| 专利名称： | 一种防疲劳驾驶的汽车安全警示系统及警示方法 | ||
| 专利名称(英文)： | An anti-fatigue-driven automobile safety warning system and alarm method | ||
| 专利号： | CN201610165985.2 | 申请时间： | 20160322 |
| 公开号： | CN105678961A | 公开时间： | 20160615 |
| 申请人： | 重庆长安汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 400023 重庆市江北区建新东路260号 | ||
| 发明人： | 李青朋; 陈斌; 方玉红; 庹华祥; 雷俊杰; 苟现敏 | ||
| 分类号： | G08B21/06; H04N7/18; G06K9/00; B60K28/06 | 主分类号： | G08B21/06 |
| 代理机构： | 重庆华科专利事务所 50123 | 代理人： | 康海燕; 唐锡娇 |
| 摘要： | 本发明公开了一种防疲劳驾驶的汽车安全警示系统及警示方法，包括图像采集系统、主核心微处理单元和车载系统，图像采集系统包括红外摄像头和与红外摄像头、主核心微处理单元连接的视频解码器，车载系统包括通过COM接口与主核心微处理单元连接的车载控制器和与车载控制器连接的语音提示模块、CAN通信模块；红外摄像头采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器将其转换为数字图像并发送给主核心微处理单元，主核心微处理单元进行处理、判断，并输出对应于疲劳状态的串口控制命令给车载控制器，车载控制器控制语音提示模块工作，并通过CAN通信模块与CAN总线进行通信，控制车内电子设备动作。其警示效果好，实用性强，能提高行车安全性。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses an anti-fatigue-driven automobile safety warning system and alarm method, includes an Image acquisition system, main core micro-processing unit and a vehicle-mounted system, an Image acquisition system comprises an infrared camera and the infrared camera, main core micro-processing unit is connected with the video decoder, vehicle-mounted system including through COM interface with the main core micro-processing unit is connected with the vehicle controller and the vehicle controller is connected with the voice prompt module, CAN communication module; the driver face of the infrared camera is used for collecting the analog video Image, the video decoder will be converted into a digital Image thereof and transmitted to the main core micro-processing unit, the main core micro-processing unit for processing, judgment, corresponding to the fatigue state and output the control command to the Serial port of the vehicle-mounted controller, vehicle controller controls the voice prompt module work, and through the communication module CAN CAN bus, control operation of electronic equipment in the vehicle. Its warning effect is good, strong practicability, capable of improving the safety of vehicle driving. | ||
1.一种防疲劳驾驶的汽车安全警示系统，包括图像采集系统、主核心微处理单元（3）和车载系统，其特征在于： 所述图像采集系统包括红外摄像头（1）和视频解码器（2），所述车载系统包括车载控制器（4）、语音提示模块（5）和CAN通信模块（6），所述红外摄像头（1）与视频解码器（2）连接，视频解码器（2）与主核心微处理单元（3）连接，主核心微处理单元（3）通过COM接口（7）与车载控制器（4）连接，车载控制器（4）与语音提示模块（5）、CAN通信模块（6）连接；红外摄像头（1）采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器（2）将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元（3），主核心微处理单元（3）对该数字图像进行处理、判断，得到驾驶员的疲劳状态信息，并输出相应的串口控制命令给车载控制器（4），车载控制器（4）控制语音提示模块（5）进行语音提醒或者播报驾驶员的疲劳状态信息，车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制车内电子设备动作。
2.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶的汽车安全警示系统，其特征在于：所述车载系统还包括与车载控制器（4）连接的WIFI通信模块（8），该WIFI通信模块（8）与手机（9）互联，通过手机能将驾驶员的疲劳状态信息发送给指定人。
3.采用如权利要求2所述的汽车安全警示系统对疲劳驾驶进行警示的方法包括： 步骤一、红外摄像头（1）采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器（2）将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元（3）； 步骤二、主核心微处理单元（3）对该数字图像进行处理，计算出眼睛闭合度及单位时间内眼睛闭合时间所占的百分比P，并将P值与预设的A、B、C三类代表不同疲劳状态的阈值进行比较判断：如果P＜A，则表示驾驶员一切正常，主核心微处理单元（3）不输出串口控制命令，返回继续执行步骤一；如果A≤P≤B，则表示驾驶员处于轻微疲劳状态，主核心微处理单元（3）输出串口控制命令，并由COM接口（7）发送给车载控制器（4），车载控制器（4）控制语音提示模块（5）进行语音提醒，车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制车窗开启，然后返回继续执行步骤一；如果B＜P＜C，则表示驾驶员处于一般疲劳状态，主核心微处理单元（3）输出串口控制命令，并由COM接口（7）发送给车载控制器（4），车载控制器（4）控制语音提示模块（5）播报驾驶员的一般疲劳信息，车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制方向盘及座椅振动，然后返回继续执行步骤一；如果P≥C，则表示驾驶员处于重度疲劳状态，主核心微处理单元（3）输出串口控制命令，并由COM接口（7）发送给车载控制器（4），车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制双闪开启并强制切断油路，车载控制器（4）通过WIFI通信模块（8）与手机（9）互联，利用手机将驾驶员的重度疲劳信息发送给指定人，然后结束。
1.一种防疲劳驾驶的汽车安全警示系统，包括图像采集系统、主核心微处理单元（3）和车载系统，其特征在于： 所述图像采集系统包括红外摄像头（1）和视频解码器（2），所述车载系统包括车载控制器（4）、语音提示模块（5）和CAN通信模块（6），所述红外摄像头（1）与视频解码器（2）连接，视频解码器（2）与主核心微处理单元（3）连接，主核心微处理单元（3）通过COM接口（7）与车载控制器（4）连接，车载控制器（4）与语音提示模块（5）、CAN通信模块（6）连接；红外摄像头（1）采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器（2）将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元（3），主核心微处理单元（3）对该数字图像进行处理、判断，得到驾驶员的疲劳状态信息，并输出相应的串口控制命令给车载控制器（4），车载控制器（4）控制语音提示模块（5）进行语音提醒或者播报驾驶员的疲劳状态信息，车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制车内电子设备动作。
2.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶的汽车安全警示系统，其特征在于：所述车载系统还包括与车载控制器（4）连接的WIFI通信模块（8），该WIFI通信模块（8）与手机（9）互联，通过手机能将驾驶员的疲劳状态信息发送给指定人。
3.采用如权利要求2所述的汽车安全警示系统对疲劳驾驶进行警示的方法包括： 步骤一、红外摄像头（1）采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器（2）将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元（3）； 步骤二、主核心微处理单元（3）对该数字图像进行处理，计算出眼睛闭合度及单位时间内眼睛闭合时间所占的百分比P，并将P值与预设的A、B、C三类代表不同疲劳状态的阈值进行比较判断：如果P＜A，则表示驾驶员一切正常，主核心微处理单元（3）不输出串口控制命令，返回继续执行步骤一；如果A≤P≤B，则表示驾驶员处于轻微疲劳状态，主核心微处理单元（3）输出串口控制命令，并由COM接口（7）发送给车载控制器（4），车载控制器（4）控制语音提示模块（5）进行语音提醒，车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制车窗开启，然后返回继续执行步骤一；如果B＜P＜C，则表示驾驶员处于一般疲劳状态，主核心微处理单元（3）输出串口控制命令，并由COM接口（7）发送给车载控制器（4），车载控制器（4）控制语音提示模块（5）播报驾驶员的一般疲劳信息，车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制方向盘及座椅振动，然后返回继续执行步骤一；如果P≥C，则表示驾驶员处于重度疲劳状态，主核心微处理单元（3）输出串口控制命令，并由COM接口（7）发送给车载控制器（4），车载控制器（4）通过CAN通信模块（6）与CAN总线进行通信，控制双闪开启并强制切断油路，车载控制器（4）通过WIFI通信模块（8）与手机（9）互联，利用手机将驾驶员的重度疲劳信息发送给指定人，然后结束。
翻译：技术领域
本发明属于汽车安全驾驶控制领域，具体涉及一种防疲劳驾驶的汽车安全警示系统及警示方法。
背景技术
疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因之一，防疲劳驾驶已然成为汽车安全系统的重要功能之一，它极大地推动了汽车智能人性化技术的发展，对汽车价值评估有着非常重要的参考作用；同时，其也为驾驶员的生命安全提供了有效保护，对交通事故率的降低起着重要作用，具有较高的使用价值。
CN104269028A公开了一种疲劳驾驶检测方法及系统，其描述了图像处理器对眼睛进行检测和状态识别的具体实现方法，但并未描述在出现疲劳驾驶之后，需要进行怎样的防疲劳驾驶处理。
CN103625288A中公开了一种疲劳驾驶报警系统，包括安装在车内的摄像头和检测控制装置，检测控制装置内设置有微处理器、与微处理器相连的报警扬声器，摄像头与微处理器连接，微处理器与汽车中央控制系统连接，汽车中央控制系统用于控制汽车的制动装置。其通过驾驶员眼部的动作检测驾驶员当前的状态，在驾驶员疲劳时发出声音报警，在驾驶员特别疲劳时发出声音报警并进行制动减速，但是其在驾驶员疲劳时仅发出声音报警，进而提示驾驶员保持清醒或休息，属于被动消极性的，并且其也未对驾驶员的疲劳状态进行细分，警示效果不好，实用性不强。
发明内容
本发明的目的是提供一种防疲劳驾驶的汽车安全警示系统及警示方法，以在不同疲劳状态下采取不同的处理措施，使其警示效果更好，实用性更强，同时提高行车安全性。
本发明所述的防疲劳驾驶的汽车安全警示系统，包括图像采集系统、主核心微处理单元和车载系统，所述图像采集系统包括红外摄像头和视频解码器，所述车载系统包括车载控制器、语音提示模块和CAN通信模块，所述红外摄像头与视频解码器连接，视频解码器与主核心微处理单元连接，主核心微处理单元通过COM接口与车载控制器连接，车载控制器与语音提示模块、CAN通信模块连接；红外摄像头采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元，主核心微处理单元对该数字图像进行处理、判断，得到驾驶员的疲劳状态信息，并输出相应的串口控制命令给车载控制器，车载控制器控制语音提示模块进行语音提醒或者播报驾驶员的疲劳状态信息，车载控制器通过CAN通信模块与CAN总线进行通信，控制车内电子设备动作。
为了更好的保护驾驶员的生命安全，避免事故进一步扩大，所述车载系统还包括与车载控制器连接的WIFI通信模块，该WIFI通信模块与手机互联，通过手机能将驾驶员的疲劳状态信息发送给指定人（即通知指定人，指定人可以是父母、配偶或者成年子女等）。
采用上述汽车安全警示系统对疲劳驾驶进行警示的方法包括：
步骤一、红外摄像头采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元。
步骤二、主核心微处理单元对该数字图像进行处理，计算出眼睛闭合度及单位时间内眼睛闭合时间所占的百分比P，并将P值与预设的A、B、C三类代表不同疲劳状态的阈值进行比较判断：如果P＜A，则表示驾驶员一切正常，主核心微处理单元不输出串口控制命令，返回继续执行步骤一；如果A≤P≤B，则表示驾驶员处于轻微疲劳状态，主核心微处理单元输出串口控制命令，并由COM接口发送给车载控制器，车载控制器控制语音提示模块进行语音提醒，建议驾驶员稍作休息，车载控制器通过CAN通信模块与CAN总线进行通信，控制车窗开启，以减缓驾驶员的疲劳感，然后返回继续执行步骤一；如果B＜P＜C，则表示驾驶员处于一般疲劳状态，主核心微处理单元输出串口控制命令，并由COM接口发送给车载控制器，车载控制器控制语音提示模块播报驾驶员的一般疲劳信息，提高驾驶员对疲劳驾驶危及生命的认知度，车载控制器通过CAN通信模块与CAN总线进行通信，控制方向盘及座椅振动，以建议驾驶员不要继续驾驶，防止出现交通事故，然后返回继续执行步骤一；如果P≥C，则表示驾驶员处于重度疲劳状态，主核心微处理单元输出串口控制命令，并由COM接口发送给车载控制器，车载控制器通过CAN通信模块与CAN总线进行通信，控制双闪开启并强制切断油路，以使车辆自动停车熄火并警示其它路过车辆注意避让，车载控制器通过WIFI通信模块与手机互联，利用手机将驾驶员的重度疲劳信息发送给指定人，以保障驾驶员的生命安全，避免事故进一步扩大，然后结束。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
（1）采用红外摄像头采集驾驶员面部的模拟视频图像，可以满足系统全天候工作的要求，即使驾驶舱内的光线为微光甚至无光，系统也可以进行正常检测，且属于非接触式的方式，不会影响驾驶员的操作，使用方式灵活、舒适，容易被用户接受。
（2）将驾驶员的疲劳状态分为三类，在驾驶员轻微疲劳时，进行语音提醒，建议驾驶员稍作休息，同时开启车窗，减缓驾驶员疲劳感；在驾驶员一般疲劳时，播报驾驶员的一般疲劳状态，提高驾驶员对疲劳驾驶危及生命的认知度，同时进行方向盘及座椅振动，建议驾驶员不要继续驾驶，防止出现交通事故；在驾驶员重度疲劳时，开启双闪并切断油路，使车辆自动停车熄火并警示其它路过车辆注意避让，同时发送信息通知指定人，保障了驾驶员的生命安全，能避免事故进一步扩大。其警示效果显著，实用性强，能有效的防止由于驾驶员疲劳驾驶造成的行车事故，提高行车安全性。
附图说明
图1为本发明的架构示意图。
图2为采用本发明对疲劳驾驶进行警示的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示的防疲劳驾驶的汽车安全警示系统，包括图像采集系统、主核心微处理单元3和车载系统，图像采集系统包括红外摄像头1和视频解码器2，车载系统包括车载控制器4、语音提示模块5、CAN通信模块6和WIFI通信模块8；红外摄像头1与视频解码器2连接，视频解码器2与主核心微处理单元3连接，主核心微处理单元3通过COM接口7与车载控制器4连接，车载控制器4与语音提示模块5、CAN通信模块6、WIFI通信模块8连接，WIFI通信模块8与手机9互联；红外摄像头1采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器2将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元3，主核心微处理单元3对该数字图像进行处理、判断，得到驾驶员的疲劳状态信息，并输出相应的串口控制命令给车载控制器4，车载控制器4控制语音提示模块5进行语音提醒或者播报驾驶员的疲劳状态信息，车载控制器4通过CAN通信模块6与CAN总线进行通信，控制车内电子设备动作，车载控制器4通过WIFI通信模块8与手机9互联，通过手机能将驾驶员的疲劳状态信息发送给指定人（即通知指定人，指定人可以是父母、配偶或者成年子女等）。
如图2所示，采用上述汽车安全警示系统对疲劳驾驶进行警示的方法包括：
步骤一、红外摄像头1采集驾驶员面部的模拟视频图像，视频解码器2将该模拟视频图像转换为数字图像并发送给主核心微处理单元3。
步骤二、主核心微处理单元3内具有四个软件模块，分别为内部储存器31、图像处理模块32、判断模块33和串口命令转换模块34，经视频解码器2转换后的数字图像储存在主核心微处理单元3的内部储存器31中，图像处理模块32对该数字图像进行处理，运用算法（该算法为现有技术）分析眼睛的开闭状态，计算出眼睛闭合度及单位时间内眼睛闭合时间所占的百分比P，判断模块33将该P值与主核心微处理单元3内预设的A、B、C三类代表不同疲劳状态的阈值进行比较判断：
如果P＜A，则表示驾驶员一切正常，主核心微处理单元3不输出串口控制命令，返回继续执行步骤一；否则表示驾驶员已经疲劳了，但具体属于哪类疲劳状态还不得而知，需要进一步判断P与A、B的关系；
如果A≤P≤B，则表示驾驶员处于轻微疲劳状态，主核心微处理单元3通过串口命令转换模块34将动作指令转换为串口控制命令输出，并由COM接口7将该串口控制命令发送给车载控制器4，车载控制器4根据该串口控制命令控制语音提示模块5进行语音提醒，建议驾驶员稍作休息，车载控制器4根据该串口控制命令通过CAN通信模块6与CAN总线进行通信，控制车窗开启，以减缓驾驶员的疲劳感，然后返回继续执行步骤一；否则表示驾驶员已超过轻微疲劳状态，需要进一步判断P与B、C的关系；
如果B＜P＜C，则表示驾驶员处于一般疲劳状态，主核心微处理单元3通过串口命令转换模块34将动作指令转换为串口控制命令输出，并由COM接口7将该串口控制命令发送给车载控制器4，车载控制器4根据该串口控制命令控制语音提示模块5播报驾驶员的一般疲劳信息，提高驾驶员对疲劳驾驶危及生命的认知度，车载控制器4根据该串口控制命令通过CAN通信模块6与CAN总线进行通信，控制方向盘及座椅振动，以建议驾驶员不要继续驾驶，防止出现交通事故，然后返回继续执行步骤一；
否则（即如果P≥C），则表示驾驶员处于重度疲劳状态，主核心微处理单元3通过串口命令转换模块34将动作指令转换为串口控制命令输出，并由COM接口7将该串口控制命令发送给车载控制器4，车载控制器4根据该串口控制命令通过CAN通信模块6与CAN总线进行通信，控制双闪开启并强制切断油路，以使车辆自动停车熄火并警示其它路过车辆注意避让，车载控制器4根据该串口控制命令通过WIFI通信模块8与手机9互联，利用手机9将驾驶员的重度疲劳信息发送给指定人，以保障驾驶员的生命安全，避免事故进一步扩大，然后结束。
