本实用新型涉及虹膜识别领域，尤其涉及一种基于虹膜识别的防止疲劳系统。
背景技术：
我国的交通运输业发展迅速，随之而来的道路交通事故也呈上升趋势，根据交通部门的资料显示，由于疲劳驾驶造成的交通事故比重很大，占特大交通事故的比重更大，疲劳驾驶已经作为交通事故发生的主要隐患，已经引起人们的关注，针对疲劳驾驶，也出现了许多疲劳驾驶的检测装置，但是目前使用的检测装置主要是检测驾驶员头部的姿势进行疲劳驾驶的判断，检测装置需要与驾驶员的头部接触，影响驾驶员的注意力，使驾驶员感到不适，加速了驾驶员疲劳的速度，增加了疲劳驾驶发生的几率；另外当驾驶员为了活动身体而改变姿势时，容易被误检为疲劳驾驶，故现有的检测装置准确性不强，且目前市场没有一款防疲劳驾驶准确性很强的检测设备。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供基于虹膜识别的防止疲劳系统，该系统利用虹膜识别技术，计算出每次采集到的虹膜特征信息的重合度，根据重合度的大小和持续时间判断使用者是否处于疲劳状态，并根据其疲劳程度，启动语音提醒功能、警报功能和切换工作模式。
本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种基于虹膜识别的防止疲劳系统，包括虹膜识别模块、控制模块、语音提醒模块、警报模块和工作模式切换模块：
所述虹膜识别模块用于实时采集、处理、存储虹膜特征信息以及计算虹膜特征信息的重合度，并将重合度传送到控制模块；
所述控制模块用于根据重合度的大小和持续时间来判断疲劳状态，并根据疲劳状态控制所述语音提醒模块、警示模块和工作模式切换模块；
所述语音提醒模块用于接收控制模块的指令，启动语音提醒功能；
所述警报模块用于接收控制模块的指令，启动警报功能；
所述工作模式切换模块用于接收控制模块的指令，切换工作模式。
进一步地，所述虹膜识别模块包括虹膜采集单元、虹膜处理单元、虹膜存储单元和重合度计算单元：
所述虹膜采集单元用于采集虹膜图像；
所述虹膜处理单元用于对采集到的虹膜图像进行预处理和特征信息的提取；
所述虹膜存储单元用于存储该系统开始工作时采集到的第一个虹膜特征信息；
所述重合度计算单元用于将每次采集到的虹膜特征信息与存储的第一次采集到的虹膜特征信息进行对比，计算出每一次采集到的虹膜特征信息的重合度，并将重合度传送到控制模块。
进一步地，所述控制模块设置有虹膜特征信息重合度的上限值和下限值，若采集到的虹膜特征信息的重合度大于上限值，则为正常状态；若采集到的虹膜特征信息的重合度处于上限值和下限值内，则为轻度疲劳状态；若采集到的虹膜特征信息的重合度小于下限值，则为重度疲劳状态。
进一步地，若采集到的虹膜特征信息的重合度连续若干次处于上限值和下限值内，则所述控制模块对所述语音提醒模块发出指令，启动语音提醒功能；若采集到的虹膜特征信息的重合度连续若干次小于下限值，则所述控制模块对所述警报模块和工作模式切换模块发出指令，启动警报功能和切换工作模式。
进一步地，所述虹膜采集单元为一个带红外线感应的摄像头。
进一步地，所述虹膜采集单元每间隔一定的时间采集一次虹膜图像。
进一步地，所述防止疲劳系统还具有虹膜启动功能。
本实用新型具有如下有益效果：
（1）该防止疲劳系统利用虹膜识别技术，计算出每次采集到的虹膜特征信息的重合度，根据重合度的大小和持续时间判断使用者是否处于疲劳状态，并根据其疲劳程度，启动语音提醒功能、警报功能和切换工作模式；
（2）适用于手机、电脑、平板和汽车等多种终端，可根据不同终端的安全要求设置重合度的上限值和下限值；
（3）每间隔一定时间采集一次虹膜图像，重合度连续若干次处于上限值和下限值之间、或者连续若干次低于下限值才对语音提醒模块、警报模块和工作模式切换模块发出指令，能够避免由于人的眨眼、眯眼等眼部动作影响到虹膜特征信息的重合度，进而导致系统的误判。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于虹膜识别的防止疲劳系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。
如图1所示，一种基于虹膜识别的防止疲劳系统，包括虹膜识别模块、控制模块、语音提醒模块、警报模块和工作模式切换模块：
所述虹膜识别模块用于实时采集、处理、存储虹膜特征信息以及计算虹膜特征信息的重合度，并将重合度传送到控制模块；
所述控制模块用于根据重合度的大小和持续时间来判断疲劳状态，并根据疲劳状态控制所述语音提醒模块、警示模块和工作模式切换模块；
所述语音提醒模块用于接收控制模块的指令，启动语音提醒功能；
所述警报模块用于接收控制模块的指令，启动警报功能；
所述工作模式切换模块用于接收控制模块的指令，切换工作模式。
不同面积的虹膜图像包含有不同数量的虹膜特征信息，人在疲劳或瞌睡状态时，由于眼睑和睫毛遮盖部分或全部虹膜，从而影响虹膜图像采集的完整度和虹膜特征信息匹配时的重合度。
该防止疲劳系统利用虹膜识别技术，计算出每次采集到的虹膜特征信息的重合度，根据重合度的大小和持续时间判断使用者是否处于疲劳状态，并根据其疲劳程度，启动语音提醒功能、警报功能和切换工作模式。
本实用新型的防止疲劳系统适用于手机、电脑、平板和汽车等终端。
其中，语音提醒模块可以是单独设置的语音装置，也可以通过手机、电脑、平板和汽车等终端的喇叭实现语音提醒功能；所述警报模块可以是单独设置的警报装置，也可以通过手机、电脑、平板和汽车等终端的喇叭实现警报功能，其中，若终端为汽车，还可以结合汽车的闪光灯、故障灯等提醒周边车辆和行人注意；工作模式切换模块可以将手机、电脑、平板等的工作模式切换到关机/待机状态，或者将汽车的工作模式切换到自动驾驶状态。
其中，所述虹膜识别模块包括虹膜采集单元、虹膜处理单元、虹膜存储单元和重合度计算单元：
所述虹膜采集单元用于采集虹膜图像；
所述虹膜处理单元用于对采集到的虹膜图像进行预处理和特征信息的提取；
所述虹膜存储单元用于存储该系统开始工作时采集到的第一个虹膜特征信息；
所述重合度计算单元用于将每次采集到的虹膜特征信息与存储的第一次采集到的虹膜特征信息进行对比，计算出每一次采集到的虹膜特征信息的重合度，并将重合度传送到控制模块。
其中，所述控制模块设置有虹膜特征信息重合度的上限值和下限值，若采集到的虹膜特征信息的重合度大于上限值，则为正常状态；若采集到的虹膜特征信息的重合度处于上限值和下限值内，则为轻度疲劳状态；若采集到的虹膜特征信息的重合度小于下限值，则为重度疲劳状态。
上限值和下限值可根据不同的终端而设置不同的阀值，以安全要求最为严苛的汽车终端为例，其重合度的上限值设为50%、下限值设为30%，若重合度处于30%和50%之间，则使用者处于轻度疲劳状态；若重合度低于30%，则使用者处于严重疲劳状态。手机、电脑、平板等终端的上限值和下限值可适当放宽。
若采集到的虹膜特征信息的重合度连续若干次处于上限值和下限值内，则所述控制模块对所述语音提醒模块发出指令，启动语音提醒功能；若采集到的虹膜特征信息的重合度连续若干次小于下限值，则所述控制模块对所述警报模块和工作模式切换模块发出指令，启动警报功能和切换工作模式。
考虑到在非疲劳状态下，人的眨眼、眯眼等眼部动作也会影响到虹膜特征信息的重合度，为避免系统误判，需要根据阀值连续出现的次数，从而得出疲劳状态持续的时间长短，据此判断是否启动相应功能。以安全要求最为严苛的汽车终端为例，若所述重合度连续3次处于30%和50%之间，则所述控制模块对所述语音提醒模块发出指令，启动语音提醒功能；若重合度连续3次低于30%，则所述控制模块对所述警报模块和工作模式切换模块发出指令，启动警报功能并切换到自动驾驶状态。手机、电脑、平板等终端在启动警报功能的同时，还将工作模式切换到待机/关机状态。
所述虹膜采集单元为一个带红外线感应的摄像头，所述虹膜采集单元每间隔一定的时间采集一次虹膜图像，优选地，所述虹膜采集单元每隔1秒采集一次虹膜图像。
作为本技术方案的进一步优化，所述防止疲劳系统还具有虹膜启动功能，将终端拥有者的虹膜特征信息预先存储在所述虹膜存储单元中，然后终端拥有者通过虹膜识别模块成功识别虹膜特征信息后，所述控制模块对工作模式切换模块发出指令，将终端切换到启动状态。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本实用新型的保护范围之内。