障时手动关闭报警器。

6.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述主控制器判定的达到预设报警条件为：

通过雷达监测装置监测驾驶员的呼吸、心跳频率以及微运动，判断驾驶员的疲劳强度；

通过雷达监测装置判断驾驶员是否在驾驶室内；

7.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述主控制器判定的达到预设报警条件为：

通过雷达监测装置判断驾驶员是否在驾驶室内；

8.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述雷达监测装置为79GHz毫米波雷达。

9.根据权利要求1所述的一种驾驶员疲劳度监测系统，其特征在于：所述雷达监测装置用于监测乘员的呼吸、心跳频率以及微运动，判断乘员是否出现异常；当主控器接收到乘客的出现异常的生命体征信号时，则通过主控器向报警器发出报警指令和语音播报，报警器在预定时间进行连续报警信号，必要时，向120、110拨打电话，用于对乘员进行紧急施救。