專利名稱：汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統。
背景技術：
隨著現代汽車行業(yè)的高速發(fā)展和車輛人均擁有率的提高，對車輛行駛安全的監(jiān)測日益受到重視。在人類死亡和發(fā)病的原因中，交通事故排第九位，汽車駕駛員疲勞駕駛和安全氣囊的不正確彈出方式是引發(fā)道路交通事故及人員傷亡的重要原因。目前，針對汽車駕駛員疲勞駕駛的監(jiān)測控制技術有通過攝像頭監(jiān)測汽車駕駛員眼球運動、眼皮眨動、嘴巴張合、身體移動頻率等的圖像處理測量法，油門踏板深度監(jiān)測法，腦功能狀態(tài)監(jiān)測法等。但在實際應用中，大多存在對駕駛環(huán)境明暗要求高，誤報率高及監(jiān)測傳感器接觸汽車駕駛員造成的不適等問題，阻礙了駕駛狀態(tài)實時監(jiān)測技術的應用。針對上述問題，本發(fā)明提出了一種汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，通過在駕駛員座椅部位預置加速度傳感器和安全帶上的非接觸式呼吸傳感器進行駕駛員狀態(tài)信息的采集，采用信息融合的信息處理方法，提高了監(jiān)測報警的準確率。同時，座椅下及頭枕處的壓力傳感器還能獲取駕駛員的身高、體重信息， 為緊急狀態(tài)下的安全氣囊彈出力大小及方向選擇提供數據支持。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，以實現汽車駕駛員疲勞狀態(tài)的實時監(jiān)測、報警及為緊急狀態(tài)下的安全氣囊彈出力大小及方向選擇提供數據支持。本發(fā)明提供的技術方案是一種汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，包括安裝在駕駛員頭枕的壓力傳感器1，安裝在安全帶上的呼吸傳感器2，與安全氣囊的通訊接口模塊3，采集信號的輸出接口 4，駕駛員座位底部的壓力傳感器5，安裝在座位底部的三向加速度傳感器6，安裝在座椅四角的減振彈簧7，安裝在座椅內部的信號采集分析模塊8，安裝在座位靠背的三向加速度傳感器9和安裝在駕駛員座位靠背的報警模塊10?？赏ㄟ^座椅處汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統安裝的各種傳感器評估駕駛員體重和身高，實現對重心移動頻率、呼吸頻率的實時監(jiān)測，通過信號采集分析模塊8、報警模塊10及與安全氣囊的通訊接口 3實現駕駛疲勞狀態(tài)的報警及為緊急狀態(tài)下安全氣囊的打開狀態(tài)提供數據支持，采集信號的輸出接口 4可實現監(jiān)測數據的輸出及保存。本發(fā)明能對駕駛員的體重身高情況進行評估，并可實時、快速準確地判斷出駕駛員的疲勞狀態(tài)，避免交通事故及減小交通意外傷害。上述安裝在駕駛員座位底部的壓力傳感器5用于測量、評估駕駛員的體重，安裝在頭枕處的壓力傳感器1用于測量、評估駕駛員的身高，該兩路傳感器信號通過數據線連入信號采集分析模塊8進行放大、濾波和A/D采集，記錄駕駛員的身高、體重信息，并進行緊急狀態(tài)下氣囊打開大小及方式的評估。上述安裝在駕駛員座位底部的ICP型三向加速度傳感器6和壓力傳感器5，用以測量駕駛員上、下、前、后及左、右的重心移動。結合安裝在駕駛員座位靠背處的三向加速度傳感器9采集的信號，采用綜合考慮駕駛過程中司機的重心移動幅度及頻率的算法，進行疲勞駕駛的狀態(tài)判定并實現報警模塊10報警。上述安裝在駕駛員座位靠背的ICP型三向加速度傳感器9，用以測量駕駛員上、 下、前、后及左、右的移動，結合加速度傳感器6，進行駕駛過程中司機重心移動幅度及頻率的判定。重點利用與座位靠背平行的上下方向加速度信號判斷駕駛過程中身體姿勢的下垂度情況，進行疲勞駕駛的狀態(tài)判定并實現報警模塊10報警。上述安裝在安全帶上的非接觸式呼吸傳感器2，用以進行呼吸頻率變化的疲勞評估，在疲勞駕駛狀態(tài)判定后實現報警模塊10報警。上述安裝在智能座椅與安全氣囊的通訊接口 3，可通過USB、RS232、網線、紅外和藍牙等方式實現安全氣囊彈出信息的輸出，為緊急狀態(tài)下的氣囊打開提供數據指導。上述安裝在智能座椅上的采集信號輸出接口 4，可通過USB、RS232、網線、紅外和藍牙等方式實現監(jiān)測數據的備份，包括汽車運行時的振動信號，氣囊彈出信息，駕駛員重心移動頻率信息，呼吸頻率信息等，為汽車改進等提供多用途分析數據。上述安裝在智能座椅上的多種傳感器信息，經疲勞預警算法進行判斷后，還可采用多信息融合的加權智能算法，對各反映疲勞的指標進行綜合考慮，提高了預報的準確率。上述安裝在智能座椅上的減振彈簧，采用圓錐彈簧結構，工作線圈之間的恒定間隙，可以吸收軸向的外部作用力，提高了駕駛中的舒適度，起到了消除駕駛疲勞的作用。


圖1為本發(fā)明的工作示意圖；圖2為本發(fā)明壓力傳感器1、5及三向加速度傳感器6、9安裝示意圖；圖3為本發(fā)明減振彈簧安裝及減振彈簧結構示意圖；圖4為本發(fā)明的信號調理及采集模塊硬件示意圖；圖1，2中，1、5-壓力傳感器，2-呼吸傳感器，3-通訊接口模塊，4-輸出接口，6、 9-三向加速度傳感器，7-減振彈簧，8-信號采集分析模塊，10-報警模塊。
具體實施例方式駕駛員在駕駛開始時按照報警模塊10指示保持直立坐姿，通過壓力傳感器1和壓力傳感器5進行駕駛員身高及體重的評估，為疲勞駕駛監(jiān)測及緊急狀態(tài)下安全氣囊打開大小及方向提供數據支持。駕駛過程中，三向加速度傳感器6和三向加速度傳感器9同時采集，結合壓力傳感器5獲取汽車駕駛員上、下、前、后、左、右的重心移動頻率及駕駛過程中身體姿勢的下垂度情況，進行駕駛員疲勞程度的分析。同時，呼吸傳感器2實時監(jiān)測駕駛員的呼吸頻率，并通過呼吸頻率的變化情況判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)。通過加速度傳感器6、9 及呼吸傳感器2獲得的駕駛員疲勞狀態(tài)信息通過信息融合算法進行加權判定，最終得出駕駛員是否疲勞的認定結果并采用報警模塊10進行報警。智能座椅上預置與安全氣囊的通訊接口 3，輸出駕駛員身高、體重及推薦安全氣囊打開大小及方向信息，為改裝智能型安全氣囊提供通訊方式。安裝在智能座椅上的采集信號輸出接口 4，可通過USB、RS232、網線、紅外和藍牙等方式實現監(jiān)測數據的備份，包括汽車運行時的振動信號，氣囊彈出信息，駕駛員重心移動頻率信息，呼吸頻率信息等，為汽車改進等提供多用途分析數據。駕駛員座椅底部四角處安裝有減振彈簧，用以提高駕駛過程的舒適度和消除駕駛疲勞。
權利要求
1.汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是包括安裝在駕駛員頭枕的壓力傳感器 (1)，安裝在安全帶上的呼吸傳感器O)，與安全氣囊的通訊接口模塊(3)，采集信號的輸出接口 0)，駕駛員座位底部的壓力傳感器(5)，安裝在座位底部的三向加速度傳感器(6)，安裝在座椅四角的減振彈簧(7)，安裝在座椅內部的信號采集分析模塊(8)，安裝在座位靠背的三向加速度傳感器(9)和安裝在駕駛員座位靠背的報警模塊(10)；可通過駕駛員座椅上狀態(tài)實時監(jiān)測系統安裝的各種傳感器信息評估駕駛員體重和身高，實現對重心移動頻率、 呼吸頻率狀態(tài)的預警及為緊急狀態(tài)下安全氣囊的打開狀態(tài)提供數據支持。
2.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是通過將駕駛員座位底部安裝的壓力傳感器(5)，結合安裝在駕駛員頭枕的壓力傳感器(1)，輸入至信號采集分析模塊(8)，進行駕駛員體重及身高信息的評估，為緊急狀態(tài)下的氣囊打開提供數據支持。
3.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是駕駛員座位底部安裝有三向加速度傳感器(6)，用于實時監(jiān)測駕駛員身體上、下、左、右的移動，并輸入至信號采集分析模塊(8)，結合壓力傳感器(5)判斷的駕駛員重心情況獲得駕駛員重心移動頻率結論，進而判斷是否進行疲勞狀態(tài)報警，當判別為報警信息時將信息發(fā)送到報警模塊 (10)進行報警。
4.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是駕駛員座位靠背處安裝有三向加速度傳感器(8)，可對駕駛員的身高、駕駛員身體移動狀況及駕駛過程中身體姿勢的下垂度進行實時監(jiān)測，并將該信息輸入至信號采集分析模塊(8)判斷是否進行疲勞狀態(tài)報警，當判別為報警信息時將信息發(fā)送到報警模塊(10)進行報警。
5.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是在安全帶上安裝有呼吸傳感器O)，用于實時監(jiān)測駕駛員呼吸節(jié)奏的快慢，并將該信息輸入至信號采集分析模塊⑶判斷是否進行疲勞狀態(tài)報警，當判別為報警信息時將信息發(fā)送到報警模塊(10)進行報警。
6.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是預留智能座椅與安全氣囊的通訊接口模塊(3)，為改裝智能型安全氣囊提供通訊方式。
7.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是預留采集信號輸出接口 G)，可實現監(jiān)測數據的定期備份，提供氣囊彈出信息及其他信息的獲取接口，為進一步的分析提供數據。
8.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是對實時監(jiān)測的各種駕駛員狀態(tài)信息，采用多源信息融合的智能算法，提高了預報的準確率。
9.根據權利要求1所述的汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統，其特征是駕駛員座椅底部四角處安裝有減振彈簧，用以提高駕駛過程的舒適度和消除駕駛疲勞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種狀態(tài)實時監(jiān)測系統，尤其涉及一種汽車駕駛員狀態(tài)實時監(jiān)測系統。包括壓力傳感器，呼吸傳感器，三向加速度傳感器，減振彈簧，通訊接口模塊，信號輸出接口，信號采集分析模塊和報警模塊?？赏ㄟ^駕駛員座椅上監(jiān)測系統安裝的各種傳感器評估駕駛員體重和身高，實現對重心移動頻率、呼吸頻率的實時監(jiān)測，通過信號采集分析模塊、報警模塊及與安全氣囊的通訊接口實現駕駛疲勞狀態(tài)的預警及為緊急狀態(tài)下安全氣囊的打開狀態(tài)提供數據支持，信號輸出接口可實現監(jiān)測數據的輸出及保存。本發(fā)明能對駕駛員的體重身高情況進行評估，并可實時、快速準確地判斷出駕駛員的疲勞狀態(tài)，避免交通事故及減小交通意外傷害。
文檔編號B60R21/01GK102407805SQ20101028675
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權日2010年9月20日
發(fā)明者楊雪翠, 祁宇明, 苗德華, 蔣永翔, 鄧三鵬, 郭士杰 申請人:天津職業(yè)技術師范大學