一种防驾驶疲劳的预警装置及预警方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种防驾驶疲劳的预警装置，包括：压力传感器，其安装在驾驶人座椅中，用于检测驾驶人座位的压力；光线传感器，其用于检测驾驶室内的光线强度；体感环境传感器模块，其用于检测驾驶室内的温度、湿度和气压；空气质量检测传感器模块，其用于检测驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和PM2.5浓度；信息运算处理模块，其接收所述压力传感器、光线传感器、体感环境传感器模块及空气质量检测传感器模块的检测信息，并根据所述检测信息判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态；预警模块，其电联所述信息运算处理模块，用于发出疲劳驾驶预警信息。同时，本发明专利技术还公开了适用于所述防驾驶疲劳的预警装置的预警方法。

An Early Warning Device and Method for Preventing Driving Fatigue

The invention discloses an anti-driving fatigue warning device, which comprises a pressure sensor, which is installed in the driver's seat to detect the pressure of the driver's seat; a light sensor, which is used to detect the light intensity in the cab; and a sensory environment sensor module, which is used to detect the temperature, humidity and temperature in the cab. Air pressure; air quality detection sensor module, which is used to detect the concentration of carbon monoxide, carbon dioxide and PM2.5 in the cab; information operation processing module, which receives the detection information of the pressure sensor, light sensor, somatosensory environment sensor module and air quality detection sensor module, and according to the above information The detection information determines whether the driver is in a fatigue driving state or not, and the early warning module, the information operation processing module of ITU, is used to send out the early warning information of fatigue driving. At the same time, the invention also discloses an early warning method applicable to the anti-driving fatigue warning device.

【技术实现步骤摘要】
一种防驾驶疲劳的预警装置及预警方法
本专利技术属于驾驶疲劳主动安全预警
，特别涉及一种防驾驶疲劳的预警装置及预警方法。
技术介绍
驾驶疲劳，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。驾驶人疲劳驾驶，对交通安全有着重要影响。所以我国规定驾驶人连续驾车不得超过四个小时。但驾驶疲劳并不单与驾驶时长有关，同时也会受到环境因素的影响。例如在夏季炎热天气或驾驶室内温度过热的环境下驾驶车辆，温度高、空气流通差，驾驶人很容易疲劳，往往会感到精神疲倦，视线逐渐变得模糊、思维变得迟钝，尤其是午后行车极易瞌睡，甚至会出现驾驶人瞬间失去记忆的现象，勉强驾驶会导致交通事故发生。因此，有必要在驾驶疲劳预警时考虑环境因素带来的影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种防驾驶疲劳的预警装置，其目的是根据驾驶人座椅压力及车内环境判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，并在判断驾驶人处于疲劳驾驶状态时发出预警。本专利技术提供了一种防驾驶疲劳的预警法，其目的之一根据驾驶人连续驾驶时长、驾驶室内的光线强度、驾驶室内的体感环境和空气质量，判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，判断过程考虑到环境因素的影响，能够提高判断结果的可靠性。本专利技术提供了一种防驾驶疲劳的预警法，其目的的之二是根据驾驶室内的温度、湿度和气压得到体感环境指数，以及根据驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度PM2.5浓度得到空气质量指数；对环境因素对疲劳驾驶的影响进行合理量化控制，从而进一步提高判断结果的准确性。本专利技术提供的技术方案为：一种防驾驶疲劳的预警装置，包括：压力传感器，其安装在驾驶人座椅中，用于检测驾驶人座位的压力；光线传感器，其用于检测驾驶室内的光线强度；体感环境传感器模块，其用于检测驾驶室内的温度、湿度和气压；空气质量检测传感器模块，其用于检测驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和PM2.5浓度；信息运算处理模块，其接收所述压力传感器、光线传感器、体感环境传感器模块及空气质量检测传感器模块的检测信息，并根据所述检测信息判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态；预警模块，其电联所述信息运算处理模块，用于发出疲劳驾驶预警信息。优选的是，所述压力传感器具有多个压力测量点，所述多个压力测量点分散设置于驾驶人座椅内。一种防驾驶疲劳的预警方法，包括如下步骤：步骤一、通过压力传感器获取驾驶人连续驾驶时间t，通过光线传感器获取驾驶室内的光线强度I，通过体感环境传感器模块获取驾驶室内的温度T、湿度RH和气压P，以及通过空气质量检测传感器模块获取驾驶室内的一氧化碳浓度CCO、二氧化碳浓度和PM2.5浓度CPM；步骤二、根据驾驶室内的温度T、湿度RH和气压P得到驾驶室内的体感环境指数IS，根据驾驶室内的一氧化碳浓度CCO、二氧化碳浓度和PM2.5浓度CPM得到驾驶室内的空气质量指数IA；步骤三、根据所述连续驾驶时间t、驾驶室内的光线强度I、驾驶室内的体感环境指数IS及驾驶室内的空气质量指数IA判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，并且在判断驾驶人处于疲劳驾驶状态时，发出预警信息。优选的是，在所述步骤二中，所述体感环境指数为：式中，a1＝0.4～0.5、a2＝0.2～0.3、a3＝0.2～0.3，并且a1+a2+a3＝1；T为驾驶室内的温度，T0为设定的标准温度；RH为驾驶室内的湿度，RH0为设定的标准湿度；P为驾驶室内的气压，P0为标准大气压。优选的是，在所述步骤二中，所述驾驶室内的空气质量指数为：式中，b1＝0.4～0.6、b2＝0.2～0.3、b3＝0.3～0.5，并且b1+b2+b3＝1；CCO为驾驶室内的一氧化碳浓度，CCO-0为设定的标准一氧化碳浓度；为驾驶室内的二氧化碳浓度，为设定的标准二氧化碳浓度；CPM为驾驶室内的PM2.5浓度，CPM-0为设定的标准PM2.5浓度。优选的是，在所述步骤一中，预警装置启动后，当压力传感器中50％以上的检测点检测到的压强大于设定压强时开始计时；并且当两次计时的间隔时间在设定时间间隔以内时，累计计时；两次计时时间超过设定时间间隔重新计时。优选的是，所述设定压强为2000Pa；所述设定时间间隔为10min。优选的是，在所述步骤三中，采用BP神经网络判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，包括如下步骤：步骤1、按照采样周期，获取连续驾驶时间t、驾驶室内的光线强度I、驾驶室内的体感环境指数IS及驾驶室内的空气质量指数IA；步骤2、将连续驾驶时间t和驾驶室内光线强度I规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中，x1为连续驾驶时间系数、x2为光线强度系数、x3为驾驶室内的体感环境指数IS、x4为驾驶室内的空气质量指数IA；步骤3、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；步骤4、得到输出层向量o＝{o1,o2}；o1为驾驶人疲劳驾驶系数、o2为紧急停机信号，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2}；其中，当o1为1时，驾驶人处于疲劳驾驶状态，当o1为0时，驾驶人处于非疲劳驾驶状态；当o2为1时，报警装置工作正常，当o2为0时，报警装置工作异常，停止工作。优选的是，在所述步骤2中，将连续驾驶时间t和驾驶室内的光线强度I规格化的公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为检测参数t、I，j＝1,2；Xjmax和Xjmin分别为相应检测参数中的最大值和最小值。优选的是，所述中间层节点个数为3个。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供的防驾驶疲劳的预警装置，能够根据驾驶人座椅压力及车内环境判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，并在判断驾驶人处于疲劳驾驶状态时发出预警。(2)本专利技术提供的防驾驶疲劳的预警法，根据驾驶人连续驾驶时长、驾驶室内的光线强度、驾驶室内的体感环境和空气质量，判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，判断过程考虑到环境因素的影响，更为全面，从而提高判断结果的可靠性。(3)本专利技术提供的防驾驶疲劳的预警法，根据驾驶室内的温度、湿度和气压得到体感环境指数，以及根据驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度PM2.5浓度得到空气质量指数；对环境因素的影响进行合理量化控制，从而进一步提高判断结果的准确性。(4)本专利技术提供的防驾驶疲劳的预警法，采用BP神经网络对驾驶人是否处于疲劳状态进行判断，能够提高判断效率，并且在预警装置异常时进行报警。附图说明图1为本专利技术所述的压力传感器结构示意图。图2为本专利技术所述的防驾驶疲劳的预警方法示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供了一种防驾驶疲劳的预警装置，包括压力传感器，其安装在驾驶人座椅中，用于检测驾驶人座位的压力；光线传感器，其安装在驾驶人座位对应的车辆顶棚处，用于检测驾驶室内的光线强度；体感环境传感器模块，其安装在驾驶人座椅顶部或靠近驾驶人的驾驶室内的其他合适位置，用于检测驾驶室内的温度、湿度和气压；空气质量检测传感器模块，其靠近所述光线传感器安装，用于检测驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和PM2.5浓度；信息运算处理模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防驾驶疲劳的预警装置，其特征在于，包括：压力传感器，其安装在驾驶人座椅中，用于检测驾驶人座位的压力；光线传感器，其用于检测驾驶室内的光线强度；体感环境传感器模块，其用于检测驾驶室内的温度、湿度和气压；空气质量检测传感器模块，其用于检测驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和PM2.5浓度；信息运算处理模块，其接收所述压力传感器、光线传感器、体感环境传感器模块及空气质量检测传感器模块的检测信息，并根据所述检测信息判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态；预警模块，其电联所述信息运算处理模块，用于发出疲劳驾驶预警信息。

【技术特征摘要】
1.一种防驾驶疲劳的预警装置，其特征在于，包括：压力传感器，其安装在驾驶人座椅中，用于检测驾驶人座位的压力；光线传感器，其用于检测驾驶室内的光线强度；体感环境传感器模块，其用于检测驾驶室内的温度、湿度和气压；空气质量检测传感器模块，其用于检测驾驶室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和PM2.5浓度；信息运算处理模块，其接收所述压力传感器、光线传感器、体感环境传感器模块及空气质量检测传感器模块的检测信息，并根据所述检测信息判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态；预警模块，其电联所述信息运算处理模块，用于发出疲劳驾驶预警信息。2.根据权利要求1所述的防驾驶疲劳的预警装置，其特征在于，所述压力传感器具有多个压力测量点，所述多个压力测量点分散设置于驾驶人座椅内。3.一种防驾驶疲劳的预警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、通过压力传感器获取驾驶人连续驾驶时间t，通过光线传感器获取驾驶室内的光线强度I，通过体感环境传感器模块获取驾驶室内的温度T、湿度RH和气压P，以及通过空气质量检测传感器模块获取驾驶室内的一氧化碳浓度CCO、二氧化碳浓度和PM2.5浓度CPM；步骤二、根据驾驶室内的温度T、湿度RH和气压P得到驾驶室内的体感环境指数IS，根据驾驶室内的一氧化碳浓度CCO、二氧化碳浓度和PM2.5浓度CPM得到驾驶室内的空气质量指数IA；步骤三、根据所述连续驾驶时间t、驾驶室内的光线强度I、驾驶室内的体感环境指数IS及驾驶室内的空气质量指数IA判断驾驶人是否处于疲劳驾驶状态，并且在判断驾驶人处于疲劳驾驶状态时，发出预警信息。4.根据权利要求3所述的防驾驶疲劳的预警方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述体感环境指数为：式中，a1＝0.4～0.5、a2＝0.2～0.3、a3＝0.2～0.3，并且a1+a2+a3＝1；T为驾驶室内的温度，T0为设定的标准温度；RH为驾驶室内的湿度，RH0为设定的标准湿度；P为驾驶室内的气压，P0为标准大气压。5.根据权利要求3或4所述的防驾驶疲劳的预警方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述驾驶室内的空气质量指数为：式中，b1＝0.4～0.6、b2＝0.2～0.3、b3＝0.3～0.5，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟强，孙铭，宗长富，宋广昊，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22