[发明专利]基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统及方法。系统包括疲劳检测模块、掩蔽声存储模块、掩蔽声播放与重度疲劳唤醒模块、自动控制模块；方法包括系统参数测试方法和疲劳等级判断方法；系统参数测试方法包括测试车道和测试状态设定，疲劳等级判断方法为单片机按照设定的各传感器检测项目所占权重，结合实时车速进行综合分析，与通过系统参数测试方法设定好的阈值进行比对，以判断驾驶员当前的疲劳等级，进而控制掩蔽声的播放以及重度疲劳的唤醒。本系统能根据驾驶员的疲劳等级，自动播放掩蔽声缓解轻度疲劳，或予以重度疲劳警示。本方法能个性化设定驾驶员的参数，使疲劳等级判断更加准确。

技术领域

本发明涉及汽车行车安全领域，特别地，涉及一种基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统及方法。

背景技术

随着交通运输业的快速发展，交通事故已成为我国当前面临的重大问题。据统计，由于驾驶员疲劳驾驶而导致的交通事故占了很大比例。目前现有的疲劳驾驶检测手段分为主动监测和被动监测两种，通过检测驾驶员的身体动作或生理变化进行判断。这些监测方法有着难以量化疲劳等级、无法有效针对不同驾驶员进行个性化处理、受工作环境的影响较大、无法有效缓解驾驶员疲劳感的缺陷。目前现有的疲劳驾驶提示音多为语音提示或“滴”声警报，由于驾驶条件的不同，不能有效地提醒驾驶员。

根据目前可见的声品质研究，实际行驶时，车内声音环境既包括随着行驶工况变化而不断变化的车辆自身的发动机噪声、轮胎噪声、空气噪声和车身结构噪声，更有车内人员语言交流、多媒体播放和行驶周边环境等其他声源的作用。上述声源的作用不同程度的影响着驾驶员的行车疲劳感，若能通过掩蔽效应降低或消除上述噪声，就可以有效地缓解驾驶员的疲劳感。

目前现有的缓解驾驶员疲劳感的方式多为座椅按摩、加装座椅支撑气垫等方式，只能缓解由于路面颠簸带来的身体上的疲劳感，并不能缓解由于车内噪声产生的疲劳感，且这些疲劳缓解方法的作用单一，多不能检测及判断驾驶员的疲劳等级，也不由其疲劳等级触发缓解措施。

为了解决目前现有驾驶员疲劳等级判断方法、缓解驾驶员疲劳感以及报警提示存在的问题，本发明提出一种基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的无法确定驾驶员疲劳等级的问题，针对小尺度、小声场的使用环境，提供了一种基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统及方法。

为此，本发明提出了通过采集驾驶员对座椅靠背的压力信号、转向盘摆动角度信号、通过汽车总线引出原厂车速传感器测得的车速信息作为动态特性指标，通过疲劳等级判断方法得到驾驶员的疲劳等级，并依据疲劳等级自动控制掩蔽声的播放和及时发出重度疲劳警示，从而有效地减少因疲劳驾驶而导致的交通事故的发生。

本发明所述的基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒方法包括系统参数测试方法和疲劳等级判断方法。通过系统参数测试方法在使用之前针对使用者各自不同的驾驶习惯，设定各个疲劳等级的阈值。再通过疲劳检测方法将采集的动态性能指标与设定好的阈值进行比对，进而确定驾驶员处于的疲劳等级。

本发明所建立的基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统及方法具有较强的针对性和准确性，增大了实用价值。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种基于掩蔽效应的轿车驾驶员疲劳缓解与唤醒系统，包括疲劳检测模块、掩蔽声存储模块、掩蔽声播放与重度疲劳唤醒模块、自动控制模块；

所述疲劳检测模块包括布置在驾驶员座椅靠背和头枕中的压力传感器、布置在方向盘的角度传感器、以及原厂的车速传感器，用于检测驾驶员的驾驶状态；

所述掩蔽声存储模块包括通过USB转串口芯片、与单片机相连的USB接口和可移动的USB闪存盘，用于储存及设置掩蔽声文件；