CN102881117A - 一种带有驾驶员疲劳检测的手表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有驾驶员疲劳检测的手表，目的在于解决现有技术所存在的设备复杂、缺乏主动的车辆控制措施等技术问题，提供一种带有驾驶员疲劳检测的手表，它结构简单、使用方便，既能够进行疲劳告警又能够进行相应的车辆控制，包括表壳体，液晶显示屏，脉搏传感器，脉搏信号处理电路，时钟模块，无线发送模块，第一微处理器，无线接收模块，第二微处理器。

Description

一种带有驾驶员疲劳检测的手表

技术领域

本发明涉及一种驾驶员疲劳检测技术，尤其涉及一种用于对驾驶员疲劳状态进行检测的手表式检测装置。

背景技术

驾驶疲劳，是指驾驶人在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶人睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。驾驶疲劳会影响到驾驶人的注意、感觉、知觉、思维、判断、意志、决定和运动等诸方面。疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断能力下降，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生道路交通事故。

在现有技术中，对于驾驶员疲劳状态的检测技术主要集中于面部图像识别，即通过安装在车辆内部的几个摄像头来识别驾驶员眼睛的闭合频率、表情等来判断驾驶员是否疲劳。该类技术由于设备复杂、使用不方便等原因，安装使用普及率不高，而且检测出驾驶员处于疲劳状态时仅进行声音提醒，没有主动的车辆控制措施，在驾驶员已经进入疲劳状态时这种声音提醒作用往往收效甚微。

公开日为 2011年06月01日、公开号为CN102081832A的中国专利公开了这样的技术方案：一种疲劳驾驶警示仪由一个超生波发射电路,一个超生波接受电路，一个报警延时电路组成,其工作方式是，置疲劳驾驶警示仪于驾驶员下前方位置上，超声波发射头和接受头对准驾驶员面部，当驾驶员处于正常状态时，超声波发射不到驾驶员的面部，因而不报警，当驾驶员因疲劳面部向前低下时，超声波接受头接受到从驾驶员面部返射回来的超声波，经运算放大器放大后，使三极管导通并对电容充电，当电容电压充到2/3电源电压时与非门反转，源蜂鸣器即会发出报警声，以此来提醒驾驶员。该方案的不足之处是：当驾驶员呈现疲劳状态时不一定低下头或睡态，此时就出现漏判，不能起到及时提醒作用，而且同样不具备主动的车辆控制措施。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的设备复杂、缺乏主动的车辆控制措施等技术问题，提供一种带有驾驶员疲劳检测的手表，它结构简单、使用方便，既能够进行疲劳告警又能够进行相应的车辆控制。

本发明针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种带有驾驶员疲劳检测的手表，包括表壳体，液晶显示屏，还包括：

脉搏传感器，用于检测驾驶员生理脉搏信号，以便判断驾驶员是否处于疲劳状态；

脉搏信号处理电路，用于将驾驶员生理脉搏信号进行放大、滤波和整形处理；

时钟模块，用来实现时钟功能；

无线发送模块，用于发送控制信号；

第一微处理器，用于对脉搏信号处理电路的输出信号进行处理、时钟模块控制以及无线发送模块控制，脉搏信号处理电路、时钟模块、无线发送模块、第一微处理器安装在所述表壳体内；

无线接收模块，安装在车上，接收无线发送模块所发送的控制信号；

第二微处理器，安装在车上，处理无线接收模块所接收的控制信号并连接车上通信总线，对车辆进行减速控制、驻车控制、双闪灯开启控制。

该技术方案在保留手表功能的同时，增加了驾驶员的疲劳状态检测功能，并将疲劳状态信号以无线方式发送到车辆通信总线。其中，脉搏传感器检测脉搏信号，经脉搏信号处理电路放大、滤波整形后，由第一微处理器计算出脉搏次数，经过与参考值比较后判断驾驶员是否处于疲劳状态以及疲劳状态程度。在驾驶员处于疲劳状态时，由无线发送模块将控制指令发送到无线接收模块，经第二微处理器处理后发送到车辆通信总线，通知音响单元播放提示语音，通知发动机控制器减小油门开度降低车速、通知车身控制器开启双闪灯对外告警，在驾驶员处于严重疲劳状态时，使车辆进入驻车状态。

液晶显示屏显示时间或脉搏次数。

作为优选，该方案还包括自学习模块，自学习模块安装在第一微处理器中，用于统计分析驾驶员在正常驾驶状态下的脉搏次数。***启动后首先进入自学习模块，通过统计求出驾驶员稳定的脉搏次数，并定义该脉搏次数为正常脉搏次数，将这个正常脉搏次数作为判断是否处于疲劳状态的参考值。

作为优选，第一微处理器设置有功能按键，功能按键用于功能切换、时钟设置。利用功能按键进行时钟功能、疲劳检测功能间的转换、时钟设置等。在处于疲劳检测功能状态下，液晶显示屏对脉搏次数进行显示。     作为优选，第一微处理器还连接一蜂鸣器。在判定驾驶员处于疲劳状态时，蜂鸣器鸣叫。

作为优选，车上通信总线是CAN总线。为增加适应性，第二微处理器设置有CAN总线接口，通过CAN总线接口与车上通信总线即CAN总线连接。

作为优选，在CAN总线上连接有音响单元、车身控制器、发动机控制器、驻车控制器。第二微处理器通过CAN总线通知音响单元播放提示语音；通知车身控制器、发动机控制器开双闪灯、降低车速，通知驻车控制器进行驻车控制。

作为优选，音响单元设置有语音存储器，在该语音存储器中存放录制的提示音文件，在驾驶员出现疲劳时播放。

作为优选，脉搏传感器是腕部脉搏传感器。将腕部脉搏传感器产品设置在表带上。

作为优选，无线发送模块、无线接收模块采用 2.4GHz工作频率。2.4GHz 频段是一个全球性的频段，产品具有全球通用性、数据传输速率高、天线体积小、产品体积小等优点。

本发明带来的有益效果是，通过自学习模块，对驾驶员的正常脉搏进行统计分析，比较驾驶员在正常驾驶状态下与疲劳驾驶状态下脉搏的变化，依此判断驾驶员是否疲劳，当***判定驾驶员属于疲劳驾驶时，控制蜂鸣器鸣叫、打开车辆双闪灯报警、降低车速、开启音响播放提示音等，使驾驶员及时提振精神、安全驾驶，当驾驶员处于严重疲劳状态时，自动控制车辆进入驻车状态；而且结构简单、使用非常方便。

 

附图说明

图1是本发明手表部的一种电路原理框图；

图2是本发明的一种网络结构框图；

图3是本发明的一种数据处理流程图。

图中：1是腕部脉搏传感器，2是脉搏信号处理电路，3是信号放大器，4是有源滤波器，5是电压整形电路，6是第一微处理器，7是自学习模块，8是时钟模块，9是无线发射模块，10是功能按键，11是液晶显示屏，12是蜂鸣器，13是发动机控制器，14是车身控制器，15是CAN总线，16是第二微处理器，17是CAN总线接口，18是无线接收模块，19是音响单元，20是语音存储器，21是驻车控制器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例： 如图1、图2所示，本发明是一种带有驾驶员疲劳检测的手表，包括表壳体，液晶显示屏；

腕部脉搏传感器1的信号输出端连接脉搏信号处理电路2，脉搏信号处理电路2包括信号放大器3，有源滤波器4，电压整形电路5，脉搏信号经信号放大器3放大后，在有源滤波器4中进行滤波，去除噪声、谐波等干扰，之后经电压整形电路5处理后送入第一微处理器6进行脉搏计数；自学习模块7存储在第一微处理器6中，统计、计算驾驶员稳定的脉搏次数，并定义该脉搏次数为正常脉搏次数，将这个正常脉搏次数作为判断是否处于疲劳状态的参考值；时钟模块8，提供实时时间、日期等时钟功能；无线发送模块9采用2.4GHz的 ISM/SRD频段，免许可证使用；功能按键10包括疲劳检测与时钟功能切换键、时间设置键、日期设置键等，当切换至时钟功能时，关闭疲劳检测功能；第一微处理器6进行脉搏计数、脉搏数据处理，并将控制指令通过无线发送模块9发送出去，同时完成相应功能控制；液晶显示屏11的安装方式与普通手表相同，在处于疲劳检测状态时显示脉搏次数，脉搏信号处理电路2、信号放大器3、有源滤波器4、电压整形电路5、第一微处理器6、时钟模块8、无线发射模块9、蜂鸣器12、工作电池安装在表壳体内，功能按键设置在表壳体侧面，腕部脉搏传感器1固定在表带内侧，佩戴时扣合表带能够测量到脉搏。

    无线接收模块18接收无线发送模块9发送的指令，第二微处理器16对接收的指令进行解析处理，通过CAN总线接口17发送到CAN总线15，发动机控制器13，车身控制器14，音响单元19、驻车控制器21通过CAN总线15接收第一微处理器6的控制指令，录制的提示语音存放在语音存储器20；无线接收模块18、第二微处理器16及CAN总线接口17安装在驾驶室内，工作电源取自车载蓄电池。

图3所述为数据处理流程图，图中：

步骤101，***重启后，对***参数进行初始化，重新设置参数，通过功能按键设置为疲劳检测功能；

步骤102，进入自学习功能；

步骤103，通过统计求出驾驶员稳定的脉搏次数，并定义该脉搏次数为正常脉搏次数，将这个正常脉搏次数存储作为判断是否处于疲劳状态的参考值；

根据医学统计，正常人体的脉搏为：成年男性60～100次/分钟、成年女性70～90次/分钟。对于不同性别和不同年龄的人来说，其脉搏均不同，因此不能简单的通过一个区间来实现疲劳的定义。由于大部分人脉搏集中在60~80次/每分钟，正常脉搏低于40次/每分钟，或者高于100次/每分钟多数有心脏问题，均不适宜驾驶车辆，因此我们只考虑40~100次范围内。

步骤104，如果正常脉搏次数是在40-60之间的某个值，那么在驾驶过程中如果脉搏次数小于正常值的95%，确定为驾驶员进入疲劳状态，并触发计时器开始计时，同时转入步骤105；

步骤105，蜂鸣器12鸣叫，音响单元19播放提示语音，发动机控制器13减小油门开度降低车速、车身控制器14开启双闪灯对外告警；

步骤106，判断疲劳状态持续时间，如果持续时间到达规定值则认为驾驶员处于严重疲劳状态，此时，蜂鸣器12鸣叫，音响单元19播放提示语音、开启双闪灯外，转入步骤107进行驻车控制；步骤107驻车控制是：保留ACC电源，关闭发动机并通知驻车控制器21使车辆进入驻车状态；

步骤108，如果正常脉搏次数是在60-80之间的某个值，那么在驾驶过程中如果脉搏次数小于正常值的90%，确定为驾驶员进入疲劳状态，转入步骤109蜂鸣器12鸣叫，音响单元19播放提示语音，发动机控制器13减小油门开度降低车速、车身控制器14开启双闪灯对外告警；

步骤110，如果正常脉搏次数是在80-100之间的某个值，判断正常脉搏次数的88%及（正常脉搏次数-10）两个值中哪个大，当检测到脉搏次数小于较大的那个值时，确定为驾驶员进入疲劳状态，转入步骤109，蜂鸣器12鸣叫，音响单元19播放提示语音，发动机控制器13减小油门开度降低车速、车身控制器14开启双闪灯对外告警。

所以本发明具有通过自学习模块，对驾驶员的正常脉搏进行统计分析，比较驾驶员在正常驾驶状态下与疲劳驾驶状态下脉搏的变化，依此判断驾驶员是否疲劳，当***判定驾驶员属于疲劳驾驶时，控制蜂鸣器鸣叫、开启音响播放提示音、打开车辆双闪灯报警、降低车速等，使驾驶员及时提振精神、安全驾驶，当驾驶员处于严重疲劳状态时，自动控制车辆进入驻车状态；而且结构简单、使用非常方便等特征。

Claims (9)

1. 一种带有驾驶员疲劳检测的手表，包括表壳体，液晶显示屏，其特征在于，还包括：

脉搏传感器，用于检测驾驶员生理脉搏信号，以便判断驾驶员是否处于疲劳状态；

脉搏信号处理电路，用于将驾驶员生理脉搏信号进行放大、滤波和整形处理；

时钟模块，用来实现时钟功能；

无线发送模块，用于发送控制信号；

第一微处理器，用于对脉搏信号处理电路的输出信号进行处理、时钟模块控制以及无线发送模块控制，脉搏信号处理电路、时钟模块、无线发送模块和第一微处理器安装在所述表壳体内；

无线接收模块，安装在车上，接收无线发送模块所发送的控制信号；

第二微处理器，安装在车上，处理无线接收模块所接收的控制信号并连接车上通信总线，对车辆进行减速控制、双闪灯开启控制。

2.根据权利要求1所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：还包括自学习模块，所述自学习模块安装在第一微处理器中，用于统计分析驾驶员在正常驾驶状态下的脉搏次数。

3.根据权利要求1或2所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：所述第一微处理器设置有功能按键，所述功能按键用于功能切换、时钟设置。

4.根据权利要求3所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：所述第一微处理器还连接一蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：所述车上通信总线是CAN总线。

6.根据权利要求5所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：在所述CAN总线上连接有音响单元、车身控制器、驻车控制器、发动机控制器。

7.根据权利要求6所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：所述音响单元设置有语音存储器。

8.根据权利要求1所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：所述脉搏传感器是腕部脉搏传感器。

9.根据权利要求1所述一种带有驾驶员疲劳检测的手表，其特征在于：所述无线发送模块、无线接收模块采用 2.4GHz工作频率。

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