CN203637678U - 一种驾驶员注意力分散预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车主动安全领域，公开了一种驾驶员注意力分散预警装置。该装置包括用于采集驾驶员眼部和头部的运动数据的非接触式眼动仪，用于处理非接触式眼动仪传输的运动数据的微处理器，用于根据微处理器发出的驾驶员注意力分散指令进行报警的声音报警器；所述非接触式眼动仪的输出端电连接微处理器的输入端，所述微处理器的输出端电连接声音报警器的输入端。利用此装置能够检测到驾驶员视线偏离道路的时间，并且能有效引导驾驶员的视线回归到道路上来，从而实现主动安全的目的。

Description

一种驾驶员注意力分散预警装置

技术领域

本实用新型属于汽车主动安全领域，尤其涉及一种驾驶员注意力分散预警装置。

背景技术

在道路交通事故的致因中有90%与人的因素有关，而在人的因素中起主导作用的是人的感知因素，有学者认为驾驶员对信息的感知有80%来自视觉。

另外，注意力不集中是导致交通事故的主要原因之一。由于视线方向和人们关注的焦点是紧密相连的，分析眼球的运动为评估注意力分散的研究提供了突破口。视觉的分散活动转移了驾驶者在道路上的注意力，可能导致事故，比如对车辆的控制不当，注意不到障碍以及反应迟钝。因此，需要一种预警装置来防止由于注意力不集中而造成的严重的后果。目前，针对驾驶员的汽车主动安全预警系统，主要研究针对驾驶员疲劳的预警，虽然驾驶员疲劳也是引起注意力分散的一个因素，但针对驾驶员注意力分散的预警装置的研究还很少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种驾驶员注意力分散预警装置，利用此装置能够检测到驾驶员视线偏离道路的时间，并且能有效引导驾驶员的视线回归到道路上来，从而实现主动安全的目的。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种驾驶员注意力分散预警装置，其特征在于，包括用于采集驾驶员眼部和头部的运动数据的非接触式眼动仪，用于处理非接触式眼动仪传输的运动数据的微处理器，用于根据微处理器发出的驾驶员注意力分散指令进行报警的声音报警器；所述非接触式眼动仪的输出端电连接微处理器的输入端，所述微处理器的输出端电连接声音报警器的输入端。

本实用新型的特点和改进在于：

所述微处理器与声音报警器之间电连接有音频编码器。

所述非接触式眼动仪安装在汽车仪表盘上方的平台上。

所述非接触式眼动仪为Facelab5非接触式眼动仪。

所述微处理器为ECU处理器。

本实用新型通过Facelab5非接触式眼动仪实时采集驾驶员眼部和头部的运动数据，并传入ECU处理器中进行实时判断，达到报警标准后，ECU处理器向报警器发出指令，触动报警器开始报警，使驾驶员注意力集中到与安全驾驶相关的任务上来。本实用新型能够及时对驾驶员注意力分散的行为予以纠正，实用性强，结构简单，使用操作便捷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的一种驾驶员注意力分散预警装置原理框图

图2为本实用新型的定义的驾驶相关区域。

图3为本实用新型的算法中缓冲时间随时间变化曲线。

具体实施方式

参照图1，一种驾驶员注意力分散预警装置。该装置包括用于采集驾驶员眼部和头部的运动数据的非接触式眼动仪，用于处理非接触式眼动仪传输的运动数据的微处理器，用于根据微处理器发出的驾驶员注意力分散指令进行报警的声音报警器；非接触式眼动仪的输出端电连接微处理器的输入端，微处理器的输出端电连接声音报警器的输入端。

非接触式眼动仪采用Facelab5非接触式眼动仪，Facelab5非接触式眼动仪能够实现实时眼动示踪、头部运动记录及眨眼分析，而且能够提供高精度和宽泛的工作条件。

微处理器采用ECU处理器，ECU处理器是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。

ECU处理器与声音报警器之间还电连接有音频编码器，当达到按算法设定的报警要求时，ECU发出指令，音频编码器将收到的指令编码后，触发声音报警器发出报警信号。Facelab5非接触式眼动仪安装在汽车仪表盘上方的平台上，能够准确采集驾驶员眼部和头部的运动数据。

在安装该装置时将设计好的算法输入到ECU处理器中。

该装置的驾驶员注意力分散预警算法是在三维模型的基础上，将驾驶员在汽车内的可视区域进行划分，如挡风玻璃上，时速表，后视镜，仪表盘等。基本假设是驾驶员在注视某区域的时候注意力是停留在该区域上的。驾驶员注意力分散预警算法不仅根据单次注视的时长为依据，还考虑视线偏离驾驶相关的区域的频率，偏离该区域的频率高也被认为是注意力不集中的一种表现。进一步的假设是，后视镜和仪表盘对安全驾驶是必要的。只有当注视这两个部分超过1s的时候才会可能成为注意力分散的情况。当视线从车内回到道路上，驾驶者需要适应一段时间进行视力聚焦，这个过程假设为持续0.1s。

该算法定义了驾驶相关区域（FRD）的概念，即以驾驶员的眼睛为起点90°的视锥，去掉向下方向大于22.5°的区域，和前挡风玻璃的交叉区域为边界，如图2所示。

假设被定义的驾驶相关区域（FRD）以外车内的其他区域，除了后视镜和时速表，对驾驶没有关系。FRD的大小与适当的观察周围交通状况的实现行为的舒适相关，比如在路口和超车的时候。当视线跟踪失败时，自动切换到头部跟踪。

该算法里的主要思想是驾驶员有最多2s的缓冲时间，在现实中驾驶员视线偏离驾驶相关区域（FRD）会消耗缓冲时间。当视线重新回到驾驶相关区域时，在0.1s的等待后缓冲时间曲线开始上升。另外，驾驶员看后视镜或者时速表之后，在1s的等待之后，缓冲时间开始下降。参见图3，给出了缓冲时间如何随着时间的推移而变化的实施例。

当Facelab5非接触式眼动仪检测不到驾驶员视线时，驾驶员头部方向的数据决定了缓冲时间的变化。如果缓冲时间少于0.4s，只要追踪不可用，它会近一步递减。这是因为到了0.4s的缓冲时间或者少于0.4s，驾驶员在最后几秒的大部分时候看到的是驾驶相关区域以外的区域。因此，追踪丢失可能是因为视线太远超出了准确探测的范围。如果缓冲值是0.4s或大于0.4s，在失去视线跟踪的最后时刻头部方向向量偏离驾驶相关区域大于20°时，缓冲值会进一步减小；否则，它将保持在目前的水平直到恢复跟踪状态。因为，驾驶员在追踪丢失前还没有到较低的缓冲时间，其他原因导致的追踪丢失的可能性增大。如驾驶员的脸部可能被东西遮盖，或者摄像头因为别的原因被物体挡住。因此，缓冲时间只会在头部方向向量偏离正前方的时候递减。本算法使用的不同的临界值均来自于国内外该领域的研究。

该算法还添加了限制报警的三个标准：

1.车速在50km/h以下不报警，在市区，这个限制应该避免发出警报。

2.在驾驶者在踩刹车或者大转向时不警报。

3.从一次警报开始15s之内不警报，这主要是为了使驾驶员接受报警原因并减少警报数量。

该装置通过Facelab5非接触式眼动仪实时采集驾驶员眼部和头部的运动数据，并传入ECU处理器中进行实时判断，达到报警标准后，ECU处理器向报警器发出指令，触动报警器开始报警，使驾驶员注意力集中到与安全驾驶相关的任务上来，从而实现主动安全的目的。

尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (5)

1.一种驾驶员注意力分散预警装置，其特征在于，包括用于采集驾驶员眼部和头部的运动数据的非接触式眼动仪，用于处理非接触式眼动仪传输的运动数据的微处理器，用于根据微处理器发出的驾驶员注意力分散指令进行报警的声音报警器；所述非接触式眼动仪的输出端电连接微处理器的输入端，所述微处理器的输出端电连接声音报警器的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种驾驶员注意力分散预警装置，所述微处理器与声音报警器之间电连接有音频编码器。

3.根据权利要求1所述的一种驾驶员注意力分散预警装置，所述非接触式眼动仪安装在汽车仪表盘上方的平台上。

4.根据权利要求1所述的一种驾驶员注意力分散预警装置，所述非接触式眼动仪为Facelab5非接触式眼动仪。

5.根据权利要求1所述的一种驾驶员注意力分散预警装置，所述微处理器为ECU处理器。

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