專利名稱：基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)及其控制方法，特別是涉及一種基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)用來預(yù)防駕駛員疲勞駕駛的儀器主要分為以下兩大類一類是以汽車生產(chǎn)商為代表的以車為中心的疲勞駕駛檢測儀器，它是通過檢測汽車的行駛狀況，例如是否走“蛇形”路線、是否忽快忽慢等，來間接判斷駕駛員的疲勞狀況。顯然，這種駕駛員疲勞駕駛檢測儀器及其判斷方法存在很多不確定性，準(zhǔn)確度比較低。另一類是以駕駛員為中心的疲勞駕駛檢測儀器，主要包括以下兩種一種是采用攝像頭(或其他儀器)來采集駕駛員的面部圖像信息(主要是眼睛)，再經(jīng)過計算機處理得到 眼睛眨動的次數(shù)，以此來判斷駕駛員的疲勞狀況；另一種基本上是采用醫(yī)學(xué)上的方法檢測腦電波，來判斷駕駛員的疲勞狀況。然而，這類檢測儀器在檢測手段和數(shù)據(jù)處理上也存在如下不足之處面部圖像信息采集存在的問題要求使用者不能佩戴太陽鏡，這是因為太陽鏡(特別是駕駛員配帶的偏振鏡)能濾掉大部分的紅外線、紫外線和反射掉可見光；采用面部圖像信息采集生理信號，還存在數(shù)據(jù)量大、處理復(fù)雜、不方便傳輸、容易造成駕駛員的隱私曝光等不足之處。醫(yī)用檢測腦電波存在的問題數(shù)據(jù)處理非常復(fù)雜，很難在普通車上使用。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)用來判斷駕駛員疲勞狀況的裝置和方法存在以下缺陷只采集單一信息作為判斷駕駛員疲勞駕駛的依據(jù)，難以準(zhǔn)確判斷駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)；采用面部圖像信息采集或醫(yī)院腦電波采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)，存在數(shù)據(jù)量大、不方便傳輸、處理復(fù)雜等不足之處。在現(xiàn)有技術(shù)中，尚未有能夠?qū)︸{駛員進行及時、準(zhǔn)確判斷其疲勞駕駛狀態(tài)和干預(yù)控制的裝置和/或方法出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)及其控制方法，其通過實時采集駕駛員的眼睛眨動次數(shù)和腦電波頻率來獲取駕駛員的生理數(shù)據(jù)，并能夠?qū)︸{駛員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)進行準(zhǔn)確判斷和處理，有效減少交通事故的發(fā)生，具有數(shù)據(jù)量小、數(shù)據(jù)傳輸及處理方便等特點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，包括生理信號采集裝置，包括用來實時采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)的傳感器組，該傳感器組包括用來檢測駕駛員的眼睛眨動次數(shù)的鼻梁肌電傳感器和用來檢測駕駛員的腦電波頻率的頭部腦電傳感器；通訊模塊，用來提供數(shù)據(jù)的傳輸；
數(shù)據(jù)處理控制器，用來對輸入的數(shù)據(jù)進行比較、判斷和處理，并輸出對應(yīng)的控制信號和/或比對結(jié)果，該數(shù)據(jù)處理控制器存儲有人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)；以及，車輛啟動電路控制裝直和/或管理與控制中心，其中，車輛啟動控制裝直，用來根據(jù)接收的控制信號開啟或關(guān)閉車輛啟動電路；管理與控制中心，用來向駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制；其中，傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊，由通訊模塊將該駕駛員生理數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器；數(shù)據(jù)處理控制器將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和輸出對應(yīng)的控制信號；數(shù)據(jù)處理控制器的輸出傳輸至車輛啟動電路控制裝置，由車輛啟動電路控制裝置根據(jù)接收的控制信號做出相應(yīng)的控制動作；和/或數(shù)據(jù)處理控制器的輸出傳輸至管理與控制中心，由管理與控制中心根據(jù)接收的比對結(jié)果選擇是否對駕駛員發(fā)出提醒信息。

作為一種優(yōu)選，所述傳感器組還包括用來檢測駕駛員打哈欠次數(shù)的耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器所采集的數(shù)據(jù)傳輸至所述通訊模塊。作為一種優(yōu)選，還包括一眼鏡，所述生理信號采集裝置安裝于該眼鏡。所述鼻梁肌電傳感器為一對，具有兩個電極，所述頭部腦電傳感器為一個，所述耳部壓力信號傳感器為兩個，一對鼻梁肌電傳感器的兩個電極分別安裝于所述眼鏡的兩鼻托，頭部腦電傳感器采用可變化長度的連接帶連接于所述眼鏡的兩眼鏡腿之間，兩耳部壓力信號傳感器分別安裝于所述眼鏡的兩眼鏡腿的后端；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊安裝于所述眼鏡的眼鏡腿。作為一種實施例，所述生理信號采集裝置還包括一藍牙發(fā)射模塊，所述傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)通過該藍牙發(fā)射模塊對外輸出；所述通訊模塊包括用于與藍牙發(fā)射模塊無線對接的藍牙接收模塊和GPRS收發(fā)模塊，藍牙接收模塊的輸出接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至所述數(shù)據(jù)處理控制器。作為另一種實施例，所述生理信號采集裝置還包括USB接口和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述通訊模塊包括GPRS收發(fā)模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)輸出至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出通過USB接口接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至所述數(shù)據(jù)處理控制器。作為第三種實施例，所述生理信號采集裝置還包括音頻接口，所述通訊模塊包括GPRS收發(fā)模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)通過音頻接口接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至所述數(shù)據(jù)處理控制器?；谏硇盘柌杉钠隈{駛檢測控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟傳感器組的鼻梁肌電傳感器對駕駛員的眼睛眨動的次數(shù)進行實時檢測，頭部腦電傳感器對駕駛員的腦電波頻率進行實時檢測，該鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器分別將檢測到的駕駛員的生理數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器；數(shù)據(jù)處理控制器將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)進行存儲，并與其預(yù)先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和處理；若數(shù)據(jù)處理控制器新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)不一致，則數(shù)據(jù)處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持開啟車輛啟動電路的狀態(tài)或控制車輛啟動電路控制裝置開啟車輛啟動電路，和/或該數(shù)據(jù)處理控制器向管理與控制中心輸出比對結(jié)果，使管理與控制中心不對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制；若數(shù)據(jù)處理控制器新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)相一致，則數(shù)據(jù)處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持關(guān)閉車輛啟動電路的狀態(tài)或控制車輛啟動電路控制裝置關(guān)閉車輛啟動電路，和/或該數(shù)據(jù)處理控制器向管理與控制中心輸出比對結(jié)果，使管理與控制中心對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制。所述傳感器組還包括耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器對駕駛 員打哈欠的次數(shù)進行實時采集，并將所檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器。所述生理信號采集裝置安裝于一眼鏡，所述生理信號采集裝置的傳感器組對駕駛員的生理數(shù)據(jù)進行采集時，駕駛員需佩戴該眼鏡。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，I、由于采用鼻梁肌電傳感器檢測駕駛員的眼睛眨動次數(shù)、采用頭部腦電傳感器檢測駕駛員的腦電波頻率，使得本發(fā)明對駕駛員生理數(shù)據(jù)的采集與面部圖像/圖片信息采集和采用傳統(tǒng)醫(yī)院腦電波檢測相比，具有數(shù)據(jù)量小、直接、全面、不需要復(fù)雜加工處理即可進行傳輸，完全可以滿足2G/3G網(wǎng)絡(luò)GPRS數(shù)據(jù)或音頻通道的傳送要求，且不會曝光個人隱私等特點；由于采用數(shù)據(jù)處理控制器對新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和輸出對應(yīng)的控制信號和/或比對結(jié)果，采用車輛啟動電路控制裝置，用來根據(jù)接收的控制信號開啟或關(guān)閉車輛啟動電路，和/或采用管理與控制中心，用來根據(jù)接收的比對結(jié)果對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制，使得本發(fā)明能夠根據(jù)生理信號采集裝置的傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)對駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)及時作出準(zhǔn)確的判斷，并在駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)時對車輛和/或駕駛員進行干預(yù)控制，從中有效減少因駕駛員疲勞駕駛造成的交通事故發(fā)生；2、由于生理信號采集裝置的傳感器組還包括耳部壓力信號傳感器，使得本發(fā)明可以以耳部壓力信號傳感器作為輔助的生理信號采集儀器，結(jié)合鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器所檢測的數(shù)據(jù)，幫助有關(guān)管理部門準(zhǔn)確分析和掌握駕駛員的疲勞駕駛信息，從而使本發(fā)明能夠更及時、更準(zhǔn)確地對駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)作出判斷和控制，從而進一步減少交通事故的發(fā)生；3、由于將生理信號采集裝置安裝于眼鏡，使得本發(fā)明從中解決了生理信號采集裝置的定位和佩戴問題，克服了現(xiàn)有技術(shù)采用攝像頭配合計算機采集駕駛員的面部圖像信息所存在的操作復(fù)雜、頭部定位困難、駕駛員不能佩戴太陽鏡(因為太陽鏡，特別是偏振鏡，能濾掉大部分的紅外線、紫外線和反射掉可見光)等不足之處；本發(fā)明還克服了現(xiàn)有技術(shù)采用醫(yī)用腦電波檢測駕駛員的腦電波信息時，駕駛員需佩戴類似游泳帽的緊固頭套(該緊固頭套內(nèi)部有許多電極)，導(dǎo)致駕駛員長期佩戴非常不舒服等不足之處；4、由于生理信號采集裝置的數(shù)據(jù)傳輸模塊可以采用無線傳輸模塊，例如藍牙發(fā)射模塊，也可以采用有線傳輸模塊，例如USB傳輸和音頻接口傳輸，使得本發(fā)明的生理信號采集裝置的數(shù)據(jù)傳輸具有多種方式，方便用戶根據(jù)實際需要自行選擇。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)及其控制方法不局限于實施例。


圖I是實施例一本發(fā)明的原理框圖；圖2是實施例一本發(fā)明的眼鏡(裝有生理信號采集裝置)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實施例一本發(fā)明的藍牙發(fā)射模塊和供電模塊的電路示意圖；圖4是實施例一本發(fā)明的藍牙發(fā)射模塊和供電模塊的另一電路示意圖；
圖5是實施例二本發(fā)明的眼鏡(裝有生理信號采集裝置)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是實施例三本發(fā)明的眼鏡(裝有生理信號采集裝置)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例一請參見圖I所示，本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，包括生理信號采集裝置1，包括用來實時采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)的傳感器組，該傳感器組包括用來檢測駕駛員的眼睛眨動次數(shù)的鼻梁肌電傳感器11和用來檢測駕駛員的腦電波頻率的頭部腦電傳感器12 ；通訊模塊2，用來提供數(shù)據(jù)的傳輸；數(shù)據(jù)處理控制器3，用來對輸入的數(shù)據(jù)進行比較、判斷和處理，并輸出對應(yīng)的控制信號，該數(shù)據(jù)處理控制器3存儲有人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)；以及，車輛啟動電路控制裝置4和管理與控制中心5，其中，車輛啟動控制裝置4，用來根據(jù)接收的控制信號開啟或關(guān)閉車輛啟動電路；管理與控制中心5，用來根據(jù)接收的控制信號對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制；其中，傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊2，由通訊模塊2將該駕駛員生理數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器3 ;數(shù)據(jù)處理控制器3將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和輸出對應(yīng)的控制信號；數(shù)據(jù)處理控制器3的輸出傳輸至車輛啟動電路控制裝置4和管理與控制中心5，由車輛啟動電路控制裝置4和管理與控制中心4分別根據(jù)接收的控制信號做出相應(yīng)的控制動作。作為一種優(yōu)選，上述傳感器組還包括用來檢測駕駛員打哈欠次數(shù)的耳部壓力信號傳感器13，該耳部壓力信號傳感器13所采集的數(shù)據(jù)傳輸至上述通訊模塊2。作為一種優(yōu)選，請參見圖2所示，本發(fā)明還包括一個眼鏡6，上述生理信號采集裝置I安裝于該眼鏡6。該眼鏡6包括兩個眼鏡片61、兩個鼻托62、兩根眼鏡腿63和鏡框64(該鏡框64可以是全框式，也可以是半框式)，兩個眼鏡片61分別鑲嵌于鏡框64的左右兩側(cè)，兩個鼻托62分別安裝于對應(yīng)兩個眼鏡片61的相對內(nèi)端的鏡框64上，兩根眼鏡腿63分別連接于對應(yīng)兩個眼鏡片61的相對外端的鏡框64上。上述鼻梁肌電傳感器11為一對，具有兩個電極，頭部腦電傳感器12為一個，耳部壓力信號傳感器13為兩個，一對鼻梁肌電傳感器11的兩個電極分別安裝于眼鏡的兩鼻托61 ;頭部腦電傳感器12采用一條可變化長度的連接帶7連接于眼鏡的兩眼鏡腿63之間，具體，該連接帶9的一端連接于其中一眼鏡腿的后端，連接帶7的另一端連接于另一眼鏡腿的后端，頭部腦電傳感器12連接于連接帶7的中段；該連接帶7為具有彈性的松緊帶，當(dāng)然，上述連接帶7也可以是可調(diào)節(jié)長度而不具有彈性的帶體，可通過調(diào)節(jié)其一端或兩端與眼鏡腿的配合程度，或者通過增加調(diào)節(jié)扣來改變其長度，以方便該連接帶7與任意一個駕駛員的頭部大小相匹配；兩耳部壓力信號傳感器13分別安裝于眼鏡的兩眼鏡腿63的后端，即，兩眼鏡腿63的后端各安裝有一個耳部壓力信號傳感器13。作為一種優(yōu)選，生理信號采集裝置I還包括藍牙發(fā)射模塊14和供電模塊15，藍牙發(fā)射模塊14安裝于上述眼鏡6的其中一眼鏡腿上，供電模塊15安裝于上述眼鏡6的另一眼鏡腿上(當(dāng)然，該供電模塊也可以與上藍牙發(fā)射模塊14安裝于同一眼鏡腿上)。供電模塊15為藍牙發(fā)射模塊14和傳感器組的各個傳感器供電。傳感器組的各個傳感器與藍牙發(fā)射模塊14及供電模塊15之間的電氣連線，以及藍牙發(fā)射模塊14與供電模塊15之間的電氣連線暗裝于眼鏡的鏡框64內(nèi)、眼鏡腿63內(nèi)和連接帶7內(nèi)。上述通訊模塊2包括用于與藍牙發(fā)射模塊14無線對接的藍牙接收模塊21和GPRS收發(fā)模塊22，藍牙接收模塊21的輸出接至GPRS收發(fā)模塊22的輸入，GPRS收發(fā)模塊22的輸出傳輸至上述數(shù)據(jù)處理控制器3。作為一種優(yōu)選，請參見圖2所示，上述供電模塊15包括可充電池151、電池充電·控制電路(內(nèi)置于眼鏡腿內(nèi))、穩(wěn)壓電路(內(nèi)置于眼鏡腿內(nèi))和USB接口 152。請參見圖3所示，USB接口 J3即圖2中的USB接口 152，可充電池CONl即圖2中的可充電池151 ;電池充電控制電路由芯片型號為VA7205DF的芯片U2及其外圍電路組成，穩(wěn)壓電路由芯片型號為RT913-18CB的芯片U3及其外圍電路組成；藍牙發(fā)射模塊14由芯片型號為BC358239A的主控制芯片Ul、藍牙天線Tl及其外圍電路組成；可充電池CONl通過電池充電控制電路及USB接口 J3進行充電，該可充電池CONl的正極輸出VBATT經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓處理后輸出穩(wěn)壓后的供電電源，由穩(wěn)壓電路的對外供電端IV8輸出，用來為藍牙發(fā)射模塊以及傳感器組的各個傳感器進行供電。上述鼻梁肌電傳感器5和頭部腦電傳感器6的輸出分別從藍牙發(fā)射模塊14的IN3端和IN4端輸入到主控制芯片Ul的MIC引腳，經(jīng)主控制芯片Ul處理后從藍牙發(fā)射模塊的藍牙天線Tl無線發(fā)射出去，或者使主控制芯片Ul的USB引腳(即圖中主控制芯片U2的L8、L9腳)連接數(shù)據(jù)線后，從主控制芯片Ul的USB引腳向外傳輸。當(dāng)該主控制芯片Ul的L8、L9腳連接數(shù)據(jù)線后，該藍牙發(fā)射模塊14由藍牙無線發(fā)射模式轉(zhuǎn)換為USB傳輸模式。在圖3中，藍牙發(fā)射模塊14的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別采用雙端平衡輸入，其抗干擾性較好。通過對該藍牙發(fā)射模塊14的數(shù)據(jù)輸入端進行適當(dāng)修改，可使其兩個數(shù)據(jù)輸入端擴展成兩個以上的數(shù)據(jù)輸入端，以使該藍牙發(fā)射模塊14具有連接耳部壓力信號傳感器13的輸出端的數(shù)據(jù)輸入端。如圖4所示，藍牙發(fā)射模塊14具有四個數(shù)據(jù)輸入端IN1端、IN2端、IN3端、IN4端，該四個數(shù)據(jù)輸入端采用單端不平衡輸入。這里，也可以使該藍牙發(fā)射模塊具有三個數(shù)據(jù)輸入端，即，使該藍牙發(fā)射模塊的其中一個數(shù)據(jù)輸入端采用雙端平衡輸入，使該藍牙發(fā)射模塊的其余兩個數(shù)據(jù)輸入端采用單端不平衡輸入。本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，需要充電時，使其USB接口 152連接USB數(shù)據(jù)線即可對其供電模塊的可充電池151進行充電。使用本發(fā)明時，駕駛員如同佩戴太陽鏡或近似眼鏡一樣方便，既不會有用攝像頭采集面部圖像信息所存在的駕駛員頭部定位困難的問題，也不會有用醫(yī)用儀器檢測腦電波時，駕駛員頭上需要佩戴類似游泳帽的緊固頭套導(dǎo)致人長期佩戴不舒服的問題。佩戴后，駕駛員只需通過連接帶7將頭部腦電傳感器12拉至其腦中心線處即可。在檢測過程中，一對鼻梁肌電傳感器11對駕駛員眼睛的眨動次數(shù)進行實時檢測，頭部腦電傳感器12對駕駛員的腦電波頻率進行實時檢測，耳部壓力信號傳感器13對駕駛員打哈欠的次數(shù)進行實時檢測。通常情況下，當(dāng)駕駛員的眼睛眨動次數(shù)等于或大于22. 6次/40秒，且駕駛員的腦電波頻率低于8Hz時，可以判斷駕駛員已經(jīng)進入疲勞駕駛狀態(tài)。因此，上述數(shù)據(jù)處理控制器3中預(yù)先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)包括駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)下，其眼睛眨動的次數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值22. 6次/40秒)和腦電波頻率(標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值8Hz)。當(dāng)駕駛員在駕駛過程中，其眼睛眨動次數(shù)和腦電波頻率與該兩個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值對應(yīng)相一致，即可判斷駕駛員進入疲勞駕駛狀態(tài)。這里，相一致包括與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值大小相等和落入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的上下一定范圍(例如±0. 5 I)內(nèi)兩種情況。本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟駕駛員佩戴上述裝有生理信號采集裝置的眼鏡6，生理信號采集裝置的鼻梁肌電 傳感器11對駕駛員的眼睛眨動的次數(shù)進行實時采集，頭部腦電傳感器12對駕駛員的腦電波頻率進行實時采集，耳部壓力信號傳感器13對駕駛員打哈欠的次數(shù)進行實時采集，該鼻梁肌電傳感器11、頭部腦電傳感器12和耳部壓力信號傳感器13分別將檢測到的駕駛員的生理數(shù)據(jù)通過藍牙發(fā)射模塊14的藍牙天線Tl無線發(fā)射給通訊模塊的藍牙接收模塊21，由藍牙接收模塊21輸出給通訊模塊的GPRS收發(fā)模塊22，或者，各傳感器分別將檢測到的駕駛員的生理數(shù)據(jù)通過藍牙發(fā)射模塊14的主控制芯片Ul的USB引腳直接輸出給通訊模塊的GPRS收發(fā)模塊22 ；GPRS收發(fā)模塊22將所接收的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET (互聯(lián)網(wǎng))傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器3 ；數(shù)據(jù)處理控制器3將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)進行存儲，并與其預(yù)先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和處理；若數(shù)據(jù)處理控制器3新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)不一致，則數(shù)據(jù)處理控制器3通過GPRS收發(fā)模塊22向車輛啟動電路控制裝置4輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置4保持開啟車輛啟動電路的狀態(tài)或控制車輛啟動電路控制裝置4開啟車輛啟動電路，從而使車輛可以正常行駛；該數(shù)據(jù)處理控制器3還向管理與控制中心5輸出比對結(jié)果(包括數(shù)據(jù)處理控制器3新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)不一致對應(yīng)的信息)，使管理與控制中心5不對駕駛員發(fā)出提醒信息；若數(shù)據(jù)處理控制器3新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)相一致，則數(shù)據(jù)處理控制器3通過GPRS收發(fā)模塊向車輛啟動電路控制裝置4輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置4保持關(guān)閉車輛啟動電路的狀態(tài)或控制車輛啟動電路控制裝置4關(guān)閉車輛啟動電路，從而使車輛停止行駛；該數(shù)據(jù)處理控制器3還向管理與控制中心5輸出比對結(jié)果(包括數(shù)據(jù)處理控制器3新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)相一致對應(yīng)的信息)，使管理與控制中心5的管理人員采用計算機或人為語音方式向駕駛員發(fā)出提醒信息。上述數(shù)據(jù)處理控制器3的比對結(jié)果還包括數(shù)據(jù)處理控制器3新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)信息，上述數(shù)據(jù)處理控制器3中預(yù)先儲存的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)可通過管理與控制中心5獲得；數(shù)據(jù)處理控制器3將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)信息傳輸給管理與控制中心5，可方便管理與控制中心5的管理人員對新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)信息進行對比、分析，以對原先獲得的對人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)進行改善，并將改善后的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器3，以對數(shù)據(jù)處理控制器3中預(yù)先儲存的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)進行更新。實施例二 請參見圖5所示，本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)與實施例一的不同之處在于其生理信號采集裝置I采用USB接口進行傳輸數(shù)據(jù)，該生理信號采集裝置I還包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17 (該模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17采用現(xiàn)有技術(shù)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路即可實現(xiàn))，其中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17安裝于眼鏡6的其中一眼鏡腿，USB接口 16安裝于眼鏡6的另一眼鏡腿；通訊模塊2包括GPRS收發(fā)模塊；傳感器組的各傳感器的輸出分別接至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17的輸入，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17的輸出通過USB接口 16接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器。在檢測過程中，傳感器組的各個傳感器分別將實時檢測的結(jié)果實時輸出給模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17，由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17將所接收的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，輸出至USB接口 16，由USB接口 16通過連接相匹配的USB數(shù)據(jù)線輸出至GPRS收發(fā)模塊，再由GPRS收發(fā)模塊將所接收的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器3。 這里，生理信號采集裝置I的傳感器組和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路17可直接通過USB接口 16進行供電。實施例三請參見圖6所示，本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)與實施例一的不同之處在于其生理信號采集裝置I采用音頻接口 18傳輸數(shù)據(jù)，該生理信號采集裝置I還包括供電模塊19，該供電模塊19和音頻接口 18安裝于眼鏡6的同一眼鏡腿，供電模塊19為傳感器組的各個傳感器供電；上述通訊模塊2包括GPRS收發(fā)模塊；傳感器組的各個傳感器的輸出分別通過音頻接口 18接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器3。在檢測過程中，傳感器組的各個傳感器分別將實時檢測的結(jié)果實時輸出給音頻接口 18，由音頻接口 18通過連接相匹配的音頻數(shù)據(jù)線后，輸出給GPRS收發(fā)模塊，再由GPRS收發(fā)模塊將所接收的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器3。上述實施例僅用來進一步說明本發(fā)明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，但本發(fā)明并不局限于實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于包括 生理信號采集裝置，包括用來實時采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)的傳感器組，該傳感器組包括用來檢測駕駛員的眼睛眨動次數(shù)的鼻梁肌電傳感器和用來檢測駕駛員的腦電波頻率的頭部腦電傳感器； 通訊模塊，用來提供數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸； 數(shù)據(jù)處理控制器，用來對輸入的數(shù)據(jù)進行比較、判斷和處理，并輸出對應(yīng)的控制信號和/或比對結(jié)果，該數(shù)據(jù)處理控制器存儲有人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)；以及， 車輛啟動電路控制裝置和/或管理與控制中心，其中，車輛啟動控制裝置，用來根據(jù)接收的控制信號開啟或關(guān)閉車輛啟動電路；管理與控制中心，用來向駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制； 其中，傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊，由通訊模塊將該駕駛員生理數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理控制器；數(shù)據(jù)處理控制器將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和輸出對應(yīng)的控制信號；數(shù)據(jù)處理控制器的輸出傳輸至車輛啟動電路控制裝置，由車輛啟動電路控制裝置根據(jù)接收的控制信號做出相應(yīng)的控制動作；和/或數(shù)據(jù)處理控制器的輸出傳輸至管理與控制中心，由管理與控制中心根據(jù)接收的比對結(jié)果選擇是否對駕駛員發(fā)出提醒信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器組還包括用來檢測駕駛員打哈欠次數(shù)的耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器所采集的數(shù)據(jù)傳輸至所述通訊模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于還包括一眼鏡，所述生理信號采集裝置安裝于該眼鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述鼻梁肌電傳感器為一對，具有兩個電極，所述頭部腦電傳感器為一個，所述耳部壓力信號傳感器為兩個，一對鼻梁肌電傳感器的兩個電極分別安裝于所述眼鏡的兩鼻托，頭部腦電傳感器采用可變化長度的連接帶連接于所述眼鏡的兩眼鏡腿之間，兩耳部壓力信號傳感器分別安裝于所述眼鏡的兩眼鏡腿的后端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述生理信號采集裝置還包括一藍牙發(fā)射模塊，所述傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)通過該藍牙發(fā)射模塊對外輸出；所述通訊模塊包括用于與藍牙發(fā)射模塊無線對接的藍牙接收模塊和GPRS收發(fā)模塊，藍牙接收模塊的輸出接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至所述數(shù)據(jù)處理控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述生理信號采集裝置還包括USB接口和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述通訊模塊包括GPRS收發(fā)模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)輸出至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出通過USB接口接至GPRS收發(fā)模塊的輸入，GPRS收發(fā)模塊的輸出傳輸至所述數(shù)據(jù)處理控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)，其特征在于所述生理信號采集裝置還包括音頻接口 ；所述通訊模塊包括GPRS收發(fā)模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數(shù)據(jù)通過音頻接口輸出至GPRS收發(fā)模塊，由GPRS收發(fā)模塊傳輸給所述數(shù)據(jù)處理控制器。
8.如權(quán)利要求I所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括如下步驟 傳感器組的鼻梁肌電傳感器對駕駛員的眼睛眨動的次數(shù)進行實時檢測，頭部腦電傳感器對駕駛員的腦電波頻率進行實時檢測，該鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器分別將檢測到的駕駛員的生理數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器； 數(shù)據(jù)處理控制器將新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)進行存儲，并與其預(yù)先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)進行比對、判斷和處理； 若數(shù)據(jù)處理控制器新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)不一致，則數(shù)據(jù)處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持開啟車輛啟動電路的狀態(tài)或控制車輛啟動電路控制裝置開啟車輛啟動電路，和/或該數(shù)據(jù)處 理控制器向管理與控制中心輸出比對結(jié)果，使管理與控制中心不對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制； 若數(shù)據(jù)處理控制器新接收的駕駛員生理數(shù)據(jù)與其預(yù)先存儲的生理疲勞數(shù)據(jù)相一致，則數(shù)據(jù)處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持關(guān)閉車輛啟動電路的狀態(tài)或控制車輛啟動電路控制裝置關(guān)閉車輛啟動電路，和/或該數(shù)據(jù)處理控制器向管理與控制中心輸出比對結(jié)果，使管理與控制中心對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述傳感器組還包括耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器對駕駛員打哈欠的次數(shù)進行實時檢測，并將所檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述生理信號采集裝置安裝于一眼鏡，所述生理信號采集裝置的傳感器組對駕駛員的生理數(shù)據(jù)進行采集時，駕駛員需佩戴該眼鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統(tǒng)及其控制方法，包括生理信號采集裝置，包括傳感器組，其包括鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器；通訊模塊；數(shù)據(jù)處理控制器，用來對輸入的數(shù)據(jù)進行比較、判斷和處理，并輸出對應(yīng)的控制信號和/或比對結(jié)果，存儲有人體處于疲勞駕駛狀態(tài)對應(yīng)的生理疲勞數(shù)據(jù)；用來根據(jù)接收的控制信號開啟或關(guān)閉車輛啟動電路的車輛啟動電路控制裝置和/或用來向駕駛員進行計算機提醒或人為語音提醒的管理與控制中心。其通過對駕駛員的生理數(shù)據(jù)進行實時采集、傳輸和比對，對駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)及時作出準(zhǔn)確判斷，并在駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)時對車輛和/或駕駛員進行干預(yù)控制，從中有效減少交通事故的發(fā)生。
文檔編號B60K28/06GK102848918SQ20121031740
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者張靈聰, 許陵 申請人:漳州師范學(xué)院