一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域，公開了一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置。該裝置包括用于采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的非接觸式眼動(dòng)儀，用于處理非接觸式眼動(dòng)儀傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的微處理器，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的駕駛員注意力分散指令進(jìn)行報(bào)警的聲音報(bào)警器；所述非接觸式眼動(dòng)儀的輸出端電連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端電連接聲音報(bào)警器的輸入端。利用此裝置能夠檢測(cè)到駕駛員視線偏離道路的時(shí)間，并且能有效引導(dǎo)駕駛員的視線回歸到道路上來，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全的目的。
【專利說明】一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域，尤其涉及一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在道路交通事故的致因中有90%與人的因素有關(guān)，而在人的因素中起主導(dǎo)作用的是人的感知因素，有學(xué)者認(rèn)為駕駛員對(duì)信息的感知有80%來自視覺。
[0003]另外，注意力不集中是導(dǎo)致交通事故的主要原因之一。由于視線方向和人們關(guān)注的焦點(diǎn)是緊密相連的，分析眼球的運(yùn)動(dòng)為評(píng)估注意力分散的研究提供了突破口。視覺的分散活動(dòng)轉(zhuǎn)移了駕駛者在道路上的注意力，可能導(dǎo)致事故，比如對(duì)車輛的控制不當(dāng)，注意不到障礙以及反應(yīng)遲鈍。因此，需要一種預(yù)警裝置來防止由于注意力不集中而造成的嚴(yán)重的后果。目前，針對(duì)駕駛員的汽車主動(dòng)安全預(yù)警系統(tǒng)，主要研究針對(duì)駕駛員疲勞的預(yù)警，雖然駕駛員疲勞也是引起注意力分散的一個(gè)因素，但針對(duì)駕駛員注意力分散的預(yù)警裝置的研究還很少。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，利用此裝置能夠檢測(cè)到駕駛員視線偏離道路的時(shí)間，并且能有效引導(dǎo)駕駛員的視線回歸到道路上來，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全的目的。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，其特征在于，包括用于采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的非接觸式眼動(dòng)儀，用于處理非接觸式眼動(dòng)儀傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的微處理器，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的駕駛員注意力分散指令進(jìn)行報(bào)警的聲音報(bào)警器；所述非接觸式眼動(dòng)儀的輸出端電連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端電連接聲音報(bào)警器的輸入端。
[0007]本實(shí)用新型的特點(diǎn)和改進(jìn)在于:
[0008]所述微處理器與聲音報(bào)警器之間電連接有音頻編碼器。
[0009]所述非接觸式眼動(dòng)儀安裝在汽車儀表盤上方的平臺(tái)上。
[0010]所述非接觸式眼動(dòng)儀為Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀。
[0011]所述微處理器為E⑶處理器。
[0012]本實(shí)用新型通過Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀實(shí)時(shí)采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并傳入E⑶處理器中進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，達(dá)到報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)后，E⑶處理器向報(bào)警器發(fā)出指令，觸動(dòng)報(bào)警器開始報(bào)警，使駕駛員注意力集中到與安全駕駛相關(guān)的任務(wù)上來。本實(shí)用新型能夠及時(shí)對(duì)駕駛員注意力分散的行為予以糾正，實(shí)用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用操作便捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0014]圖1為本實(shí)用新型的一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置原理框圖
[0015]圖2為本實(shí)用新型的定義的駕駛相關(guān)區(qū)域。
[0016]圖3為本實(shí)用新型的算法中緩沖時(shí)間隨時(shí)間變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照?qǐng)D1，一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置。該裝置包括用于采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的非接觸式眼動(dòng)儀，用于處理非接觸式眼動(dòng)儀傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的微處理器，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的駕駛員注意力分散指令進(jìn)行報(bào)警的聲音報(bào)警器；非接觸式眼動(dòng)儀的輸出端電連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端電連接聲音報(bào)警器的輸入端。
[0018]非接觸式眼動(dòng)儀采用Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀，F(xiàn)acelab5非接觸式眼動(dòng)儀能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)眼動(dòng)示蹤、頭部運(yùn)動(dòng)記錄及眨眼分析，而且能夠提供高精度和寬泛的工作條件。
[0019]微處理器采用E⑶處理器，E⑶處理器是汽車專用微機(jī)控制器，也叫汽車專用單片機(jī)。
[0020]E⑶處理器與聲音報(bào)警器之間還電連接有音頻編碼器，當(dāng)達(dá)到按算法設(shè)定的報(bào)警要求時(shí)，ECU發(fā)出指令，音頻編碼器將收到的指令編碼后，觸發(fā)聲音報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀安裝在汽車儀表盤上方的平臺(tái)上，能夠準(zhǔn)確采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0021]在安裝該裝置時(shí)將設(shè)計(jì)好的算法輸入到E⑶處理器中。
[0022]該裝置的駕駛員注意力分散預(yù)警算法是在三維模型的基礎(chǔ)上，將駕駛員在汽車內(nèi)的可視區(qū)域進(jìn)行劃分，如擋風(fēng)玻璃上，時(shí)速表，后視鏡，儀表盤等?；炯僭O(shè)是駕駛員在注視某區(qū)域的時(shí)候注意力是停留在該區(qū)域上的。駕駛員注意力分散預(yù)警算法不僅根據(jù)單次注視的時(shí)長(zhǎng)為依據(jù)，還考慮視線偏離駕駛相關(guān)的區(qū)域的頻率，偏離該區(qū)域的頻率高也被認(rèn)為是注意力不集中的一種表現(xiàn)。進(jìn)一步的假設(shè)是，后視鏡和儀表盤對(duì)安全駕駛是必要的。只有當(dāng)注視這兩個(gè)部分超過Is的時(shí)候才會(huì)可能成為注意力分散的情況。當(dāng)視線從車內(nèi)回到道路上，駕駛者需要適應(yīng)一段時(shí)間進(jìn)行視力聚焦，這個(gè)過程假設(shè)為持續(xù)0.1s。
[0023]該算法定義了駕駛相關(guān)區(qū)域(FRD)的概念，即以駕駛員的眼睛為起點(diǎn)90°的視錐，去掉向下方向大于22.5°的區(qū)域，和前擋風(fēng)玻璃的交叉區(qū)域?yàn)檫吔纾鐖D2所示。
[0024]假設(shè)被定義的駕駛相關(guān)區(qū)域(FRD)以外車內(nèi)的其他區(qū)域，除了后視鏡和時(shí)速表，對(duì)駕駛沒有關(guān)系。FRD的大小與適當(dāng)?shù)挠^察周圍交通狀況的實(shí)現(xiàn)行為的舒適相關(guān)，比如在路口和超車的時(shí)候。當(dāng)視線跟蹤失敗時(shí)，自動(dòng)切換到頭部跟蹤。
[0025]該算法里的主要思想是駕駛員有最多2s的緩沖時(shí)間，在現(xiàn)實(shí)中駕駛員視線偏離駕駛相關(guān)區(qū)域(FRD)會(huì)消耗緩沖時(shí)間。當(dāng)視線重新回到駕駛相關(guān)區(qū)域時(shí)，在0.1s的等待后緩沖時(shí)間曲線開始上升。另外，駕駛員看后視鏡或者時(shí)速表之后，在Is的等待之后，緩沖時(shí)間開始下降。參見圖3，給出了緩沖時(shí)間如何隨著時(shí)間的推移而變化的實(shí)施例。
[0026]當(dāng)Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀檢測(cè)不到駕駛員視線時(shí)，駕駛員頭部方向的數(shù)據(jù)決定了緩沖時(shí)間的變化。如果緩沖時(shí)間少于0.4s，只要追蹤不可用，它會(huì)近一步遞減。這是因?yàn)榈搅?0.4s的緩沖時(shí)間或者少于0.4s，駕駛員在最后幾秒的大部分時(shí)候看到的是駕駛相關(guān)區(qū)域以外的區(qū)域。因此，追蹤丟失可能是因?yàn)橐暰€太遠(yuǎn)超出了準(zhǔn)確探測(cè)的范圍。如果緩沖值是0.4s或大于0.4s，在失去視線跟蹤的最后時(shí)刻頭部方向向量偏離駕駛相關(guān)區(qū)域大于20°時(shí)，緩沖值會(huì)進(jìn)一步減??；否則，它將保持在目前的水平直到恢復(fù)跟蹤狀態(tài)。因?yàn)?，駕駛員在追蹤丟失前還沒有到較低的緩沖時(shí)間，其他原因?qū)е碌淖粉檨G失的可能性增大。如駕駛員的臉部可能被東西遮蓋，或者攝像頭因?yàn)閯e的原因被物體擋住。因此，緩沖時(shí)間只會(huì)在頭部方向向量偏離正前方的時(shí)候遞減。本算法使用的不同的臨界值均來自于國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的研究。
[0027]該算法還添加了限制報(bào)警的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn):
[0028]1.車速在50km/h以下不報(bào)警，在市區(qū)，這個(gè)限制應(yīng)該避免發(fā)出警報(bào)。
[0029]2.在駕駛者在踩剎車或者大轉(zhuǎn)向時(shí)不警報(bào)。
[0030]3.從一次警報(bào)開始15s之內(nèi)不警報(bào)，這主要是為了使駕駛員接受報(bào)警原因并減少
警報(bào)數(shù)量。
[0031]該裝置通過Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀實(shí)時(shí)采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并傳入ECU處理器中進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，達(dá)到報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)后，ECU處理器向報(bào)警器發(fā)出指令，觸動(dòng)報(bào)警器開始報(bào)警，使駕駛員注意力集中到與安全駕駛相關(guān)的任務(wù)上來，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全的目的。
[0032]盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在說明書的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本實(shí)用新型保護(hù)之列。
【權(quán)利要求】
1.一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，其特征在于，包括用于采集駕駛員眼部和頭部的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的非接觸式眼動(dòng)儀，用于處理非接觸式眼動(dòng)儀傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的微處理器，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的駕駛員注意力分散指令進(jìn)行報(bào)警的聲音報(bào)警器；所述非接觸式眼動(dòng)儀的輸出端電連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端電連接聲音報(bào)警器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，所述微處理器與聲音報(bào)警器之間電連接有音頻編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，所述非接觸式眼動(dòng)儀安裝在汽車儀表盤上方的平臺(tái)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，所述非接觸式眼動(dòng)儀為Facelab5非接觸式眼動(dòng)儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛員注意力分散預(yù)警裝置，所述微處理器為ECU處理器。
【文檔編號(hào)】B60Q5/00GK203637678SQ201320798546
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】劉震, 郝麗, 王藝穎 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)