一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置及使用方法，包括心跳监测模块、血氧监测模块、车辆行驶参数监测模块、驾驶员图像参数监测模块、第一比较模块、第二比较模块、第三比较模块、第四比较模块、第一信号发生器、第二信号发生器、第三信号发生器、第四信号发生器、微处理器、防瞌睡警报器以及驾驶员睡眠质量监测模块，其能够融合驾驶员的生理参数即心跳和血氧参数、车辆的行驶参数以及驾驶员的眼部图像参数对驾驶员是否处于疲劳驾驶进行有效监控，使得监测更加全面、准确，同时还能够通过防瞌睡警报器提醒驾驶员处于疲劳驾驶状态。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置及使用方法
本专利技术涉及车载防瞌睡领域，尤其涉及一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置及使用方法。
技术介绍
如果在驾驶员行驶过程中，对驾驶员的疲劳程度进行检测并预警，那么就可以对交通事故的预防起到很大的作用。现有技术中的检测方法有驾驶员面部图像监测方法和多数据融合的驾驶员生理参数监测方法。其中，驾驶员面部图像监测方法，该检测方法主要是利用图像采集设备定位驾驶员的头部位置，然后通过识别算法分析驾驶员的各种状态特征，比如打哈欠、眨眼频率、低点时间、眼睑闭合时间等，通过分析驾驶员头部特征，可以判断驾驶员的疲劳程度。而驾驶员生理参数监测方法，该检测方法则是通过传感器采集驾驶员在驾驶是的心跳参数等生理参数对驾驶员的生理状态进行监测，以判断其是否出现瞌睡状态。但在现有技术中，无论是驾驶员面部图像监测方法还是多数据融合的驾驶员生理参数监测方法，其监测精度不高，且监测复杂，例如驾驶员的面部图像监测方法，需要对驾驶员的打哈欠、眨眼频率等进行监测，其监测的误差较大，在生理参数的监测中，同样存在误判的情况。
技术实现思路
因此，为了克服上述问题，本专利技术提供一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置，其包括心跳监测模块、血氧监测模块、车辆行驶参数监测模块、驾驶员图像参数监测模块、第一比较模块、第二比较模块、第三比较模块、第四比较模块、第一信号发生器、第二信号发生器、第三信号发生器、第四信号发生器、微处理器、防瞌睡警报器以及驾驶员睡眠质量监测模块。其中，所述心跳监测模块、所述第一比较模块以及所述第一信号发生器依次连接，所述血氧监测模块、所述第二比较模块以及所述第二信号发生器依次连接，所述车辆行驶参数监测模块、第三比较模块以及所述第三信号发生器依次连接，所述驾驶员图像参数监测模块、第四比较模块以及所述第四信号发生器依次连接，所述第一信号发生器、所述第二信号发生器、所述第三信号发生器以及所述第四信号发生器均与所述微处理器连接，所述微处理器与所述防瞌睡警报器连接，所述驾驶员睡眠质量监测模块与所述第一比较器连接，所述驾驶员睡眠质量监测模块与所述第二比较器连接。所述心跳监测模块用于监测驾驶员的心跳信号，并将采集到的心跳信号传输至所述第一比较模块，所述第一比较模块内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，则所述第一比较模块控制所述第一信号发生器发出第一信号；所述血氧监测模块用于监测驾驶员的血氧信号，并将采集到的血氧信号传输至所述第二比较模块，所述第二比较模块内存储有一血氧阈值，若所述第二比较模块接收到的血氧信号小于所述血氧阈值，则所述第二比较模块控制所述第二信号发生器发出第二信号；所述车辆行驶参数监测模块用于监测和计算车辆在行驶过程中的车辆参数，并将计算到的车辆参数传输至所述第三比较模块，所述第三比较模块内存储有一与车辆参数相关的阈值，若所述第三比较模块根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶，若是，则所述第三比较模块控制所述第三信号发生器发出第三信号；所述驾驶员图像参数监测模块用于监测驾驶员眼部图像信息，并提取驾驶员眼部图像的特征参数，并将计算到的驾驶员眼部图像的特征参数传输至所述第四比较模块，所述第四比较模块内存储有一驾驶员眼部图像的特征参数阈值，若所述第四比较模块接收到的驾驶员眼部图像的特征参数小于所述驾驶员眼部图像的特征参数阈值，则所述第四比较模块控制所述第四信号发生器发出第四信号；若所述微处理器接收到第一信号、第二信号、第三信号以及第四信号，则所述微处理器控制所述防瞌睡警报器启动，所述防瞌睡警报器用于提醒驾驶员处于疲劳驾驶状态，所述驾驶员睡眠质量监测模块用于对驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间进行监测，所述心跳阈值和所述血氧阈值均根据所述驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间进行设置。具体地，所述第一比较模块内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，则所述第一比较模块控制所述第一信号发生器发出第一信号，所述第二比较模块内存储有一血氧阈值，若所述第二比较模块接收到的血氧信号小于所述血氧阈值，则所述第二比较模块控制所述第二信号发生器发出第二信号；其中，所述心跳阈值C的计算方法如下：为驾驶员进入睡眠时的心跳值，为驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间，若，则令；其中，血氧阈值G的计算方法如下：为驾驶员进入睡眠时的血氧值，为驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间，若，则令。具体地，所述车辆行驶参数监测模块用于监测和计算车辆在行驶过程中的车辆参数，并将计算到的车辆参数传输至所述第三比较模块，所述第三比较模块内存储有一与车辆参数相关的阈值，若所述第三比较模块根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶。其中，所述车辆行驶参数监测模块包括一角度传感器，所述角度传感器设置于车辆方向盘上，所述角度传感器用于监测车辆在预设时间内的角度信号，所述车辆行驶参数监测模块包括一角速度传感器，所述角速度传感器设置于车辆上，所述角速度传感器用于监测车辆在预设时间内的角速度信号，所述角度传感器和所述角速度传感器的采样周期和采用频率相同，所述车辆参数为车辆方向盘角度参数和车辆角速度参数，则有，其中，所述角度传感器监测车辆在预设时间内的角度信号为x1、x2、x3…xi…xN；其中，n为在角速度传感器监测到的车辆在预设时间内的角速度信号y1、y2、y3…yi…yN中角速度在±1°/s之间的数量，N为总采样点的个数；所述第三比较模块根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶，所述第三比较模块内存储有一车辆角速度参数阈值和一车辆方向盘角度参数阈值，若大于所述车辆角速度参数阈值且所述小于所述车辆方向盘角度参数阈值，则所述第三比较模块判断车辆是在驾驶员疲劳情况下行驶。具体地，所述防瞌睡警报装置还包括一计时装置，所述计时装置包括第一计时模块和第二计时模块，所述心跳监测模块用于监测驾驶员的心跳信号，并将采集到的心跳信号传输至所述第一比较模块，所述第一比较模块内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，此时所述第一计时模块开始计时，当所述第一计时模块所计时间达到第一预设时间时，所述第一比较模块控制所述第一信号发生器发出第一信号；所述血氧监测模块用于监测驾驶员的血氧信号，并将采集到的血氧信号传输至所述第二比较模块，所述第二比较模块内存储有一血氧阈值，若所述第二比较模块接收到的血氧信号小于所述血氧阈值，此时所述第二计时模块开始计时，当所述第二计时模块所计时间达到第二预设时间时，所述第二比较模块控制所述第二信号发生器发出第二信号。具体地，所述驾驶员图像参数监测模块用于监测驾驶员眼部图像信息，并提取驾驶员眼部图像的特征参数，并将计算到的驾驶员眼部图像的特征参数传输至所述第四比较模块，所述第四比较模块内存储有一驾驶员眼部图像的特征参数阈值，若所述第四比较模块接收到的驾驶员眼部图像的特征参数小于所述驾驶员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置，其特征在于，所述防瞌睡警报装置包括心跳监测模块（1）、血氧监测模块（2）、车辆行驶参数监测模块（3）、驾驶员图像参数监测模块（4）、第一比较模块（5）、第二比较模块（6）、第三比较模块（7）、第四比较模块（8）、第一信号发生器（9）、第二信号发生器（10）、第三信号发生器（11）、第四信号发生器（12）、微处理器（13）、防瞌睡警报器（14）以及驾驶员睡眠质量监测模块（15）；/n其中，所述心跳监测模块（1）、所述第一比较模块（5）以及所述第一信号发生器（9）依次连接，所述血氧监测模块（2）、所述第二比较模块（6）以及所述第二信号发生器（10）依次连接，所述车辆行驶参数监测模块（3）、第三比较模块（7）以及所述第三信号发生器（11）依次连接，所述驾驶员图像参数监测模块（4）、第四比较模块（8）以及所述第四信号发生器（12）依次连接，所述第一信号发生器（9）、所述第二信号发生器（10）、所述第三信号发生器（11）以及所述第四信号发生器（12）均与所述微处理器（13）连接，所述微处理器（13）与所述防瞌睡警报器（14）连接，所述驾驶员睡眠质量监测模块（15）与所述第一比较器（5）连接，所述驾驶员睡眠质量监测模块（15）与所述第二比较器（6）连接；/n所述心跳监测模块（1）用于监测驾驶员的心跳信号，并将采集到的心跳信号传输至所述第一比较模块（5），所述第一比较模块（5）内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块（5）接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，则所述第一比较模块（5）控制所述第一信号发生器（9）发出第一信号；所述血氧监测模块（2）用于监测驾驶员的血氧信号，并将采集到的血氧信号传输至所述第二比较模块（6），所述第二比较模块（6）内存储有一血氧阈值，若所述第二比较模块（6）接收到的血氧信号小于所述血氧阈值，则所述第二比较模块（6）控制所述第二信号发生器（10）发出第二信号；所述车辆行驶参数监测模块（3）用于监测和计算车辆在行驶过程中的车辆参数，并将计算到的车辆参数传输至所述第三比较模块（7），所述第三比较模块（7）内存储有一与车辆参数相关的阈值，若所述第三比较模块（7）根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶，若是，则所述第三比较模块（7）控制所述第三信号发生器（11）发出第三信号；所述驾驶员图像参数监测模块（4）用于监测驾驶员眼部图像信息，并提取驾驶员眼部图像的特征参数，并将计算到的驾驶员眼部图像的特征参数传输至所述第四比较模块（8），所述第四比较模块（8）内存储有一驾驶员眼部图像的特征参数阈值，若所述第四比较模块（8）接收到的驾驶员眼部图像的特征参数小于所述驾驶员眼部图像的特征参数阈值，则所述第四比较模块（8）控制所述第四信号发生器（12）发出第四信号；若所述微处理器（13）接收到第一信号、第二信号、第三信号以及第四信号，则所述微处理器（13）控制所述防瞌睡警报器（14）启动，所述防瞌睡警报器（14）用于提醒驾驶员处于疲劳驾驶状态，所述驾驶员睡眠质量监测模块（15）用于对驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间进行监测，所述心跳阈值和所述血氧阈值均根据所述驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间进行设置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置，其特征在于，所述防瞌睡警报装置包括心跳监测模块（1）、血氧监测模块（2）、车辆行驶参数监测模块（3）、驾驶员图像参数监测模块（4）、第一比较模块（5）、第二比较模块（6）、第三比较模块（7）、第四比较模块（8）、第一信号发生器（9）、第二信号发生器（10）、第三信号发生器（11）、第四信号发生器（12）、微处理器（13）、防瞌睡警报器（14）以及驾驶员睡眠质量监测模块（15）；
其中，所述心跳监测模块（1）、所述第一比较模块（5）以及所述第一信号发生器（9）依次连接，所述血氧监测模块（2）、所述第二比较模块（6）以及所述第二信号发生器（10）依次连接，所述车辆行驶参数监测模块（3）、第三比较模块（7）以及所述第三信号发生器（11）依次连接，所述驾驶员图像参数监测模块（4）、第四比较模块（8）以及所述第四信号发生器（12）依次连接，所述第一信号发生器（9）、所述第二信号发生器（10）、所述第三信号发生器（11）以及所述第四信号发生器（12）均与所述微处理器（13）连接，所述微处理器（13）与所述防瞌睡警报器（14）连接，所述驾驶员睡眠质量监测模块（15）与所述第一比较器（5）连接，所述驾驶员睡眠质量监测模块（15）与所述第二比较器（6）连接；
所述心跳监测模块（1）用于监测驾驶员的心跳信号，并将采集到的心跳信号传输至所述第一比较模块（5），所述第一比较模块（5）内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块（5）接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，则所述第一比较模块（5）控制所述第一信号发生器（9）发出第一信号；所述血氧监测模块（2）用于监测驾驶员的血氧信号，并将采集到的血氧信号传输至所述第二比较模块（6），所述第二比较模块（6）内存储有一血氧阈值，若所述第二比较模块（6）接收到的血氧信号小于所述血氧阈值，则所述第二比较模块（6）控制所述第二信号发生器（10）发出第二信号；所述车辆行驶参数监测模块（3）用于监测和计算车辆在行驶过程中的车辆参数，并将计算到的车辆参数传输至所述第三比较模块（7），所述第三比较模块（7）内存储有一与车辆参数相关的阈值，若所述第三比较模块（7）根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶，若是，则所述第三比较模块（7）控制所述第三信号发生器（11）发出第三信号；所述驾驶员图像参数监测模块（4）用于监测驾驶员眼部图像信息，并提取驾驶员眼部图像的特征参数，并将计算到的驾驶员眼部图像的特征参数传输至所述第四比较模块（8），所述第四比较模块（8）内存储有一驾驶员眼部图像的特征参数阈值，若所述第四比较模块（8）接收到的驾驶员眼部图像的特征参数小于所述驾驶员眼部图像的特征参数阈值，则所述第四比较模块（8）控制所述第四信号发生器（12）发出第四信号；若所述微处理器（13）接收到第一信号、第二信号、第三信号以及第四信号，则所述微处理器（13）控制所述防瞌睡警报器（14）启动，所述防瞌睡警报器（14）用于提醒驾驶员处于疲劳驾驶状态，所述驾驶员睡眠质量监测模块（15）用于对驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间进行监测，所述心跳阈值和所述血氧阈值均根据所述驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间进行设置。


2.根据权利要求1所述的适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置，其特征在于，所述第一比较模块（5）内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块（5）接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，则所述第一比较模块（5）控制所述第一信号发生器（9）发出第一信号，所述第二比较模块（6）内存储有一血氧阈值，若所述第二比较模块（6）接收到的血氧信号小于所述血氧阈值，则所述第二比较模块（6）控制所述第二信号发生器（10）发出第二信号；
其中，所述心跳阈值C的计算方法如下：




为驾驶员进入睡眠时的心跳值，为驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间，若，则令；
其中，血氧阈值G的计算方法如下：




为驾驶员进入睡眠时的血氧值，为驾驶员在驾驶前预设时间段内的睡眠时间，若，则令。


3.根据权利要求1所述的适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置，其特征在于，所述车辆行驶参数监测模块（3）用于监测和计算车辆在行驶过程中的车辆参数，并将计算到的车辆参数传输至所述第三比较模块（7），所述第三比较模块（7）内存储有一与车辆参数相关的阈值，若所述第三比较模块（7）根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶；
其中，所述车辆行驶参数监测模块（3）包括一角度传感器，所述角度传感器设置于车辆方向盘上，所述角度传感器用于监测车辆在预设时间内的角度信号，所述车辆行驶参数监测模块（3）包括一角速度传感器，所述角速度传感器设置于车辆上，所述角速度传感器用于监测车辆在预设时间内的角速度信号，所述角度传感器和所述角速度传感器的采样周期和采用频率相同，所述车辆参数为车辆方向盘角度参数和车辆角速度参数，则有，



其中，所述角度传感器监测车辆在预设时间内的角度信号为x1、x2、x3…xi…xN；



其中，n为在角速度传感器监测到的车辆在预设时间内的角速度信号y1、y2、y3…yi…yN中角速度在±1°/s之间的数量，N为总采样点的个数；所述第三比较模块（7）根据接收到的车辆参数判断车辆是否在驾驶员疲劳情况下行驶，所述第三比较模块（7）内存储有一车辆角速度参数阈值和一车辆方向盘角度参数阈值，若大于所述车辆角速度参数阈值且所述小于所述车辆方向盘角度参数阈值，则所述第三比较模块（7）判断车辆是在驾驶员疲劳情况下行驶。


4.根据权利要求1所述的适用于车载导航系统的防瞌睡警报装置，其特征在于，所述防瞌睡警报装置还包括一计时装置，所述计时装置包括第一计时模块和第二计时模块，所述心跳监测模块（1）用于监测驾驶员的心跳信号，并将采集到的心跳信号传输至所述第一比较模块（5），所述第一比较模块（5）内存储有一心跳阈值，若所述第一比较模块（5）接收到的心跳信号小于所述心跳阈值，此时所述第一计时模块开始计时，当所述第一计时模块所计时间达到第一预设时间时，所述第一比较模块（5）控制所述第一信号发生器（9）发出第一信号；所述血氧监测模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹海涛，
申请(专利权)人：安徽盛瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34