疲劳驾驶检测系统及方法与流程

本发明涉及车载智能终端技术，特别涉及疲劳驾驶检测的技术。

背景技术：

疲劳驾驶检测一直时汽车智能运用领域的一个重要需求，目前疲劳驾驶检测的方法也多种多样，比较常见的方法有客观评价方法和主观评价方法两种，主观评价方法主要通过行车记录仪数据或者填写调查问卷的形式，在驾驶结束后对驾驶期间的生理状态进行评估；客观评价法相对于主观评估方法，主要时通过检测设备的介入来采集驾驶员疲劳的相关参数来进行疲劳判断。

客观评估方法又分为直接法和间接法：直接法主要通过检测驾驶过程中的疲劳直接相关的生理状态变化，如眨眼频率、打哈欠、头部位置变化、脑电图、眼电图、心电图等，间接法则是监控驾驶员的驾驶行为间接反映疲劳状况，将实时的驾驶行为与正常的驾驶行为做比较，以判断是否出现与疲劳有关的异常操作。但是，目前的疲劳驾驶客观检测方法中，均采用直接法或均采用间接法进行检测，不能有效结合实际情况对驾驶员的实际疲劳情况进行检测。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种疲劳驾驶检测系统及方法，解决目前的疲劳驾驶客观检测方法中，均采用直接法或均采用间接法进行检测，不能有效结合实际情况对驾驶员的实际疲劳情况进行检测的问题。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：疲劳驾驶检测系统，包括心率检测单元、呼吸检测单元、驾驶习惯数据采集单元、分析计算单元及显示提醒单元，所述心率检测单元、呼吸检测单元、驾驶习惯数据采集单元及显示提醒单元均与分析计算单元连接；

所述心率检测单元用于当驾驶员系上安全带后，采集驾驶员的心率数据，并传输至分析计算单元；

所述呼吸检测单元用于采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元；

所述驾驶习惯数据采集单元用于接入汽车总线，读取车辆行驶状况及驾驶员驾驶情况，并传输至分析计算单元；

所述分析计算单元用于获取心率检测单元、呼吸检测单元及驾驶习惯数据采集单元采集的数据并进行存储，根据存储的数据计算驾驶员心率值及心率的变化情况、呼吸值及呼吸变化情况和驾驶状况数据及驾驶情况变化数据，并结合计算的驾驶员心率值及心率的变化情况、呼吸值及呼吸变化情况和驾驶状况数据及驾驶情况变化数据，分析驾驶员的疲劳驾驶情况，并将分析结果发送至显示提醒单元，当驾驶员的驾驶情况在危险的疲劳驾驶规定的范围内时，发送报警数据到显示提醒单元进行提醒显示；

所述显示提醒单元用于接收分析计算单元发送的分析结果信息并根据分析结果信息进行展示提醒。

进一步的是，所述心率检测单元集成了心率传感器，传感器嵌入安全带内侧，当驾驶员系上安全带后，心率检测单元即可实现驾驶员的心率数据采集。

具体的是，所述呼吸检测单元通过监测安全带下腹段的拉力变化频率情况，采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元。

再进一步的是，所述行驶状况及驾驶员驾驶情况包括瞬时车速、加速度、车道偏离情况、连续驾驶时间及方向盘控制时延间隔。

疲劳驾驶检测方法，应用于所述的疲劳驾驶检测系统，包括如下步骤：

步骤1、设置判断条件阈值，包括设置心率、呼吸、驾驶情况的判断阈值，并存储到分析计算单元用于采集数据后的分析计算；

步骤2、分析计算单元根据采样频率定时从心率检测单元、呼吸检测单元及驾驶习惯数据采集单元获取实时数据，并将数据进行存储，然后同时进入步骤3、4和5；

步骤3、根据步骤2存储的心率数据获取存储的心率数据进行计算，具体包括：

步骤301、提取当前最新的心率变异信号与步骤1的条件阈值进行比对，计算出基于实时心率的疲劳状态；

步骤302、根据一段时间的心率数据计算当前心率的变化曲线，结合步骤1设置的条件阈值，计算出基于心率变化情况的疲劳状态；

步骤303、根据步骤301及步骤302的计算结果，计算出基于心率的疲劳检测结果；

步骤4、根据步骤2存储的呼吸数据，计算一段时间呼吸数据的变化曲线，结合步骤1设置的条件阈值，计算出基于呼吸数据的疲劳状态；

步骤5、根据步骤2存储的驾驶习惯数据，结合不同数据的判断条件和阈值，计算出基于驾驶习惯数据的疲劳状态；

步骤6、根据步骤3-5的计算结果，采用加权判断的方法，综合基于心率变化情况的疲劳状态、基于呼吸数据的疲劳状态、基于驾驶习惯数据的疲劳状态分析出驾驶人员的疲劳情况；

步骤7、根据分析结果生成需要提醒展示的内容数据发送到显示单元步骤4显示提醒；

步骤8、显示单元接收分析计算单元的分析结果，进行显示提醒。

具体的是，步骤2中，所述心率检测单元集成了心率传感器，传感器嵌入安全带内侧，当驾驶员系上安全带后，心率检测单元即可实现驾驶员的心率数据采集。

进一步的是，步骤2中，所述呼吸检测单元通过监测安全带下腹段的拉力变化频率情况，采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元。

本发明的有益效果是，通过上述疲劳驾驶检测系统及方法，能够将直接法与间接法相结合，通过采集驾驶员的心率数据及心率变化情况、呼吸变化情况、驾驶习惯变化情况等进行综合数据分析，实现了驾驶员当前状态的疲劳检测。

附图说明

图1为实施例疲劳驾驶检测系统的结构组成示意图；

图2为实施例疲劳驾驶检测方法的处理流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述疲劳驾驶检测系统，包括心率检测单元、呼吸检测单元、驾驶习惯数据采集单元、分析计算单元及显示提醒单元，其中，心率检测单元、呼吸检测单元、驾驶习惯数据采集单元及显示提醒单元均与分析计算单元连接；心率检测单元用于当驾驶员系上安全带后，采集驾驶员的心率数据，并传输至分析计算单元；呼吸检测单元用于采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元；驾驶习惯数据采集单元用于接入汽车总线，读取车辆行驶状况及驾驶员驾驶情况，并传输至分析计算单元；分析计算单元用于获取心率检测单元、呼吸检测单元及驾驶习惯数据采集单元采集的数据并进行存储，根据存储的数据计算驾驶员心率值及心率的变化情况、呼吸值及呼吸变化情况和驾驶状况数据及驾驶情况变化数据，并结合计算的驾驶员心率值及心率的变化情况、呼吸值及呼吸变化情况和驾驶状况数据及驾驶情况变化数据，分析驾驶员的疲劳驾驶情况，并将分析结果发送至显示提醒单元，当驾驶员的驾驶情况在危险的疲劳驾驶规定的范围内时，发送报警数据到显示提醒单元进行提醒显示；显示提醒单元用于接收分析计算单元发送的分析结果信息并根据分析结果信息进行展示提醒。

疲劳驾驶检测方法，应用于所述的疲劳驾驶检测系统，包括如下步骤：

步骤1、设置判断条件阈值，包括设置心率、呼吸、驾驶情况的判断阈值，并存储到分析计算单元用于采集数据后的分析计算；

步骤2、分析计算单元根据采样频率定时从心率检测单元、呼吸检测单元及驾驶习惯数据采集单元获取实时数据，并将数据进行存储，然后同时进入步骤3、4和5；

步骤3、根据步骤2存储的心率数据获取存储的心率数据进行计算，具体包括：

步骤301、提取当前最新的心率变异信号与步骤1的条件阈值进行比对，计算出基于实时心率的疲劳状态；

步骤302、根据一段时间的心率数据计算当前心率的变化曲线，结合步骤1设置的条件阈值，计算出基于心率变化情况的疲劳状态；

步骤303、根据步骤301及步骤302的计算结果，计算出基于心率的疲劳检测结果；

步骤4、根据步骤2存储的呼吸数据，计算一段时间呼吸数据的变化曲线，结合步骤1设置的条件阈值，计算出基于呼吸数据的疲劳状态；

步骤5、根据步骤2存储的驾驶习惯数据，结合不同数据的判断条件和阈值，计算出基于驾驶习惯数据的疲劳状态；

步骤6、根据步骤3-5的计算结果，采用加权判断的方法，综合基于心率变化情况的疲劳状态、基于呼吸数据的疲劳状态、基于驾驶习惯数据的疲劳状态分析出驾驶人员的疲劳情况；

步骤7、根据分析结果生成需要提醒展示的内容数据发送到显示单元步骤4显示提醒；

步骤8、显示单元接收分析计算单元的分析结果，进行显示提醒。

这里，能够通过采集驾驶员的心率变化情况、呼吸变化情况、驾驶习惯变化情况等数据分析驾驶员是否疲劳，并根据驾驶员的疲劳情况进行提醒展示。

实施例

本发明实施例疲劳驾驶检测系统，由心率检测单元、呼吸检测单元、驾驶习惯数据采集单元、分析计算单元及显示提醒单元组成，其结构组成示意图参见图1，其中，心率检测单元、呼吸检测单元、驾驶习惯数据采集单元及显示提醒单元均与分析计算单元连接。心率检测单元用于当驾驶员系上安全带后，采集驾驶员的心率数据，并传输至分析计算单元；呼吸检测单元用于采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元；驾驶习惯数据采集单元用于接入汽车总线，读取车辆行驶状况及驾驶员驾驶情况，并传输至分析计算单元；分析计算单元用于获取心率检测单元、呼吸检测单元及驾驶习惯数据采集单元采集的数据并进行存储，根据存储的数据计算驾驶员心率值及心率的变化情况、呼吸值及呼吸变化情况和驾驶状况数据及驾驶情况变化数据，并结合计算的驾驶员心率值及心率的变化情况、呼吸值及呼吸变化情况和驾驶状况数据及驾驶情况变化数据，分析驾驶员的疲劳驾驶情况，并将分析结果发送至显示提醒单元，当驾驶员的驾驶情况在危险的疲劳驾驶规定的范围内时，发送报警数据到显示提醒单元进行提醒显示；显示提醒单元用于接收分析计算单元发送的分析结果信息并根据分析结果信息进行展示提醒。

上述系统中，心率检测单元可以集成心率传感器，传感器嵌入安全带内侧，当驾驶员系上安全带后，心率检测单元即可实现驾驶员的心率数据采集；呼吸检测单元可以通过监测安全带下腹段的拉力变化频率情况，采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元；行驶状况及驾驶员驾驶情况优选包括瞬时车速、加速度、车道偏离情况、连续驾驶时间及方向盘控制时延间隔等。

疲劳驾驶检测方法，其处理流程图参见图2，该方法应用于所述的疲劳驾驶检测系统，包括如下步骤：

步骤1、设置判断条件阈值，包括设置心率、呼吸、驾驶情况的判断阈值，并存储到分析计算单元用于采集数据后的分析计算；

步骤2、分析计算单元根据采样频率定时从心率检测单元、呼吸检测单元及驾驶习惯数据采集单元获取实时数据，并将数据进行存储，然后同时进入步骤3、4和5；

步骤3、根据步骤2存储的心率数据获取存储的心率数据进行计算，具体包括：

步骤301、提取当前最新的心率变异信号与步骤1的条件阈值进行比对，计算出基于实时心率的疲劳状态；

步骤302、根据一段时间的心率数据计算当前心率的变化曲线，结合步骤1设置的条件阈值，计算出基于心率变化情况的疲劳状态；

步骤303、根据步骤301及步骤302的计算结果，计算出基于心率的疲劳检测结果；

步骤4、根据步骤2存储的呼吸数据，计算一段时间呼吸数据的变化曲线，结合步骤1设置的条件阈值，计算出基于呼吸数据的疲劳状态；

步骤5、根据步骤2存储的驾驶习惯数据，结合不同数据的判断条件和阈值，计算出基于驾驶习惯数据的疲劳状态；

步骤6、根据步骤3-5的计算结果，采用加权判断的方法，综合基于心率变化情况的疲劳状态、基于呼吸数据的疲劳状态、基于驾驶习惯数据的疲劳状态分析出驾驶人员的疲劳情况；

步骤7、根据分析结果生成需要提醒展示的内容数据发送到显示单元步骤4显示提醒；

步骤8、显示单元接收分析计算单元的分析结果，进行显示提醒。

上述方法的步骤2中，心率检测单元中优选集成了心率传感器，传感器嵌入安全带内侧，当驾驶员系上安全带后，心率检测单元即可实现驾驶员的心率数据采集；呼吸检测单元可以通过监测安全带下腹段的拉力变化频率情况，采集驾驶员的呼吸频率数据，并传输至分析计算单元。