一种汽车自识别减速系统的制作方法

本实用新型属于汽车电子控制技术领域，特别涉及一种汽车自识别减速系统。

背景技术：

据不完全统计，我国因疲劳驾车而造成的交通事故在总起数的占比约20％左右，占特大交通事故的40％以上，占交通事故死亡率的83％；2001年在美国的调查发现，有53％的被调查者表示曾在驾驶过程中打过瞌睡；2003年赛诺菲-圣德拉堡发起的驾车者警觉度测试和问卷调查结果显示，24％感觉有疲劳驾驶感，10％调查当天驾车时打过瞌睡，50％回忆在驾车时打过瞌睡。由此可见，疲劳驾驶是诱发交通事故的重要因素之一，故如何有效地规避疲劳驾驶风险，是我们亟需研究解决的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种疲劳驾驶监测系统及汽车自识别减速系统，通过对驾驶员的疲劳驾驶状态进行识别、判断，发出警示或汽车自识别减速，以避免驾驶员疲劳驾驶风险。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种汽车自识别减速系统，包括疲劳驾驶防控系统、车载系统模块、车载中央控制器模块及执行模块，疲劳驾驶防控系统与车载中央控制器模块建立连接，用于向车载中央控制器传输减速信号；车载系统模块与车载中央控制器模块建立连接，车载系统模块用于监测车辆实时车况信息，并将车况信息传输至车载中央控制器模块；车载中央控制器模块用于将减速信号和车况信息与预设阈值比对后，根据比对结果，向执行模块输出相应的动作信息。

进一步的，车载系统模块包括坡度传感器、车速传感器及雷达传感器，坡度传感器的输出端与车载中央控制器模块的第二输入端连接，车速传感器的输出端与车辆中央控制器模块的第三输入端连接，雷达传感器的输出端与车辆中央控制器模块的第四输入端连接。

进一步的，坡度传感器包括第一坡度传感器和第二坡度传感器，第一坡度传感器设置在车辆底盘左前下摆臂附近，第二坡度传感器设置在车辆左后拉杆附近。

进一步的，车速传感器设置在车辆变速器输出轴上，雷达传感器设置在车辆前后侧牌照处。

进一步的，执行模块为电机控制器模块，电机控制器模块的输入端与车载中央控制器模块的输出端连接，电机控制模块的输出端与车辆电动机连接；

进一步的，执行模块为喷油量控制模块，喷油量控制模块的输入端与车载中央控制器模块的输出端连接，喷油量控制模块的输出端与车辆发动机连接。

进一步的，疲劳驾驶防控系统包括生理参数采集模块、计算处理模块、控制模块及警示输出模块，生理参数采集模块的输出端与计算处理模块的输入端连接，计算处理模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与警示输出模块连接。

进一步的，生理参数采集模块包括摄像头和图像处理模块，摄像头用于实时采集驾驶员人脸图像，将采集到的人脸图像传输至图像处理模块；图像处理模块用于对人脸图像预处理，得到驾驶员眼球坐标数据。

进一步的，控制模块包括判别单元，判别单元用于将传输的眼动特征参数与预设阈值进行比较判别，并输出动作信号，将动作信号传输至警示输出模块。

进一步的，警示输出模块包括显示单元、语音模块、减速信号单元、路径规划诱导单元及警示联动单元；显示单元、语音模块、减速信号单元、路径规划诱导单元及警示联动单元均与控制单元的输出端连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种汽车自识别系统，通过汽车内部的疲劳驾驶防控系统，当检测到驾驶员处于疲劳驾驶状态时，驾驶员不能及时采取减速或刹车等动作，车辆自动进行减速直至停车，能有效地规避风险，大大提高汽车使用的安全性，降低了驾驶员的劳动强度，进一步满足人们对汽车的使用要求。

进一步的，本实用新型中疲劳驾驶防控系统通过采用生理参数采集模块对驾驶员人脸图像监测产生眼球坐标数据，利用眼球坐标数据提取眼动特征参数，若眼动特征参数超过预设阈值，即认定驾驶人疲劳驾驶，控制器连接疲劳输出模块，疲劳输出模块进行警示和车辆减速，通过对驾驶员的疲劳驾驶状态进行识别、判断，发出警示或汽车自识别减速，以避免驾驶员疲劳驾驶风险；实现了汽车的主动安全性，本实用新型设备精简、测量精度高，不易受复杂交通环境影响，安全性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中所述的电动汽车自识别减速系统结构框图；

图2为本实用新型实施例2中所述的燃油汽车自识别减速系统结构框图；

图3为本实用新型汽车自识别减速系统中的疲劳驾驶防控系统的结构框图；

图4为本实用新型汽车自识别减速系统中的疲劳驾驶监测系统原理框图。

其中，1疲劳驾驶防控系统，2车载系统模块，3车载中央控制器模块，4警示模块，5电机控制器模块，6电动机，7喷油量控制器模块，8发动机；11生理参数采集模块，12计算处理模块，13控制模块，14警示输出模块，15统计评分单元；21坡度传感器，22车速传感器，23雷达传感器，41报警联动单元，42语音提示单元；111摄像头，112图像处理模块，131存储模块，132判别模块，133辅助模块，141显示单元，142语音模块，143减速信号单元，144路径诱导单元，145警示联动单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型还提供了一种汽车自识别减速系统，包括疲劳驾驶防控系统1、车载系统模块2、车载中央控制器模块3、执行模块及警示模块4；疲劳驾驶防控系统1用于根据驾驶员的疲劳状态输出减速信号，疲劳驾驶防控系统1与车载中央控制器模块3的第一输入端连接；车载系统模块2用于监测车辆行车车况信息，车载系统模块2与车载中央控制器模块3建立连接；车载系统模块2包括坡度传感器21、车速传感器22及雷达传感器23，坡度传感器21的输出端与车载中央控制器模块3的第二输入端连接，坡度传感器21用于监测道路坡度信息，将当前道路坡度信息传输至车载中央控制器模块3；坡度传感器21包括第一坡度传感器和第二坡度传感器，第一坡度传感器设置在车辆底盘左前下摆臂附近，第二坡度传感器设置在车辆左后拉杆附近；车速传感器22的输出端与车辆中央控制器模块3的第三输入端连接，车速传感器22用于监测当前车辆的车速，将监测到的当前车辆车速信号传输至车载中央控制器模块3，车速传感器22设置在车辆变速器输出轴上；雷达传感器23的输出端与车辆中央控制器模块3的第四输入端连接，雷达传感器23包含雷达测速传感器，用于监测车辆前方周围障碍物信息以及前后车辆车速信息，将监测到的车辆前方周围障碍物信息以及前后车辆车速信息传输至车载中央控制器模块3，雷达传感器23设置在车辆前后侧牌照处；车载中央控制器模块3用于将疲劳驾驶防控系统1输出的减速信号单元输出的减速信号与车辆当前状态的车速比较判别、对当前道路坡度信息进行判别、对后车车速进行判别及对车辆前方障碍物进行判别，并根据上述判别结果输出动作信号；警示模块4的输入端与车载中央控制器模块3的第一输出端连接，警示模块4包括报警联动单元41和语音提示单元42，警示模块4设置在智能手机上，智能手机与车载中央控制器模块3连接，用于实现语音诱导和报警联动。

执行模块的输入端与车载中央控制器模块4的第二输出端连接，执行模块的输出端与车辆动力系统连接，用于根据车载中央控制器模块4的动作信号，执行减速或停车动作。

工作原理

当疲劳驾驶防控系统1发出减速信号后，车载中央处理模块3将获取的数据进行判别比对，同时坡度传感器21、车速传感器22及雷达探测器23判断所述车辆坡度情况、前车障碍物，包含行人和车辆、及前后车辆速度情况，分析判定出与环境相适应的速度取值范围。

若所述车辆为电动汽车，所述车载中央控制器模块3向电机控制器模块5发送动作指令，控制电动机6的输送电压，进而达到减速甚至停车的作用；若所述车辆为燃油汽车，所述车载中央控制器模块3向喷油量控制器模块7发送动作指令，根据预设运行速度计算所需喷油量和喷油时间，进而达到减速甚至停车的作用。若雷达探测器23发现前方有障碍物，所述车载中央控制器模块3也能及时向车辆发送减速动作指令。当车辆遇到无法避免的突发状况引发交通事故时，所述车载中央控制器模3块向警示单元4发送报警信号。

示例性地，若车载中央控制器模块3结合疲劳驾驶防控系统1监测得到的驾驶员信息、坡度传感器21、车速传感器22及雷达探测器23所获取的信息判断出驾驶员疲劳程度为中度疲劳，前后方无来车，但前方存在障碍物(行人)，车载中央控制器模块3向驾驶员提示“前方存在障碍物，请减速行驶”，同时向电机控制器模块5或喷油量控制模块7发送动作指令，使得车辆自行减速，速度取值范围结合各类传感器由车载中央控制器模块综合选定。

实施例1

参考附图1所示，以电动汽车为例，一种汽车自识别减速系统，包括疲劳驾驶防控系统1、车载系统模块2、车载中央控制器模块3、警示模块4及电机控制器模块5；疲劳驾驶防控系统1用于根据驾驶员的疲劳状态输出减速信号，疲劳驾驶监测系统1与车载中央控制器模块2的第一输入端连接；车载系统模块2用于监测车辆行车车况信息，车载系统模块2与车载中央控制器3模块建立连接；车载系统模块2包括坡度传感器21、车速传感器22及雷达传感器23；坡度传感器21的输出端与车载中央控制器模块3的第二输入端连接，坡度传感器21用于监测道路坡度信息，将当前道路坡度信息传输至车载中央控制器模块3；坡度传感器21包括第一坡度传感器和第二坡度传感器，第一坡度传感器设置在车辆底盘左前下摆臂附近，第二坡度传感器设置在车辆左后拉杆附近；车速传感器22的输出端与车辆中央控制器模块3的第三输入端连接，车速传感器22用于监测当前车辆车速，将监测到的当前车辆车速信号传输至车载中央控制器模块3，车速传感器22设置在车辆变速器输出轴上；雷达传感器23的输出端与车辆中央控制器模块3的第四输入端连接，雷达传感器23用于监测车辆前方周围障碍物信息及前后车辆车速信息，将监测到的车辆前方周围障碍物信息及前后车辆车速信息传输至车载中央控制器模块3，雷达传感器23设置在车辆前后侧牌照处；车载中央控制器模块3用于将疲劳驾驶防控系统1输出的减速信号与车辆当前状态的车速比较判别、对当前道路坡度信息进行判别、对前后车车速进行判别及对车辆前方障碍物进行判别，并根据上述判别结果输出动作信号；警示模块4的输入端与车载中央控制器模块3的第一输出端连接，警示模块4包括报警联动单元41和语音提示单元42。电机控制器模块5的输入端与车载中央控制器模块3的第二输出端连接，电机控制器模块5的输出端与车辆电动机6连接，用于根据车载中央控制器模块3的动作信号，执行减速或停车动作。

实施例2

参考附图2所示，以燃油汽车为例，一种汽车自识别减速系统，包括疲劳驾驶防控系统1、车载系统模块2、车载中央控制器模块3、警示模块4及喷油量控制器模块7；疲劳驾驶防控系统1用于根据驾驶员的疲劳状态输出减速信号，疲劳驾驶监测系统的减速信号单元与车载中央控制器模块3的第一输入端连接；车载系统模块2用于监测车辆行车车况信息，车载系统模块2与车载中央控制器模块3建立连接；车载系统模块2包括坡度传感器21、车速传感器22及雷达传感器23，坡度传感器21的输出端与车载中央控制器模块3的第二输入端连接，坡度传感器21用于监测道路坡度信息，将当前道路坡度信息传输至车载中央控制器模块3；坡度传感器21包括第一坡度传感器和第二坡度传感器，第一坡度传感器设置在车辆底盘左前下摆臂附近，第二坡度传感器设置在车辆左后拉杆附近；车速传感器22的输出端与车辆中央控制器模块3的第三输入端连接，车速传感器22用于监测当前车辆车速，将监测到的当前车辆车速信号传输至车载中央控制器模块3，车速传感器22设置在车辆变速器输出轴上；雷达传感器23的输出端与车辆中央控制器模块3的第四输入端连接，雷达传感器23用于监测车辆前方周围障碍物信息及前后车辆车速信息，将监测到的车辆前方周围障碍物信息及前后车辆车速信息传输至车载中央控制器模块3，雷达传感器23设置在车辆前后侧牌照处；车载中央控制器模块3用于将疲劳驾驶防控系统1输出的减速信号与车辆当前状态的车速比较判别、对当前道路坡度信息进行判别、对后车车速进行判别及对车辆前方障碍物进行判别，并根据上述判别结果输出动作信号；警示模块4的输入端与车载中央控制器模块3的第一输出端连接，警示模块4包括报警联动单元41和语音提示单元42；喷油量控制器模块7的输入端与车载中央控制器模块3的第二输出端连接，喷油量控制器模块7的输出端与车辆的发动机8连接，用于根据车载中央控制器模块3的动作信号，执行减速或停车动作。

参考附图3所示，本实用新型所述的一种疲劳驾驶监测系统，包括生理参数采集模块11、计算处理模块12、控制模块13及警示输出模块14，生理参数采集模块11的输出端与计算处理模块12的输入端连接，计算处理模块12的输出端与控制模块13的输入端连接，控制模块13的输出端与警示输出模块14的输入端连接。

生理参数采集模块11包括摄像头111和图像处理模块112，摄像头111用于采集人脸图像，将采集的人脸图像传输至图像处理模块112；图像处理模块112用于对人脸图像进行预处理；预处理时对人脸图像进行灰度化处理，然后进行直方图均衡化处理，得到眼球坐标数据；图像处理模块112首先对采集到的人脸图像进行灰度化处理，然后进行直方图均衡化处理，采用基于类haar-like特征的adaboost级联分类器算法进行驾驶员眼球定位、分割，得到驾驶员的眼球坐标数据，将眼球坐标数据传输至计算处理模块12。本实用新型中生理参数采集模块11依赖智能手机实现，将手机固定在手机摄像头能准确拍摄到人脸的位置，然后利用智能上的摄录像功能，实时采集驾驶员人脸图像，图像采集完成后进行图像预处理；通过驾驶人眼部的准确定位和分割，得到所需眼球坐标数据。

计算处理模块12根据眼球坐标数据，计算得到眼动特征参数；眼动特征参数例如：眨眼频率、眼睛闭合百分率、注视点、注视时间及瞳孔直径变异系数；将特征参数以数据形式传输至控制模块，控制模块13包括存储模块131、判别模块132及辅助模块133；存储模块131采用智能手机的的云端数据库，利用智能手机的云端数据库对眼动特征参数进行统计学分析；存储模块132用于存储眼动特征参数的历史数据，不同的内部环境如驾驶员的性别、年龄以及不同的外部环境如天气状况等，均会对驾驶员的眼动轨迹特征造成不同程度的影响；从前5-8分钟驾驶员的眼动特征参数历史数据中提取出数据样本，并剔除其中的噪声数据进行预处理，作为后期数据的参考标准。判别模块132用于将传输的眼动特征参数与预设阈值进行比较判别，根据比较结果，判别驾驶员的疲劳等级，并根据不同的疲劳等级输出相应的动作信号，将动作信号传输至警示输出模块14；

辅助模块133包括防干扰单元和误判恢复单元，防干扰单元用于实现小范围内恢复数据的传输，避免了因手机自身故障问题造成数据信号传输中断；误判恢复单元用于系统误判时，驾驶员对控制模块进行手动恢复。

警示输出模块14用于根据相应的动作信号，执行对应的动作；警示输出模块14包括显示单元141、语音模块142、减速信号单元143、路径诱导单元144及警示联动单元145；显示单元141用于显示驾驶员当前的疲劳信息，语音模块142用于采用语音对驾驶员进行唤醒；减速信号单元143与车辆的车载中央控制器模块3连接，用于对车载中央控制器模块3提供减速信号；路径诱导单元144用于自动为驾驶员搜索规划附近的停车休息点路径，警示驾驶员到泊位点停车休息；警示联动单元145用于根据预设的报警动作和联动方式进行报警联动。

进一步的，还包括统计评分单元15，统计评分单元15与控制模块13连接，统计评分单元用15于存储、分析预设时间段内驾驶员的驾驶状况，评估信息量化处理后生成驾驶状态得分值，可作为驾驶员考核依据，根据驾驶状态得分值的高低可采取相应的奖惩措施。

工作原理

参考附图2所示，本实用新型所述的一种疲劳驾驶防控系统在使用时，生理参数采集模块11将获取眼球坐标信息传输至计算处理模块12，生理参数采集模块12采用智能手机的摄像头111和内置的图像处理模块112，完成对眼球坐标数据的采集传输；计算处理模块12处理得到的眼动特征参数传输至控制模块，控制模块13采用智能手机内部控制模块，智能手机内部控制模块内置的处理器处理完毕后，判断眼动特征参数指标值是否处于预设阈值范围内：如果发现汽车处于行驶状态，且分析得到的疲劳状态检测的眼动特征参数值超过第一设定阈值1时，则判断驾驶员处于疲劳驾驶状态的概率为0-30％，驾驶员处于轻度疲劳状态，此时将警示输出模块14的语音模块142，警示驾驶员集中精力，注意休息；当判别眼动特征参数值超过第二设定阈值2时，则判断驾驶员处于疲劳驾驶状态的概率为30-60％，驾驶员处于中度疲劳状态，此时语音模块142的语音提示音量和频率增大，警示驾驶员不要疲劳驾驶，警示输出模块14向车载中央控制器模块3发出减速信号；当眼动特征参数值超过第三设定阈值3时，则判断驾驶员处于疲劳驾驶状态的概率为60-100％，驾驶员处于重度疲劳状态，警示输出模块14的显示单元141使得手机显示界面闪烁红色警示标识，且无间隔发出警报声，警示输出模块14的向车载中央控制器模块3发出减速信号，且警示输出模块14的路径规划诱导单元144自动为驾驶员搜索规划附近的停车休息点路径，警示驾驶员到泊位点停车休息。本实用新型所涉及的硬件设施利用智能手机即可进行疲劳驾驶监测，本实用新型的便携性、微型化特点给驾驶员提供便利，实现一个装置匹配多辆汽车。

在本实用新型实施例的描述中，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。