一种疲劳驾驶监控系统的制作方法

1.本发明涉及运输管理系统；特别涉及一种疲劳驾驶监控系统。


背景技术：

2.疲劳驾驶极易引起交通事故，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。
3.关于疲劳检测目前有很多种方法。比较主流是检测驾驶员的脸部特征，进行判断，然而，由于图像识别技术受光线环境影响大，作为单一的判断依据，并不是行之有效的办法，容易出现误判，对驾驶员造成不必要的干扰。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种疲劳驾驶监控系统，通过两次疲劳条件的判断，准确地检测出驾驶员的疲劳状态，并通过监管监控后台实时查看驾驶员的精神状态，对驾驶员进行疲劳监控，有效避免驾驶员的疲劳驾驶，降低交通事故发生的可能性检查。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的一种疲劳驾驶监控系统，包括如下步骤：
6.步骤一、将i c卡插入读卡器中，识别完成后，启动车辆，同时监控平台和报警装置通电；
7.步骤二、驾驶时，利用监控平台对驾驶员的瞳孔状态、驾驶时间和驾驶人员对方向盘的按压程度来监测驾驶人员的精神状态，并将监测的数据传输至处理器中，通过处理器分析瞳孔状态和按压数据，进而对第一疲劳条件和第二疲劳条件判断。
8.步骤三、处理器对传回的数据分析，若得到当第一疲劳条件和第二疲劳条件均成立，即可认定驾驶员处在疲劳状态，此时启动报警装置，实现报警。
9.步骤四、当报警装置工作时，时间继电器和定位器同时工作，对车辆是否停止状态进行检测，时间继电器的倒计时时间为5-10mi n，倒计时结束后，当定位器监测到车辆还在继续行走时，车辆内部动力系统的动力逐渐降低，直至驾驶员靠边停车；
10.步骤五、车辆靠边停车后，i c卡进入倒计时，倒计时时间20mi n，需要休息20mi n以上，当休息时间低于20mi n时，车辆不再启动。
11.优选的，监控平台包括红外摄像头、时间检测器和压力传感器，红外摄像头安装在驾驶人员的前端位置处，压力传感器设置在方向盘的上表面，用于对驾驶人员的手部压力检测，时间检测器与车辆的启动电源连通；
12.处理器包括图像处理模块、图像分析模块以及疲劳判定模块，其中红外摄像头将实时采集的图像传递至处理器中的图像处理模块，图像分析模块将预先存储的驾驶员脸部
信息与图像处理模块处理后的结果进行对比；连续处理多帧图像后，若最大高度差δh低于阈值或眼睛区域面积δs低于阈值，则认为第一疲劳条件成立；
13.处理器还采集触觉反馈装置中的压力传感器的信号，若驾驶员手握方向盘的压力在一定时间内的压力变化值低于阈值，则认为第二疲劳条件成立。
14.优选的，报警装置包括振动器和蜂鸣器，其中振动器安装在驾驶员座椅表面，分别为座椅坐垫、靠背和头枕等，当处理器认定驾驶员处在疲劳状态时，振动器发生震动，提醒驾驶员保持清醒，同时蜂鸣器响起，从体感和声感两个方面同时对驾驶员提醒，避免驾驶员处在深度疲劳状态，造成危险。
15.优选的，i c卡内部设置有时间继电器，当i c卡拔出后，i c卡进入倒计时，倒计时时间为20mi n，期间i c卡不得在此期间使用。
16.优选的，还设置有监控后台，用于监控处理器，进而实现对监控平台数据实施监控，当驾驶人员出现疲劳状态但监控平台未及时检测出，监测人员通过远程电话与驾驶人员联系。
17.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.1.本发明中，通过设置的监控平台和报警装置，并通过两次疲劳条件的判断，准确地检测出驾驶员的疲劳状态，并通过监管监控后台实时查看驾驶员的精神状态，对驾驶员进行疲劳监控，有效避免驾驶员的疲劳驾驶，降低交通事故发生的可能性。
19.2.本发明中，通过设置的时间继电器和定位器，对车辆是否停止状态进行检测，当定位器监测到驾驶员疲劳后车辆还在继续行走时，车辆内部动力系统的动力逐渐降低，直至驾驶员靠边停车。
20.3.本发明中，在系统中增加了人工干预手段，用于系统的保护手段，避免系统出现故障或者机械故障导致出现系统问题，造成危险。
附图说明
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
22.图1是本发明实施例方法流程图。
23.图2是本发明监控平台瞳孔状态示意图；
24.图3是本发明驾驶室内部结构示意图。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.如图1-3中所示，是本发明实施例方法流程图，本发明实施例露天煤矿用疲劳驾驶
监控系统，包括如下步骤：
28.步骤一、将i c卡插入读卡器中，识别完成后，启动车辆，同时监控平台和报警装置通电；
29.步骤二、驾驶时，利用监控平台对驾驶员的瞳孔状态、驾驶时间和驾驶人员对方向盘的按压程度来监测驾驶人员的精神状态，并将监测的数据传输至处理器中；
30.上述中，监控平台包括红外摄像头、时间检测器和压力传感器，红外摄像头安装在驾驶人员的前端位置处，压力传感器设置在方向盘的上表面，用于对驾驶人员的手部压力检测，时间检测器与车辆的启动电源连通，当车辆启动时，时间继电器同时启动，根据车辆连续行驶时间，调节监控的频率，具体如下表：
31.时间1h1-2h2-3h3-4h频率无30min20min10min
32.注：连续驾驶超过4h后，便无需经过监控装置，可直接认定疲劳，直接报警。
33.处理器包括图像处理模块、图像分析模块以及疲劳判定模块，其中红外摄像头将实时采集的图像传递至处理器中的图像处理模块，图像处理模块对图像进行预处理，通过人脸检测算法，检测人脸位置；基于sobe l算子，找出眼睛边缘特征点位置，根据其像素点位置计算上眼皮和下眼皮的最大高度差或眼睛区域面积(如图2中所示)，图像分析模块将预先存储的驾驶员脸部信息与图像处理模块处理后的结果进行对比；
34.连续处理多帧图像后，若最大高度差δh低于阈值或眼睛区域面积δs低于阈值，则认为第一疲劳条件成立；
35.通过方向盘上设置的压力传感器判断驾驶员手握方向盘情况，驾驶员是否手握方向盘可作为驾驶员保持强接管能力的判定依据，也可以作为驾驶员进行了有效接管的判定依据。
36.具体可识别以下姿态：
[0037]-双手紧握/轻握：保持强接管能力/有效接管；
[0038]-单手紧握/轻握：保持强接管能力/有效接管；
[0039]-双手/单手随意放置；
[0040]-双手离开方向盘；
[0041]
处理器还采集触觉反馈装置中的压力传感器的信号，若驾驶员手握方向盘的压力在一定时间内的压力变化值低于阈值，则认为第二疲劳条件成立；
[0042]
步骤三、处理器对传回的数据分析，若得到当第一疲劳条件和第二疲劳条件均成立，即可认定驾驶员处在疲劳状态，此时启动报警装置，实现报警。
[0043]
报警装置包括振动器和蜂鸣器，其中振动器安装在驾驶员座椅表面，分别为座椅坐垫、靠背和头枕等，当处理器认定驾驶员处在疲劳状态时，振动器发生震动，提醒驾驶员保持清醒，同时蜂鸣器响起，从体感和声感两个方面同时对驾驶员提醒，避免驾驶员处在深度疲劳状态，造成危险。
[0044]
步骤四、当报警装置工作时，时间继电器和定位器同时工作，对车辆是否停止状态进行检测，时间继电器的倒计时时间为5-10mi n，倒计时结束后，当定位器监测到车辆还在继续行走时，车辆内部动力系统的动力逐渐降低，直至驾驶员靠边停车；
[0045]
步骤五、车辆靠边停车后，i c卡进入倒计时，倒计时时间20mi n，需要休息20mi n
以上，当休息时间低于20mi n时，车辆不再启动。
[0046]
i c卡内部设置有时间继电器，当i c卡拔出后，i c卡进入倒计时，倒计时时间为20mi n，期间i c卡不得在此期间使用。
[0047]
本实施例中还设置有监控后台，用于监控处理器，进而实现对监控平台数据实施监控，当驾驶人员出现疲劳状态但监控平台未及时检测出，此时监测人员可以通过远程电话与驾驶人员联系，作为本系统的人工干预手段，用于系统的保护手段，避免系统出现故障或者机械故障导致出现系统问题，造成危险。
[0048]
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种疲劳驾驶监控系统，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、将ic卡插入读卡器中，识别完成后，启动车辆，同时监控平台和报警装置通电；步骤二、驾驶时，利用监控平台对驾驶员的瞳孔状态、驾驶时间和驾驶人员对方向盘的按压程度来监测驾驶人员的精神状态，并将监测的数据传输至处理器中，通过处理器分析瞳孔状态和按压数据，进而对第一疲劳条件和第二疲劳条件判断。步骤三、处理器对传回的数据分析，若得到当第一疲劳条件和第二疲劳条件均成立，即可认定驾驶员处在疲劳状态，此时启动报警装置，实现报警。步骤四、当报警装置工作时，时间继电器和定位器同时工作，对车辆是否停止状态进行检测，时间继电器的倒计时时间为5-10min，倒计时结束后，当定位器监测到车辆还在继续行走时，车辆内部动力系统的动力逐渐降低，直至驾驶员靠边停车；步骤五、车辆靠边停车后，ic卡进入倒计时，倒计时时间20min，需要休息20min以上，当休息时间低于20min时，车辆不再启动。2.如权利要求1所述的一种疲劳驾驶监控系统，其特征在于：所述监控平台包括红外摄像头、时间检测器和压力传感器，红外摄像头安装在驾驶人员的前端位置处，压力传感器设置在方向盘的上表面，用于对驾驶人员的手部压力检测，时间检测器与车辆的启动电源连通；所述处理器包括图像处理模块、图像分析模块以及疲劳判定模块，其中红外摄像头将实时采集的图像传递至处理器中的图像处理模块，图像分析模块将预先存储的驾驶员脸部信息与图像处理模块处理后的结果进行对比；连续处理多帧图像后，若最大高度差δh低于阈值或眼睛区域面积δs低于阈值，则认为第一疲劳条件成立；所述处理器还采集触觉反馈装置中的压力传感器的信号，若驾驶员手握方向盘的压力在一定时间内的压力变化值低于阈值，则认为第二疲劳条件成立。3.如权利要求1所述的一种疲劳驾驶监控系统，其特征在于：所述报警装置包括振动器和蜂鸣器，其中振动器安装在驾驶员座椅表面，分别为座椅坐垫、靠背和头枕等，当处理器认定驾驶员处在疲劳状态时，振动器发生震动，提醒驾驶员保持清醒，同时蜂鸣器响起，从体感和声感两个方面同时对驾驶员提醒，避免驾驶员处在深度疲劳状态，造成危险。4.如权利要求1所述的一种疲劳驾驶监控系统，其特征在于：所述ic卡内部设置有时间继电器，当ic卡拔出后，ic卡进入倒计时，倒计时时间为20min，期间ic卡不得在此期间使用。5.如权利要求1所述的一种疲劳驾驶监控系统，其特征在于：还设置有监控后台，用于监控处理器，进而实现对监控平台数据实施监控，当驾驶人员出现疲劳状态但监控平台未及时检测出，监测人员通过远程电话与驾驶人员联系。

技术总结
本发明涉及运输管理系统；特别涉及一种疲劳驾驶监控系统，包括IC卡、读取器、监控平台、处理器及报警装置，通过设置的监控平台和报警装置，并通过两次疲劳条件的判断，准确地检测出驾驶员的疲劳状态，并通过监管监控后台实时查看驾驶员的精神状态，对驾驶员进行疲劳监控，有效避免驾驶员的疲劳驾驶，降低交通事故发生的可能性。发生的可能性。发生的可能性。


技术研发人员：杨月明 惠诚斌 张悦芳 张永贵 石晓东 赵威 王子豪 赵鹏东
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/6/27