一种疲劳驾驶检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及疲劳驾驶检测技术领域，具体公开了一种疲劳驾驶检测系统，其中，包括：驾驶员生理特征检测装置、车辆行驶数据采集装置、疲劳驾驶数据模型装置和疲劳状态显示与预警装置；驾驶员生理特征检测装置用于测量驾驶员的呼吸和心率变化情况；车辆行驶数据采集装置用于采集车辆行驶状态信息以及驾驶员的驾驶状态信息；疲劳驾驶数据模型装置用于根据驾驶员的呼吸和心率变化情况以及所述驾驶员的驾驶状态信息建立车辆行驶状态与疲劳驾驶态势数据模型；疲劳状态显示与预警装置用于显示疲劳状态以及对疲劳驾驶状态发出预警提示。本发明专利技术还公开了一种疲劳驾驶检测方法。本发明专利技术提供的疲劳驾驶检测系统避免与驾驶员直接接触，易用性高。

【技术实现步骤摘要】
一种疲劳驾驶检测系统及方法
本专利技术涉及疲劳驾驶检测
，尤其涉及一种疲劳驾驶检测系统及一种疲劳驾驶检测方法。
技术介绍
随着交通运输业发展迅速，随之而来的道路交通事故也呈上升趋势，疲劳驾驶已经作为交通事故发生的主要隐患，驾驶员疲劳检测技术的研究对于预防交通事故有着重要意义，针对疲劳驾驶，也出现了许多疲劳驾驶的检测装置。疲劳驾驶检测主要是基于驾驶员的生理参数特征或者视觉特征，结合驾驶员疲劳时的行为特征，实时检测驾驶员疲劳的指标，从而检测到是否有疲劳产生。现有技术中，主要以非接触式疲劳检测技术为主，通过基于视觉识别的驾驶员的面部特征、眼部信号、头部运动性等推断驾驶员的疲劳状态，这种方式的优点是使用方便，不需要驾驶员有任何额外操作，但这种基于视觉的检测比较容易受到光线、天气等外界环境影响，而且驾驶员不能戴墨镜、口罩等遮挡物，同时摄像头直对着驾驶员拍摄会有隐私方面的问题。另一种接触式疲劳检测需要驾驶员佩戴接触身体的传感器来采集脑电图、心电图、呼吸、皮肤电传导等生理信号提取驾驶员疲劳指标，这种方式所获得的生理信号直接来自人体，可以更加准确可靠的检测信息，但也会存在驾驶员的身体动作导致的测量噪声，同时驾驶员戴上这些传感器后可能会感觉不舒服，从而有抵触心理，使用较少。
技术实现思路
本专利技术提供了一种疲劳驾驶检测系统及一种疲劳驾驶检测方法，解决相关技术中存在的检测方式不准确以及需要接触实现检测的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种疲劳驾驶检测系统，其中，包括：驾驶员生理特征检测装置、车辆行驶数据采集装置、疲劳驾驶数据模型装置和疲劳状态显示与预警装置，所述驾驶员生理特征检测装置和所述车辆行驶数据采集装置均与所述疲劳驾驶数据模型装置通信连接，所述疲劳驾驶数据模型装置与所述疲劳状态显示与预警装置通信连接；所述驾驶员生理特征检测装置用于测量驾驶员的呼吸和心率变化情况；所述车辆行驶数据采集装置用于采集车辆行驶状态信息以及驾驶员的驾驶状态信息；所述疲劳驾驶数据模型装置用于根据驾驶员的呼吸和心率变化情况以及所述驾驶员的驾驶状态信息建立车辆行驶状态与疲劳驾驶态势数据模型，能够对疲劳驾驶状态进行判别，并能够实现对疲劳驾驶状态的主动预测控制；所述疲劳状态显示与预警装置用于显示疲劳状态以及对疲劳驾驶状态发出预警提示。进一步地，所述驾驶员生理特征检测装置包括：毫米波信号发射单元、发射信号控制单元、毫米波信号接收单元、接收信号预处理单元和检测数据特征识别单元，所述毫米波信号发射单元与所述发射信号控制单元通信连接，所述毫米波信号接收单元与所述接收信号预处理单元通信连接，所述接收信号预处理单元与所述发射信号控制单元通信连接，所述检测数据特征识别单元与所述接收信号预处理单元通信连接；所述毫米波信号发射单元用于对外发射毫米波探测信号；所述发射信号控制单元用于对所述毫米波信号发射单元发射的毫米波探测信号的信号特征进行控制；所述毫米波信号接收单元用于接收经驾驶员反射后的毫米波回波信号；所述接收信号预处理单元用于对经驾驶员反射后的毫米波回波信号进行信号处理得到检测范围内的目标信号；所述检测数据特征识别单元用于对检测范围内的目标信号进行有效目标信号提取，得到呼吸和心率信号检测结果。进一步地，所述车辆行驶数据采集装置包括：驾驶习惯数据采集单元，所述驾驶习惯数据采集单元用于采集车辆行驶的相关参数。进一步地，所述车辆行驶数据采集装置还包括：汽车总线通信控制单元，所述汽车总线通信控制单元与所述驾驶习惯数据采集单元通信连接，所述汽车总线通信控制单元用于实现所述驾驶习惯数据采集单元与汽车总线的通信交互。进一步地，所述车辆行驶的相关参数包括：车速、方向盘角度和加速状态。进一步地，所述疲劳驾驶数据模型装置包括：疲劳驾驶态势数据模型和数据模型分析计算单元，所述疲劳驾驶态势数据模型与所述数据模型分析计算单元通信连接，所述疲劳驾驶态势数据模型用于对所述驾驶员的呼吸和心率变化情况以及所述驾驶员的驾驶状态信息进行信息融合，建立疲劳驾驶态势数据模型；所述数据模型分析计算单元用于提供所述疲劳驾驶态势数据模型的分析、判断和预测的数据计算平台。作为本专利技术的另一个方面，提供一种应用前文所述的疲劳驾驶检测系统实现的疲劳驾驶检测方法，其中，包括：驾驶员生理特征检测装置对外发射毫米波信号，并接收经驾驶员反射后的毫米波回波信号进行处理后得到驾驶员的呼吸和心率变化情况；车辆行驶数据采集装置获取车辆行驶状态信息以及驾驶员的驾驶状态信息；疲劳驾驶数据模型装置根据所述驾驶员的呼吸和心率变化情况以及驾驶员的驾驶状态信息建立疲劳驾驶态势数据模型，并对疲劳驾驶状态进行判别，以实现对疲劳驾驶状态的主动预测控制；疲劳状态显示与预警装置显示疲劳状态以及对疲劳驾驶状态发出预警提示。进一步地，所述驾驶员生理特征检测装置对外发射毫米波信号，并接收经驾驶员反射后的毫米波回波信号进行处理后得到驾驶员的呼吸和心率变化情况，包括：发射信号控制单元通过毫米波信号发射单元对外发射线性调频毫米波信号，对驾驶员身体胸腹部分进行信号辐射探测；毫米波信号接收单元接收到经驾驶员身体反射后的毫米波回波信号后，对信号进行增益放大、模数转换和存储，并将信号发送给接收信号预处理单元；接收信号预处理单元对接收信号进行一维傅立叶变换处理，获得检测距离范围内的所有目标信息，通过峰值搜索算法提取一维傅立叶变换处理后的不同目标信号峰值，并存储目标峰值对应相位信息，并对信号接收信号信噪比进行评估；检测数据特征识别单元根据呼吸引起的人体胸腹表面位移特征，对预处理后的信号进行数字滤波和降噪处理过滤相位信息序列，去除杂散目标，取得目标信号频谱信息；根据人体呼吸频率特征范围，提取呼吸信号；对呼吸信号高次谐波进行信号处理，分离出心率信号。进一步地，所述车辆行驶数据采集装置获取车辆行驶状态信息以及驾驶员的驾驶状态信息，包括：汽车总线通信控制单元通过总线通信控制协议与汽车总线实现信息交互，将车辆行驶状态信息发送至驾驶习惯采集数据单元；驾驶习惯采集数据单元采集并读取车辆行驶状况及驾驶员驾驶状态信息，获得车辆行驶的相关参数。进一步地，所述疲劳驾驶数据模型装置根据所述驾驶员的呼吸和心率变化情况以及驾驶员的驾驶状态信息建立疲劳驾驶态势数据模型，并对疲劳驾驶状态进行判别，以实现对疲劳驾驶状态的主动预测控制，包括：根据驾驶员呼吸、心率和驾驶习惯数据建立疲劳驾驶态势数据模型，并结合疲劳驾驶态势模型动态数据库进行匹配和模型分析计算，获得驾驶员疲劳驾驶状态个性化模型，确定呼吸、心率和驾驶习惯疲劳状态三项特征参数的状态阈值和权值系数；将驾驶员疲劳驾驶状态个性化模型数据更新到疲劳驾驶态势模型动态数据库；根据疲劳驾驶状态个性化模型，提取呼吸、心率和驾驶习惯疲劳状态的阈值，并根据三项阈值和个性化模型中三项特征的权值系数计算驾驶员综合疲劳状态综合阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疲劳驾驶检测系统，其特征在于，包括：驾驶员生理特征检测装置、车辆行驶数据采集装置、疲劳驾驶数据模型装置和疲劳状态显示与预警装置，所述驾驶员生理特征检测装置和所述车辆行驶数据采集装置均与所述疲劳驾驶数据模型装置通信连接，所述疲劳驾驶数据模型装置与所述疲劳状态显示与预警装置通信连接；/n所述驾驶员生理特征检测装置用于测量驾驶员的呼吸和心率变化情况；/n所述车辆行驶数据采集装置用于采集车辆行驶状态信息以及驾驶员的驾驶状态信息；/n所述疲劳驾驶数据模型装置用于根据驾驶员的呼吸和心率变化情况以及所述驾驶员的驾驶状态信息建立车辆行驶状态与疲劳驾驶态势数据模型，能够对疲劳驾驶状态进行判别，并能够实现对疲劳驾驶状态的主动预测控制；/n所述疲劳状态显示与预警装置用于显示疲劳状态以及对疲劳驾驶状态发出预警提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种疲劳驾驶检测系统，其特征在于，包括：驾驶员生理特征检测装置、车辆行驶数据采集装置、疲劳驾驶数据模型装置和疲劳状态显示与预警装置，所述驾驶员生理特征检测装置和所述车辆行驶数据采集装置均与所述疲劳驾驶数据模型装置通信连接，所述疲劳驾驶数据模型装置与所述疲劳状态显示与预警装置通信连接；
所述驾驶员生理特征检测装置用于测量驾驶员的呼吸和心率变化情况；
所述车辆行驶数据采集装置用于采集车辆行驶状态信息以及驾驶员的驾驶状态信息；
所述疲劳驾驶数据模型装置用于根据驾驶员的呼吸和心率变化情况以及所述驾驶员的驾驶状态信息建立车辆行驶状态与疲劳驾驶态势数据模型，能够对疲劳驾驶状态进行判别，并能够实现对疲劳驾驶状态的主动预测控制；
所述疲劳状态显示与预警装置用于显示疲劳状态以及对疲劳驾驶状态发出预警提示。


2.根据权利要求1所述的疲劳驾驶检测系统，其特征在于，所述驾驶员生理特征检测装置包括：毫米波信号发射单元、发射信号控制单元、毫米波信号接收单元、接收信号预处理单元和检测数据特征识别单元，所述毫米波信号发射单元与所述发射信号控制单元通信连接，所述毫米波信号接收单元与所述接收信号预处理单元通信连接，所述接收信号预处理单元与所述发射信号控制单元通信连接，所述检测数据特征识别单元与所述接收信号预处理单元通信连接；
所述毫米波信号发射单元用于对外发射毫米波探测信号；
所述发射信号控制单元用于对所述毫米波信号发射单元发射的毫米波探测信号的信号特征进行控制；
所述毫米波信号接收单元用于接收经驾驶员反射后的毫米波回波信号；
所述接收信号预处理单元用于对经驾驶员反射后的毫米波回波信号进行信号处理得到检测范围内的目标信号；
所述检测数据特征识别单元用于对检测范围内的目标信号进行有效目标信号提取，得到呼吸和心率信号检测结果。


3.根据权利要求1所述的疲劳驾驶检测系统，其特征在于，所述车辆行驶数据采集装置包括：驾驶习惯数据采集单元，所述驾驶习惯数据采集单元用于采集车辆行驶的相关参数。


4.根据权利要求3所述的疲劳驾驶检测系统，其特征在于，所述车辆行驶数据采集装置还包括：汽车总线通信控制单元，所述汽车总线通信控制单元与所述驾驶习惯数据采集单元通信连接，所述汽车总线通信控制单元用于实现所述驾驶习惯数据采集单元与汽车总线的通信交互。


5.根据权利要求3所述的疲劳驾驶检测系统，其特征在于，所述车辆行驶的相关参数包括：车速、方向盘角度和加速状态。


6.根据权利要求1所述的疲劳驾驶检测系统，其特征在于，所述疲劳驾驶数据模型装置包括：疲劳驾驶态势数据模型和数据模型分析计算单元，所述疲劳驾驶态势数据模型与所述数据模型分析计算单元通信连接，
所述疲劳驾驶态势数据模型用于对所述驾驶员的呼吸和心率变化情况以及所述驾驶员的驾驶状态信息进行信息融合，建立疲劳驾驶态势数据模型；
所述数据模型分析计算单元用于提供所述疲劳驾驶态势数据模型的分析、判断和预测的数据计算平台。


7.一种应用权利要求1至6中任意一项所述的疲劳驾驶检测系统实现的疲劳驾驶检测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈操，李刚，闫红宇，
申请(专利权)人：无锡威孚高科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32