CN202389216U - 一种机动车安全驾驶辅助系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种机动车安全驾驶辅助系统涉及机动车控制技术，特别涉及利用驾驶员自身的生理特征信息对其状态进行监控的系统。通过采集驾驶员的面部特征图像、生理特征信息及呼出气体的酒精浓度等数据，特别是驾驶员的心率、呼吸频率、头部运动距离及其变化标准差等数据，并对各种数据进行综合处理，最后做出准确判断，达到对驾驶员进行识别和监控的目的。本实用新型可以用于监控他人代驾、车辆防盗及驾驶员是否疲劳驾驶等，具有判断准确，使用方便的特点。

Description

一种机动车安全驾驶辅助系统

技术领域

本实用新型涉及机动车控制技术，特别涉及利用驾驶员自身的生理特征参数对其状态进行监控的系统。

背景技术

随着交通运输业的飞速发展，机动车辆被盗及驾驶员非正常状态驾驶而引发交通事故等现象愈来愈严重，出现了很多关于驾驶员识别和状态监控的技术。从现有的科技文献和专利来看，主要有基于图像识别、生物识别以及根据汽车运动状态来监测驾驶员状态的技术。传统的防疲劳驾驶系统是在汽车上驾驶者的前方部位安装驾驶疲劳检测单元(一般采用摄像头或红外探头)，实时监控驾驶者的面部表情，控制单元对其判断，当判断结果认为驾驶者处于疲劳驾驶状态，控制单位控制安装于方向盘或者驾驶座椅的振动电机工作，将驾驶者震醒。或者另一种做法是控制单元控制制动器，迫使车辆制动。但是无论是第一种做法还是第二种做法都存在一定的局限性，第一种做法，当驾驶者疲劳的时候，以电机振动的方式将其震醒，很可能在这个过程中，交通事故已经发生，甚至驾驶者在疲劳状态，突然产生的振动，会使其产生慌乱而大大增加事故发生的可能性；第二种方式，在驾驶者疲劳的情况下实施强制制动，会产生另外一些问题，首先在原车的行驶路线上制动，会对交通产生一定的影响，甚至在能见度较低的情况会使车辆与后方向车辆发生碰撞的可能，其次制动后，如果没有后续的动作，在驾驶者疲劳的期间无法对后来车辆产生警示。

另外，现在很多交通管理部门采用驾驶员刷卡的方法来监测驾驶员的驾驶时间，防止驾驶员因驾驶持续时间过长而发生疲劳驾驶现象，但是，因为目前存在很多代驾现象，无法有效监控。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术的驾驶员监控方法，检测不方便，使用范围受到限制以及监控不力的缺点，提供一种机动车安全驾驶辅助系统，对驾驶员进行识别和疲劳监控。

本实用新型是这样实现的，一种机动车安全驾驶辅助系统，包括计算机控制系统以及与其相连的驾驶员面部图像采集识别系统和生理参数采集识别系统及报警装置，所述计算机控制系统还与识别驾驶员个人信息的读卡器和可与指定车辆控制中心无线连接的GPRS/CDMA车载终端相连接；所述计算机控制系统还与一可关闭机动车发动机主燃油油路的车辆控制系统相连接。

进一步地，所述驾驶员面部图像采集识别系统用于采集并识别驾驶员面部图像，其包括红外线摄像头和图像处理系统，所述红外线摄像头与图像处理系统连接，所述图像处理系统与所述计算机控制系统连接。

具体地，所述红外线摄像头安装在驾驶员正前方。

进一步地，所述生理参数采集识别系统用于采集并识别驾驶员生理参数，其组成包括顺序连接的生理参数传感器和第一信号处理电路，所述第一信号处理电路与所述计算机控制系统连接。

具体地，所述生理参数传感器为非接触式生理参数传感器。

具体地，所述生理参数传感器安装在方向盘外环上。

进一步地，所述报警装置与计算机控制系统连接，根据计算机控制系统输出的报警触发信号，发出声光报警信息。

进一步地，所述机动车安全驾驶辅助系统还包括驾驶员酒精浓度探测系统，其包括顺序连接的酒精传感器和第二信号处理电路，所述酒精传感器用于检测驾驶员呼出气体的酒精含量，所述第二信号处理电路与所述计算机控制系统连接。

进一步地，所述车辆控制系统包括设置在车内的用于控制机动车发动机主燃油油路通断的锁油控制器。

与现有技术相比较，本实用新型的一种机动车安全驾驶辅助系统，通过驾驶员面部图像采集识别系统和生理参数采集识别系统采集到的驾驶员图像信息输入到计算机控制系统中进行处理，同时通过GPRS/CDMA车载终端与指定车辆控制中心无线连接，对驾驶员的个人身份及疲劳状态进行识别判断，根据判断结果，计算机控制系统可操作报警装置进行报警或操作车辆控制系统对车辆进行自动控制。可以进行防盗、防疲劳、防违规驾驶等的监测，具有判断准确，使用方便的特点。

附图说明

图1是本实用新型提供的机动车安全驾驶辅助系统结构示意图；

图2是图1所示系统的数据和信息的处理流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的一优选实施例，请参看图1所示，包括计算机控制系统1以及与其相连的驾驶员面部图像采集识别系统2和生理参数采集识别系统3及报警装置4、车辆控制系统5，计算机控制系统1还与读卡器6和GPRS(GeneralPacket Radio Service通用分组无线服务技术)/CDMA(Code Division MultipleAccess码分多址)车载终端7相连。

具体地，面部图像采集识别系统2用于采集并识别驾驶员面部图像，其包括红外线摄像头和图像处理系统，红外线摄像头安装在驾驶员正前方，红外线摄像头与图像处理系统连接，图像处理系统与计算机控制系统1连接，红外线摄像头拍摄的驾驶员图像经过图像处理系统处理后输入到计算机控制系统1。生理参数采集识别系统3用于采集并识别驾驶员生理参数，其组成包括顺序连接的生理参数传感器和第一信号处理电路，第一信号处理电路与计算机控制系统1连接，生理参数传感器采集的驾驶员生理参数经过第一信号处理电路处理后输入到计算机控制系统1。生理参数传感器为非接触式生理参数传感器，安装在方向盘外环上。读卡器6与计算机控制系统1连接，用于读取驾驶员识别卡的信息，并通过GPRS/CDMA车载终端7可与指定通讯中心建立无线连接。

另外，本实施例还包括驾驶员酒精浓度探测系统8，酒精浓度探测系统8包括顺序连接的用于检测驾驶员呼出气体的酒精含量的酒精传感器和第二信号处理电路，第二信号处理电路与计算机控制系统1连接，酒精传感器采集的数据经过第二信号处理电路处理后输入到计算机控制系统1。

另一方面，报警装置4及车辆控制系统5与计算机控制系统1连接，计算机控制系统1对采集的数据和信息进行处理，判断驾驶员的身体状态，根据设定的条件，输出报警触发信号到报警装置4，使得报警装置4发出声光报警信息，同时，输出控制信号到车辆控制系统5的锁油控制器，关闭机动车发动机主燃油油路，使得发动机因没有燃油而停止运转，迫使机动车停车。

上述所有数据和信息记录保存在记录仪9，便于数据追踪。

再结合图2，本实施例的监控系统是这样实施的：

本监控系统启动后，读卡器6采集驾驶员的信息并输送到计算机控制系统1中保存，该信息从驾驶员工IC卡内读取，包括驾驶员的年龄、性别、驾龄、照片等；

安装在驾驶员正前方汽车仪表台上的红外线摄像头启动并摄录驾驶员面部图像，图像经过图像处理系统后送入计算机控制系统1进行分析处理和存储；上述实时采集的驾驶员面部图像特征数据将与先前已保存在计算机控制系统1中的驾驶员在初始时段的面部图像特征数据进行比较，上述初始时段是指驾驶员处于非疲劳的正常状态，做出驾驶员是否是本人及其是否处于疲劳状态的判断；

安装在方向盘外环(把手)上的生理参数传感器采集驾驶员的心率、心率变化率和呼吸频率等生理参数信息，通过第一信号处理电路处理后再输送到计算机控制系统1中进行分析处理和存储；上述实时采集的驾驶员生理参数信息将与先前已保存在计算机控制系统1中的驾驶员在初始时段的生理参数信息进行比较，上述初始时段是指驾驶员处于非疲劳的正常状态，做出驾驶员是否是本人及其是否处于疲劳状态的判断；

酒精传感器安装在方向盘正前方，对驾驶员呼出气体进行检测，检测信息经过第二信号处理电路处理后送到计算机控制系统1中进行分析处理和存储；上述实时检测到的驾驶员呼出气体中酒精含量的数据与先前已设置并保存在计算机控制系统1中的酒后驾驶及醉驾参数进行比较，马上做出驾驶员是否处于酒后驾驶及醉驾状态的判断；

计算机控制系统1对所得到的上述信息和数据进行融合与分析，判断所采集的驾驶员面部信息与读卡器提供的信息是否符合，防止代驾现象和盗车现象发生。若有代驾现象发生，计算机控制系统1启动记录仪9记录驾驶员信息，并驱动GPRS/CDMA车载终端7发信息送到车辆管理部门。如果判断所采集的驾驶员面部信息与存储的所有图像不相符合，可以判断发生了盗车现象，计算机控制系统1启动记录仪9记录盗车者图像，并驱动报警装置4报警和传输盗车者的图像，同时，驱动车辆控制系统5的锁油控制器，断开机动车发动机主燃油油路，达到强制停车的目的。通过酒精传感器，判断驾驶员是否酒后驾车，若有酒后驾车，计算机控制系统1启动记录仪9，记录驾驶员信息，并驱动GPRS/CDMA车载终端7发送信息到车辆管理部门。计算机控制系统1根据驾驶员心率、心率变化标准差、呼吸频率、脸部信息、前额中心与红外线摄像头的距离、该距离变化标准差、驾驶员面部图像、读卡器6读取的信息、驾驶时间等进行信息和数据融合判断驾驶员是否疲劳驾驶，若是疲劳驾驶，计算机控制系统1启动报警装置4对驾驶员进行温馨提示，并启动记录仪9记录驾驶员信息，驱动GPRS/CDMA车载终端7发送信息到车辆管理部门。

本实用新型中涉及的图像处理技术、生理参数处理技术及酒精检测技术均有公开文献可以参考，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型既可以对驾驶员疲劳状态及是否酒后驾驶进行判断，也可以对驾驶员的身份进行识别，可以推广到防盗、防疲劳、防违规驾驶的监测。而且，不需要驾驶员佩戴任何额外装置就可以方便地检测驾驶员的生理特征信息，红外线摄像头能够避免驾驶室复杂的灯光和背景环境的干扰，利用计算机控制系统对多种数据和信息的融合处理减少了误判率，具有使用方便，检测准确的优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机动车安全驾驶辅助系统，包括计算机控制系统以及与其相连的驾驶员面部图像采集识别系统和生理参数采集识别系统及报警装置，其特征在于，所述计算机控制系统还与识别驾驶员个人信息的读卡器、可与指定车辆控制中心无线连接的GPRS/CDMA车载终端相连接，所述计算机控制系统还与一可关闭机动车发动机主燃油油路的车辆控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，所述驾驶员面部图像采集识别系统包括红外线摄像头和图像处理系统，所述红外线摄像头与图像处理系统连接，所述图像处理系统与所述计算机控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，所述红外线摄像头安装在驾驶员正前方。

4.根据权利要求1所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，所述生理参数采集识别系统包括顺序连接的生理参数传感器和第一信号处理电路，所述第一信号处理电路与所述计算机控制系统连接。

5.根据权利要求4所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，所述生理参数传感器为非接触式生理参数传感器。

6.根据权利要求4所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，所述生理参数传感器安装在方向盘外环上。

7.根据权利要求1所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，还包括驾驶员酒精浓度探测系统，其包括顺序连接的用于检测驾驶员呼出气体的酒精含量的酒精传感器和第二信号处理电路，所述第二信号处理电路与所述计算机控制系统连接。

8.根据权利要求1所述的机动车安全驾驶辅助系统，其特征在于，所述车辆控制系统包括设置在车内的用于控制机动车发动机主燃油油路通断的锁油控制器。

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