基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，包括：生理信号采集装置，包括传感器组，其包括鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器；通讯模块；数据处理控制器，用来对输入的数据进行比较、判断和处理，并输出对应的控制信号和/或比对结果，存储有人体处于疲劳驾驶状态对应的生理疲劳数据；用来根据接收的控制信号开启或关闭车辆启动电路的车辆启动电路控制装置和/或用来向驾驶员进行计算机提醒或人为语音提醒的管理与控制中心。其通过对驾驶员的生理数据进行实时采集、传输和比对，对驾驶员是否处于疲劳驾驶状态及时作出准确判断，并在驾驶员处于疲劳驾驶状态时对车辆和/或驾驶员进行干预控制，从中有效减少交通事故的发生。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制系统，特别是涉及一种基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统。
技术介绍
目前，现有技术用·来预防驾驶员疲劳驾驶的仪器主要分为以下两大类一类是以汽车生产商为代表的以车为中心的疲劳驾驶检测仪器，它是通过检测汽车的行驶状况，例如是否走“蛇形”路线、是否忽快忽慢等，来间接判断驾驶员的疲劳状况。显然，这种驾驶员疲劳驾驶检测仪器及其判断方法存在很多不确定性，准确度比较低。另一类是以驾驶员为中心的疲劳驾驶检测仪器，主要包括以下两种一种是采用摄像头(或其他仪器)来采集驾驶员的面部图像信息(主要是眼睛)，再经过计算机处理得到眼睛眨动的次数，以此来判断驾驶员的疲劳状况；另一种基本上是采用医学上的方法检测脑电波，来判断驾驶员的疲劳状况。然而，这类检测仪器在检测手段和数据处理上也存在如下不足之处面部图像信息采集存在的问题要求使用者不能佩戴太阳镜，这是因为太阳镜(特别是驾驶员配带的偏振镜)能滤掉大部分的红外线、紫外线和反射掉可见光；采用面部图像信息采集生理信号，还存在数据量大、处理复杂、不方便传输、容易造成驾驶员的隐私曝光等不足之处。医用检测脑电波存在的问题数据处理非常复杂，很难在普通车上使用。综上所述，现有技术用来判断驾驶员疲劳状况的装置和方法存在以下缺陷只采集单一信息作为判断驾驶员疲劳驾驶的依据，难以准确判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；采用面部图像信息采集或医院脑电波采集驾驶员的生理数据，存在数据量大、不方便传输、处理复杂等不足之处。在现有技术中，尚未有能够对驾驶员进行及时、准确判断其疲劳驾驶状态和干预控制的装置和/或方法出现。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，其通过实时采集驾驶员的眼睛眨动次数和脑电波频率来获取驾驶员的生理数据，并能够对驾驶员是否处于疲劳驾驶状态进行准确判断和处理，有效减少交通事故的发生，具有数据量小、数据传输及处理方便等特点。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，包括生理信号采集装置，包括用来实时采集驾驶员的生理数据的传感器组，该传感器组包括用来检测驾驶员的眼睛眨动次数的鼻梁肌电传感器和用来检测驾驶员的脑电波频率的头部脑电传感器；通讯模块，用来提供数据的传输；数据处理控制器，用来对输入的数据进行比较、判断和处理，并输出对应的控制信号和/或比对结果，该数据处理控制器存储有人体处于疲劳驾驶状态对应的生理疲劳数据；以及，车辆启动电路控制装直和/或管理与控制中心，其中，车辆启动控制装直，用来根据接收的控制信号开启或关闭车辆启动电路；管理与控制中心，用来向驾驶员进行计算机提醒控制或人为语音提醒控制；其中，传感器组所采集的驾驶员生理数据传输至通讯模块，由通讯模块将该驾驶员生理数据传输至数据处理控制器；数据处理控制器将新接收的驾驶员生理数据与其预先存储的生理疲劳数据进行比对、判断和输出对应的控制信号；数据处理控制器的输出传输至车辆启动电路控制装置，由车辆启动电路控制装置根据接收的控制信号做出相应的控制动作；和/或数据处理控制器的输出传输至管理与控制中心，由管理与控制中心根据接收的比对结果选择是否对驾驶员发出提醒信息。作为一种优选，所述传感器组还包括用来检测驾驶员打哈欠次数的耳部压力信号传感器，该耳部压力信号传感器所采集的数据传输至所述通讯模块。作为一种优选，还包括一眼镜，所述生理信号采集装置安装于该眼镜。所述鼻梁肌电传感器为一对，具有两个电极，所述头部脑电传感器为一个，所述耳部压力信号传感器为两个，一对鼻梁肌电传感器的两个电极分别安装于所述眼镜的两鼻托，头部脑电传感器采用可变化长度的连接带连接于所述眼镜的两眼镜腿之间，两耳部压力信号传感器分别安装于所述眼镜的两眼镜腿的后端；所述数据传输模块安装于所述眼镜的眼镜腿。作为一种实施例，所述生理信号采集装置还包括一蓝牙发射模块，所述传感器组所采集的驾驶员生理数据通过该蓝牙发射模块对外输出；所述通讯模块包括用于与蓝牙发射模块无线对接的蓝牙接收模块和GPRS收发模块，蓝牙接收模块的输出接至GPRS收发模块的输入，GPRS收发模块的输出传输至所述数据处理控制器。作为另一种实施例，所述生理信号采集装置还包括USB接口和模/数转换电路，所述通讯模块包括GPRS收发模块；所述传感器组所采集的驾驶员生理数据输出至模/数转换电路的输入，所述模/数转换电路的输出通过USB接口接至GPRS收发模块的输入，GPRS收发模块的输出传输至所述数据处理控制器。作为第三种实施例，所述生理信号采集装置还包括音频接口，所述通讯模块包括GPRS收发模块；所述传感器组所采集的驾驶员生理数据通过音频接口接至GPRS收发模块的输入，GPRS收发模块的输出传输至所述数据处理控制器。与现有技术相比，本技术的有益效果是，I、由于采用鼻梁肌电传感器检测驾驶员的眼睛眨动次数、采用头部脑电传感器检测驾驶员的脑电波频率，使得本技术对驾驶员生理数据的采集与面部图像/图片信息采集和采用传统医院脑电波检测相比，具有数据量小、直接、全面、不需要复杂加工处理即可进行传输，完全可以满足2G/3G网络GPRS数据或音频通道的传送要求，且不会曝光个人隐私等特点；由于采用数据处理控制器对新接收的驾驶员生理数据与其预先存储的生理疲劳数据进行比对、判断和输出对应的控制信号和/或比对结果，采用车辆启动电路控制装置，用来根据接收的控制信号开启或关闭车辆启动电路，和/或采用管理与控制中心，用来根据接收的比对结果对驾驶员进行计算机提醒控制或人为语音提醒控制，使得本技术能够根据生理信号采集装置的传感器组所采集的驾驶员生理数据对驾驶员是否处于疲劳驾驶状态及时作出准确的判断，并在驾驶员处于疲劳驾驶状态时对车辆和/或驾驶员进行干预控制，从中有效减少因驾驶员疲劳驾驶造成的交通事故发生；2、由于生理信号采集装置的传感器组还包括耳部压力信号传感器，使得本技术可以以耳部压力信号传感器作为辅助的生理信号采集仪器，结合鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器所检测的数据，帮助有关管理部门准确分析和掌握驾驶员的疲劳驾驶信息，从而使本技术能够更及时、更准确地对驾驶员的疲劳驾驶状态作出判断和控制，从而进一步减少交通事故的发生；3、由于将生理信号采集装置安装于眼镜，使得本技术从中解决了生理信号采集装置的定位和佩戴问题，克服了现有技术采用摄像头配合计算机采集驾驶员的面部图像信息所存在的操作复杂、头部定位困难、驾驶员不能佩戴太阳镜(因为太阳镜，特别是偏振镜，能滤掉大部分的红外线、紫外线和反射掉可见光)等不足之处；本技术还克服了现 有技术采用医用脑电波检测驾驶员的脑电波信息时，驾驶员需佩戴类似游泳帽的紧固头套(该紧固头套内部有许多电极)，导致驾驶员长期佩戴非常不舒服等不足之处；4、由于生理信号采集装置的数据传输模块可以采用无线传输模块，例如蓝牙发射模块，也可以采用有线传输模块，例如USB传输和音频接口传输，使得本技术的生理信号采集装置的数据传输具有多种方式，方便用户根据实际需要自行选择。以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明；但本技术的基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统不局限于实施例。附图说明图I是实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，其特征在于：包括：生理信号采集装置，包括用来实时采集驾驶员的生理数据的传感器组，该传感器组包括用来检测驾驶员的眼睛眨动次数的鼻梁肌电传感器和用来检测驾驶员的脑电波频率的头部脑电传感器；通讯模块，用来提供数据的远程传输；数据处理控制器，用来对输入的数据进行比较、判断和处理，并输出对应的控制信号和/或比对结果，该数据处理控制器存储有人体处于疲劳驾驶状态对应的生理疲劳数据；以及，车辆启动电路控制装置和/或管理与控制中心，其中，车辆启动控制装置，用来根据接收的控制信号开启或关闭车辆启动电路；管理与控制中心，用来向驾驶员进行计算机提醒控制或人为语音提醒控制；其中，传感器组所采集的驾驶员生理数据传输至通讯模块，由通讯模块将该驾驶员生理数据传输至数据处理控制器；数据处理控制器将新接收的驾驶员生理数据与其预先存储的生理疲劳数据进行比对、判断和输出对应的控制信号；数据处理控制器的输出传输至车辆启动电路控制装置，由车辆启动电路控制装置根据接收的控制信号做出相应的控制动作；和/或数据处理控制器的输出传输至管理与控制中心，由管理与控制中心根据接收的比对结果选择是否对驾驶员发出提醒信息。...

【技术特征摘要】
1.基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，其特征在于包括 生理信号采集装置，包括用来实时采集驾驶员的生理数据的传感器组，该传感器组包括用来检测驾驶员的眼睛眨动次数的鼻梁肌电传感器和用来检测驾驶员的脑电波频率的头部脑电传感器； 通讯模块，用来提供数据的远程传输； 数据处理控制器，用来对输入的数据进行比较、判断和处理，并输出对应的控制信号和/或比对结果，该数据处理控制器存储有人体处于疲劳驾驶状态对应的生理疲劳数据；以及， 车辆启动电路控制装置和/或管理与控制中心，其中，车辆启动控制装置，用来根据接收的控制信号开启或关闭车辆启动电路；管理与控制中心，用来向驾驶员进行计算机提醒控制或人为语音提醒控制； 其中，传感器组所采集的驾驶员生理数据传输至通讯模块，由通讯模块将该驾驶员生理数据传输至数据处理控制器；数据处理控制器将新接收的驾驶员生理数据与其预先存储的生理疲劳数据进行比对、判断和输出对应的控制信号；数据处理控制器的输出传输至车辆启动电路控制装置，由车辆启动电路控制装置根据接收的控制信号做出相应的控制动作；和/或数据处理控制器的输出传输至管理与控制中心，由管理与控制中心根据接收的比对结果选择是否对驾驶员发出提醒信息。2.根据权利要求I所述的基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，其特征在于所述传感器组还包括用来检测驾驶员打哈欠次数的耳部压力信号传感器，该耳部压力信号传感器所采集的数据传输至所述通讯模块。3.根据权利要求2所述的基于生理信号采集的疲劳驾驶检测控制系统，其特征在于还包括一眼镜，所述生理信号采集装置安...

【专利技术属性】
技术研发人员：张灵聪，许陵，
申请(专利权)人：漳州师范学院，
类型：实用新型
国别省市：