本發(fā)明涉及行車安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種駕駛員疲勞監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

全球每年約有120萬人死于交通事故，通過研究表明，疲勞駕駛是引發(fā)道路交通事故的重要原因之一，為了避免疲勞駕駛帶來的危害，很多人開發(fā)出駕駛員疲勞監(jiān)測系統(tǒng)，總結(jié)來說，駕駛員疲勞監(jiān)測方法一般分為主觀疲勞監(jiān)測和客觀疲勞監(jiān)測。目前，基于駕駛疲勞的檢測方法主要集中于客觀疲勞的監(jiān)測預(yù)警，客觀疲勞監(jiān)測主要是借助各種檢測儀器對駕駛員身體指標(biāo)或駕駛行為狀態(tài)的特異性進(jìn)行實時監(jiān)測、客觀評價并進(jìn)行提示預(yù)警的方法。

現(xiàn)有的這些監(jiān)測系統(tǒng)存在諸多不足：其一，目前國內(nèi)外對駕駛員疲勞程度特征提取的方法尚在研究之中，對采集得到的信號通過時域或頻率域方法提取疲勞特征，存在不足之處，針對結(jié)合中醫(yī)理論的呼吸、脈搏及心率等人體生理醫(yī)學(xué)信號與駕駛員疲勞特征相關(guān)性問題，目前尚未存在有效的特征識別方法，因而難以對駕駛員疲勞程度進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分歸類；其二，由于大部分疲勞監(jiān)測傳感器為接觸性的，在行車過程中的信號采集容易受到駕駛員與環(huán)境的影響，易于造成駕駛員不適，影響其駕駛操作，因而難以實現(xiàn)對駕駛員疲勞的準(zhǔn)確識別，而通過車載攝像頭和雷達(dá)等非接觸性儀器進(jìn)行監(jiān)測的方法往往對外界環(huán)境的依賴性較大，易因環(huán)境變化導(dǎo)致監(jiān)測準(zhǔn)確率不高；其三，現(xiàn)有的一些監(jiān)測方法尚未對駕駛員的疲勞程度和監(jiān)測指標(biāo)之間關(guān)系進(jìn)行很好的量化，對疲勞的分級不夠準(zhǔn)確；其四，由于駕駛員的個體差異和環(huán)境的影響，單一監(jiān)測指標(biāo)的監(jiān)測手段存在局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠精確監(jiān)測駕駛員疲勞狀態(tài)的駕駛員疲勞監(jiān)測系統(tǒng)。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種駕駛員疲勞監(jiān)測系統(tǒng)，包括信號采集模塊、控制模塊以及警示模塊，所述的信號采集模塊用于采集駕駛員的心率、呼吸、脈搏、方向盤握力以及車輛變線頻率；控制模塊對信號采集模塊采集到的信號進(jìn)行分析處理后得到駕駛員的疲勞等級，并根據(jù)疲勞等級發(fā)出相應(yīng)的控制信號至警示模塊驅(qū)動警示模塊動作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：駕駛員心率、呼吸、脈搏、方向盤握力以及車輛變線頻率這些參數(shù)最能反映出駕駛員的疲勞狀態(tài)，通過對這些信息的監(jiān)測和處理，能夠更為可靠地、精確地獲知駕駛員的疲勞狀態(tài)，同時，該系統(tǒng)對于不同的駕駛員，都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。

參閱圖1，一種駕駛員疲勞監(jiān)測系統(tǒng)，包括信號采集模塊10、控制模塊20以及警示模塊30，所述的信號采集模塊10用于采集駕駛員的心率、呼吸、脈搏、方向盤握力以及車輛變線頻率；控制模塊20對信號采集模塊20采集到的信號進(jìn)行分析處理后得到駕駛員的疲勞等級，并根據(jù)疲勞等級發(fā)出相應(yīng)的控制信號至警示模塊30驅(qū)動警示模塊30動作。駕駛員心率、呼吸、脈搏、方向盤握力以及車輛變線頻率這些參數(shù)最能反映出駕駛員的疲勞狀態(tài)，通過對這些信息的監(jiān)測和處理，能夠更為可靠地、精確地獲知駕駛員的疲勞狀態(tài)，同時，該系統(tǒng)對于不同的駕駛員，都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測。

具體地，為了采集上述信息，所述的信號采集模塊10包括用于采集駕駛員心率和呼吸信息的心率呼吸傳感器11、用于采集駕駛員脈搏信號的脈搏傳感器12、用于采集駕駛員方向盤握力的握力傳感器13以及用于采集車輛變線頻率的CCD傳感器14。心率呼吸傳感器11、脈搏傳感器12和握力傳感器13都是比較成熟的傳感器，可以直接采購來進(jìn)行使用，CCD傳感器14本身也是可以直接采購的，這里的CCD傳感器主要采集車輛前方路況信息并對圖像信息進(jìn)行處理，從而得到車輛變線頻率信息，車輛變線頻率也即車輛在行駛時發(fā)生變道行為的頻率，這里之所以引入這個參數(shù)，是因為駕駛員在清醒狀態(tài)下，車輛一般都是在車道內(nèi)行駛的，除非有變道需求，否則不會輕易發(fā)生變道，但是，處于疲勞狀態(tài)的駕駛員則不同，由于其注意力不夠集中，常常不能維持在同一道路內(nèi)，經(jīng)常發(fā)生變道現(xiàn)象。因此，這里為了更為精準(zhǔn)的判斷出駕駛員的疲勞狀態(tài)，除了監(jiān)測駕駛員本身的心率、呼吸、脈搏以及握力信息之外，還對車輛變線頻率進(jìn)行監(jiān)測，大大提高了監(jiān)測、判斷的準(zhǔn)確性。

控制模塊20的結(jié)構(gòu)有很多種，本實施例中優(yōu)選地，所述的控制模塊20包括信號預(yù)處理單元21、疲勞特征提取單元22、疲勞特征處理單元23以及疲勞等級判定單元24；信號預(yù)處理單元21接收心率呼吸傳感器11、脈搏傳感器12、握力傳感器13以及CCD傳感器14發(fā)出的信息并運用小波、wigner-ville等時頻域聯(lián)合分析處理技術(shù)對信號進(jìn)行濾波降噪、預(yù)加重處理，建立表征駕駛員疲勞信息的時頻圖像；疲勞特征提取單元22用于提煉基于心率、呼吸以及脈搏的駕駛員敏感特征，建立與駕駛員疲勞程度緊密相關(guān)的疲勞特征向量；疲勞特征處理單元23通過D-S證據(jù)理論對疲勞特征向量進(jìn)行分析處理得到量化的信息源；疲勞等級判定單元24用于量化各信息源與疲勞分級規(guī)則關(guān)系，對疲勞程度劃分為清醒、輕度疲勞、疲勞及重度疲勞四個等級，并根據(jù)不同的等級輸出相應(yīng)的控制信號至警示模塊30。通過設(shè)置信號預(yù)處理單元21，對各傳感器輸出的信號進(jìn)行預(yù)處理，使得數(shù)據(jù)更為統(tǒng)一，更方便后續(xù)進(jìn)行處理。各傳感器所采集到的信息非常多，這里通過疲勞特征提取單元22對較為重要的一些特征信息進(jìn)行提取，使得后續(xù)分析時速度更快，簡化分析處理的過程。同時，通過對駕駛員的疲勞程度進(jìn)行量化，方便針對不同的疲勞程度作出不同的警示動作。

優(yōu)選地，所述的警示模塊30包括發(fā)聲單元31和發(fā)光單元32；當(dāng)疲勞等級判定單元24判斷駕駛員為清醒時，疲勞等級判定單元24不發(fā)出控制信號至警示模塊30；當(dāng)疲勞等級判定單元24判斷駕駛員為輕度疲勞時，疲勞等級判定單元24輸出控制信號至發(fā)聲單元31給予音樂提示，此時駕駛員不是非常的疲勞，只需要稍微提醒下就可以了。當(dāng)疲勞等級判定單元24判斷駕駛員為疲勞時，疲勞等級判定單元24輸出控制信號至發(fā)聲單元31和發(fā)光單元32，給予聲音和燈光報警，此時，駕駛員具有一定的疲勞度，需要進(jìn)行聲光刺激，使其保持清醒狀態(tài)。當(dāng)疲勞等級判定單元24判斷駕駛員為重度疲勞時，疲勞等級判定單元24輸出控制信號至發(fā)聲單元31和發(fā)光單元32，給予急促的聲音報警和閃光報警。通過對不同疲勞程度的駕駛員進(jìn)行不同程度的刺激，保證其處于清醒狀態(tài)，既能降低系統(tǒng)能耗，又能讓駕駛員的體驗更為舒適。

一般來說，越疲勞的時候，駕駛員的安全形勢速度越低，也即：當(dāng)駕駛員清醒時，其可以以較快的速度行駛，當(dāng)駕駛員非常疲勞時，其行駛速度越快就越危險，因此其安全行駛速度比清醒狀態(tài)下小很多。本實施例中優(yōu)選地，所述的信號采集模塊10包括用于采集車輛速度的車速傳感器15，警示模塊30包括剎車單元33，疲勞等級判定單元24中存儲有與輕度疲勞、疲勞及重度疲勞相對應(yīng)的車速上限閾值V1、V2、V3；疲勞等級判定單元24接收到的車速信息大于當(dāng)前駕駛員疲勞等級對應(yīng)的車速上限閾值時輸出控制信號至剎車單元33對車輛實施限速制動。通過設(shè)置車速上限閾值，使得駕駛員在不同的疲勞程度狀態(tài)下，都行駛在安全速度以下，大幅提高駕駛員的行車安全。

各傳感器的布置位置有很多，為了不影響駕駛員的駕駛舒適度，本實施例中優(yōu)選地，所述的心率呼吸傳感器11設(shè)置在安全帶上；脈搏傳感器12為手表式，穿戴在駕駛員的手臂上；握力傳感器13設(shè)置在方向盤上。這樣，駕駛員只需要穿戴手表式脈搏傳感器12、行車時系上安全帶、行駛時握住方向盤即可讓系統(tǒng)對相應(yīng)的信息進(jìn)行采集，使用起來非常方便和舒適。