防疲劳驾驶系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供一种防疲劳驾驶系统及其工作方法，该系统包括相连接的疲劳状态检测系统以及提醒系统；疲劳状态检测系统以及提醒系统的供电端与汽车电池供电模块连接；所述疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统；所述眼睛检测子系统包括MCU及与其想连接的图像获取模块。本发明专利技术无需要穿戴监测设备，就能实现疲劳状态的监测；当系统检测到司机处于疲劳驾驶状态时，系统会发出信号，控制警告装置产生提醒噪声，同时会控制电子贴片产生锤击、轻微电刺激、震动等刺激信号，来唤醒司机，避免发生交通意外。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能驾驶应用领域，结合应用了嵌入式技术、单片机技术以及图像处理技术等，特别是一种智能的防疲劳驾驶系统及其工作方法。
技术介绍
交通事故是当前世界各国所面临的严重社会问题之一,已被公认为当今世界危害人类生命安全的第一大公害,每年因交通事故的原因至少使50万人死亡。根据2001年中国交通部的统计,我国48%的车祸由驾驶员疲劳驾驶引起,直接经济损失达数十万美元.有关汽车驾驶员的疲劳检测问题,随着高速公路的发展和车速的提高,目前已成为汽车安全研究的重要一环。目前传统的疲劳驾驶监测系统，主要有挂耳朵式，手表式和眼镜式，方向盘触摸式以及图像识别式。他们大多需要穿戴监测设备，才能实现疲劳状态的监测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种防疲劳驾驶系统，当司机处于疲劳驾驶时，能够准确地判断司机处于疲劳状态并通过适当的提醒来保持驾驶员的清醒以避免疲劳驾驶可能带来的严重后果。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种防疲劳驾驶系统，其包括相连接的疲劳状态检测系统以及提醒系统；疲劳状态检测系统以及提醒系统的供电端与汽车电池供电模块连接；所述疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统；所述眼睛检测子系统包括MCU及与其想连接的图像获取模块。进一步的，所述疲劳状态检测系统还包括心跳检测子系统；所述心跳检测子系统包括与MCU连接的心跳采集传感器。进一步的，所述提醒系统包括声音提醒模块及具有输出刺激信号功能的电子贴片。本专利技术还提供一种防疲劳驾驶系统的工作方法，其包括以下步骤：步骤S1：提供一疲劳状态检测系统，该疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统及心跳检测子系统；眼睛检测子系统分为采集人眼区域模块及人眼闭合度测量模块；心跳检测子系统包括心率值测量模块；步骤S2：采集人眼区域模块采用半自动更新的系统初始化方式来应对不同环境，每次驾驶员打开系统时，系统都会通过图像获取模块先获得当前驾驶座上的照片，并与事先存有的图像进行比对，通过比对结果确认出人眼区域,即仅含眉毛和眼睛的区域模块；步骤S3：人眼闭合度测量模块依据司机的疲劳状态可以通过眼睛的状态变化来判断，当人眼在统计时间内闭合时间所占的百分比Perclos大于0.4时，判断司机处于疲劳状态，需要对司机提出相应提醒；由于视频中的实际和图像序列的帧数是相互对应的，所以perclos值通过在单位时间内对闭合眼睛的图像帧数进行计数得到，即Perclos=其中n为眼睛闭合帧数，m为总帧数；步骤S4：在心率值测量模块中，采用佩戴式心跳检测设备采集实时的心跳速率；将实时数据与阈值比较，当心跳速率超过阈值的10%时，将发出报警状态；步骤S5：通过一参数整合模块进行所有参数的整合，获取单位时间的人眼闭合度和心率值，生成二维向量，采用交叉验证的方法对大量的样本数据进行测试，提高多参数的检测系统的准确率和实时性。进一步的，步骤S2中事先存有的图像来源主要有两个：一是每次系统打开，自动录入当前驾驶室图像，若该与图像库相似度没有超过70%，则将其做新图像存入图像库中；二是驾驶员自动录入图像到图像库中。与现有技术相比，本专利技术无需要穿戴监测设备，就能实现疲劳状态的监测；当系统检测到司机处于疲劳驾驶状态时，系统会发出信号，控制警告装置产生提醒噪声，同时会控制电子贴片产生锤击、轻微电刺激、震动等刺激信号，来唤醒司机，避免发生交通意外。附图说明图1是本专利技术的系统结构图。图2是本专利技术的系统电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步解释说明。本专利技术提供一种防疲劳驾驶系统，其包括相连接的疲劳状态检测系统以及提醒系统；疲劳状态检测系统以及提醒系统的供电端与汽车电池供电模块连接；所述疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统；所述眼睛检测子系统包括MCU及与其想连接的图像获取模块。系统结构如图1所示。所述疲劳状态检测系统还包括心跳检测子系统；所述心跳检测子系统包括与MCU连接的心跳采集传感器。进一步的，所述提醒系统包括声音提醒模块及具有输出刺激信号功能的电子贴片。本系统采用图像处理以及心跳检测共同检测驾驶者的状态，利用汽车电池对系统进行供电，供电系统利用电源转换达到系统供电要求。电子贴片电路采用微型马达装置来对驾驶者进行提醒，将电源电压经过转换用于驱动马达转动，电子贴片效果可通过变阻器调节以找到适合驾驶者的方式，在检测到驾驶员疲劳驾驶时，通过控制系统开启电子贴片来达到提醒驾驶者的目的。具体的实施例中，本专利技术的系统电路中，利用MAX30100对脉搏进行检测，MAX30100具有反应速度快，技术成熟，测量准确的优点，图像处理利用摄像头对驾驶者进行检测，这一技术较为成熟，准确度和可靠性都有很好的保障，电子贴片采用振动马达进行提醒功能，振动马达体积小，控制简单，具有多种工作模式，可以很好的实现提醒的功能，控制系统方面，采用MCU实现系统的集合，来达到系统要求。当系统检测到司机处于疲劳驾驶状态时，系统会发出信号，控制警告装置产生提醒噪声，同时会控制电子贴片产生锤击、轻微电刺激、震动等物理动作，来唤醒司机，避免发生交通意外。本专利技术还提供一种防疲劳驾驶系统的工作方法，其包括以下步骤：步骤S1：提供一疲劳状态检测系统，该疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统及心跳检测子系统；眼睛检测子系统分为采集人眼区域模块及人眼闭合度测量模块；心跳检测子系统包括心率值测量模块；步骤S2：采集人眼区域模块采用半自动更新的系统初始化方式来应对不同环境，每次驾驶员打开系统时，系统都会通过图像获取模块先获得当前驾驶座上的照片，并与事先存有的图像进行比对，通过比对结果确认出人眼区域,即仅含眉毛和眼睛的区域模块；步骤S3：人眼闭合度测量模块依据司机的疲劳状态可以通过眼睛的状态变化来判断，当人眼在统计时间内闭合时间所占的百分比Perclos大于0.4时，判断司机处于疲劳状态，需要对司机提出相应提醒；由于视频中的实际和图像序列的帧数是相互对应的，所以perclos值通过在单位时间内对闭合眼睛的图像帧数进行计数得到，即Perclos=其中n为眼睛闭合帧数，m为总帧数；步骤S4：在心率值测量模块中，采用佩戴式心跳检测设备采集实时的心跳速率；将实时数据与阈值比较，当心跳速率超过阈值的10%时，将发出报警状态；步骤S5：通过一参数整合模块进行所有参数的整合，获取单位时间的人眼闭合度和心率值，生成二维向量，采用交叉验证的方法对大量的样本数据进行测试，提高多参数的检测系统的准确率和实时性。进一步的，步骤S2中事先存有的图像来源主要有两个：一是每次系统打开，自动录入当前驾驶室图像，若该与图像库相似度没有超过70%，则将其做新图像存入图像库中；二是驾驶员自动录入图像到图像库中。以上是本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本专利技术技术方案的范围时，均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防疲劳驾驶系统，其特征在于：包括相连接的疲劳状态检测系统以及提醒系统；疲劳状态检测系统以及提醒系统的供电端与汽车电池供电模块连接；所述疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统；所述眼睛检测子系统包括MCU及与其想连接的图像获取模块。

【技术特征摘要】
1.一种防疲劳驾驶系统，其特征在于：包括相连接的疲劳状态检测系统以及提醒系统；疲劳状态检测系统以及提醒系统的供电端与汽车电池供电模块连接；所述疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统；所述眼睛检测子系统包括MCU及与其想连接的图像获取模块。2.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶系统，其特征在于：所述疲劳状态检测系统还包括心跳检测子系统；所述心跳检测子系统包括与MCU连接的心跳采集传感器。3.根据权利要求1所述的防疲劳驾驶系统，其特征在于：所述提醒系统包括声音提醒模块及具有输出刺激信号功能的电子贴片。4.一种防疲劳驾驶系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：提供一疲劳状态检测系统，该疲劳状态检测系统包括眼睛检测子系统及心跳检测子系统；眼睛检测子系统分为采集人眼区域模块及人眼闭合度测量模块；心跳检测子系统包括心率值测量模块；步骤S2：采集人眼区域模块采用半自动更新的系统初始化方式来应对不同环境，每次驾驶员打开系统时，系统都会通过图像获取模块先获得当前驾驶座上的照片，并与事先存有的图像进行比对，通过比对结果确认出人眼区域,即仅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，郑明魁，吴海金，陈旭恒，李奥奇，张祎文，黄志坤，李毅，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35