CN104044460A - 一种机动车防疲劳驾驶的报警方法及装置 - Google Patents
一种机动车防疲劳驾驶的报警方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，包括：单片机，单片机的输入接口和输出接口，其特征在于：输入接口分别连接指纹识别装置、面部和眼部定位装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置，单片机的输出接口分别连接报警装置、车辆控制***、车载终端、读卡器及记录仪，其中指纹识别装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置可安置在车钥匙或车安全带或车方向盘上。其优点是：心率装置及皮肤表面电阻装置可以实时监控司机目前状态，并及时提示***司机是否即将进入瞌睡期，确保在第一时间给出***提示或启动报警装置，减少交通事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学工程和机械电子的交叉技术领域，具体的说是一种机动车防疲劳驾驶的报警方法及装置。
背景技术
疲劳驾驶、超速行驶、酒后驾车等是引发交通事故的重要原因，杜绝这些原因导致的交通事故是人们长期的任务之一。
近年来，随着计算机技术、集成电路技术和数字图像处理技术的发展，人们开发了及时监测驾驶员驾驶状态及防止疲劳驾驶的仪器，这些仪器的主要是监测驾驶员的眼睛状态或驾驶员的脑电图。其中，在监测驾驶员的眼睛状态中，当驾驶员眼皮停止张合，即出现困意时，***或仪器立即发出警报，使驾驶员惊醒，并继续保持正常驾驶，这种装置的缺点是：对驾驶员疲劳预警较晚，等到驾驶员眼睛停止张合的时候，已属于睡眠期，这对驾车相当不利；在监测驾驶员的脑电图的***或仪器中，需要使用较大较笨重的与人体大脑连接的脑电图，这样给驾驶员的身体带来一定的负荷，影响驾车。同时，目前开发的防止疲劳驾驶仪器主要采用一种测量方法，方法本身固有的局限性引起评估结果的不准确，不能准备判断驾驶员的状态，会引发交通事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种机动车防疲劳驾驶的报警方法及装置，该方法主要是首先采集驾驶员的指纹信息，分析其身份后，判断驾驶员是否代驾和驾驶员是否连续驾驶的时间超过规定值，若是驾驶员没有代驾且驾驶员的驾驶时间在规定范围内，然后同时采集驾驶员的眼部和面部信息、心率数据、皮肤表面电阻数据，***继续分析驾驶员的综合体征信息，多方案的判断驾驶员是否进入瞌睡或睡眠期，从而决定是否启用预警方案及启用哪种预警方案。
本发明一种机动车防疲劳驾驶的报警方法，包括以下步骤：
(1)在机动车启动时，指纹识别装置采集驾驶员的指纹信息，将指纹信息数据化并记录；
(2)将数据化的指纹信息与记录的指纹信息比较，分析出此驾驶员的身份，判断是否代驾，若为代驾则启动机动车主燃油箱关闭电路，若没有代驾，则判断此驾驶员是否是在24h内连续驾驶的时间超过规定值，若驾驶员的驾驶时间超过规定值，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(3)若驾驶员不是代驾且驾驶员的驾驶时间没有超过规定值，则酒精检测装置采集驾驶员的酒精含量；并与规定值比较，判断酒精含量是否超标，若酒精含量超标，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(4)若驾驶员的酒精含量没有超标，则机动车正常行驶；
(5)面部和眼部定位装置、心率监测装置和皮肤表面电阻监测装置分别采集驾驶员的体征信息并记录，采集的时间15～25min；
(6)分析出面部和眼睛所在位置范围、心率及皮肤表面电阻的范围；
(7)在机动车行驶过程中，实时采集驾驶员的体征信息并记录，同时与第(6)步骤中的范围相比较，首先比较心率，判断心率是否正常，即判断心率是否在第(6)步骤中记录范围中，若心率不正常，即启动报警装置中的车灯双闪控制器和车内声音提示控制器，其次比较皮肤表面电阻，判断皮肤表面电阻值是否正常，即判断皮肤表面电阻值是否在第(6)步骤中记录的范围中，若皮肤表面电阻值不正常，即启动报警装置中的车内声音提示控制器，最后判断面部和眼睛的所在位置是否正常，若不正常，即不在第(6)步骤中记录的范围中，则启动报警装置车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器及机动车刹车控制电路；
(8)当机动车停止行驶时，停止体征信息的采集，并将体征信息归置原始值。
当心率变化偏离第(6)步骤中记录范围的10次/分钟以上，即心率变化不正常；当皮肤表面电阻变化偏离第(6)步骤中记录范围在一秒钟内阻值变化幅度超过100％时，即皮肤表面电阻变化不正常。
一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，包括：单片机，单片机的输入接口和输出接口，输入接口分别连接指纹识别装置、面部和眼部定位装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置，单片机的输出接口分别连接报警装置、车辆控制***、车载终端、读卡器及记录仪，其中指纹识别装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置可安置在车钥匙或车安全带或车方向盘上。
所述的指纹识别装置可安置在车钥匙或车安全带或车方向盘上；心率监测装置及皮肤表面电阻装置安置在车安全带或车方向盘上；酒精检测装置安装在车要是上。
所述的单片机为arm架构的单片机。
所述的指纹识别装置包括红外传感指纹图像获取模块、图像数据化处理模块和比对模块。
所述的酒精检测装置包括：气敏元件和信号处理器。
所述的心率监测装置包括：红外传感器和信号处理器。
所述的皮肤表面电阻监测装置包括：皮肤表面电阻传感器和信号处理器，皮肤表面电阻传感器的结构是微电极连接R-U转换器，R-U转换器连接滤波器，滤波器接入信号处理器，其中R为电阻，U为电压。
所述的报警装置包括：车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器，车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器的启用是分开完成的。
所述的车辆控制***包括机动车刹车控制电路和机动车主燃油箱关闭电路；
所述的车载终端即GPRS/CDMA接口。
所述的读卡器记录驾驶员的指纹信息。
所述的记录仪记录驾驶员的正常各项体征的正常范围，及记录机动车行驶过程中的各项体征。
本发明一种机动车防疲劳驾驶的报警***及方法的优点是：心率装置及皮肤表面电阻装置可以实时监控司机目前状态，并及时提示***司机是否即将进入瞌睡期，确保在第一时间给出***提示或启动报警装置，减少交通事故的发生；同时面部和眼部定位装置更能精确地给出司机是否已经在睡眠，强制机动车油门关闭，且当面部和眼部定位装置最终确定司机已经处于瞌睡期，则采取启用机动车的刹车电路及主燃油箱的关闭电路，最终确保道路交通的安全；心率装置、皮肤表面电阻装置和面部和眼部定位装置多重方式同时监测，给司机更多机会的注意安全，避免交通事故的发生；指纹识别装置、心率装置、皮肤表面电阻装置和酒精测量装置灵活的选择安置在车钥匙或车安全带或车方向盘上，使体征信息的测量更方便且更可靠。
具体实施方式
实施例一
一种机动车防疲劳驾驶的报警方法，包括以下步骤：
(1)在机动车启动时，指纹识别装置采集驾驶员的指纹信息，将指纹信息数据化并记录；
(2)将数据化的指纹信息与记录的指纹信息比较，分析出此驾驶员的身份，判断是否代驾，若为代驾则启动机动车主燃油箱关闭电路，若没有代驾，则判断此驾驶员是否是在24h内连续驾驶的时间超过规定值，若驾驶员的驾驶时间超过规定值，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(3)若驾驶员不是代驾且驾驶员的驾驶时间没有超过规定值，则酒精检测装置采集驾驶员的酒精含量；并与血液中的酒精含量80mg/100mL相比较，判断酒精含量是否超标，若酒精含量超标，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(4)若驾驶员的酒精含量没有超标，则机动车正常行驶；
(5)面部和眼部定位装置、心率监测装置和皮肤表面电阻监测装置分别采集驾驶员的体征信息并记录，采集的时间15min；
(6)分析出面部和眼睛所在位置范围、心率及皮肤表面电阻的范围；
(7)在机动车行驶过程中，实时采集驾驶员的体征信息并记录，同时与第(6)步骤中的范围相比较，首先比较心率，判断心率是否正常，即判断心率是否在第(6)步骤中记录范围中，若心率不正常，即启动报警装置中的车灯双闪控制器和车内声音提示控制器，其次比较皮肤表面电阻，判断皮肤表面电阻值是否正常，即判断皮肤表面电阻值是否在第(6)步骤中记录的范围中，若皮肤表面电阻值不正常，即启动报警装置中的车内声音提示控制器，最后判断面部和眼睛的所在位置是否正常，若不正常，即不在第(6)步骤中记录的范围中，则启动报警装置车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器及机动车刹车控制电路；
(8)当机动车停止行驶时，停止体征信息的采集，并将体征信息归置原始值。
当心率变化偏离第(6)步骤中记录范围的10次/分钟以上，即心率变化不正常；当皮肤表面电阻变化偏离第(6)步骤中记录范围在一秒钟内阻值变化幅度超过100％时，即皮肤表面电阻变化不正常。
一种机动车防疲劳驾驶的报警***，包括：单片机，单片机的输入接口和输出接口，输入接口分别连接指纹识别装置、面部和眼部定位装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置，单片机的输出接口分别连接报警装置、车辆控制***、车载终端、读卡器及记录仪。
所述的指纹识别装置安置在车钥匙上；心率监测装置、皮肤表面电阻装置和酒精检测装置安置在车方向盘上。
所述的单片机为arm架构的单片机。
所述的指纹识别装置包括红外传感指纹图像获取模块、图像数据化处理模块和比对模块。
所述的酒精检测装置包括：气敏元件和信号处理器。
所述的心率监测装置包括：红外传感器和信号处理器。
所述的皮肤表面电阻监测装置包括：皮肤表面电阻传感器和信号处理器，皮肤表面电阻传感器的结构是微电极连接R-U转换器，R-U转换器连接滤波器，滤波器接入信号处理器，其中R为电阻，U为电压。
所述的报警装置包括：车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器，车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器的启用是分开完成的。
所述的车辆控制***包括机动车刹车控制电路和机动车主燃油箱关闭电路；
所述的车载终端即GPRS/CDMA接口。
所述的读卡器记录驾驶员的指纹信息。
所述的记录仪记录驾驶员的正常各项体征的正常范围，及记录机动车行驶过程中的各项体征。
实施例二
一种机动车防疲劳驾驶的报警方法，包括以下步骤：
(1)在机动车启动时，指纹识别装置采集驾驶员的指纹信息，将指纹信息数据化并记录；
(2)将数据化的指纹信息与记录的指纹信息比较，分析出此驾驶员的身份，判断是否代驾，若为代驾则启动机动车主燃油箱关闭电路，若没有代驾，则判断此驾驶员是否是在24h内连续驾驶的时间超过规定值，若驾驶员的驾驶时间超过规定值，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(3)若驾驶员不是代驾且驾驶员的驾驶时间没有超过规定值，则酒精检测装置采集驾驶员的酒精含量；并与血液中的酒精含量80mg/100mL相比较，判断酒精含量是否超标，若酒精含量超标，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(4)若驾驶员的酒精含量没有超标，则机动车正常行驶；
(5)面部和眼部定位装置、心率监测装置和皮肤表面电阻监测装置分别采集驾驶员的体征信息并记录，采集的时间25min；
(6)分析出面部和眼睛所在位置范围、心率及皮肤表面电阻的范围；
(7)在机动车行驶过程中，实时采集驾驶员的体征信息并记录，同时与第(6)步骤中的范围相比较，首先比较心率，判断心率是否正常，即判断心率是否在第(6)步骤中记录范围中，若心率不正常，即启动报警装置中的车灯双闪控制器和车内声音提示控制器，其次比较皮肤表面电阻，判断皮肤表面电阻值是否正常，即判断皮肤表面电阻值是否在第(6)步骤中记录的范围中，若皮肤表面电阻值不正常，即启动报警装置中的车内声音提示控制器，最后判断面部和眼睛的所在位置是否正常，若不正常，即不在第(6)步骤中记录的范围中，则启动报警装置车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器及机动车刹车控制电路；
(8)当机动车停止行驶时，停止体征信息的采集，并将体征信息归置原始值。
当心率变化偏离第(6)步骤中记录范围的12次/分钟以上，即心率变化不正常；当皮肤表面电阻变化偏离第(6)步骤中记录范围在一秒钟内阻值变化幅度超过120％时，即皮肤表面电阻变化不正常。
一种机动车防疲劳驾驶的报警***，包括：单片机，单片机的输入接口和输出接口，输入接口分别连接指纹识别装置、面部和眼部定位装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置，单片机的输出接口分别连接报警装置、车辆控制***、车载终端、读卡器及记录仪。
所述的指纹识别装置、心率监测装置、皮肤表面电阻装置和酒精检测装置安置在车方向盘上。
所述的单片机为arm架构的单片机。
所述的指纹识别装置包括红外传感指纹图像获取模块、图像数据化处理模块和比对模块。
所述的酒精检测装置包括：气敏元件和信号处理器。
所述的心率监测装置包括：红外传感器和信号处理器。
所述的皮肤表面电阻监测装置包括：皮肤表面电阻传感器和信号处理器，皮肤表面电阻传感器的结构是微电极连接R-U转换器，R-U转换器连接滤波器，滤波器接入信号处理器，其中R为电阻，U为电压。
所述的报警装置包括：车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器，车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器的启用是分开完成的。
所述的车辆控制***包括机动车刹车控制电路和机动车主燃油箱关闭电路；
所述的车载终端即GPRS/CDMA接口。
所述的读卡器记录驾驶员的指纹信息。
所述的记录仪记录驾驶员的正常各项体征的正常范围，及记录机动车行驶过程中的各项体征。
实施例三
一种机动车防疲劳驾驶的报警方法，包括以下步骤：
(1)在机动车启动时，指纹识别装置采集驾驶员的指纹信息，将指纹信息数据化并记录；
(2)将数据化的指纹信息与记录的指纹信息比较，分析出此驾驶员的身份，判断是否代驾，若为代驾则启动机动车主燃油箱关闭电路，若没有代驾，则判断此驾驶员是否是在24h内连续驾驶的时间超过规定值，若驾驶员的驾驶时间超过规定值，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(3)若驾驶员不是代驾且驾驶员的驾驶时间没有超过规定值，则酒精检测装置采集驾驶员的酒精含量；并与血液中的酒精含量80mg/100mL相比较，判断酒精含量是否超标，若酒精含量超标，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(4)若驾驶员的酒精含量没有超标，则机动车正常行驶；
(5)面部和眼部定位装置、心率监测装置和皮肤表面电阻监测装置分别采集驾驶员的体征信息并记录，采集的时间20min；
(6)分析出面部和眼睛所在位置范围、心率及皮肤表面电阻的范围；
(7)在机动车行驶过程中，实时采集驾驶员的体征信息并记录，同时与第(6)步骤中的范围相比较，首先比较心率，判断心率是否正常，即判断心率是否在第(6)步骤中记录范围中，若心率不正常，即启动报警装置中的车灯双闪控制器和车内声音提示控制器，其次比较皮肤表面电阻，判断皮肤表面电阻值是否正常，即判断皮肤表面电阻值是否在第(6)步骤中记录的范围中，若皮肤表面电阻值不正常，即启动报警装置中的车内声音提示控制器，最后判断面部和眼睛的所在位置是否正常，若不正常，即不在第(6)步骤中记录的范围中，则启动报警装置车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器及机动车刹车控制电路；
(8)当机动车停止行驶时，停止体征信息的采集，并将体征信息归置原始值。
当心率变化偏离第(6)步骤中记录范围的14次/分钟以上，即心率变化不正常；当皮肤表面电阻变化偏离第(6)步骤中记录范围在一秒钟内阻值变化幅度超过80％时，即皮肤表面电阻变化不正常。
一种机动车防疲劳驾驶的报警***，包括：单片机，单片机的输入接口和输出接口，输入接口分别连接指纹识别装置、面部和眼部定位装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置，单片机的输出接口分别连接报警装置、车辆控制***、车载终端、读卡器及记录仪。
所述的指纹识别装置、心率监测装置、皮肤表面电阻装置和酒精检测装置安置在车安全带上。
所述的单片机为arm架构的单片机。
所述的指纹识别装置包括红外传感指纹图像获取模块、图像数据化处理模块和比对模块。
所述的酒精检测装置包括：气敏元件和信号处理器。
所述的心率监测装置包括：红外传感器和信号处理器。
所述的皮肤表面电阻监测装置包括：皮肤表面电阻传感器和信号处理器，皮肤表面电阻传感器的结构是微电极连接R-U转换器，R-U转换器连接滤波器，滤波器接入信号处理器，其中R为电阻，U为电压。
所述的报警装置包括：车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器，车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器的启用是分开完成的。
所述的车辆控制***包括机动车刹车控制电路和机动车主燃油箱关闭电路；
所述的车载终端即GPRS/CDMA接口。
所述的读卡器记录驾驶员的指纹信息。
所述的记录仪记录驾驶员的正常各项体征的正常范围，及记录机动车行驶过程中的各项体征。
Claims (7)
1.一种机动车防疲劳驾驶的报警方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在机动车启动时，指纹识别装置采集驾驶员的指纹信息，将指纹信息数据化并记录；
(2)将数据化的指纹信息与记录的指纹信息比较，分析出此驾驶员的身份，判断是否代驾，若为代驾则启动机动车主燃油箱关闭电路，若没有代驾，则判断此驾驶员是否是在24h内连续驾驶的时间超过规定值，若驾驶员的驾驶时间超过规定值，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(3)若驾驶员不是代驾且驾驶员的驾驶时间没有超过规定值，则酒精检测装置采集驾驶员的酒精含量；并与规定值比较，判断酒精含量是否超标，若酒精含量超标，则启用机动车主燃油箱关闭电路；
(4)若驾驶员的酒精含量没有超标，则机动车正常行驶；
(5)面部和眼部定位装置、心率监测装置和皮肤表面电阻监测装置分别采集驾驶员的体征信息并记录，采集的时间15～25min；
(6)分析出面部和眼睛所在位置范围、心率及皮肤表面电阻的范围；
(7)在机动车行驶过程中，实时采集驾驶员的体征信息并记录，同时与第(6)步骤中的范围相比较，首先比较心率，判断心率是否正常，即判断心率是否在第(6)步骤中记录范围中，若心率不正常，即启动报警装置中的车灯双闪控制器和车内声音提示控制器，其次比较皮肤表面电阻，判断皮肤表面电阻值是否正常，即判断皮肤表面电阻值是否在第(6)步骤中记录的范围中，若皮肤表面电阻值不正常，即启动报警装置中的车内声音提示控制器，最后判断面部和眼睛的所在位置是否正常，若不正常，即不在第(6)步骤中记录的范围中，则启动报警装置车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器及机动车刹车控制电路；
(8)当机动车停止行驶时，停止体征信息的采集，并将体征信息归置原始值。
2.根据权利要求1所述的一种机动车防疲劳驾驶的报警方法，其特征在于：当心率变化偏离第(6)步骤中记录范围的10次/分钟以上，即心率变化不正常；当皮肤表面电阻变化偏离第(6)步骤中记录范围在一秒钟内阻值变化幅度超过100％时，即皮肤表面电阻变化不正常。
3.一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，包括：单片机，单片机的输入接口和输出接口，其特征在于：输入接口分别连接指纹识别装置、面部和眼部定位装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置，单片机的输出接口分别连接报警装置、车辆控制***、车载终端、读卡器及记录仪，其中指纹识别装置、心率监测装置、皮肤表面电阻监测装置和酒精检测装置可安置在车钥匙或车安全带或车方向盘上。
4.根据权利要求3所述的一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，其特征在于：所述的指纹识别装置和酒精检测装置安置在车钥匙或车安全带或车方向盘上；心率监测装置及皮肤表面电阻装置安置在车安全带或车方向盘上。
5.根据权利要求3所述的一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，其特征在于：所述的单片机为arm架构的单片机。
6.根据权利要求3所述的一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，其特征在于：所述的皮肤表面电阻监测装置包括：皮肤表面电阻传感器和信号处理器，皮肤表面电阻传感器的结构是微电极连接R-U转换器，R-U转换器连接滤波器，滤波器接入信号处理器，其中R为电阻，U为电压。
7.根据权利要求3所述的一种机动车防疲劳驾驶的报警装置，其特征在于：所述的报警装置包括：车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器，车灯双闪控制器、车外喇叭提示控制器和车内声音提示控制器的启用是分开完成的。
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Publications (1)
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| PB01 | Publication | ||
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Addressee: Xu Jian Document name: the First Notification of an Office Action |
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Application publication date: 20140917 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |