CN219192177U - 一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，包括车载摄像头组件、车辆定位路径追踪组件、主控系统、语音组件、通信组件、雷达感应传感器。其中，车辆定位路径追踪组件用于提供车辆位置信息；车载摄像头组件用于采集车内驾驶员的图像信息；雷达感应传感器用于采集车内驾驶员生理体征信息；语音组件用于发出语音警报以及采集车内语音信息。本装置通过雷达感应传感器和车载摄像头组件实现危险驾驶行为的多模态融合检测，提高了检测的准确性和安全性，并将各模块集成到一起，方便装置的部署。

Description

一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置

技术领域

本实用新型涉及安全驾驶的技术领域，特别涉及一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置。

背景技术

驾驶员的危险驾驶行为时刻危害着道路交通安全，是产生交通事故的主要原因之一，因此针对危险驾驶行为的检测和预警提醒显得尤为重要。现有危险驾驶行为检测通常是端云结合的方案或纯边缘端检测方案。

端云结合的方案主要是将驾驶过程中采集的端侧驾驶员危险驾驶行为数据传输至云端进行危险驾驶行为识别分析，然而，在车辆移动过程中受网络覆盖范围、响应速度等因素会造成检测实时性差。期刊文章《面向自动驾驶的边缘计算技术研究综述》提出针对自动驾驶的边云协同计算，将危险驾驶行为检测都在端侧完成、统计管理能力在云端完成，端侧完成实时性要求高的检测工作，云端完成跨时段的统计、多设备的管理等实时性低的工作，为一套独立的系统。纯边缘端的检测方案通常是在端侧通过单一的检测手段完成驾驶员危险驾驶行为的检测工作。

以上两种方案需要多种电子设备协同工作实现，但存在其中部分电子设备独立运作，没有实现一体化运作，纯边缘端的危险行为检测手段单一的问题。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，将多个设备集成为一体的车载设备，能够实时进行危险驾驶行为检测识别和预警提醒。

技术方案：一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，包括壳体，壳体上设置有用于安装到车辆中控台或内后视镜或前挡风玻璃位置的连接部件，壳体内包括：车载摄像头组件、车辆定位路径追踪组件、主控系统、语音组件、通信组件、雷达感应传感器；所述语音组件包括扬声器单元；车载摄像头组件、车辆定位路径追踪组件、通信组件、语音组件、雷达感应传感器同时接入主控系统对应的端口；其中，所述车辆定位路径追踪组件用于提供车辆位置信息；所述车载摄像头组件用于采集车内驾驶员的图像信息；所述雷达感应传感器用于采集车内驾驶员生理体征信息；

所述主控系统为集成 AI 加速器的系统级SoC芯片，用于根据所述车载摄像头组件以及雷达感应传感器采集的信息进行危险驾驶行为检测，并在检测到危险驾驶行为时通过所述语音组件发出提示信息；所述通信组件用于将检测到的所述危险驾驶行为以及车辆位置信息发送到云端服务器。

进一步的，所述语音组件还包括麦克风，用于采集车内的声音信息并发送到所述主控系统，所述主控系统通过语音识别完成装置从待机到唤醒的操作。

进一步的，所述主控系统采用系统级SoC芯片，并设有多个端口；所述端口包括MIPI接口、URAT接口、SD卡插槽、PDM接口、I2S接口、MiniPCle接口、RJ45接口；其中，MIPI接口连接车载摄像头组件，URAT接口连接车辆定位路径追踪组件、SD卡插槽用于外接SD卡、PDM接口连接麦克风阵列、I2S接口连接扬声器单元、MiniPCle接口连接通信组件、RJ45接口连接雷达感应传感器。

进一步的，还包括电源模块，用于通过电源线接入车辆的点烟器；其中，所述电源模块中设有变压组件。

进一步的，所述系统级SoC芯片为车载芯片骁龙8155或RK3588。

进一步的，所述摄像头组件中摄像头FOV>60°，支持3D结构光以及30FPS。

进一步的，所述通信组件采用4G通信模组，所述4G通信模组为4G Cate.1或4GCate.4。

有益效果：1、结构简单，使用方便，将车载摄像头组件、车辆定位路径追踪组件、语音组件、4G通信组件、雷达感应传感器集成内置于车载设备内部，方便部署。

2、相比端侧采集和云端行为检测分离的部署方案，本装置能够保障危险驾驶行为预警的即时性，保障驾驶员行车安全，且进行危险驾驶行为判断的数据来源于车载摄像头组件和雷达感应传感器，相较于现有技术中单一的信息源，多模态融合能够使得判断更准确、实时，从而提升驾驶员安全行车。

3、通过通信模块将装置数据上报云端服务器，可实现通过云端监控平台实现车辆实时位置定位、路径追踪、轨迹回放和驾驶员危险驾驶行为抓拍图像等的数据显示和统计分析。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的主控系统接口连接示意图；

图3是本实用新型的主控系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1所示，一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，包括壳体，壳体上设置有用于安装到车辆中控台或内后视镜或前挡风玻璃位置的连接部件，壳体内包括：车载设备100以及与车载设备连接的云端服务器200。车载设备100包括壳体，壳体内包括车载摄像头组件101、车辆定位路径追踪组件102、主控系统103、语音组件104、4G通信组件105、雷达感应传感器106。其中，语音组件包括麦克风以及扬声器单元。车载摄像头组件101、车辆定位路径追踪组件102、语音组件104和4G通信组件105、雷达感应传感器106均连接主控系统103，主控系统103通过4G通信组件105与云端服务器 200通信连接。

车载设备每个模块的具体功能和要求如下：

车载摄像头组件101，内置于车载设备中，用于采集车辆驾驶座的视频数据，硬件满足：摄像头FOV>60°以及30FPS，且为支持3D结构光的摄像头模组。车载摄像头组件101采集驾驶位置图像数据发送至主控系统103，该图像信息用于主控系统判断驾驶员是否存在危险驾驶行为。

车辆定位路径追踪组件102，内置于车载设备中，包括支持卫星定位及北斗定位的北斗/GPS模组，支持双模定位模式，用于实时获取车辆的位置信息。车辆定位路径追踪组件102与主控系统103通信，获取的定位信息发送至主控系统103。

雷达感应传感器106，内置于车载设备中，与主控系统103连接，用于对驾驶员生理体征参数检测与提取。具体的，雷达感应传感器为毫米波MIMO雷达，能够精确且连续地检测驾驶员心率和呼吸频率等，监测是否有生理衰退迹象，该生理体征信息用于主控系统判断驾驶员生理体征是否异常，是否存在潜在的危险驾驶行为。

语音组件104，内置于车载设备中，包括麦克风以及扬声器单元，扬声器单元用于语音播报危险行为或异常驾驶的提醒信息，麦克风用于采集车声音信息。进一步地，语音组件104还能用于播放云端监控平台下发的提醒信息。

主控系统103，内置于车载设备中，主控系统103核心硬件为集成AI加速器的系统级SoC芯片。该SoC芯片可支持运行现有的人脸检测、自然语言处理模型，以及危险驾驶行为检测模型。主控系统103中采用的SoC级芯片型号为骁龙8155或RK3588。

4G通信组件105，内置于车载设备中，通信模组为4G Cate.1或4G Cate.4，能够与远程的云端服务器200进行通信，上传车辆实时位置信息以及危险行为检测数据，或接收云端服务器200下发的信息数据。

如图2所示，主控系统103提供丰富的接口URAT、MIPI、PDM、I2S、MiniPCIe、RJ45等与车载设备其他模块集成或连接。主控系统103与其他模块的连接方式具体如下：主控系统103通过MIPI接口与车载摄像头组件101连接，主控系统103通过URAT接口与车辆定位路径追踪组件102连接，主控系统103通过PDM接口与语音组件104的麦克风连接，主控系统103通过I2S与语音组件104的扬声器单元连接，主控系统103通过MiniPCIe与4G通信组件105连接，主控系统103通过RJ45接口与雷达感应传感器106连接。

如图3所示，主控系统103提供外接SD卡插槽1031、电源模块1032，电源模块用于通过电源线与点烟器连接，从而为车载设备供电。进一步的，为了防止车载设备启动时电压过大，电源模块内还设置了变压组件，使得输出的电压与装置相适配。SD卡插槽用于支持外部SD卡存储。

本车载设备建议安装于车辆的车辆中控台或内后视镜位置，车载设备摄像头与驾驶员人脸的距离范围 60cm -120cm，安装在 80 cm 左右的位置较好，保持驾驶座在车载摄像头采集的视频图片中心位置。

本实用新型装置的主要工作过程如下：

主控系统103通过语音识别完成装置从待机到唤醒的操作，然后通过雷达感应传感器106检测数据进行活体验证，如果检测到驾驶员位置存在驾驶人员，则通过MIPI接口接收车载摄像头组件101采集到的视频数据，通过人脸识别完成身份认证考勤；继而实时检测识别驾驶员是否存在未系安全带、接打电话、未目视前方、吸烟检测、双手握持方向盘检测、驾驶位人脸数>1的危险驾驶行为，当驾驶员存在危险驾驶行为时，通过语音组件104 的扬声器单元播报具体危险驾驶行为的语音提醒信息。此外，主控系统103实时接收雷达感应传感器106探测到的驾驶员的生命体征情况，具体的，雷达感应传感器106能够精确且连续地检测驾驶员心率和呼吸频率等，监测是否有生理衰退迹象，该生理体征信息用于主控系统103判断驾驶员生理体征是否异常，是否存在潜在的危险驾驶行为；当存在异常体征信息情况或存在潜在的危险驾驶行为时，主控系统103通过连接的语音组件104播报体征异常提醒语音信息，并通过4G通信组件105上报异常体征信息至云端服务器200。主控系统103抓取抓拍的危险驾驶行为图片和发生危险驾驶行为的时间通过4G通信组件105上传云端服务器200。主控系统103实时或周期性如每1秒从车辆定位路径追踪组件102获取车辆位置信息，并通过4G通信组件105上报至到云端服务器200，通过云端监控平台形成实时或周期性的定位数据和路径追踪、轨迹回放数据。

云端监控平台包括云端服务器200和后端Web系统，用于对驾驶员进行管理，并对人脸底库进行管理，驾驶员危险驾驶行为数据显示、车辆实时位置定位、车辆行驶轨迹路径生成、驾驶员生理体征探测数据生成、驾驶等级评定。其中：危险驾驶行为数据显示，包括驾驶员身份信息、危险驾驶行为、抓拍的危险驾驶行为图片和发生危险驾驶行为的时间、地点；驾驶员等级评定根据危险驾驶行为数据和车辆行驶轨迹偏离度进行综合评估；行驶轨迹偏离度指既定驾驶路线和实际驾驶员行驶轨迹的偏离情况。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，包括壳体，壳体上设置有用于安装到车辆中控台或内后视镜或前挡风玻璃位置的连接部件，壳体内包括：车载摄像头组件、车辆定位路径追踪组件、主控系统、语音组件、通信组件、雷达感应传感器；所述语音组件包括扬声器单元；车载摄像头组件、车辆定位路径追踪组件、通信组件、语音组件、雷达感应传感器同时接入主控系统对应的端口；其中，所述车辆定位路径追踪组件用于提供车辆位置信息；所述车载摄像头组件用于采集车内驾驶员的图像信息；所述雷达感应传感器用于采集车内驾驶员生理体征信息；

所述主控系统为集成 AI 加速器的系统级SoC芯片，用于根据所述车载摄像头组件以及雷达感应传感器采集的信息进行危险驾驶行为检测，并在检测到危险驾驶行为时通过所述语音组件发出提示信息；所述通信组件用于将检测到的所述危险驾驶行为以及车辆位置信息发送到云端服务器。

2.如权利要求1所述的一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，所述语音组件还包括麦克风，用于采集车内的声音信息并发送到所述主控系统，所述主控系统通过语音识别完成装置从待机到唤醒的操作。

3.如权利要求2所述的一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，所述主控系统采用系统级SoC芯片，并设有多个端口；所述端口包括MIPI接口、URAT接口、SD卡插槽、PDM接口、I2S接口、MiniPCle接口、RJ45接口；其中，MIPI接口连接车载摄像头组件，URAT接口连接车辆定位路径追踪组件、SD卡插槽用于外接SD卡、PDM接口连接麦克风阵列、I2S接口连接扬声器单元、MiniPCle接口连接通信组件、RJ45接口连接雷达感应传感器。

4.如权利要求3所述的一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，还包括电源模块，用于通过电源线接入车辆的点烟器；其中，所述电源模块中设有变压组件。

5.如权利要求1-4任一所述的一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，所述系统级SoC芯片为车载芯片骁龙8155或RK3588。

6.如权利要求1-4任一所述的一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，所述摄像头组件中摄像头FOV>60°，支持3D结构光以及30FPS。

7. 如权利要求1-4任一所述的一种车载危险驾驶行为检测和轨迹追踪装置，其特征在于，所述通信组件采用4G通信模组，所述4G通信模组为4G Cate.1或4G Cate.4。

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