[发明专利]一种疲劳驾驶预警系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆主动安全驾驶领域，具体涉及到一种通过结合图像技术和车况行驶统计数据判断驾驶员是否处于疲劳状态，并根据判定信息发出预警，防止由于疲劳驾驶导致交通事故的疲劳驾驶预警系统及方法。

背景技术

在车辆驾驶过程中，尤其是长途驾驶过程中，驾驶员由于身体状况不佳或长时间驾车，很容易产生疲劳，而在疲劳状态下，驾驶员的心理和生理状态都会发生各种各样的变化，比如：视力下降，致使注意力分散，视野逐渐变窄；思维能力下降，反应迟钝，判断迟缓，动作僵硬，节律失调；自我控制能力减退，致使易于激动，心情急躁或开快车等。此时若继续驾车，则属于疲劳驾驶。

疲劳驾驶预警系统的作用是对驾驶员进行监控，一旦发现其精神状态下滑或进入浅层睡眠，就给出语音提示、灯光警示等，警告驾驶员已经进入疲劳状态，需要休息，并同时自动记录相关数据，以便日后查阅、鉴定。这样一来，就能尽可能避免驾驶员由于疲劳驾驶而可能发生的危险。

许多国家都非常重视疲劳驾驶预警系统的研究工作。早期的疲劳驾驶测评主要是从医学角度出发，借助医疗器件进行的。研究工作大致可以分为两大类：一是研究疲劳瞌睡产生的机理和其他各种诱发因素，寻找能够降低这种危险的方法；二是研制车辆智能报警系统，防止驾驶员疲劳状态下驾驶。20世纪90年代，疲劳程度检测方法的研究有了很大的进展，许多国家开始了疲劳驾驶车载电子检测装置的开发研究工作，其中美国的研究发展较快。研究成果中具代表性的有：

1)美国研制的打瞌睡驾驶员侦探系统DDDS(The Drowsy Driver Detection System)

该系统采用多普勒雷达和复杂的信号处理方法，可获取驾驶员烦躁不安的情绪活动，眨眼频率和持续时间等疲劳数据，用以判断驾驶员是否打瞌睡或睡着。该系统可制成体积较小的仪器，安装在驾驶室内驾驶员头顶上方，完全不影响驾驶员正常的驾驶活动。

2)方向盘监视装置S.A.M.(Steering At Tension Monitor)

一种监测方向盘非正常运动的传感器装置，适用于各种车辆。方向盘正常运动时传感器装置不报警，若方向盘4秒不运动，S.A.M.就会发出报警声直到方向盘继续正常运动为止。S.A.M.被固定在车内录音机旁，方向盘下面的杆上装有一条磁性带，用以监测方向盘的运动。使用S.A.M.并不意味延长驾驶时间，而是要提醒驾驶员驾车时不要打瞌睡。另外，S.A.M与录像机配合使用可以为保险公司提供证据。

3)应时测试仪PVT(The Psychomotor Vigilance Test)

根据驾驶员对仪器屏幕上随机出现的光点的反映速度(光点出现时敲击键盘)测试驾驶员的反应时间，用以判断其疲劳程度。

另外，还有很多比较简单但不是很可靠的疲劳检测装置，例如：

挂在驾驶员耳朵上的检测装置，用于检测驾驶员是否低头，若低头则报警。但疲劳时驾驶员不一定低头，等低头才报警估计已经晚了。

手表式和眼镜式的检测装置：手表式利用脉搏的跳动来估测人是否疲劳，没有权威的科学依据，且不能解决突然睡着的问题；眼镜式则是强迫带一幅厚重的眼镜来判断眨眼频率，这会令很多人无法适应，而且眨眼频率和疲劳程度之间其实没有直接关系。

方向盘触摸式：利用在方向盘上安装一些传感器来感知驾驶员是否握住方向盘，这和疲劳其实也没有直接关系，有些人即使睡着了也难以从他手里取下东西，等人肌肉松弛了才报警为时已晚。并且有在方向盘上安装传感器可能会影响方向盘的操作。

简单的图像采集识别和识别：如公开号为CN1889136的发明专利申请，通过采集并识别驾驶员的眼部表情图像，来判断驾驶员是否闭眼，若闭眼则发出警报。但对驾驶员而言，若已进入闭眼睡眠状态才报警，肯定是为时已晚。仅仅通过识别眼睛的开闭来判断驾驶员是否疲劳，可靠性很低。

因此，综上所述，现有的疲劳驾驶预警系统的不足之处主要体现在以下几个方面：

1、用于监测驾驶员疲劳程度的装置大都需要佩戴在驾驶员身上，会给人不舒服的感觉。

2、用来判断疲劳程度的指标，比如低头、脉搏、闭眼、肌肉松弛等，准确性和可靠性都不高，甚至缺乏科学依据。若要提高准确性，则又会带来研制成本太高、不实用的问题。

3、即便不计成本地采用准确性很高的检测装置，也只能检测单一的一种参数，可靠性依然不高，并且由于功能单一，无法很好的满足客户的实际需求。

发明内容