CN101670831B - 一种机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置 - Google Patents

Abstract

一种机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置，它包括有摄像机，图像处理单板机；其技术要点是：在驾驶室内与驾驶员前方视线眼部相对应的位置上设置有摄像机，该摄像机的视频图像输出端与图像处理单板机相连接，该图像处理单板机的输入端还分别与车载电脑的发动机转速信号、行车速度信号输出端相连接；图像处理单板机的输出端通过执行驱动控制器分别与油门控制器、刹车控制器、报警器、双闪继电器输入端连接。本发明具有一但驾驶员在行车中出现打瞌睡的危险状态，所述的执行驱动控制器则将通过音响报警，控制双闪，控制刹车力度和控制油门功能，从而转变为安全状态。本发明结构简单，使用可靠，可有效防止行车中由于驾驶员磕睡时造成的行车事故。

Description

一种机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置

技术领域

本发明涉及一种防止机动车驾驶员疲劳驾驶保证行车安全的技术领域，具体地说是一种机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置。

背景技术

众所周知，机动车长时间行驶时，司机容易出现疲劳瞌睡，很容易引发交通事故，严重的影响司机自身和他人的财产和生命安全。

近年来，在高速公路行车中，由于驾驶员磕睡造成的重大交通事故成倍上升，因此，世界各国都在对车载预防驾驶员行车磕睡装置进行大量的开发研究。如识别脑波、判断睡眠姿态、脑部位置偏移、手部握力变化、眨眼频率判断等。由于上述各种方法均存在判断驾驶员瞌睡状态的不确定性和没有应急停车装置，所以到目前为止尚没有一种能具有实用价值和批量生产安装的驾驶员防磕睡安全装置。综上所述，为大幅度降低行车事故减少人身伤亡，市场急需一种能可靠识别驾驶员行车磕睡的方法和预防驾驶员行车瞌睡的紧急自动停车装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置。以避免驾驶员因行车瞌睡所造成的行车事故。

本发明的目的是这样实现的：它包括有摄像机，图像处理单板计算机，图像采集卡，发动机转速采集卡，行车速度采集卡，其特征是：在驾驶室内与驾驶员前方视线眼部相对应的位置上设置有摄像机，该摄像机的视频图像输出端与图像处理单板计算机相连接，该图像处理单板计算机的输入端还分别与车载电脑的发动机转速信号、行车速度信号输出端相连接；图像处理单板计算机的输出端通过执行驱动控制器分别与油门控制器、刹车控制器、报警器、双闪继电器输入端连接；所述的刹车控制器是指在脚踏刹车回路上并联设置有一根据车速调节刹车力度的比例刹车阀。

本发明的工作原理在于：在机动车驾驶员前方视线范围内安装附带红外照明的摄像机，车辆行驶中白天连续采集可见光视频图像，夜晚连续采集近红外视频图像；摄像机视频图像输出端与图像采集卡连接；图像采集卡，发动机转速采集卡，行车速度采集卡分别与图像识别处理器连接；车辆发动后接收到发动机转速信号，系统发出提示音要求驾驶员对本装置手动测试自检；自检成功则自动进入工作状态。当采集到车辆行驶信号后图像识别处理器立即开始对驾驶员脸部图像进行连续定位检测和特征分析，若在系统初始设定的连续时间内没有检测到人脸瞳孔，则表明驾驶员没有目视观察前方路面，是处于瞌睡状态，此时系统指令执行驱动控制器立即收油门；发出声光报警信号；根据行车速度控制比例刹车；打开应急双闪，车辆停驶后，系统检测不到行车信号，自动解除报警功能并重新进入工作状态。

本发明所述的摄像机为附带红外照明的摄像机，具有自动夜间红外照明，夜晚连续采集近红外视频图像，白天连续采集可见光视频图像。

本发明所述的图像识别处理器的输入端还连接一带有强制关闭警示电路的故障强制关闭电路。

本发明所述的图像识别处理器的输入端还连接有一手动自检电路。

本发明所述的图像采集卡是将采集的模拟视频图像信号转变成可供系统识别处理的数字图像信号。

本发明所述的发动机转速采集卡连接在车载发动机转速传感器上，为本系统提供车辆工作状态。

本发明所述的行车速度采集卡连接在车载速度传感器上，采集的行车速度信号为系统判断瞌睡和刹车力度控制提供依据。

本发明所述的油门控制器是指在油门踏板上设置有一将油门回收到发动机怠速状态的顶杆式紧急顶断机构。

本发明所述的图像识别处理器包括图像定位检测分析判断功能，根据初始状态设定可以准确判断驾驶员是否瞌睡；图像处理单板计算机对行驶中采集的驾驶员脸部图像进行眼睛瞳孔检测，如果超过设定时间未检测到瞳孔，即判定为磕睡。

本发明具有一旦驾驶员出现打瞌睡的危险状态，所述的执行驱动器则将通过音响报警，控制双闪，以及通过比例刹车阀来控制刹车力度和顶杆式紧急顶断机构来控制油门踏板使其油门回收到发动机的怠速状态，从而转变为安全状态。本发明结构简单，使用可靠，进行随时检测，可有效防止由于驾驶员磕睡时造成的行车事故。

附图说明

图1是本发明的结构流程示意简图；

图2是本发明的工作原理图；

图3是本发明的比例刹车阀结构示意简图；

图4是本发明的油门控制器结构示意简图。

下面将结合附图并通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实施例1

由图1系统结构图所示，本发明的应用实例：在机动车驾驶员前方视线眼部的范围内(倒车镜)安装附带自动红外照明的摄像机，车辆行驶中白天连续采集可见光视频图像，夜晚连续采集近红外视频图像；摄像机视频图像输出端与图像采集卡(MV-AINI3.0)连接；图像采集卡(MV-AINI3.0)将视频模拟图像信号转换成可供处理识别的数字图像信号；将发动机转速采集卡(KPCI-812)连接在车载发动机转速传感器上，发动机转速信号是系统识别车辆工作状态的依据；将行车速度采集卡(KPCI-812)连接在车载速度传感器上，提供的行车速度信号是系统判断驾驶员瞌睡和刹车力度控制的依据。将图像采集卡，发动机转速采集卡，行车速度采集卡分别连接到图像识别处理器(SBC9261-I嵌入式单板计算机)输入端，图像识别处理器输出端连接到MC-21812执行驱动器输入端；MC-21812执行驱动器分别输出音响报警，双闪触点，控制比例刹车阀和油门控制器。

由图2所述的工作原理图所示，当驾驶员打开发动机钥匙开关后，系统电源接通进入待机状态，当车辆发动成功后发动机转速采集卡采集到发动机转速信号，系统发出提示语音要求驾驶员对本装置手动测试自检；这时驾驶员需要按下手动测试开关闭眼1秒钟，系统工作正常时每闭眼1秒钟就会发出1次正常提示音，松开测试开关系统自动进入工作状态。如果系统有故障会发出故障提示音，为不影响正常行车，需要人工强制关闭系统，强制关闭系统后，每间隔一定时间会发出系统已关闭提示，要求尽快维修。当行车速度采集卡采集到车辆行车速度信号后证明车辆已经处于运动状态，图像识别处理器立即开始对转换成数字信号的图像进行驾驶员脸上眼部进行识别跟踪，脸部跟踪定位后系统会对脸部特征连续检测分析，判断眼部的瞳孔状态，若在系统初始设定的时间内没有检测到人脸瞳孔，则表明驾驶员在此时间内没有目视观察前方路面，已经处于瞌睡状态；判断瞌睡的设定依据是：1.驾驶员瞌睡的唯一体征是闭眼(检测不到瞳孔，)；2.车辆处于行驶状态；3.人在非睡眠状态时眨眼时间极短，即便是连续眨眼也不会影响前方路面观测；4.车速60公里时每秒行驶距离16.67米，车速120公里时每秒行驶距离33.33米，如果前方路面在视野中消失超过1秒以上则很可能发生事故；因此，系统初始设定检测不到瞳孔的时间：车速60公里时为≥2秒，车速120公里时为≥1秒，达到和超过临界值即为瞌睡K＝60T≥2S＝120T≥1S；当判定为瞌睡状态时，系统输出紧急停车指令，驱动控制器立即控制油门控制器将油门收到最小；向驾驶员发出声光报警信号；根据行车速度按比例控制刹车力度；接通应急双闪灯，当车辆停驶后系统检测不到行车速度信号，会自动解除报警功能并重新进入工作状态。

工作过程简述

执行驱动控制器输入端收到(SBC9261-I嵌入式单板计算机)刹车信号指令后，立即输出四种执行动作，第一种是继电器触点接通音响报警电源，第二种是继电器触点接通双闪电源，第三种是继电器触点接通油门控制器电源，第四种是根据行车速度，按嵌入式单板计算机的要求，输出不同强度的电流控制比例刹车阀的刹车力度。如图4所示，油门控制器具体工作过程：

油门控制器7安装在油门踏板6附近，在正常行车状态时，油门控制器顶杆8处于收起状态，油门踏板6不受干涉，可以踏到底；当收到刹车指令后，执行驱动控制器的继电器触点接通油门控制器电源，顶杆8迅速强力弹出，将油门踏板6顶回到油门最小位置，完成收油门动作。当刹车指令解除，执行驱动控制器的继电器触点断开电源后，油门控制器顶杆8恢复到收起状态。另外，图中的9为电源线。如图3所示，比例刹车阀具体工作过程：

比例刹车阀3并联在刹车总泵2两端，在正常行车状态时处于关断状态，驾驶过程中的刹车动作通过刹车踏板1来完成，当收到刹车指令后，执行驱动控制器按嵌入式单板计算机判断的行车速度要求，输出不同强度的电流控制比例刹车阀，比例刹车阀依据输入的不同强度的电流，调节阀门开起程度，调节刹车力度。当车辆完全停止后，刹车指令解除，执行驱动控制器停止输出，比例刹车阀恢复到关闭状态。另外，图中的4为电源线，5为刹车管。

Claims (4)

1.一种机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置，它包括有摄像机，图像处理单板计算机，图像采集卡，发动机转速采集卡，行车速度采集卡，其特征是：在驾驶室内与驾驶员前方视线眼部相对应的位置上设置有摄像机，该摄像机的视频图像输出端与图像处理单板计算机相连接，该图像处理单板计算机的输入端还分别与车载电脑的发动机转速信号、行车速度信号输出端相连接；图像处理单板计算机的输出端通过执行驱动控制器分别与油门控制器、刹车控制器、报警器、双闪继电器输入端连接；所述的刹车控制器是指在脚踏刹车回路上并联设置有一根据车速调节刹车力度的比例刹车阀。

2.根据权利要求1所述的机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置，其特征是：所述的油门控制器是指在油门踏板上设置有一将油门回收到发动机怠速状态的顶杆式紧急顶断机构。

3.根据权利要求1所述的机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置，其特征是：图像处理单板计算机输入端还连接一带有强制关闭语音提示的故障强制关闭电路。

4.根据权利要求1所述的机动车驾驶员防磕睡紧急自动停车装置，其特征是：图像处理单板计算机输入端还连接有一手动自检电路。

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