CN113329904A - 使用注视参数和运动参数的映射的酒精锁装置和系统 - Google Patents

使用注视参数和运动参数的映射的酒精锁装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113329904A
CN113329904A CN201980082583.8A CN201980082583A CN113329904A CN 113329904 A CN113329904 A CN 113329904A CN 201980082583 A CN201980082583 A CN 201980082583A CN 113329904 A CN113329904 A CN 113329904A
Authority
CN
China
Prior art keywords
driver
lock device
alcohol lock
alcohol
gaze
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980082583.8A
Other languages
English (en)
Inventor
A·尼尔森
H·李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gates Rock
Original Assignee
Gates Rock
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gates Rock filed Critical Gates Rock
Publication of CN113329904A publication Critical patent/CN113329904A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/25—Means to switch the anti-theft system on or off using biometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/163—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state by tracking eye movement, gaze, or pupil change
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/18—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state for vehicle drivers or machine operators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4845—Toxicology, e.g. by detection of alcohol, drug or toxic products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/02—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver
    • B60K28/06—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver responsive to incapacity of driver
    • B60K28/063—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver responsive to incapacity of driver preventing starting of vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/24—Classification techniques
    • G06F18/241—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches
    • G06F18/2415—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches based on parametric or probabilistic models, e.g. based on likelihood ratio or false acceptance rate versus a false rejection rate
    • G06F18/24155—Bayesian classification
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/764—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using classification, e.g. of video objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/59—Context or environment of the image inside of a vehicle, e.g. relating to seat occupancy, driver state or inner lighting conditions
    • G06V20/597—Recognising the driver's state or behaviour, e.g. attention or drowsiness
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/16—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
    • G06V40/172—Classification, e.g. identification
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G06V40/19—Sensors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B60W2040/0818—Inactivity or incapacity of driver
    • B60W2040/0836—Inactivity or incapacity of driver due to alcohol
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062—Adapting control system settings
    • B60W2050/0063—Manual parameter input, manual setting means, manual initialising or calibrating means
    • B60W2050/0064—Manual parameter input, manual setting means, manual initialising or calibrating means using a remote, e.g. cordless, transmitter or receiver unit, e.g. remote keypad or mobile phone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062—Adapting control system settings
    • B60W2050/0075—Automatic parameter input, automatic initialising or calibrating means
    • B60W2050/0083—Setting, resetting, calibration
    • B60W2050/0088—Adaptive recalibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/403—Image sensing, e.g. optical camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/043—Identity of occupants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/221—Physiology, e.g. weight, heartbeat, health or special needs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/225—Direction of gaze
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/24—Drug level, e.g. alcohol
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/26—Incapacity
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/16—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
    • G06V40/178—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions estimating age from face image; using age information for improving recognition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)

Abstract

本公开涉及一种点火互锁装置和系统，用于通过运行交互式视觉测试来精确地检测醉酒驾驶员，所述交互式视觉测试为所述驾驶员呈现以在所述酒精锁装置的屏幕上可见，所述点火互锁装置和系统还包括至少下述项：眼睛注视追踪模块，用于记录眼睛运动并测量注视数据；以及运动技能计算模块，用于根据在所述交互式视觉测试期间测量的所述传感器数据来计算运动参数。所述酒精锁装置还可以包括醉酒检测模块，用于通过映射注视参数和运动参数以测量运动技能与认知过程表现之间的失配来测量所述驾驶员的醉态(s)；以及决策模块，用于基于所述所测量的醉态(s)允许所述驾驶员驾驶车辆、或不允许驾驶所述车辆。

Description

使用注视参数和运动参数的映射的酒精锁装置和系统
技术领域
本公开涉及点火互锁装置和系统，诸如酒精锁装置和系统。
背景技术
根据芬兰的统计，酒后驾驶涉及25％的致命交通事故。仅在2011年，在芬兰，在涉及酒后驾驶的交通事故中，有74人死亡，735人受伤(文献[1]、[4])。据估计，交通事故死亡的损失为190万欧元。永久性伤害的费用为100万欧元，并且暂时性伤害的平均费用为241000欧元。
此外，统计数据还显示，醉酒驾驶员的资料在很长一段时间内都没有变化。大约三分之一的醉酒驾驶员是累犯，并且比率在30年来保持在同一水平。被捕的风险在30年来没有增加。醉酒驾驶员在被逮捕之前仍然可以酒醉驾驶约220次(文献[4])。这些发现证明必须强制使用酒精锁作为抵消累犯的一种预防措施。来自芬兰、瑞典、加拿大和美国的研究表明酒精锁对累犯的影响良好(文献[1]-[4])。现有的酒精锁的严重问题之一是它们通过几种呼吸系统测量血液中的酒精浓度。从技术上讲，此类系统在实践中很容易被欺骗，例如，在实际应用中，酒精锁的一个麻烦问题是要知道驾驶员是否通过使用面罩过滤他/她呼吸的空气来欺骗它。
确定某人是否受到某种毒品(合法或非法)影响的最常见方法之一是通过注视他们的眼睛。瞳孔散大、眼睛发红、眼球震颤、注视问题，所有这些都可能是受此影响的人的指标。对眼睛的不同影响是我们可以如何利用这些视觉提示在醉酒驾驶员开始驾驶之前识别醉酒驾驶员。一种有效且高效的方法是使用眼球追踪来测量驾驶员是否醉酒(文献[3])。
更具体地，饮酒会导致不同程度的生理损失，所述生理损失导致认知和行为功能以及视觉感知的变化(文献[9])。即使在轻度至中度消耗酒精时，也可以感受和测量效果。偶尔饮酒引起的中毒会影响中枢神经系统(CNS)。酒精对CNS的这些影响导致视觉系统的变化，所述变化例如与色感、对比敏感度以及眼睛运动有关(文献[9])。
眼睛运动是认知功能的良好指标。眼睛运动的主要功能之一是使可能感兴趣的信息和中央凹对齐，从而从视觉环境的相关部分中选择信息。因此，眼睛运动与视觉注意力密切相关。扫描图像时的典型眼睛运动可分为扫视和注视。扫视是眼睛本身从视觉场景的一个点到另一点的弹道运动，而注视是指眼睛呈现最小运动的扫视之间的时间(文献[9])。
有一些关于饮酒对眼睛运动以及视觉感知和识别的影响的研究。在文献[8]中得出结论，酒精剂量影响人的图像感知并降低视觉探索的性能。另一项研究表明，即使在血液酒精浓度很低的情况下，仍可能在醉酒者的注视模式中看到偏差(文献[9]、[10])。已经建议测量眼睛运动以检测醉酒驾驶员。然而，如果以某种被动方式测量眼睛运动和/或眼睛注视的模式，则不是有效且高效的醉酒检测方式。
文献[4]中的研究表明，调查时间和驾驶员性别是酒后驾驶的高风险因素。
发明内容
根据第一方面，在本公开中提供了用于通过运行交互式视觉测试来检测醉酒驾驶员的酒精锁装置，所述交互式视觉测试向所述驾驶员呈现以在所述酒精锁装置的屏幕上可见，所述酒精锁装置还包括照相机装置和物理传感器。所述酒精锁装置还至少包括眼睛注视追踪模块，用于记录眼睛运动并测量注视数据，从所述注视数据中提取注视参数，以表征所述交互式视觉测试期间的认知过程表现；以及运动技能计算模块，用于根据在所述交互式视觉测试期间测量的所述传感器数据来计算运动参数。所述酒精锁装置还可以包括醉酒检测模块，用于通过映射注视参数和运动参数以测量运动技能与认知过程表现之间的失配来测量所述驾驶员的醉态；以及决策模块，用于基于所述所测量的醉态允许所述驾驶员驾驶或不驾驶车辆。
根据另一方面，在本公开中，提供了用于检测打算驾驶车辆的醉酒驾驶员的酒精锁系统，所述酒精锁系统被配置为控制所述车辆的发动机，其中所述酒精锁系统还包括根据第一方面的酒精锁装置。
附图说明
在结合附图阅读以下详细描述，将更容易理解本发明的前述和其他目标、特征和优点，在附图中：
图1是说明根据本发明的酒精锁系统的框图；
图2是本发明的场景；
图3是酒精锁装置的框图；
图4是说明确定由酒精锁装置的眼睛注视追踪器使用的大规模数据集的框图；
图5是说明不同运动方向的框图。
具体实施方式
本公开实施例涉及点火互锁装置或酒精锁装置，并且涉及用于车辆的点火互锁系统或酒精锁系统。Alcolock是注册商标，但已成为点火互锁装置和系统的通用名称，被认为是通用术语。因此，在本公开中使用的酒精锁系统在本文中类似于点火互锁系统，并且在本文中，在本公开中使用类似于点火互锁装置的酒精锁装置。酒精锁装置是用于测试使用者是否受到酒精和/或药物影响的装置，并且如果受到影响，酒精锁装置被配置为禁止使用装有点火互锁系统以及装置正在与哪个系统通信的车辆。装置是酒精锁或点火互锁系统的一部分。酒精锁装置，即点火互锁装置，是由使用者操纵的使用者界面，所述使用者有意驾驶酒精锁装置，即点火互锁装置及其酒精锁系统，即点火互锁系统所属的车辆。
酒精锁系统被配置为禁止暂时不适合驾驶车辆的驾驶员使用车辆。在本公开中，术语“酒后驾驶员”用于不适合驾驶车辆的使用者或驾驶员，原因是驾驶员或使用者喝了酒或使用了影响或减少驾驶员在交通中安全驾驶的能力的任何麻醉药品或药物。术语驾驶员在本文中应被解释为希望或打算使用所讨论的车辆的使用者或人。
本公开提出酒精锁装置和酒精锁系统，其中酒精锁装置用于通过运行交互式视觉测试来检测醉酒驾驶员，所述交互式视觉测试为所述驾驶员呈现以在酒精锁装置的屏幕上可见，所述酒精锁装置还包括照相机配置、物理传感器(例如用于记录手势)、处理器、存储器和计算机操作系统。酒精锁装置还包括至少下述项：眼睛注视追踪模块，用于记录眼睛运动并测量注视数据，从所述注视数据中提取注视参数，以表征认知过程表现；运动技能计算模块，用于根据在视觉交互作用下测量到的传感器数据计算运动参数；以及醉酒检测模块，用于将注视参数和运动参数映射到作为对运动技能和认知过程之间的失配的测量的醉态的测量。在下文中，将参考附图更详细地描述酒精锁装置和酒精锁系统。
图1说明用于车辆的酒精锁系统10。酒精锁系统10，即点火互锁系统，包括酒精锁装置100和车辆控制系统20。车辆控制系统20被安装在车辆中。酒精锁装置100是由使用者或预期的驾驶员手持的单元。酒精锁装置100和车辆控制系统20被配置为通过信令，通过无线通信或经由电缆连接进行通信。信令可以是数字的或模拟的。
现代车辆包括车辆控制系统20，所述车辆控制系统20控制车辆的不同功能，例如车辆的点火电路、燃油泵的电动机驱动电路、来自为电动引擎供电的电池的动力电路等。
根据图1所示的车辆控制系统20的示例，所述系统可以包括通信模块30、发动机控制单元(ECU)40和点火开关50。根据另一个实施例，点火开关50由在车辆电气系统上操作的开关50代替。
在燃料驱动的车辆中，发动机控制单元30可以被连接以控制电气系统，例如车辆的点火电路或燃油泵的电动机驱动电路。在电驱动车辆中，ECU 40可以连接至电气系统，例如来自为电动引擎供电的电池的动力电路，或连接至位于电池和车辆电动机之间的供电系统中的电控或电气控开关。
酒精锁装置被配置为直接或间接控制车辆的发动机的操作。这可以通过控制控制系统20以便通过控制车辆的整个或部分电气系统来锁定和/或解锁车辆发动机的操作来实现。
车辆控制系统20的ECU 40可以被配置为在两种不同状态——驾驶锁定或驾驶解锁下操作。在驾驶锁定状态下，ECU通过禁用车辆的整个或部分电气系统的操作来锁定车辆。在驾驶锁定状态下，车辆不能由预期的驾驶员，即意图驾驶车辆的人来启动和驾驶。在驾驶解锁状态下，车辆可以由驾驶员启动和驾驶。
优选地，在第一示例中，当不使用车辆时，ECU 40处于其驾驶锁定状态，这迫使驾驶员使用酒精锁装置100来尝试切换ECU的状态。根据第二示例，当不使用车辆时，ECU 40处于其解锁状态，驾驶员可以选择使用酒精锁装置来测试他或她是否能够驾驶车辆。如果通过酒精锁装置测试驾驶员不适合驾驶车辆，则酒精锁装置将ECU从驾驶解锁状态切换到驾驶锁定状态。
酒精锁装置100被配置为将驾驶锁定信号或驾驶释放信号发送至车辆控制系统20，所述车辆控制系统20的系统通信模块30接收信号并将其转发至控制例如点火开关50的发动机控制单元(ECU)40。
如果驾驶锁定信号由ECU 40接收，则ECU切换到或保持在其驾驶锁定状态，并且ECU通过例如借助于点火开关50禁用车辆的整个或部分电力系统的操作来锁定车辆。
驾驶锁定状态将一直保持，直到酒精锁装置100向ECU发出信号以将状态从驾驶锁定状态切换到驾驶解锁状态为止。
当驾驶释放信号由ECU 40接收时，ECU切换到或保持在其驾驶解锁状态，并且车辆的发动机可以通过点火开关50来启动，并且驾驶员将能够驾驶车辆。
基于饮酒会损害人的运动技能和认知功能两者的事实，本公开提出了新的方法来建立酒精锁，即点火互锁系统。该事实可用于通过测量他/她的运动技能和认知功能来检测驾驶人是否喝醉了。
在此在图2中示出了应用场景。要解锁例如汽车、货车等车辆，驾驶员需要用手对酒精锁装置进行定向和/或使用触摸屏来完成在酒精锁装置的屏幕中运行的视觉测试。指示驾驶员用她/他的手握住酒精锁装置，并通过根据交互式视觉测试移动酒精锁装置来运行交互式视觉测试。通过酒精锁装置的照相机配置和眼睛注视追踪器记录眼睛运动。
由于摄入酒精会导致短暂的运动和认知变化，因此在执行指示时，例如视觉搜索任务，使用者需要大量的注视和持续时间、初始注视的高时延和大量的扫视以及较长的总时间。作为认知过程的指标，眼睛运动可用于测量酒精或药物摄入的影响。
在本公开中，提出了稳健的方法，用于准确地检测打算驾驶车辆的醉酒者或驾驶员。为了解锁车辆，驾驶员必须运行交互式视觉测试，所述测试对认知功能性能和运动技能有很高的要求。与其他方法不同，它不是简单的眼睛运动的测量，而是对在闭合的手眼协调过程中的注视模式中的偏差的测量。可以通过注视参数来描述和定义注视模式。更具体地，其不仅仅是通过眼睛运动测量的认知功能的性能，而且是认知功能性能和测量到的运动技能之间的失配。
我们的原则基于以下事实：饮酒会损害运动技能和认知功能两者，但是运动技能可以快于认知功能的性能的速度恢复。认知功能也称为认知过程或认知技能。这可能造成完全清醒的幻觉，并促使进行需要仍受到极大损害的认知过程的活动。这将导致致命的错误，例如快速做出正确响应的问题。这种错误的示例是在紧急情况下踩加速踏板而不是踩制动踏板。因此，最有效的方法是测量运动技能与认知功能之间的失配，即，运动技能与人的认知过程表现或认知技能之间的失配。与仅使用认知功能来检测酒后驾驶员相比，这种失配是更为敏感的影响。为了计算失配，本文提出了在交互式视觉测试过程中测量运动技能的方法。想要驾驶的人必须握着酒精锁装置或手机来运行设计好的视觉测试。他/她的运动技能可以通过嵌入在酒精锁装置中的物理运动传感器来测量，或者通过现代手机中已经存在的运动传感器来测量。这与使用手机防止酒后驾驶的一些现有方法不同(文献[6])。在这些已知方法的移动电话中，加速度计和取向传感器用于检测与在酒精和药物的影响下驾驶相关的模式。传感器生成的数据用于计算驾驶行为，但不用于在视觉测试中测量个人运动技能。
图3是根据本公开中描述的新方法和方面的酒精锁装置的框图。
酒精锁装置100具有屏幕或显示器122，在屏幕或显示器122上呈现了设计好的视觉测试供驾驶员可见。屏幕和显示器可以是触摸屏类型。除了屏幕122之外，装置还包括具有一个或多个摄像机的照相机装置112、一个或多个物理传感器110、数字处理器120、用于存储数据和计算机操作系统的存储器126以及通信模块124。数字处理器120被配置为控制屏幕122、照相机装置112、物理传感器110和通信模块124的操作。
照相机装置112可以是摄像机或摄像机阵列，其能够捕获和存储驾驶员的面部图像。输出将是面部视频或多个面部视频。
酒精锁装置100还可以至少包括多个以下技术模块：人员识别模块150、眼睛注视追踪模块140、运动技能计算模块130、醉酒检测模块160和决策模块170。某些或全部模块可以借助于由一个或多个数字处理器或处理电路或深度学习网络执行的计算机软件来实现。
眼睛注视追踪模块140用于记录眼睛运动并测量注视数据，通过计算装置从所述注视数据中提取注视参数，以表征驾驶员或使用者的视觉交互测试期间的认知过程表现。
运动技能计算模块130用于根据在驾驶员或使用者的视觉交互测试期间测量到的传感器数据来计算运动参数。
醉酒检测模块被配置为：通过映射注视参数和运动参数以测量运动技能与认知过程表现之间的失配来测量、即计算驾驶员的醉态概率。
人员识别模块150用于借助于照相机装置捕获驾驶员的面部图像以识别个人身份。人员识别模块150可以进一步被配置为从捕获的面部图像估计身份、性别、年龄信息。
人员识别模块150可以进一步被配置为从已经存储了个人社会经济状况信息的云中的一个或多个远程数据库中检索敏感的个人社会经济状况信息。人员识别模块150可以被配置为借助于通信模块124从所述一个或多个数据库检索个人社会经济状况信息。
与驾驶员相关联的此类信息的示例可以是驾驶员是否离婚、丧偶、失业，是否是累犯或可疑/已知的恐怖分子，或者驾驶员是否具有合法的驾驶执照。人员识别模块150被配置为识别使用者或驾驶员，并且如果使用者或驾驶员是可疑/已知的恐怖分子，或者如果驾驶员没有合法的驾驶执照，则人员识别模块150向决策模块170指示应当将酒精锁系统锁定，以禁止由被识别的人员启动和使用车辆。因此，除了停止酒后驾驶，酒精锁装置是即使发现驾驶员清醒也防止他人滥用汽车进行恐怖袭击的选择。
此外，对于工作中的酒精锁系统，期望的选择是确保成功解锁酒精锁系统的人应该与驾驶车辆的人相同。关于识别在车辆启动并开始移动时谁坐在驾驶座中，这可以通过在启动车辆之前将酒精锁装置以固定的保持器装置的方式放置在驾驶座的前面来实现。如果驾驶座中的人员由人员识别模块150识别为与解锁了酒精锁系统的人员相同，则酒精锁系统将保持解锁。如果驾驶座中的人员由人员识别模块150识别为与解锁了酒精锁系统的人员不同，则酒精锁系统将迅速从解锁状态变为锁定状态，并停止发动机运行，从而禁止车辆的进一步移动。由于车辆刚刚开始移动，因此速度非常低，并且停车很安全。
因此，照相机装置捕获驾驶员的面部图像，以通过人员识别模块识别人员身份。所获得的身份将用于检索敏感的个人社会经济状况信息，类似于驾驶员是否离婚或丧偶，或失业或累犯。除了身份，还可以从面部图像中估计性别、年龄信息。所有类型的个人信息用于帮助做出驾驶员是否醉酒的最终决定。所标识的身份用于检查驾驶员以后是否驾驶汽车(确保该人是同一个人)。
因此，酒精锁装置和系统可以被配置为将个人社会经济状况信息、时间和日期集成到醉酒和/或驾驶车辆的允许性的最终决定中。
除了技术部分，系统中的另一个组成部分是交互式视觉测试的设计。对于所测试的人，即驾驶员，所使用的测试应该是相对简单的任务，其中任务应该对心理社会因素和个体差异具有更大的抵抗力。测试中的问题解决需要测试人员的认知过程，在其中运行诸如灵活性、抑制性控制、注意力、计划、视觉注意和决策制定等过程，并且以集成的手眼协调的方式，从而允许个体将操作行为引导至目标并解决问题。
人员识别模块150的输出包括个人身份和其他属性，类似于性别、年龄。身份将进一步检索敏感的个人社会经济状况信息，并将信息发送到决策模块160。
图4是说明确定由酒精锁装置的眼睛注视追踪器使用的大规模数据集的框图。
眼睛注视追踪模块140可以被实现为深度学习网络，用于通过利用大规模数据集来训练以构成高精度、免校准的眼睛注视追踪器。方法是使用来自一个或多个面部图像的视觉信息来直接可靠地预测眼睛注视，如图4所示。为了实现从面部图像到注视的这种端到端映射，深度神经网络用于有效利用大规模数据集。这是通过端到端深度学习网络将全脸图像映射到注视坐标的直接方法。为了实现这种直接映射，必须首先例如，使用具有批归一化的ResNet模型选择深度学习网络，并且然后训练网络。为了训练网络，需要收集大规模的眼睛追踪数据集，其应该包含来自由手机(如苹果或安卓手机，甚至是iPad)捕获的多于一万个独特测试对象的面部图像。面部图像标有(x，y)坐标，所述坐标对应于使用者在拍摄照片或视频时在屏幕上看到的点。然后，通过使用收集的数据集最小化回归损失来训练深度学习网络模型。在训练后，网络可用于实现从全脸图像到使用者的注视的(x，y)坐标的直接映射。图4指示全眼注视追踪器深度学习网络的结构。
为了实现高精度、无需校准的眼睛注视追踪，从数据的显着变化中学习稳健的眼睛注视追踪模型。大规模数据库在建模中起着重要作用，其中训练数据在姿势、外观和照明方面以很大变化收集。基于机器学习算法来学习眼睛注视追踪端到端，而无需包括任何手动设计的特征，诸如头部姿势。
在视觉测试的运行过程中，通过使用从注视数据中提取的以下6个注视参数来测量测试人员(驾驶员)的认知过程表现，以表征认知过程表现或认知功能：
1)首次凝视的时延(FF)；
2)凝视次数(NF)
3)凝视持续时间(DF)
4)扫视次数(NS)
5)扫视持续时间(DS)
6)任务执行时间(TE)。
注视参数用于测量认知性能的速度和准确性两者。例如，大量凝视和凝视时间与视觉测试搜索的效率负相关。另外，首次凝视的时间较少，表明反应时间和注意力取向受损。在解决视觉测试中提出的问题期间，酒精影响下的醉酒驾驶员通常在认知过程中显示出较低的效率。扫视运动与视觉注意力密切相关。酒精可能影响注意力控制并降低定位视觉目标的准确性。在酒精的影响下，个人需要执行更多的顺序元素扫描来设定目标定向行为。
将6个注视参数作为输入发送到醉酒检测模块160，以在视觉测试期间与从运动技能模块接收的三个运动参数一起进行进一步处理。
为了测量驾驶员的运动技能，可以使用以下物理传感器110：
·接近传感器
·加速度计
·陀螺仪
·罗盘
传感器110可以被嵌入到酒精锁装置100中，并且它们被用于记录手势。接近传感器是无需任何物理接触就能够检测附近物体是否存在的传感器。将输出物体不存在或存在的信号。信号用于激活酒精锁装置。
加速度计是测量手持装置的适当加速度的装置。将输出适当加速度的大小和方向的信号。陀螺仪是用于测量或保持取向和角速度的装置。装置的取向和角速度被发送到运动技能计算模块。罗盘是用于检测和测量磁场的装置，其输出相对于地理基本方向的方向。
为了确定驾驶员的运动技能，可以通过酒精锁装置的动力学间接地测量视觉交互作用下的运动技能。动作技巧是使用者握住酒精锁装置的手的运动行为。为了播放设计的视觉测试，例如在酒精锁装置的显示器上可视化的游戏，使用者或预期的驾驶员必须在空中移动酒精锁装置以完成游戏。运动行为被记录为酒精锁装置的动力学，并用于运动分析。
酒精锁装置的动力学将由三个运动参数指定：酒精锁装置的纵向加速度和横向加速度，以及酒精锁在竖直轴上的偏航或角速度，如图5所示。这三个参数与驾驶员的运动技能高度相关。根据传感器数据计算装置参考中的三个加速度和角速度参数，以得出在视觉测试的运行期间的手势行为，其中驾驶员与酒精锁装置交互。
如果使用手机而不是酒精锁装置，则算法可以直接在嵌入了上述物理传感器的手机上运行，以得出手势行为的运动参数。
醉酒检测模块160可以被实现为深度学习网络，以实现从六个注视参数和三个装置运动参数到醉酒的测量的直接映射，作为对运动技能和认知过程之间的失配的测量。
当驾驶员驾驶汽车时，他/她使用运动技能和认知过程技能两者。运动和认知技能以手眼协调的方式同步。可以通过从运动和认知技能两者中提取的特征在高维空间中表征手眼协调。更具体地，酒精锁装置的醉酒检测模块提取三个运动参数和六个注视参数，并将它们嵌入到九维特征空间中，以形成“非醉酒”子空间。只要驾驶员没有醉酒，提取的9个运动和注视参数将停留在“非醉酒”子空间中。
当驾驶员醉酒时，饮酒可能损害运动技能和认知功能两者，但是当酒后清醒时，他/她以比他的认知功能更快的速度重新获得运动技能，这可能使他产生虚假的安全感。从技术上讲，驾驶员的运动系统和认知系统不再同步，并且手眼协调系统损坏。九个运动和注视参数将离开“非醉酒”子空间，以在九维空间中形成新的“醉酒”子空间。醉酒检测模块可以通过深度学习过程在几何上和算法上区分这两个子空间。以这种方式，可以基于9个运动和注视参数来检测驾驶员是否醉酒。
决策模块170的功能是基于9个运动和注视参数做出驾驶员是否醉酒的最终决策。
模块170可以被配置为采用贝叶斯框架来评估从醉酒检测模块160接收的迹象s。该模块的重要任务之一是计算LR(似然比)。LR是在以迹象的实现值评估的两个假设下，该随机变量s的分布的比率：
LR(s)＝P(s|Hd)/P(s|Hn)
其中s是醉态的迹象。P是概率密度函数(pdf)。Hd和Hn是两个互斥且详尽的假设，定义如下：
Hd:驾驶员醉酒。
Hn:驾驶员没有醉酒。
LR计算观察关于Hd和Hn的特定迹象值s的条件概率。这是提供用于评估和比较与从醉酒检测模块160获得的数据的可能来源有关的两个假设的概念。一旦计算出醉态的LR，就可以将其解释为使用贝叶斯框架将先验(在从其他模块观察迹象之前)信念更新为后验(在从醉酒检测模块获得迹象之后)信念的乘积因子：
P(Hd|s)/P(Hn|s)＝P(s|Hd)/P(s|Hn)P(Hd)/P(Hn)
在该框架中，决策模块负责量化关于驾驶员的Hd和Hn的先验信念(个人信息以及时间和日期用于计算先验信念)，而考虑到迹象，醉酒检测模块160负责量化LR形式的迹象。从LR的定义很明显，考虑到两个假设Hd和Hn，应考虑迹象的分布。考虑到两个竞争假设，醉酒检测模块160的工作是表达与迹象的分配有关的迹象，而考虑到迹象，决策模块170的工作是评估两个竞争假设的后验概率。
除了安全性，个人身份也对使酒精锁更加稳健很有帮助。周六早上的风险大约是周二下午的八倍。女性醉酒驾驶的风险不到男性的五分之一。离婚和丧偶的人的风险明显高于已婚驾驶员。与20岁以下的年龄组相比，在“30-54岁”的年龄组中，酒后驾驶的风险更高。失业的醉酒驾驶员的血液酒精浓度也较高。因此，背景和个人社会经济状况将对帮助检测醉酒驾驶员非常有用。
个人信息以及时间和日期将被集成到醉酒驾驶员的最终决策中，以确保例如将女性的阈值设置为高于男性的阈值。可以从装置控制器120请求并接收一天中的时间和日期。
决策模块170将采用贝叶斯框架来集成迹象并传播所集成的信念。在计算和集成醉酒的迹象之前，已经从附加信息(类似于个人属性、时间和日期信息)中计算并更新了先验信念，即，附加信息用于量化关于驾驶员的Hd和Hn的先验信念。然后通过使用贝叶斯框架将迹象集成到后验信念(在从醉酒检测模块160获得迹象之后)来更新先验信念。
参考图1和图3，在下文中描述了用于检测打算驾驶车辆的醉酒驾驶员的酒精锁系统10的操作。
酒精锁系统10被配置为借助于酒精锁装置100来控制车辆的发动机的启动。
打算启动和驾驶车辆的驾驶员必须拿起酒精锁装置100(或手机)并注视屏幕122。然后，酒精锁装置(由于来自接近信号的信号)自动启动，并且照相机装置112的一个或多个摄像机开始捕获或记录驾驶员面部的图像。借助于人员识别模块150使用面部图像来识别驾驶员。
在下一步中，在测试周期内在酒精锁装置100的屏幕122上运行交互式视觉测试。驾驶员一只手握有酒精锁装置。测试被设计为使得测试中的问题解决需要驾驶员的认知过程，在其中运行诸如灵活性、抑制性控制、注意力、计划、视觉注意和决策制定等过程，并且以集成的手眼协调的方式，从而允许驾驶员将操作行为引导至至少一个目标并解决不同问题。
在交互式视觉测试周期内，运动技能计算模块130从加速度计、陀螺仪和罗盘传感器110接收用于确定作为运动技能的度量的随时间变化的三个运动参数的值的信号，并且眼睛注视追踪模块140从照相机装置接收驾驶员的一个或多个面部图像。眼睛注视追踪模块140被配置为分析接收到的图像以确定六个注视参数。三个运动参数和六个注视参数构成了对醉酒检测模块160的输入值。其不仅仅是由模块140通过眼睛运动来测量的认知功能，而且是测量的驾驶员的认知功能和运动技能之间的失配。
醉酒检测模块160可以被实现为深度学习网络，以实现六个注视参数和三个运动参数的映射，作为醉态s的测量，也被表示为迹象s。决策模块被配置为基于所测量的醉态s允许驾驶员驾驶车辆、或不允许驾驶车辆。
迹象s被输入到决策模块170。考虑到醉态s的测量，决策模块评估两个竞争的假设的后验概率。除了迹象s，决策模块170还可以在决策过程中集成附加信息，例如，执行测试的时间和日期，以及以下信息中的至少一项：驾驶员的身份、性别、年龄和个人社会经济状况，以便能够改进驾驶员是否应该驾驶的决策。
如果决策是驾驶员不适合驾驶车辆，则决策模块170被配置为产生第一信号，驾驶锁定信号。如果决策是驾驶员适合驾驶车辆，则决策模块170被配置为产生第二信号，驾驶释放信号。驾驶锁定信号和驾驶释放信号作为输入被馈送到通信模块124。通信模块124将驾驶锁定信号或驾驶释放信号发送至车辆控制系统20，所述车辆控制系统20的系统通信模块30接收信号并将其转发至控制例如点火开关50的发动机控制单元ECU40。
如果驾驶锁定信号由ECU 40接收，则ECU切换到或保持在其驾驶锁定状态，并且ECU通过例如借助于点火开关50禁用车辆的整个或部分电力系统的操作来锁定车辆。
如果驾驶释放信号由ECU 40接收，ECU切换到或保持在其驾驶解锁状态，并且ECU，车辆的发动机可以通过点火开关50来启动，并且驾驶员将能够驾驶车辆。
已经描述酒精锁装置和酒精锁系统的多个实施例。将理解的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以进行各种修改。
参考文献：
1.Blincoe,L.J.,Miller,T.R.,Zaloshnja,E.,&Lawrence,B.A.(2015年5月)，Theeconomic and societal impact of motor vehicle crashes,2010.(修订)(报告编号DOTHS 812 013)，华盛顿特区：美国国家公路交通安全管理局。
2.美国国家公路交通安全管理局，2018年5月11日从http://www.nhtsa.gov/risky-driving/drunk-driving检索。
3.Bergman,G,Larsson,A,Martinsson,A,Norén,F.(2018年)，The future of DUIdetection technology,-A research study on prevention and methods fordetecting drivers under the influence(DUI)，KTH媒体实验室课程报告。
4.Portman,M.,
Figure BDA0003113177410000141
A.,Haukka,J.,Rajalin,S.,Eriksson,C.,Gunnar,T.,...Kuoppasalmi,K.(2013年)，Profile of a drunk driver and risk factors fordrunk driving，1990-2008年在芬兰新地省的路边测试结果，国际法庭科学杂志，231(1-3)，20-27，doi:10.1016/j.forsciint.2013.04.010
5.
Figure BDA0003113177410000142
M.,Haustein,S.,&Prato,C.G.(2015年)，Profiling drunk drivingrecidivists in Denmark，事故分析与预防，83,125-131.doi:10.1016/j.aap.2015
6.Dai,J.,Teng,J.,Bai,X.,Shen,Z.,&Xuan,D.(2010)，Mobile phone baseddrunk driving detection.第四届国际ICST医疗保健普及计算技术会议论文集，doi:10.4108/icst.pervasivehealth2010.8901
7.Driver Alcohol Detection System for Safety.https://www.dadss.org
8.Moser,A.,Heide,W.,&
Figure BDA0003113177410000151
D.(1998年)，The effect of oral ethanolconsumption on eye movements in healthy volunteers，神经学杂志，245(8),542-550.doi:10.1007/s004150050240
9.Silva,J.B.,Cristino,E.D.,Almeida,N.L.,Medeiros,P.C.,&Santos,N.A.(2017年)，Effects of acute alcohol ingestion on eye movements and cognition:Adouble-blind,placebo-controlled study.Plos One,12(10).doi:10.1371/journal.pone.0186061
10.Thien，N.H.，&Muntsinger，T.Horizontal Gaze Nystagmus Detection inAutomotive Vehicles.
11.GHO|按类别|合法的BAC限制-数据(按国家)(n.d.)，2018年5月10日从http://apps.who.int/gho/data/view.main.54600检索

Claims (11)

1.一种酒精锁装置，用于通过运行交互式视觉测试来检测醉酒驾驶员，所述交互式视觉测试向所述驾驶员呈现以在所述酒精锁装置的屏幕上可见，所述酒精锁装置还包括照相机装置、物理传感器、处理器、存储器和计算机操作系统，所述酒精锁装置还包括至少下述项：
眼睛注视追踪模块，用于记录眼睛运动并测量注视数据，从所述注视数据中提取注视参数来表征所述交互式视觉测试期间的认知过程表现；
运动技能计算模块，用于根据在所述交互式视觉测试期间测量到的传感器数据来计算运动参数；以及
醉酒检测模块，用于通过映射注视参数和运动参数以测量运动技能与认知过程表现之间的失配来测量所述驾驶员的醉态(s)；以及
决策模块，用于基于所测量的醉态(s)允许所述驾驶员驾驶车辆、或不允许驾驶所述车辆。
2.根据权利要求2所述的酒精锁装置，其中所述交互式视觉测试被设计为使得所述测试中的问题解决需要认知过程，在其中运行诸如灵活性、抑制性控制、注意力、计划、视觉注意和决策制定等过程，并且以集成的手眼协调的方式，从而允许个体将操作行为引导至目标并解决问题。
3.根据权利要求1或2所述的酒精锁装置，其中所述注视参数为以下至少一者：
1)首次凝视的时延(FF)；
2)凝视次数(NF)
3)凝视持续时间(DF)
4)扫视次数(NS)
5)扫视持续时间(DS)
6)任务执行时间(TE)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的酒精锁装置，其中所述运动参数是三个装置运动参数：横向加速度和纵向加速度以及角速度参数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的酒精锁装置，其中用于测量所述驾驶员的认知过程表现的所述眼睛注视追踪模块是深度学习网络，所述深度学习网络通过利用大规模数据集训练而提供高精度、免校准的眼睛注视追踪器。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的酒精锁装置，其中醉酒检测模块是深度神经网络。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的酒精锁装置，其中所述酒精锁装置还包括：
-人员识别模块，用于捕获所述驾驶员的面部图像以识别个人身份。
8.根据权利要求7所述的酒精锁装置，其中所述人员识别模块被配置为从所述面部图像估计身份、性别、年龄信息。
9.根据权利要求8所述的酒精锁装置，其中所述人员识别模块检索敏感的个人社会经济状况信息，例如所述驾驶员是否离婚或丧偶，或失业或累犯。
10.根据权利要求9所述的酒精锁装置，其中所述酒精锁装置将个人社会经济状况信息、时间和日期集成到醉态的最终决策中。
11.一种酒精锁系统(10)，用于检测打算驾驶车辆的醉酒驾驶员，所述酒精锁系统(10)被配置为控制所述车辆的发动机，其中所述酒精锁系统还包括根据权利要求1-10中任一项所述的酒精锁装置(100)。
CN201980082583.8A 2018-12-12 2019-12-12 使用注视参数和运动参数的映射的酒精锁装置和系统 Pending CN113329904A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1830358A SE543249C2 (en) 2018-12-12 2018-12-12 Alcolock device using mapping gaze and motion parameters
SE1830358-6 2018-12-12
PCT/SE2019/051270 WO2020122802A1 (en) 2018-12-12 2019-12-12 Alcolock device and system using mapping of gaze parameters and motion parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113329904A true CN113329904A (zh) 2021-08-31

Family

ID=71077408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980082583.8A Pending CN113329904A (zh) 2018-12-12 2019-12-12 使用注视参数和运动参数的映射的酒精锁装置和系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220073079A1 (zh)
EP (1) EP3894254A4 (zh)
JP (1) JP2022512253A (zh)
CN (1) CN113329904A (zh)
SE (1) SE543249C2 (zh)
WO (1) WO2020122802A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117333927A (zh) * 2023-12-01 2024-01-02 厦门磁北科技有限公司 车载人脸识别酒精检测方法及系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11565587B2 (en) * 2019-05-15 2023-01-31 Consumer Safety Technology, Llc Method and system of deploying ignition interlock device functionality
CN112733633B (zh) * 2020-12-28 2023-07-28 中国农业大学 一种大功率轮式拖拉机驾驶员眼睛位置预测方法
US11896376B2 (en) * 2022-01-27 2024-02-13 Gaize Automated impairment detection system and method
EP4345774A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-03 Aptiv Technologies Limited Diminished driver control detection system, method, and software
CN115429275A (zh) * 2022-09-30 2022-12-06 天津大学 一种基于眼动技术的驾驶状态监测方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003070093A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Volvo Technology Corporation System and method for monitoring and managing driver attention loads
WO2004034905A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Volvo Technology Corporation Method and arrangement for interpreting a subjects head and eye activity
EP1914106A2 (en) * 2003-06-06 2008-04-23 Volvo Technology Corporation An attention management system and method
CA2729183A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Optalert Pty Ltd Alertness sensing device
US20110169625A1 (en) * 2010-01-14 2011-07-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Combining driver and environment sensing for vehicular safety systems
US20110304465A1 (en) * 2009-12-30 2011-12-15 Boult Terrance E System and method for driver reaction impairment vehicle exclusion via systematic measurement for assurance of reaction time
KR20130123014A (ko) * 2012-05-02 2013-11-12 강민우 음주운전 방지장치
CA2827634A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-17 State Farm Mutual Automobile Insurance Company System and method to monitor and reduce vehicle operator impairment
CN104771132A (zh) * 2014-01-09 2015-07-15 哈曼国际工业有限公司 基于眼睛会聚检测视觉疏忽
US20150258892A1 (en) * 2014-03-16 2015-09-17 Roger Li-Chung Wu Drunk Driving Prevention System and Method
US20170080947A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Method and device for ascertaining a state of drowsiness of a driver
US20170096146A1 (en) * 2014-11-14 2017-04-06 Daniel Jones Intoxicated Vehicle Driver Accident Reduction System

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0203035D0 (en) * 2002-02-08 2002-03-27 Univ Bristol A method of and an apparatus for measuring a person's ability to perform a motor control task
DE102004005163B3 (de) * 2004-02-02 2005-06-02 Braun, Uwe Peter, Dipl.-Ing. Vorrichtung zur Erfassung der Fahrtüchtigkeit eines Fahrers in einem Fahrzeug
WO2005098777A1 (en) * 2004-03-22 2005-10-20 Volvo Technology Corporation Method and system for perceptual suitability test of a driver
US8226574B2 (en) * 2008-07-18 2012-07-24 Honeywell International Inc. Impaired subject detection system
US8195406B2 (en) * 2008-12-03 2012-06-05 International Business Machines Corporation Estimating consumer status using non-invasive technology
SE536782C2 (sv) * 2012-08-24 2014-08-05 Automotive Coalition For Traffic Safety Inc System för utandningsprov med hög noggrannhet
SE536784C2 (sv) * 2012-08-24 2014-08-05 Automotive Coalition For Traffic Safety Inc System för utandningsprov
US9192334B2 (en) * 2013-01-31 2015-11-24 KHN Solutions, Inc. Method and system for monitoring intoxication
US8878669B2 (en) * 2013-01-31 2014-11-04 KHN Solutions, Inc. Method and system for monitoring intoxication
US9002067B2 (en) * 2013-03-28 2015-04-07 Bytelogics Inc. Systems and methods for detecting blood alcohol level
US9210547B2 (en) * 2013-07-30 2015-12-08 Here Global B.V. Mobile driving condition detection
KR20150086911A (ko) * 2014-01-21 2015-07-29 자동차부품연구원 음주운전 판단방법, 그를 이용한 음주운전 방지장치 및 그의 제어방법
DE102014216208A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Reaktionszeit eines Fahrzeugführers
US20160148523A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 George Winston Standardized Electronic Performance Impairment Analyzer
US10690510B2 (en) * 2015-05-12 2020-06-23 Pedro Renato Gonzalez Mendez Monitoring system for anticipating dangerous conditions during transportation of a cargo over land
US9888845B2 (en) * 2015-06-30 2018-02-13 Antonio Visconti System and method for optical detection of cognitive impairment
US9884628B1 (en) * 2015-09-01 2018-02-06 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Systems and methods for graduated response to impaired driving
US10133942B2 (en) * 2016-07-05 2018-11-20 Nauto Global Limited System and method for automatic driver identification
US20180075565A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-15 Ford Global Technologies, Llc Passenger validation systems and methods
US20210129868A1 (en) * 2017-02-06 2021-05-06 Vayavision Sensing Ltd. Computer aided driving
US11221669B2 (en) * 2017-12-20 2022-01-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Non-verbal engagement of a virtual assistant

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003070093A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Volvo Technology Corporation System and method for monitoring and managing driver attention loads
WO2004034905A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Volvo Technology Corporation Method and arrangement for interpreting a subjects head and eye activity
EP1914106A2 (en) * 2003-06-06 2008-04-23 Volvo Technology Corporation An attention management system and method
CA2729183A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Optalert Pty Ltd Alertness sensing device
US20110304465A1 (en) * 2009-12-30 2011-12-15 Boult Terrance E System and method for driver reaction impairment vehicle exclusion via systematic measurement for assurance of reaction time
CN102712317A (zh) * 2010-01-14 2012-10-03 丰田自动车工程及制造北美公司 使驾驶员与环境感测结合的车辆安全性系统
US20110169625A1 (en) * 2010-01-14 2011-07-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Combining driver and environment sensing for vehicular safety systems
KR20130123014A (ko) * 2012-05-02 2013-11-12 강민우 음주운전 방지장치
CA2827634A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-17 State Farm Mutual Automobile Insurance Company System and method to monitor and reduce vehicle operator impairment
CN104771132A (zh) * 2014-01-09 2015-07-15 哈曼国际工业有限公司 基于眼睛会聚检测视觉疏忽
US20150258892A1 (en) * 2014-03-16 2015-09-17 Roger Li-Chung Wu Drunk Driving Prevention System and Method
US20170096146A1 (en) * 2014-11-14 2017-04-06 Daniel Jones Intoxicated Vehicle Driver Accident Reduction System
US20170080947A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Method and device for ascertaining a state of drowsiness of a driver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙自文;刘振华;程小卫;: "汽车酒驾报警及限制起动系统研究", 汽车与驾驶维修(维修版), no. 06 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117333927A (zh) * 2023-12-01 2024-01-02 厦门磁北科技有限公司 车载人脸识别酒精检测方法及系统
CN117333927B (zh) * 2023-12-01 2024-04-16 厦门磁北科技有限公司 车载人脸识别酒精检测方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022512253A (ja) 2022-02-02
SE1830358A1 (en) 2020-06-13
US20220073079A1 (en) 2022-03-10
EP3894254A4 (en) 2022-08-17
WO2020122802A1 (en) 2020-06-18
EP3894254A1 (en) 2021-10-20
SE543249C2 (en) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113329904A (zh) 使用注视参数和运动参数的映射的酒精锁装置和系统
CN110001652B (zh) 驾驶员状态的监测方法、装置及终端设备
US11375338B2 (en) Method for smartphone-based accident detection
CN107092881B (zh) 一种驾驶人员更换系统及方法
Assari et al. Driver drowsiness detection using face expression recognition
Dai et al. Mobile phone based drunk driving detection
US20190217865A1 (en) Method and system for drunk driving prevention
US20160086021A1 (en) Substance Testing Systems and Methods with Test Subject Identification Using Electronic Facial Recognition Techniques
Feng et al. An on-board system for detecting driver drowsiness based on multi-sensor data fusion using Dempster-Shafer theory
US20120112879A1 (en) Apparatus and method for improved vehicle safety
CN114092922A (zh) 一种基于特异性的驾驶员情绪识别及行为干预方法
CN114423343A (zh) 认知功能推测装置、学习装置及认知功能推测方法
El Masri et al. Toward self-policing: Detecting drunk driving behaviors through sampling CAN bus data
Ashlin Deepa et al. Drowsiness detection using IoT and facial expression
US11260874B2 (en) Driver assistance device that can be mounted on a vehicle
CN113128540A (zh) 非机动车盗车行为的检测方法、装置及电子设备
Jamil et al. Design and implementation of an eye blinking detector system for automobile accident prevention
Gullapalli et al. In the blink of an eye: Quantitative blink dynamics predict deceptive personality traits in forensic interviews
Abu Al-Haija et al. A Lightweight In-Vehicle Alcohol Detection Using Smart Sensing and Supervised Learning. Computers 2022, 11, 121
Rozali et al. Driver drowsiness detection and monitoring system (DDDMS)
Puteri et al. Micro-sleep detection using combination of haar cascade and convolutional neural network
Kumar et al. A literature survey of drunk driving detection approaches
Pansare et al. Real-time Driver Drowsiness Detection with Android
Pradhan et al. Driver Drowsiness Detection Model System Using EAR
Priya et al. Machine Learning-Based System for Detecting and Tracking Driver Drowsiness

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination