CN220917420U - 一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车驾驶安全技术领域，公开了一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，包括视觉识别箱体和采集头箍，螺纹伸缩杆顶端表面设置有摄像头组件，视觉识别箱体一侧表面下部设置有显示屏，视觉识别箱体内部底端表面设置有控制盒组件，采集头箍一侧表面设置有主控盒，采集头箍内侧一端表面均设置有皮肤电传感器，采集头箍另一侧表面中部内侧设置有弹簧绳，通过实现疲劳驾驶检测人脸特征提取、加速度采集、皮肤电采集功能集于一体，实现多元化，精确了疲劳驾驶判断的准确性，提供了头戴式装置穿戴方便、使用便捷，普适性能强，实时数据采集和远程控制，在保证驾驶效率的同时，可降低疲劳驾驶安全隐患。

Description

一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备

技术领域

本实用新型涉及汽车驾驶安全技术领域，特别涉及一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备。

背景技术

目前，现有的公告号为CN214896888U的专利文件公开了一种疲劳驾驶检测设备，包括树莓派4B、采集模块、识别模块、预警模块和盒体，盒体包括外壳、底座、吸盘、小臂、大臂和固定装置，采集模块包括采集模块本体、红外补光灯和广角夜视摄像头，预警模块包括预警模块本体和指示灯，其装置通过广角夜视摄像头采集驾驶员的闭眼、打哈欠等眼部和嘴部状态，及低落情绪下的面部表情，再将的信号传递给采集模块本体，采集模块本体传递给识别模块，识别模块识别后传递信号给树莓派4B，树莓派4B接收信号处理传递信号给预警模块本体，同时发送短信给驾驶员手机提醒，控制指示灯闪烁提示驾驶员疲劳驾驶注意休息。解决传统的疲劳驾驶检测装置无法改变检测的角度，检测结果不准确的问题。

随研发疲劳驾驶检测***逐步取得人们的关注，当前针对疲劳驾驶的检测主要包括三种：第一种检测行车数据参数进行判断；第二种通过采集驾驶员的脑电波结合生理学相关指标进行检测；第三种利用图像处理技术分析司机的面部疲劳特征来判断是否处于疲劳驾驶状态，现有技术中挂耳朵式水银疲劳预警器，功能简单，低头就报警，但低头不一定由于打瞌睡引起，因而该产品具有很大的局限性和误报打捞效率低；车道偏移报警***，对驾驶疲劳预警有一定的提示作用但成本较高。电击手表利用脉搏的跳动来估测人是否疲劳产生电击，不能解决突然睡着的问题，因此需要一种识别精度高，实时检测性强的疲劳驾驶检测***来解决疲劳驾驶出现的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，包括视觉识别箱体和采集头箍，所述视觉识别箱体底端表面中部设置有吸盘，所述视觉识别箱体顶端表面中部设置有盆形螺栓，所述盆形螺栓中部内侧设置有螺纹伸缩杆，所述螺纹伸缩杆顶端表面设置有摄像头组件，所述视觉识别箱体一侧表面下部设置有显示屏，所述视觉识别箱体内部中部设置有滑动腔体，所述视觉识别箱体内部底端表面设置有控制盒组件，所述采集头箍一侧表面设置有主控盒，所述采集头箍内侧一端表面均设置有皮肤电传感器，所述采集头箍另一侧表面中部内侧设置有弹簧绳。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述视觉识别箱体与吸盘和盆形螺栓均为固定连接，所述盆形螺栓和螺纹伸缩杆为活动连接，所述螺纹伸缩杆和摄像头组件为拼接组装，其摄像头组件包括底座和摄像头。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述滑动腔体呈圆柱体，其直径与螺纹伸缩杆对应设置，所述视觉识别箱体和显示屏为固定连接，其显示屏型号为TFTLCD设置，呈倾斜30°的角度放置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述视觉识别箱体和控制盒组件为固定连接，其控制盒组件包括树莓派主控模块、STM32单片机、LORA模块主机和12V锂电池模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述采集头箍和主控盒为固定连接，其采集头箍采用多曲面模块组装而成，为硬塑料材质构成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主控盒包括STM32F103C8T6单片机、LD3320语音报警模块、MPU6050加速度传感器、LORA模块从机和5V电池盒供电。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述采集头箍和皮肤电传感器为固定连接，其皮肤电传感器为碳纤维电极块构成，与主控盒为电性连接，所述采集头箍和弹簧绳为固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过实现疲劳驾驶检测人脸特征提取、加速度采集、皮肤电采集功能集于一体，实现多元化，精确了疲劳驾驶判断的准确性，提供了头戴式装置穿戴方便、使用便捷，普适性能强，实时数据采集和远程控制，在保证驾驶效率的同时，可降低疲劳驾驶安全隐患。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的视觉识别箱体结构主视示意图；

图2是本实用新型的视觉识别箱体结剖示意图；

图3是本实用新型的采集头箍结构示意图；

图中：1、视觉识别箱体；2、采集头箍；3、吸盘；4、盆形螺栓；5、螺纹伸缩杆；6、摄像头组件；7、显示屏；8、滑动腔体；9、控制盒组件；10、主控盒；11、皮肤电传感器；12、弹簧绳。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

实施例1

如图1-3所示，本实用新型提供一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，包括视觉识别箱体1和采集头箍2，视觉识别箱体1底端表面中部设置有吸盘3，视觉识别箱体1顶端表面中部设置有盆形螺栓4，盆形螺栓4中部内侧设置有螺纹伸缩杆5，螺纹伸缩杆5顶端表面设置有摄像头组件6，视觉识别箱体1一侧表面下部设置有显示屏7，视觉识别箱体1内部中部设置有滑动腔体8，视觉识别箱体1内部底端表面设置有控制盒组件9，采集头箍2一侧表面设置有主控盒10，采集头箍2内侧一端表面均设置有皮肤电传感器11，采集头箍2另一侧表面中部内侧设置有弹簧绳12。

进一步的，视觉识别箱体1与吸盘3和盆形螺栓4均为固定连接，盆形螺栓4和螺纹伸缩杆5为活动连接，螺纹伸缩杆5和摄像头组件6为拼接组装，其摄像头组件6包括底座和摄像头。

滑动腔体8呈圆柱体，其直径与螺纹伸缩杆5对应设置，视觉识别箱体1和显示屏7为固定连接，其显示屏7型号为TFTLCD设置，呈倾斜30°的角度放置。

视觉识别箱体1和控制盒组件9为固定连接，其控制盒组件9包括树莓派主控模块、STM32单片机、LORA模块主机和12V锂电池模块。

采集头箍2和主控盒10为固定连接，其采集头箍2采用多曲面模块组装而成，为硬塑料材质构成。

主控盒10包括STM32F103C8T6单片机、LD3320语音报警模块、MPU6050加速度传感器、LORA模块从机和5V电池盒供电。

采集头箍2和皮肤电传感器11为固定连接，其皮肤电传感器11为碳纤维电极块构成，与主控盒10为电性连接，采集头箍2和弹簧绳12为固定连接。

具体的，其结构由视觉识别箱体1、采集头箍2、吸盘3、盆形螺栓4、螺纹伸缩杆5、摄像头组件6、显示屏7、滑动腔体8、控制盒组件9、主控盒10、皮肤电传感器11和弹簧绳12形成基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，通过基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备实现对驾驶员疲劳状态精准识别，且提高了疲劳驾驶检测的实时性，视觉识别箱体1和采集头箍2为电性连接，通过吸盘3、盆形螺栓4、螺纹伸缩杆5、摄像头组件6、显示屏7、滑动腔体8和控制盒组件9形成视觉识别箱体1整体，通过吸盘3固定在可识别到驾驶员的车内前部台面上，显示屏7以倾斜30°的角度置于视觉识别箱体1侧面，在LORA通信基础下，树莓派控制TFTLCD显示屏7实时显示由STM32单片机控制的加速度传感器、皮肤电传感器11所处理的数据，摄像头组件6由底座通过螺纹伸缩杆5实现摄像头组件6升降，螺纹伸缩杆5通过视觉识别箱体1上方盆形螺栓4固定住，升降基座底部中心设有与螺纹伸缩杆5圆柱配套的滑动腔体8，控制盒组件9内12V锂电池进行供电，使视觉识别箱体1整体能够通过摄像头组件6和树莓派处理所识别到驾驶员打哈欠、经眼睛睁闭数据，摄像头组件6将拍摄到的图像传输到树莓派中，树莓派将图像数字化后，通过内置的程序与数据库信息进行比对与匹配，判读是否处于疲劳驾驶状态，通过采集头箍2、主控盒10、皮肤电传感器11和弹簧绳12形成人体生理参数采集头箍，其采集头箍2通过MPU6050加速度传感器对被驾驶员的运动情况进行分析，由于该设计是检测驾驶员在驾驶位置上是否疲劳，所以可以只使用单一竖直方向上的加速度传感器，以节省经费，加速度传感器通过判断重力变化，来判断驾驶员是否疲劳驾驶，通过皮肤电传感器11由碳纤维电极检测皮肤电位差变化，皮肤电传感器11电极置于额头中间，通过皮肤与人体接触，测量皮肤电导率的变化，通过语音报警模块LD3320，该芯片基于深度学习的语音识别技术和语音合成技术。同时，LD3320还采用了数字信号处理技术，实现了高质量的语音处理和语音效果，只需把识别的关键词语以字符串的形式传送进芯片，即可以在下次识别中立即生效，如:当检测到驾驶员疲劳状态的时候，该模块便会播报“已检测到疲劳驾驶，请靠边休息”的语句，使整体能够实时数据采集和远程控制，在保证驾驶效率的同时，可降低疲劳驾驶安全隐患。

使用者在使用时，视觉识别箱体1整体通过吸盘3固定在可识别到驾驶员的车内前部台面上，将采集头箍2佩戴至驾驶者头部，使基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备具有在正常行驶过程中检测人脸、定位人脸的功能，通过树莓派对进行数据处理判断疲是否处于劳驾驶状态。同时采集头箍2上的加速度传感器、皮肤电传感器11实时监测，将数据经LORA通信显示到视觉识别箱体的TFTLCD显示屏7上。若检测到驾驶员处于疲劳驾驶状态，语音报警模块LD3320发出语音提示，播报“已检测到疲劳驾驶，请靠边休息”的语句，使整体能够有效的提高检测准确率，检测不需人为接触、检测速率快，可实现驾驶环境智能化、安全化、便捷化。

综上所述，本实用新型通过实现疲劳驾驶检测人脸特征提取、加速度采集、皮肤电采集功能集于一体，实现多元化，精确了疲劳驾驶判断的准确性，提供了头戴式装置穿戴方便、使用便捷，普适性能强，实时数据采集和远程控制，在保证驾驶效率的同时，可降低疲劳驾驶安全隐患。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，包括视觉识别箱体(1)和采集头箍(2)，其特征在于，所述视觉识别箱体(1)底端表面中部设置有吸盘(3)，所述视觉识别箱体(1)顶端表面中部设置有盆形螺栓(4)，所述盆形螺栓(4)中部内侧设置有螺纹伸缩杆(5)，所述螺纹伸缩杆(5)顶端表面设置有摄像头组件(6)，所述视觉识别箱体(1)一侧表面下部设置有显示屏(7)，所述视觉识别箱体(1)内部中部设置有滑动腔体(8)，所述视觉识别箱体(1)内部底端表面设置有控制盒组件(9)，所述采集头箍(2)一侧表面设置有主控盒(10)，所述采集头箍(2)内侧一端表面均设置有皮肤电传感器(11)，所述采集头箍(2)另一侧表面中部内侧设置有弹簧绳(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，其特征在于，所述视觉识别箱体(1)与吸盘(3)和盆形螺栓(4)均为固定连接，所述盆形螺栓(4)和螺纹伸缩杆(5)为活动连接，所述螺纹伸缩杆(5)和摄像头组件(6)为拼接组装，其摄像头组件(6)包括底座和摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，其特征在于，所述滑动腔体(8)呈圆柱体，其直径与螺纹伸缩杆(5)对应设置，所述视觉识别箱体(1)和显示屏(7)为固定连接，其显示屏(7)型号为TFTLCD设置，呈倾斜30°的角度放置。

4.根据权利要求1所述的一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，其特征在于，所述视觉识别箱体(1)和控制盒组件(9)为固定连接，其控制盒组件(9)包括树莓派主控模块、STM32单片机、LORA模块主机和12V锂电池模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，其特征在于，所述采集头箍(2)和主控盒(10)为固定连接，其采集头箍(2)采用多曲面模块组装而成，为硬塑料材质构成。

6.根据权利要求1所述的一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，其特征在于，所述主控盒(10)包括STM32F103C8T6单片机、LD3320语音报警模块、MPU6050加速度传感器、LORA模块从机和5V电池盒供电。

7.根据权利要求1所述的一种基于头戴式机器视觉的疲劳驾驶检测设备，其特征在于，所述采集头箍(2)和皮肤电传感器(11)为固定连接，其皮肤电传感器(11)为碳纤维电极块构成，与主控盒(10)为电性连接，所述采集头箍(2)和弹簧绳(12)为固定连接。