CN109549625A - 采集驾驶员眼动数据的后视镜及利用该后视镜的疲劳监测*** - Google Patents

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Abstract

采集驾驶员眼动数据的后视镜及利用该后视镜的疲劳监测***，包括集成安装在内后视镜内部的红外光学传感器、电子***和输出模块，所述红外光学传感器安装在内后视镜镜面背后，所述内后视镜镜面采用单面镜；红外光学传感器用于采集驾驶员双眼眨眼次数、眨眼时间、瞳孔直径、注视点的X轴坐标及Y轴坐标数据；电子***包括眼动***控制模块、电子运算模块、通讯模块和电源模块，能够对驾驶员双眼瞳孔中心坐标进行提取，采集眼动数据并进行记录、计算、输出；输出模块包括液晶显示屏、蜂鸣器，用于提醒驾驶员，能够实时监测驾驶员的疲劳状况并进行提醒，具有方便、实用的特点。

Description

采集驾驶员眼动数据的后视镜及利用该后视镜的疲劳监测 ***
技术领域
本发明涉及汽车后视镜领域，特别涉及一种采集驾驶员眼动数据的后视镜及利用该后视镜的疲劳监测***。
背景技术
在重特大交通事故当中，由疲劳驾驶所引起的占到40％以上，疲劳驾驶已成为造成重特大交通事故的主要原因之一。现有的后视镜除了基本的后视功能外，市面上其它类型的后视镜没有针对驾驶员疲劳状态进行检测判定的功能。现有的人体脑疲劳检测手段有脑电、心电、眼动等检测方法。这些检测手段虽然已经较为成熟，但是每种检测方法均需特定设备和相关专业人员对被测人员进行检测，无法实现在驾驶员在驾驶室内自动、自主进行疲劳检测。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种采集驾驶员眼动数据的后视镜及利用该后视镜的疲劳监测***，能够实时监测驾驶员的疲劳状况并进行提醒，具有方便、实用的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
采集驾驶员眼动数据的后视镜，包括集成安装在内后视镜内部的红外光学传感器、电子***和输出模块，所述红外光学传感器安装在内后视镜镜面背后，所述内后视镜镜面采用单面镜。
利用该后视镜的疲劳监测***，包括
红外光学传感器：用于采集驾驶员双眼眨眼次数、眨眼时间、瞳孔直径、注视点的X轴坐标及Y轴坐标数据；
电子***：包括眼动***控制模块、电子运算模块、通讯模块和电源模块；
眼动***控制模块：分别与红外光学传感器和电子运算模块相连接，眼动***控制模块通过红外光学传感器对驾驶员双眼瞳孔中心坐标进行提取，控制眼动数据的采集过程；
电子运算模块：采集到的眼动数据进行记录、计算处理，并根据疲劳模型对驾驶员的疲劳状况进行判定；
通讯模块：将运算结果向输出模块进行输出；
电源模块：对红外光学传感器、电子***的其他各模块及输出模块所需电源进行管理、配置；
输出模块：包括液晶显示屏、蜂鸣器，用于提醒驾驶员，输出模块分别与电子***的通讯模块和电源模块相连。
所述内后视镜还包括手机客户端，手机客户端与通讯模块进行交互通讯并连接云端服务器，将***记录、判定的驾驶疲劳状况保存至本地和云端服务器中。
所述通讯模块包括能够与手机客户端进行交互通讯蓝牙模块或WLAN模块。
由于本发明将眼动数据采集装置集成于内后视镜内部，所以无需额外设备进行检测；采用单面镜作为内后视镜镜面，所以在眼动检测过程中对驾驶员正常后视操作没有影响；将眼动数据采集装置集成于内后视镜内部，所以无需额外设备进行检测；能够通过采集驾驶员在行车过程中眼睛的闭眼次数、瞳孔直径等眼动参数，经过***计算来判定驾驶员的疲劳状况，通过输出模块对处于疲劳状态的驾驶员进行提示、唤醒，将整个行车过程的疲劳状况进行记录，具有方便、实用的特点。
进一步地，本发明包括手机客户端和云端服务器，所以可对驾驶数据进行管理和远程监控。
进一步地，本发明的电子***的通讯模块采用蓝牙4.0技术，将数据上传至驾驶员的手机中，与手机进行数据通讯。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，采集驾驶员眼动数据的内后视镜，包括红外光学传感器1、电子***2、输出模块3，其中红外光学传感器1、电子***2和输出模块3集成安装在内后视镜内部，红外光学传感器1安装在内后视镜单面镜后，红外光学传感器1可发出红外线透过单面镜对双眼特征信息进行采集，双眼只能看到单面镜反射的外部图像，无法看到单面镜内部的内后视镜结构。红外光学传感器1与电子***2的眼动***控制模块21相连。
利用该内后视镜的疲劳监测***，包括电子***2，电子***2和红外光学传感器1、输出模块3相连，电子***2包括眼动***控制模块21、电子运算模块22、通讯模块23和电源模块24。其中眼动***控制模块21分别与红外光学传感器1和电子运算模块22相连，通过红外光学传感器1对驾驶员双眼瞳孔中心坐标进行提取，并控制眼动数据的采集过程，且将采集信息发送给电子运算模块22。
眼动***控制模块采用型号为Tobii Pro Nano设备，角膜反射式追踪，双眼追踪，暗瞳和明瞳结合，单传感器***，采样率60Hz，精确度0.10°RMS，头动范围：宽×高：35cm×30cm(13.78″×11.81″)@65cm，可确保至少一只眼睛被追踪到。
(1)瞳孔直径变异系数
式中：
CV——瞳孔直径变异系数；
σ——瞳孔直径的标准差；
——瞳孔直径均值(mm)。
(2)眨眼时间均值
式中：
Tb——眨眼时间均值(s)；
Ta——总眨眼时间(s)；
n——眨眼次数。
(3)闭眼百分率
式中:
ηb——闭眼百分率；
Ta——总闭眼时间(s)；
to——时间窗(s)。
运作方式：眼动***控制模块采集到数据后，电子运算模块通过公式计算得到驾驶员瞳孔直径变异系数、眨眼时间均值和闭眼百分率数值变化趋势，通过变化趋势判定驾驶员疲劳状况。
电子运算模块22分别与眼动***控制模块21和通讯模块23相连，电子运算模块22用于将采集到的双眼特征信息进行记录、处理，得到瞳孔直径变异系数、闭眼百分率等眼动数据，根据疲劳模型计算对驾驶员当前的疲劳状况进行判定，输出判定结果。
通讯模块23与输出模块3相连，通讯模块23将疲劳判定结果向输出模块3和手机客户端4进行输出。
电源模块24分别与红外光学传感器1、眼动***控制模块21、电子运算模块22、通讯模块23和输出模块3相连，电源模块24为信号红外光学传感器1、眼动***控制模块21、电子运算模块22、通讯模块23和输出模块3提供电能，电源模块24采用车辆内部点烟器供电。
输出模块3与电子***2相连，与通讯模块23进行通讯。输出模块3包括液晶显示屏31和蜂鸣器32。液晶显示屏31用于对内后视镜进行操作以及显示驾驶员疲劳状态判定结果，蜂鸣器32用于对处于疲劳状态的驾驶员进行声音提示及唤醒。
手机客户端4与通讯模块23进行通讯，将***记录、判定的驾驶疲劳状况保存至本地和云端服务器5中。
参见附图，本发明的工作原理是：
红外光学传感器1通过发射红外线，对驾驶员双眼特征信息进行采集，采集过程由眼动***控制模块21进行控制。电子运算模块22将采集到的双眼特征信息进行记录、处理得到瞳孔直径变异系数、闭眼百分率等眼动数据，根据疲劳模型计算并判断驾驶员疲劳状态。疲劳状态通过通讯模块23向输出模块3和手机客户端4输出。输出模块3接收到判定结果后通过液晶显示屏31进行视觉提醒，通过蜂鸣器32向驾驶员进行听觉提醒。驾驶员通过手机客户端4查看驾驶疲劳数据，数据可保存在终端本地和云端服务器5中。

Claims (4)

1.采集驾驶员眼动数据的后视镜，其特征在于，包括集成安装在内后视镜内部的红外光学传感器(1)、电子***(2)和输出模块(3)，所述红外光学传感器(1)安装在内后视镜镜面背后，所述内后视镜镜面采用单面镜。
2.利用该后视镜的疲劳监测***，其特征在于，包括
红外光学传感器(1)：用于采集驾驶员双眼眨眼次数、眨眼时间、瞳孔直径、注视点的X轴坐标及Y轴坐标数据；
电子***(2)：包括眼动***控制模块(21)、电子运算模块(22)、通讯模块(23)和电源模块(24)；
眼动***控制模块(21)：分别与红外光学传感器(1)和电子运算模块(22)相连接，眼动***控制模块(21)通过红外光学传感器(1)对驾驶员双眼瞳孔中心坐标进行提取，控制眼动数据的采集过程；
电子运算模块(22)：采集到的眼动数据进行记录、计算处理，并根据疲劳模型对驾驶员的疲劳状况进行判定；
通讯模块(23)：将运算结果向输出模块(3)进行输出；
电源模块(24)：对红外光学传感器(1)、电子***(2)的其他各模块及输出模块(3)所需电源进行管理、配置；
输出模块(3)：包括液晶显示屏(31)、蜂鸣器(32)，用于提醒驾驶员，输出模块(3)分别与电子***的通讯模块(23)和电源模块(24)相连。
3.根据权利要求2所述的采集驾驶员眼动数据的内后视镜及利用该内后视镜的疲劳监测***，其特征在于，所述内后视镜还包括手机客户端(4)，手机客户端(4)与通讯模块(23)进行交互通讯并连接云端服务器(5)，将***记录、判定的驾驶疲劳状况保存至本地和云端服务器(5)中。
4.根据权利要求2所述的采集驾驶员眼动数据的后视镜及利用该内后视镜的疲劳监测***，其特征在于，所述通讯模块(23)包括能够与手机客户端(4)进行交互通讯蓝牙模块或WLAN模块。
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