CN102101438B - 一种疲劳驾驶的判断方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种疲劳驾驶的判断方法及装置，其是通过车用OBD装置于汽车行驶时所产生的行车信息记录做为来源参数，另通过经人为逻辑分析后的驾驶者行车习性做为比对参数，并借由一处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据判断及累计，当累积后的来源参数达至所设定的标准时即判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶。
Description
技术领域
本发明涉及一种疲劳驾驶的判断方法及装置，尤其涉及一种利用汽车现有OBD装置所撷取的标准车辆感知讯号做为参数，并通过处理单元进行数据分析判读，藉以判断驾驶者是否有疲劳驾驶情形的方法。
背景技术
依据2005年中国台湾地区道路交通事故发生原因数据显示，有82％交通意外事故的发生，导因于驾驶者的行为因素，其主要有不当驾驶(包括酒后驾驶)及疲劳驾驶等肇因，其中又以疲劳驾驶最容易被驾驶者所疏忽，因此即有人推出针对驾驶者是否处于疲劳驾驶进行判断的仪器；
请参阅中国台湾专利申请案号第093102220号「一种防止驾驶者疲劳后仍继续驾驶的装置」，其主要乃在以一感知器设于眼镜的镜片侧边的框眼镜上，在驾驶者的眼睛的眼皮因疲劳而眨下超过感知器所设定的时限后，即可由感知器启动一语音警报装置，或启动震动装置，以提醒驾驶者其精神状态已达过度疲劳，不适合继续开车，应立即停车休息，借着一般人均有配带眼镜的习性，促进驾驶者使用本装置的方便性，以提高驾驶者行车的安全。
除了以侦测驾驶者眼睛眨动次数作为判断驾驶疲劳方式外，亦有人通过以侦测器感应驾驶者眼球瞳孔方式做为判断驾驶疲劳的方式，然而前述不论以眼睛眨动次数或眼球瞳孔缩放做为疲劳驾驶判断基础，其原则上都是以人体生理状态进行推测，此种方法易因个人生理上差异而难以做出精确的判断(因眼睛眨动次数及瞳孔缩放是因人而异)，且此类创作必须通过侦测器不停对人体进行侦测，因此具有成本效益不彰等问题。
鉴于现有技术以人体生理信息做为侦测的疲劳驾驶判断器所存在的缺点，本创作人即推出一种撷取OBD数据做为判断疲劳驾驶的方法，其能有效克服判断不精准及设备成本过高等缺点；
车上诊断***(On-Board Diagnostic，缩写：OBD)是装设于车内，目前主要用于车辆污染的监控，可于车辆的排放控制组件出现问题时，产生讯号以通知车主送厂维修，避免问题车辆在不知情状况下制造更多的污染，而本发明的一种疲劳驾驶的判断方法及装置，即是针对汽车车速、引擎负载、空调监测、引擎启动时间、环境温度、节气门开度等OBD可撷取到的标准车辆感知讯号做为参数，并通过处理单元进行数据分析判读，藉以判断驾驶者是否有疲劳驾驶的情形。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种疲劳驾驶的判断方法及装置，其是利用汽车现有OBD装置所撷取的标准车辆感知讯号做为参数，并通过一处理单元进行数据分析判读，藉以判断驾驶者是否有疲劳驾驶的情形。
为达到前述发明目的，本发明「一种疲劳驾驶的判断方法及装置」，其判断疲劳驾驶的方法是通过车用OBD装置于汽车行驶时所产生的行车信息记录做为来源参数，另通过经人为逻辑分析后的驾驶者行车习性做为比对参数，该行车信息记录包括汽车引擎启动后持续对启动时间、引擎负载、环境温度、储存在ECU的DTC码(发动机电子控制装置的故障码)、行车速度及节汽门开度等数据，另借由一处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据判断及累计，当累积后的来源参数达至所设定的标准时即判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶；
其处理单元依下列步骤依序对来源参数做为资料的判断及累计：
车辆稳定参数判断，是做为判断车辆行驶后来源参数资料是否稳定于一段区间内，若是，则续进行故障参数判断，若否，则回至行车信息记录重新记录，且通过来源参数的变化以判断出车辆是处于高速行驶或市区行驶，做为选择合适比对参数的依据；
故障参数判断，当来源参数产生突发性脉冲讯号时，进行判断是否产生影响引擎负载的故障码，如呈现是，则结束判断，若呈现否，则续进行影响车辆参数判断；
影响车辆参数判断，该影响车辆参数判断是做为排除人为主动产生影响引擎负载的因素(诸如因人为超车、紧急煞车或开关空调等情况)，若判断来源参数所发生的突发性脉冲讯号为人为主动产生则回至行车信息记录重新记录，若判断为非人为主动产生则进行疲劳参数判断；
疲劳参数判断，该疲劳参数判断是针对来源参数所发生的突发性脉冲讯号做为数据权重分类及累计，当所累计的数据超出疲劳参数所设定的标准值后即判断驾驶者为疲劳驾驶，若未超出标准值则回至行车信息记录重新记录。
由本发明所判断出的疲劳驾驶信息是得与远程车队管理中心或是已设置于车上影像式疲劳驾驶警示***及不当驾驶警示***做讯号共享，当判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶是得以发送讯号至远程车队管理中心做为警示，亦或发送讯号至影像式疲劳驾驶警示***或不当驾驶警示***，做为提升警示灵敏度。
另本发明以比对参数为依据的处理单元亦可扩充连接，方向盘转角传感器(做为辅助判断汽车驾驶是否有偏离路线，又忽然转回来的行为)，或GPS装置(做为辅助判断汽车是行驶于郊外、市区或高速公路)，以利本发明得以获得更全面的汽车行驶资料，做更精确的驾驶疲劳判断。
本发明「一种疲劳驾驶的判断方法及装置」，其可实施前述疲劳驾驶判断方法的装置，包括有车载OBD装置、编解码器、处理单元、基地台及伺服端，其编解码器做为连结车载OBD装置及处理单元，以利处理单元对车载OBD装置进行数据撷取，该编解码器是可通过OBD-II Cable线及RS232 Cable线分别与车载OBD装置及处理单元做链接，当处理单元经数据分析、判断后，确认驾驶具有疲劳驾驶行为时可通过网络将信息传给驾驶所属车辆监控中心的伺服端，以利车辆监控中心对汽车驾驶的驾驶行为进行监控或提示警讯。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的判断疲劳驾驶比对流程图。
图2是可实施本发明的基本装置方块示意图。
图中标号说明：
1 行车信息记录
2 车辆稳定参数判断
3 故障参数判断
4 影响车辆参数判断
5 疲劳参数判断
61 车载OBD装置
62 编解码器
63 处理单元
64 伺服端
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明「一种疲劳驾驶的判断方法及装置」，其判断疲劳驾驶的方法是通过车用OBD装置于汽车行驶时所产生的行车信息记录1做为来源参数，另通过经人为逻辑分析后的驾驶者行车习性做为比对参数，其比对参数是得以依据任何有关汽车驾驶习性的刊物、文献或研究为基础，并将其调整为比对数据，该行车信息记录1为汽车引擎启动后持续对启动时间、引擎负载、环境温度、储存在ECU的DTC码(发动机电子控制装置的故障码)、行车速度及节汽门开度等数据进行累计，另借由一处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据判断及累计，当累积后的来源参数达至所设定的标准时即判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶；
其处理单元是依序进行下列步骤对来源参数做为数据的判断及累计：
车辆稳定参数判断2，做为判断车辆行驶后来源参数资料是否稳定于一段区间内，如是，则续进行故障参数判断3，若否，则回至行车信息记录重新记录1，另通过来源参数变动可判断出车辆是处于高速行驶或市区行驶，做为选择比对参数对来源参数做为判断的数据基准，例如：当来源参数所提汽车执行煞车的动作于5分钟内超过10次则判断汽车目前是行驶于市区道路，若于5分钟内低于10次则判断汽车目前为行驶于高速公路，如此即可选用比对参数的适用基准为市区驾驶或高速驾驶的数据版本(亦可搭配车速检测作更精准的判断)；
故障参数判断3，当来源参数产生突发性脉冲讯号时(相较于车辆稳定参数判断1所认可的稳定区间是为一较明显变化的数据)，进行判断是否产生影响引擎负载的故障码，如是，则结束判断，若否，则续进行影响车辆参数判断4，当故障参数判断3确定为有影响引擎负载的故障码产生时，代表汽车存在某件影响引擎负载变化的零件产生不正常作动，因此汽车OBD所撷取的来源参数亦非来自驾驶者行驶的正常数据，因此应用撷取汽车正常行驶数据做为疲劳判断的本发明即无法获得正确数据做出判断；
影响车辆参数判断4，该影响车辆参数判断4做为排除人为主动产生引擎负载的因素(诸如因人为超车、紧急煞车或开关空调等情况)，若判断来源参数所发生的突发性脉冲讯号为人为主动产则回至行车信息记录1重新记录，若判断为非人为主动产生则进行疲劳参数判断5；
疲劳参数判断5，该疲劳参数判断5是针对来源参数所发生的讯号做为数据权重分类及累计，当所累计的数据超出疲劳参数所设定的标准值后即判断驾驶者为疲劳驾驶，若未超出标准值则回至行车信息记录1重新记录。
表一：是车载OBD装置可撷取的汽车状态及其自定代码。
| 名称 | 自定代码 |
| 储存在ECU的DTC码 | A |
| 空调***监测 | B |
| 车辆速度传感器 | C |
| 节气门开度 | D |
| 环境温度 | E |
| 负载值 | F |
| 引擎启动后的时间 | G |
请参阅表一所示，其是车用OBD装置所可以撷取的数据及其自定代码，(依据SAE J1979规范OBD可撷取车况约80种，且市面各车厂除规范内必需符合供可撷取的OBD外，亦有自定义特殊OBD码可供撷取)，以下实施例为依据常理推论及文献所载，做为通过OBD码判断汽车驾驶的状态(于实施内容所设定的状态为常理推论下可能作为判断汽车驾驶状态的因素，其实施内容所述的汽车驾驶状态是可因文献所载数据进行调整)：
状态A(单调或复杂路段)：得以通过引擎负载(F)+车速(C)的数据进行判断，如引擎负载稳定且车速稳定于一区间，则可判断车辆行驶于高速公路或快速道路，此为单调路段；若引擎负载或车速变化频繁，可判断行驶于复杂路段。
状态B(是否有随意变换车速)：得以通过车速(C)+节汽门开度(D)的数据进行判断，如车速或节汽门开度变化频繁，判断驾驶有随意变换车速的情形。
状态C(是否有连续驾驶2小时以上或160公理以上)：得以通过引擎启动后的时间(G)+车速(C)的数据进行判断，如以车速对时间积分即可得知行驶里程数或引擎连续启动时间即可知驾驶时间，若此计算区间车速有为零的状态，如驾驶时数应予以扣除。
状态D(驾驶员在炎热环境易疲劳)：得以通过环境温度(E)+空调***监测(B)的数据进行判断，如环境温度为35度且空调***监测为未启用空调，则设定环境温度等于车内温度。
状态E(是否有偏离路线，又忽然转回来的行为)：得以通过引擎负载(F)的忽然变化进行判断，如正常稳定驾驶情况下，引擎负载应为稳定一致，当对车辆有较大的作动时，引擎负载将有瞬间变化产生而又恢复稳定。
前述所列举的状态A～E均为可能影响驾驶的情况，并得以通过OBD撷取数据后进行判断的方法，前列举的状态仅为参考实施例，亦可依文献增加可能影响驾驶发生疲劳的情况及判断数据。
请参阅图2所示，为可实施前述本发明疲劳驾驶方法的基本装置，其包括有车载OBD装置61、编解码器62、处理单元63、基地台64及伺服端65，其编解码器62是做为连结车载OBD装置61及处理单元63，以利处理单元63对车载OBD装置61进行数据撷取，其可通过OBD-II Cable线及RS232 Cable线分别与车载OBD装置61及处理单元63做链接，当处理单元63经数据分析、判断后，确认驾驶具有疲劳驾驶行为时可通过网络将信息传给驾驶所属车辆监控中心的伺服端64，以利车辆监控中心对汽车驾驶的驾驶行为进行监控或提示警讯。
本发明疲劳参数判断5是得由下列所举例的实施内容做为参考，(于实施内容所设定的状态为常理推论下可能会对驾驶产生疲劳的因素，其实施内容所述的状态是可因文献所载数据进行调整)：
设定达到疲劳驾驶的加权值须达到100分。
状态A：当处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据的判断，为汽车已连续驾驶4小时，做为累计加权值40分。
状态B：当处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据的判断，为汽车累计驾驶公里数超过160公里以上，做为累计加权值20分。
状态C：当处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据的判断为，驾驶者于车室空间超过27度环境驾驶累计达1小时以上，做为累计加权值20分。
状态D：当处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据的判断为，车速变异次数(即忽快忽慢的次数)超过5次，做为累计加权值30分。
当状态A+B+C+D发生于单次汽车行驶状态时，即可因总加权值超过疲劳驾驶所设定的100分而得以判断驾驶有疲劳驾驶的可能。
前述实施内容仅是示范性质实施例，其实际状态内容及加权分数均得以依据任何有关汽车驾驶习性的刊物、文献或研究，做为比对的资料基础，而本发明所注重部份是为一种以OBD所撷取的资料，做为客观判断驾驶者是否具有疲劳驾驶情形的概念。
另，本发明所判断出的疲劳驾驶信息是得与远程车队管理中心或是已设置于车上影像式疲劳驾驶警示***及不当驾驶警示***做讯号共享，当判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶是得以发送讯号至远程车队管理中心做为警示，亦或发送讯号至影像式疲劳驾驶警示***或不当驾驶警示***，以提升影像式疲劳驾驶警示***的警示灵敏度。
另本发明以比对参数为依据的处理单元亦可扩充连接，方向盘转角传感器(做为辅助判断汽车驾驶是否有偏离路线，又忽然转回来的行为)，或GPS装置(做为辅助判断汽车是行驶于郊外、市区或高速公路)，以利本发明得以获得更全面的汽车行驶资料，做更精确的驾驶疲劳判断。
Claims (9)
1.一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于，其是通过车用OBD装置于汽车行驶时所产生的行车信息记录做为来源参数，另通过经人为逻辑分析后的驾驶者行车习性做为比对参数，并借由一处理单元以比对参数为依据对来源参数进行数据判断及累计，所述处理单元是依序进行下列步骤对来源参数做为数据的判断及累计：
车辆稳定参数判断，是做为判断车辆行驶后来源参数资料是否稳定于一段区间内，呈现是，则续进行故障参数判断，若呈现否，则回至行车信息记录重新记录；
故障参数判断，当来源参数产生突发性脉冲讯号时，进行判断是否产生影响引擎负载的故障码，如呈现是，则结束判断，若呈现否，则续进行影响车辆参数判断；
影响车辆参数判断，该影响车辆参数判断是做为排除人为主动产生引擎负载的因素，若判断来源参数所发生的突发性脉冲讯号为人为主动产生则回至行车信息记录重新记录，若判断为非人为主动产生则进行疲劳参数判断；
疲劳参数判断，该疲劳参数判断是针对来源参数所发生的讯号做为数据权重分类及累计，当所累计的数据超出疲劳参数所设定的标准值后即判断驾驶者为疲劳驾驶，若未超出标准值则回至行车信息记录重新记录；
当累积后的来源参数达至所设定的标准时即判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶。
2.根据权利要求1所述的一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于：所述行车信息记录为汽车引擎启动后持续对启动时间、引擎负载、环境温度、行车速度、空调***监测、储存在ECU的DTC码及节汽门开度的数据。
3.根据权利要求1所述的一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于：通过来源参数的变动可判断出车辆是处于高速行驶或市区行驶，做为选择比对参数对来源参数做为判断的资料基准。
4.根据权利要求1所述的一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于：当判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶是得以发送讯号至远程车队管理中心做为警示。
5.根据权利要求1所述的一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于：当判断汽车驾驶者呈现疲劳驾驶是得以发送讯号至影像式疲劳驾驶警示***或不当驾驶警示***，做为提升警示灵敏度。
6.根据权利要求1所述的一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于：所述以比对参数为依据的处理单元是可扩充连接方向盘转角传感器做为辅助判断。
7.根据权利要求1所述的一种疲劳驾驶的判断方法，其特征在于：所述以比对参数为依据的处理单元是可扩充连接GPS装置做为辅助判断。
8.一种可实施如权利要求1所述疲劳驾驶判断方法的装置，其特征在于，其包括有车载OBD装置、编解码器、处理单元及伺服端，其编解码器是做为连结车载OBD装置及处理单元，以利处理单元对车载OBD装置进行数据撷取，当处理单元经数据分析、判断后，确认驾驶具有疲劳驾驶行为时是可通过网络将信息传给驾驶所属车辆监控中心的伺服端，以利车辆监控中心对汽车驾驶的驾驶行为进行监控或提示警讯。
9.根据权利要求8所述的疲劳驾驶判断装置，其特征在于：所述编解码器通过OBD-II Cable线及RS232 Cable线分别与车载OBD装置及处理单元做链接。
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