双模式汽车驾驶员驾驶状态检测平台制造技术

本发明专利技术涉及一种双模式驾驶员驾驶状态检测平台，包括脑电波检测头盔、瞳孔图像拍摄设备、瞳孔直径识别设备和数字信号处理设备，所述脑电波检测头盔用于检测驾驶员的脑电波特征，所述瞳孔图像拍摄设备和所述瞳孔直径识别设备分别用于拍摄驾驶员的瞳孔图像和识别所述瞳孔图像中的瞳孔特征，所述数字信号处理设备与所述脑电波检测头盔和所述瞳孔直径识别设备分别连接，基于所述脑电波特征和所述瞳孔特征确定驾驶员的实时驾驶状态。通过本发明专利技术，能够通过脑电波检测和瞳孔检测两种检测模式综合判断被检测驾驶员的实时驾驶状态，避免状态误判的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
双模式汽车驾驶员驾驶状态检测平台本专利技术是申请号为201510179415.4、申请日为2015年4月16日、专利技术名称为“双模式汽车驾驶员驾驶状态检测平台”的专利的分案申请。
本专利技术涉及电子识别领域，尤其涉及一种双模式汽车驾驶员驾驶状态检测平台。
技术介绍
当前，在世界的各个国家，汽车的拥有量都是一个庞大的数字，由于自动驾驶汽车尚未普及，汽车仍主要采用人工方式驾驶，这时，驾驶员如果过于疲劳而不自知，仍旧进行驾驶工作，将很容易造成交通事故，给他人和自身带来难以承受的身体伤害，同时还可能造成巨大的经济损失。为了避免驾驶员疲劳驾驶，各国的交通管理部门都采用了一些惩罚机制对疲劳驾驶的驾驶员进行惩罚，然而，实际上，驾驶员在驾驶过程中，导致疲惫的原因可能有多种，例如前天睡眠不足，或者听音乐入迷，甚至想事情入神等，有时驾驶员是不了解自身的疲劳状态的，因而，光靠惩罚机制和驾驶员自我检查并不足以避免交通事故发生，还需要一些电子检测手段，以仪器的方式进行主动检测。现有技术中的驾驶员实时状态检测机制都采用一种检测原理进行检测，例如，基于驾驶员瞳孔的检测，基于驾驶员脑电波的检测等，这些过于单一的检测模式，不可避免带来一些内在的误差，影响了检测的效率。因此，需要一种新的驾驶员驾驶状态检测平台，能够有机结合两个以上的检测模式，避免检测误差发生。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种双模式驾驶员驾驶状态检测平台，将基于瞳孔特征检测和基于脑电波特征检测的两种方式有机进行结合，对人员状态进行综合判断，更关键的是，依靠科学的试验数据，提供了两种方式结合的具体实施模式，从而提高检测的准确性。根据本专利技术的一方面，提供了一种双模式驾驶员驾驶状态检测平台，所述检测平台包括脑电波检测头盔、瞳孔图像拍摄设备、瞳孔直径识别设备和数字信号处理设备，所述脑电波检测头盔用于检测驾驶员的脑电波特征，所述瞳孔图像拍摄设备和所述瞳孔直径识别设备分别用于拍摄驾驶员的瞳孔图像和识别所述瞳孔图像中的瞳孔特征，所述数字信号处理设备与所述脑电波检测头盔和所述瞳孔直径识别设备分别连接，基于所述脑电波特征和所述瞳孔特征确定驾驶员的实时驾驶状态。更具体地，在所述双模式驾驶员驾驶状态检测平台中，还包括：无线收发器，与所述数字信号处理设备连接，用于将与所述睡眠状态信号、所述疲惫状态信号或所述清醒状态信号对应的文字提醒信息无线发送到驾驶员所在单位局域网和驾驶员所在单位负责人的移动终端；供电设备，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；移动硬盘，用于预先存储瞳孔直径阈值、β波占据百分比阈值、瞳孔上限灰度阈值和瞳孔下限灰度阈值，所述瞳孔上限灰度阈值和所述瞳孔下限灰度阈值用于将图像中的瞳孔和背景分离；所述脑电波检测头盔包括：接地电极，放置于驾驶员的头前部中点，用于排除干扰；参考电极，作为驾驶员身体相对零电位点的电极，采用双耳垂接法放置于驾驶员的耳垂上；作用电极，放置于驾驶员的头皮上；信号接收器，与所述接地电极、所述参考电极和所述作用电极分别连接，将所述作用电极接收到的信号减去所述参考电极接收到的信号以作为脑电波信号输出，所述脑电波信号的采样频率为256Hz；单片机，与所述信号接收器连接，从所述脑电波信号中解析出其中β波，所述β波的频率范围为14-30Hz，计算所述脑电波信号中的β波功率占据所述脑电波信号总功率的百分比并作为β波占据百分比输出；所述瞳孔图像拍摄设备包括：CCD传感器，对驾驶员的瞳孔部位进行拍摄以获得瞳孔图像；辅助光源，为所述CCD传感器的拍摄提供照明辅助光，所述照明辅助光的强度与所述辅助光源周围环境的光线亮度成反比；所述瞳孔直径识别设备包括：小波滤波单元，连接所述瞳孔图像拍摄设备，采用Harr小波滤波器对瞳孔图像执行小波滤波，以获得滤波图像；灰度化处理单元，与所述小波滤波单元连接，对所述滤波图像执行灰度化处理，以获得灰度化图像；瞳孔分割单元，与所述灰度化处理单元和所述移动硬盘分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述瞳孔上限灰度阈值和所述瞳孔下限灰度阈值之间的像素识别并组成瞳孔图案；瞳孔直径检测单元，与所述瞳孔分割单元连接，基于所述瞳孔图案确定瞳孔图案中的瞳孔直径，并作为实时瞳孔直径输出；所述数字信号处理设备与所述移动硬盘、所述脑电波检测头盔和所述瞳孔直径识别设备分别连接，当β波占据百分比大于等于β波占据百分比阈值且实时瞳孔直径大于等于瞳孔直径阈值时，输出清醒状态信号，当β波占据百分比小于β波占据百分比阈值且实时瞳孔直径小于瞳孔直径阈值时，输出睡眠状态信号，其他情况时输出疲惫状态信号；其中，所述小波滤波单元、所述灰度化处理单元、所述瞳孔分割单元和所述瞳孔直径检测单元分别采用FPGA芯片来实现，所述分别采用的FPGA芯片均为XILINX公司的XC3S1000FT256；将所述瞳孔图像拍摄设备、所述瞳孔直径识别设备和所述数字信号处理设备集成在一块集成电路板上。更具体地，在所述双模式驾驶员驾驶状态检测平台中，所述数字信号处理设备为TI公司的TMS320F2812芯片。更具体地，在所述双模式驾驶员驾驶状态检测平台中，替换地，将所述小波滤波单元、所述灰度化处理单元、所述瞳孔分割单元和所述瞳孔直径检测单元集成到同一块FPGA芯片中。更具体地，在所述双模式驾驶员驾驶状态检测平台中，还包括：显示设备，与所述数字信号处理设备连接，用于实时显示与所述睡眠状态信号、所述疲惫状态信号或所述清醒状态信号对应的提醒文字。更具体地，在所述双模式驾驶员驾驶状态检测平台中，还包括：音频播放设备，与所述数字信号处理设备连接，用于实时播放与所述睡眠状态信号、所述疲惫状态信号或所述清醒状态信号对应的语音播放文件。附图说明以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：图1为根据本专利技术实施方案示出的双模式驾驶员驾驶状态检测平台的结构方框图。具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的双模式驾驶员驾驶状态检测平台的实施方案进行详细说明。人员状态的检测是电子检测中的一项重要分支。通过对人员状态的检测，能够判断待测人员当前的状态是清醒还是疲倦甚至是睡眠状态，从而在疲倦或睡眠状态下及时对相关管理部门进行报警。在一些需要人为操控的高危行业，或者在一些需要重点监视的全时段监控行业，需要工作人员一直保持着高度的注意力集中，如果稍有走神，很容易造成不可想象的后果，例如，造成巨大的人身伤亡和经济损失，或者放过重要的犯罪嫌疑人等。这些行业比较常见，例如各种交通工具的驾驶员，或者各种监控场所的监控人员。避免从事危险行业的工作人员因为工作状态而导致的事故发生，例如，对于驾驶车辆的驾驶员，对于盯看监视器的监控人员等，都有检测人员状态的必要。现有技术中的人员状态检测的技术方案，虽然都是采用了电子检测的手段，替换了费时费力的人工检测手段，但所使用的电子检测手段比较单一，或者仅仅基于面部特征的识别，或者仅仅基于脑电波特征的识别等，单一的电子检测手段必然会带来检测的误差，容易造成误报警或者没有及时报警的情况发生，而这两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双模式驾驶员驾驶状态检测平台，其特征在于，所述检测平台包括脑电波检测头盔、瞳孔图像拍摄设备、瞳孔直径识别设备和数字信号处理设备，所述脑电波检测头盔用于检测驾驶员的脑电波特征，所述瞳孔图像拍摄设备和所述瞳孔直径识别设备分别用于拍摄驾驶员的瞳孔图像和识别所述瞳孔图像中的瞳孔特征，所述数字信号处理设备与所述脑电波检测头盔和所述瞳孔直径识别设备分别连接，基于所述脑电波特征和所述瞳孔特征确定驾驶员的实时驾驶状态。

【技术特征摘要】
1.一种双模式驾驶员驾驶状态检测平台，所述检测平台包括脑电波检测头盔、瞳孔图像拍摄设备、瞳孔直径识别设备和数字信号处理设备，所述脑电波检测头盔用于检测驾驶员的脑电波特征，所述瞳孔图像拍摄设备和所述瞳孔直径识别设备分别用于拍摄驾驶员的瞳孔图像和识别所述瞳孔图像中的瞳孔特征，所述数字信号处理设备分别与所述脑电波检测头盔和所述瞳孔直径识别设备连接，基于所述脑电波特征和所述瞳孔特征确定驾驶员的实时驾驶状态；其特征在于，所述检测平台还包括：无线收发器，与数字信号处理设备连接，用于将与睡眠状态信号、疲惫状态信号或清醒状态信号对应的文字提醒信息无线发送到驾驶员所在单位局域网和驾驶员所在单位负责人的移动终端；供电设备，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关分别与所述太阳能供电器件和所述蓄电池连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；移动硬盘，用于预先存储瞳孔直径阈值、β波占据百分比阈值、瞳孔上限灰度阈值和瞳孔下限灰度阈值，所述瞳孔上限灰度阈值和所述瞳孔下限灰度阈值用于将图像中的瞳孔和背景分离；所述脑电波检测头盔包括：接地电极，放置于驾驶员的头前部中点，用于排除干扰；参考电极，作为驾驶员身体相对零电位点的电极，采用双耳垂接法放置于驾驶员的耳垂上；作用电极，放置于驾驶员的头皮上；信号接收器，分别与所述接地电极、所述参考电极和所述作用电极连接，将所述作用电极接收到的信号减去所述参考电极接收到的信号以作为脑电波信号输出，所述脑电波信号的采样频率为256Hz；单片机，与所述信号接收器连接，从所述脑电波信号中解析出其中β波，所述β波的频率范围为14-30Hz，计算所述脑电波信号中的β波功率占据所述脑电波信号总功率的百分比并作为β波占据百分比输出；所述瞳孔图像拍摄设备包括：CCD传感器，对驾驶员的瞳孔部位进行拍摄以获得瞳孔图像；辅助光源，为所述CCD...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，
申请(专利权)人：杨燕，
类型：发明
国别省市：山东;37