| 专利名称： | 基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统 | ||
| 专利名称(英文)： | Safety belt vibration fatigue early-warning system based on wireless communication | ||
| 专利号： | CN201510773229.3 | 申请时间： | 20151113 |
| 公开号： | CN105243790A | 公开时间： | 20160113 |
| 申请人： | 清华大学苏州汽车研究院（吴江） | ||
| 申请地址： | 215200 江苏省苏州市吴江区长安路2358号 | ||
| 发明人： | 张伟; 童小鸣; 屠江平 | ||
| 分类号： | G08B21/06 | 主分类号： | G08B21/06 |
| 代理机构： | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人： | 范晴 |
| 摘要： | 本发明公开了基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，包括疲劳驾驶判断装置、2.4G通信装置和振动预警装置，其中疲劳驾驶判断装置对驾驶员疲劳状态进行检测与识别，判断出驾驶员疲劳驾驶之后，通过2.4G通信装置向振动预警装置发射振动信号；振动预警装置包括用于夹持安全带的振动预警夹，所述振动预警夹内安装有振动电机，当振动预警装置接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动，对驾驶员进行疲劳预警提示。本发明通过疲劳驾驶判断装置对驾驶员疲劳状态进行检测与识别，以2.4G通信方式控制振动预警装置，使其发生振动，从触觉刺激上对驾驶员进行预警提示，结合已有的声光预警，在最大程度上提高系统预警的及时性与有效性。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a safety belt vibration fatigue early-warning system based on wireless communication. The system comprises a fatigue driving judgment device, a 2.4G communication device and a vibration early-warning device; the fatigue driving judgment device detects and identifies a driver' s fatigue state, and, after a driver is judged to be in a fatigue driving state, a vibration signal is transmitted to the vibration early-warning device through the 2.4G communication device; the vibration early-warning device comprises a vibration early-warning clamp for clamping a safety belt, and a vibration motor is installed in the vibration early-warning clamp; and, when the vibration early-warning device receives the vibration signal sent by the fatigue driving judgment device, the vibration motor generates a vibration, and a fatigue early-warning prompt is given to the driver. The driver' s fatigue stat is detected and identified through the fatigue driving judgment device, the vibration early-warning device is controlled in a 2.4G communication manner and generates the vibration, the early-warning prompt is given to the driver on a tactile stimulus, exiting sound and light early warning is combined, and timeliness and validity of system early warning are improved at the most extent. | ||
1.基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：包括疲劳驾驶判断装置、2.4G通信装置和振动预警装置，其中： 所述疲劳驾驶判断装置，采集驾驶员面部图像，并根据采集到的驾驶员面部图像与建立的疲劳驾驶判别模型，对驾驶员疲劳状态进行检测与识别； 2.4G通信装置，包括与疲劳驾驶判断装置连接的第一2.4G通信模块和与振动预警装置连接的第二2.4G通信模块，所述第一2.4G通信模块和第二2.4G通信模块之间实现无线通信，在振动预警装置正常工作条件下，疲劳驾驶判断装置判断出驾驶员疲劳驾驶之后，通过2.4G通信装置向振动预警装置发射振动信号； 振动预警装置，包括用于夹持安全带的振动预警夹，所述振动预警夹内安装有振动电机，当第二2.4G通信模块接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动，对驾驶员进行疲劳预警提示。
2.根据权利要求1所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警装置还包括分别与第二2.4G通信模块、振动电机连接的MCU处理器，所述MCU处理器上还连接有使能触发开关，所述使能触发开关置于振动预警夹内部；当振动预警夹夹在安全带上时，使能触发开关开启，振动预警装置处于工作状态；当振动预警夹未夹在安全带上时，振动预警夹两边处于闭合状态，使能触发开关关闭，振动预警装置不工作。
3.根据权利要求2所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警装置还包括与MCU处理器连接的工作指示灯，所述工作指示灯露出振动预警夹外部，当振动预警装置处于工作状态时，工作指示灯亮。
4.根据权利要求2所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警夹夹持于安全带上位于胸部位置。
5.根据权利要求2所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：当振动预警装置，接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动的时间为5s，5s后振动结束，直至疲劳驾驶判断装置再次检测到驾驶员疲劳。
6.根据权利要求3所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警装置还包括为各模块供电的电池。
1.基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：包括疲劳驾驶判断装置、2.4G通信装置和振动预警装置，其中： 所述疲劳驾驶判断装置，采集驾驶员面部图像，并根据采集到的驾驶员面部图像与建立的疲劳驾驶判别模型，对驾驶员疲劳状态进行检测与识别； 2.4G通信装置，包括与疲劳驾驶判断装置连接的第一2.4G通信模块和与振动预警装置连接的第二2.4G通信模块，所述第一2.4G通信模块和第二2.4G通信模块之间实现无线通信，在振动预警装置正常工作条件下，疲劳驾驶判断装置判断出驾驶员疲劳驾驶之后，通过2.4G通信装置向振动预警装置发射振动信号； 振动预警装置，包括用于夹持安全带的振动预警夹，所述振动预警夹内安装有振动电机，当第二2.4G通信模块接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动，对驾驶员进行疲劳预警提示。
2.根据权利要求1所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警装置还包括分别与第二2.4G通信模块、振动电机连接的MCU处理器，所述MCU处理器上还连接有使能触发开关，所述使能触发开关置于振动预警夹内部；当振动预警夹夹在安全带上时，使能触发开关开启，振动预警装置处于工作状态；当振动预警夹未夹在安全带上时，振动预警夹两边处于闭合状态，使能触发开关关闭，振动预警装置不工作。
3.根据权利要求2所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警装置还包括与MCU处理器连接的工作指示灯，所述工作指示灯露出振动预警夹外部，当振动预警装置处于工作状态时，工作指示灯亮。
4.根据权利要求2所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警夹夹持于安全带上位于胸部位置。
5.根据权利要求2所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：当振动预警装置，接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动的时间为5s，5s后振动结束，直至疲劳驾驶判断装置再次检测到驾驶员疲劳。
6.根据权利要求3所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，其特征在于：所述振动预警装置还包括为各模块供电的电池。
翻译：技术领域
本发明涉及安全驾驶领域，特别涉及一种基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统。
背景技术
交通事故是当前世界各国所面临的严重社会问题之一,已被公认为当今世界危害人类生命安全的第一大公害,每年因交通事故的原因至少使50万人死亡。欧美各国的交通事故统计分析表明,交通事故中80%～90%是人的因素造成的，疲劳驾驶则是重要因素之一。驾驶员在疲劳时，对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都大幅度降低，极容易发生交通事故。根据美国国家公路交通安全署的统计,在美国的公路上,每年由于司机疲劳驾驶而导致大约10万起交通事故,约有1500起直接导致人员死亡,711万起导致人员伤害，在欧洲的情况也大致相同。在国内，据中国交通部的统计,我国车祸有20％以上是由疲劳驾驶导致的由驾驶员疲劳驾驶引起,造成严重的人员伤亡与巨大的经济损失。随着高速公路的发展与汽车主动安全技术的进步，驾驶员疲劳检测预警系统的研发已成为汽车安全技术领域的一个重要发展方向。
驾驶员疲劳检测预警系统主要包含疲劳状态检测与疲劳发生时预警两大部分，从目前国内外在该系统上的研发情况来看，大都集中在疲劳状态的检测上，其实，在驾驶员出现驾驶疲劳时，如何能及时的对驾驶员进行提醒和报警，改善和调整驾驶员的行车状态也是其中重要一环，本发明提出的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统就是对检测到驾驶员疲劳发生后预警方式的改进与创新。国内已有的疲劳预警系统大多采用声音或灯光等预警手段来实现，但这些以声光方式实现预警的系统在驾驶员的察觉性、理解性和接受性等方面都具有一定的局限，很难体现其适用的广泛性。如灯光报警，在白天或对面车辆远光灯开启时效果就不是很明显，往往被驾驶员所忽略，有时灯光闪烁刺眼，引起眩光反而对驾驶不利；语音报警则可能被汽车驾驶时本身所产生的噪音掩蔽而达不到预期效果。
发明内容
本发明目的是：针对目前疲劳系统普遍采用的声光预警方式存在容易被驾驶员忽视或对驾驶不利而降低预警效果、影响整个系统功能发挥的局限性，本发明提出一种基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，从触觉刺激上对驾驶员进行预警提示，结合已有的声光预警，实现听觉、触觉、视觉“三位一体”预警，在最大程度上提高系统预警的及时性与有效性，丰富疲劳预警系统的产品配置，满足不同市场需求。
本发明的技术方案是：
基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，包括疲劳驾驶判断装置、2.4G通信装置和振动预警装置，其中：
所述疲劳驾驶判断装置，采集驾驶员面部图像，并根据采集到的驾驶员面部图像与建立的疲劳驾驶判别模型，对驾驶员疲劳状态进行检测与识别；
所述2.4G通信装置，包括与疲劳驾驶判断装置连接的第一2.4G通信模块和与振动预警装置连接的第二2.4G通信模块，所述第一2.4G通信模块和第二2.4G通信模块之间实现无线通信，在振动预警装置正常工作条件下，疲劳驾驶判断装置判断出驾驶员疲劳驾驶之后，通过2.4G通信装置向振动预警装置发射振动信号；
所述振动预警装置，包括用于夹持安全带的振动预警夹，所述振动预警夹内安装有振动电机，当第二2.4G通信模块接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动，对驾驶员进行疲劳预警提示。
优选的，所述振动预警装置还包括分别与第二2.4G通信模块、振动电机连接的MCU处理器，所述MCU处理器上还连接有使能触发开关，所述使能触发开关置于振动预警夹内部；当振动预警夹夹在安全带上时，使能触发开关开启，振动预警装置处于工作状态；当振动预警夹未夹在安全带上时，振动预警夹两边处于闭合状态，使能触发开关关闭，振动预警装置不工作。
优选的，所述振动预警装置还包括与MCU处理器连接的工作指示灯，所述工作指示灯露出振动预警夹外部，当振动预警装置处于工作状态时，工作指示灯亮。
优选的，所述振动预警夹夹持于安全带上位于胸部位置。
优选的，当振动预警装置，接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动的时间为5s，5s后振动结束，直至疲劳驾驶判断装置再次检测到驾驶员疲劳。
优选的，所述振动预警装置还包括为各模块供电的电池。
本发明的优点是：
1．本发明提供的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，通过疲劳驾驶判断装置对驾驶员疲劳状态进行检测与识别，以2.4G通信方式控制一个夹装在驾驶员安全带上的振动预警装置，在疲劳发生后，使其发生振动，从触觉刺激上对驾驶员进行预警提示，结合已有的声光预警，实现听觉、触觉、视觉三重预警，在最大程度上提高系统预警的及时性与有效性。
2.本发明的振动预警装置采用电池供电，疲劳驾驶判断装置通过无线方式触发振动夹振动，没有明线连接，使用方便。
3．本发明的振动预警装置采用夹装方式，安装、拆卸灵活简便，易于操作，可视驾驶员或运营管理方需要选配，市场推广方式灵活，是对已有相关产品的创新与丰富。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统的系统结构框架图；
图2为本发明所述的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统工作流程图；
图3为本发明所述的振动预警装置的电路原理框图；
图4为本发明所述的振动预警装置的硬件结构的正面示意图；
图5为本发明所述的振动预警装置的硬件结构的反面示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所揭示的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统，包括疲劳驾驶判断装置、2.4G通信装置和振动预警装置，其中：所述疲劳驾驶判断装置，采集驾驶员面部图像，并根据采集到的驾驶员面部图像与建立的疲劳驾驶判别模型，对驾驶员疲劳状态进行检测与识别。所述2.4G通信装置，包括与疲劳驾驶判断装置连接的第一2.4G通信模块和与振动预警装置连接的第二2.4G通信模块，所述第一2.4G通信模块和第二2.4G通信模块之间实现无线通信，在振动预警装置正常工作条件下，疲劳驾驶判断装置判断出驾驶员疲劳驾驶之后，通过2.4G通信装置向振动预警装置发射振动信号。所述振动预警装置，包括用于夹持安全带的振动预警夹，所述振动预警夹内安装有振动电机，当第二2.4G通信模块接收到疲劳驾驶判断装置发来的振动信号时，振动电机产生振动，对驾驶员进行疲劳预警提示。
如图3所示，所述振动预警装置还包括分别与第二2.4G通信模块、振动电机连接的MCU处理器，所述MCU处理器上还连接有使能触发开关，所述使能触发开关置于振动预警夹内部；当振动预警夹夹在安全带上时，使能触发开关开启，振动预警装置处于工作状态；当振动预警夹未夹在安全带上时，振动预警夹两边处于闭合状态，使能触发开关闭合，振动预警装置不工作。所述振动预警装置还包括与MCU处理器连接的工作指示灯，所述工作指示灯露出振动预警夹外部，当振动预警装置处于工作状态时，工作指示灯亮。所述振动预警装置还包括为各模块供电的电池。
如图4和5所示，本发明所述的振动预警装置，包括振动预警夹1，振动预警夹1包括通过转轴连接的两侧夹片，其中一侧夹片上装有2.4G通信模块2和工作指示灯3，另一侧夹片内装有振动电机4（其中包含电池和控制电路）。
下面结合图2给出本发明的基于无线通信的安全带振动疲劳预警系统的工作流程：
1.在疲劳驾驶检测预警系统开始工作后，疲劳驾驶判断装置根据摄像头采集到的驾驶员面部图像序列与建立的疲劳驾驶判别模型，对驾驶员疲劳状态进行检测与识别，其中，2.4G通信装置始终处于工作状态；
2．驾驶员根据自身需求或管理要求将振动预警夹夹在安全带上，安全带振动预警夹两边张开，使能触发开发开启，振动预警装置开始工作，工作指示灯亮起，振动预警夹的夹装位置在胸部上下较为合适，驾驶员视舒适度自行调整；
3．当疲劳驾驶判断装置检测到驾驶员疲劳时，以2.4G通信方式向夹在安全带上的振动预警装置发送振动信号，振动预警装置控制振动电机开始振动，对驾驶员进行预警提示，振动时间为5s,5s后振动结束直至再次检测到驾驶员疲劳；
4．当安全带振动预警夹两边闭合时，使能触发开发关闭，振动预警装置停止工作。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
