本实用新型属于驾驶安全技术领域，具体涉及一种疲劳驾驶预警及干预装置。
背景技术：
随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，汽车的保有量逐年增加，交通压力越来越大，疲劳驾驶已经成为了交通事故发生的重要原因之一。疲劳驾驶增加了事故发生的概率，使得对疲劳驾驶的研究越来越多。目前国内外已经开发了多种疲劳预警设备，主要通过生理检测、人脸识别、佩戴感应手环或头盔来完成疲劳状态检测，其准确度和精确度不高，使用佩戴不方便。大部分的疲劳预警设备只能实现提醒作用，对疲劳驾驶人不能进行干预，同样会造成交通事故的发生。
目前对于疲劳驾驶人实现干预的装置存在许多不足，其中最主要的是不能满足个人特质，造成干预装置干预效果变差。处于疲劳状态的驾驶人的行为特征同正常状态下行为特征相比，存在较大差异，可以对行为特征进行实时数据采集。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种疲劳驾驶预警及干预装置，通过对驾驶人和驾驶车辆多个特征进行采集，从而进行疲劳驾驶的判断、预警以及干扰。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种疲劳驾驶预警及干预装置，包括转向盘握力传感器、转向盘转角传感器、触觉传感器、喇叭按键传感器、速度传感器、三轴加速度传感器、心率传感器、声音传感器、测距传感器、行车记录仪及GPS、控制单元、自动刹车系统、故障诊断仪、电源模块和自动预警装置；
其中，转向盘握力传感器、转向盘转角传感器、触觉传感器、喇叭按键传感器、速度传感器、三轴加速度传感器、心率传感器、声音传感器、测距传感器、行车记录仪及GPS分别与控制单元相连接，所述控制单元分别与电源模块、自动预警装置相连接，所述故障诊断仪通过电源模块与控制单元相连接。
进一步地，还包括显示器，所述显示器分别与故障诊断仪、控制单元相连接。
进一步地，还包括转角计时器，所述转角计时器与控制单元相连接。
进一步地，所述自动预警装置包括第一继电器、延时继电器、自动预警器、振动干预电机，所述自动预警器通过第一继电器与控制单元相连接，所述振动干预电机通过延时继电器与控制单元相连接。
进一步地，所述故障诊断仪通过一手动开关与自动预警装置相连接，其中第一继电器与自动预警器之间设有节点A，所述手动开关与节点A相连接，延时继电器与振动干预电机之间设有节点B，所述手动开关与节点B相连接，在A、B节点连接处通过第二继电器连接。
进一步地，所述转向盘握力传感器和触觉传感器均设置在转向盘表面；所述转向盘转角传感器设置在转向轴上；所述喇叭按键传感器设置在喇叭按键处；所述速度传感器设置在油门踏板上；所述三轴加速度传感器设置在车体的中心位置处；所述心率传感器和声音传感器均设置在驾驶人座椅下方；所述测距传感器设置在车辆前保险杠上；所述行车记录仪及GPS设置在车辆前挡风玻璃上。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、本实用新型通过电子控制单元ECU提取驾驶人行为指标个性参数，有效解决了个体差异对检测的影响；
2、本实用新型能够对驾驶人的驾驶行为进行实时检测，并能够及时将检测数据传送，误差小；
3、本实用新型对疲劳驾驶状态进行分级，针对不同级别的的疲劳状态，进行一级和二级的语音提醒和振动干预，并且干预效果明显；
4、本实用新型对处于疲劳状况的驾驶人转弯状态进行监控，当车辆出现同一转向角度停留时间过长时，及时启动自动刹车系统，保护驾驶人驾驶安全；
5、本实用新型装置新颖独特，实用性强，准确度高，提高了行驶安全性，减少了交通事故的发生。
附图说明
图1是本实用新型装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型自动预警装置电路图。
图中各个标号的含义为：1-转向盘握力传感器，2-转向盘转角传感器，3-触觉传感器，4-喇叭按键传感器，5-速度传感器，6-三轴加速度传感器，7-心率传感器，8-声音传感器，9-测距传感器，10-行车记录仪及GPS，11-控制单元，12-转角计时器，13-故障诊断仪，14-电源模块，15-自动刹车系统，16-显示器，17-延时继电器，18-振动干预电机，19-手动开关，20-第一继电器，21-自动预警器，22-第二继电器，23-保护开关。
以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
如图1所示，本实施例给出一种疲劳驾驶预警及干预装置，包括：
转向盘握力传感器1、转向盘转角传感器2、触觉传感器3、喇叭按键传感器4、速度传感器5、三轴加速度传感器6、心率传感器7、声音传感器8、测距传感器9、行车记录仪及GPS10、控制单元11、自动刹车系统15、故障诊断仪13、电源模块14和自动预警装置；
其中，转向盘握力传感器1、转向盘转角传感器2、触觉传感器3、喇叭按键传感器4、速度传感器5、三轴加速度传感器6、心率传感器7、声音传感器8、测距传感器9、行车记录仪及GPS10分别与控制单元11相连接，所述控制单元11分别与电源模块14、自动预警装置相连接，所述故障诊断仪13通过电源模块14与控制单元11相连接。
本实施例中，所述的转向盘握力传感器装在转向盘表面，用于检测驾驶人握力情况，将测得的数据传送给控制单元；
所述的转向盘转角传感器安装在转向轴上，用于检测转向盘转角和转速，将测得的数据传送给控制单元；
所述的触觉传感器装在转向盘表面，用于检测驾驶人单次脱离转向盘的时间和单位时间脱离转向盘的次数，将测得的数据传送给控制单元；
所述的喇叭按键传感器安装在喇叭按键处，用于检测单位时间按键次数，将测得的数据传送给控制单元；
所述的速度传感器安装在油门踏板上，用于检测车辆行驶瞬时速度，将测得的数据传送给控制单元；
所述的三轴加速度传感器安装在车体中心位置处，用于检测车辆的瞬时侧向及纵向加速度，将测得的数据传送给控制单元；
所述的心率传感器安装在驾驶人座椅下，用于检测驾驶人心率情况，将测得的数据传送给控制单元；
所述的声音传感器安装在驾驶人座椅下，用于检测驾驶人音色，将测得的数据传送给控制单元；
所述的测距传感器安装在车辆前保险杠上，用于检测车辆与前方车辆距离，将测得的数据传送给控制单元；
所述的行车记录仪和GPS安装在前挡风玻璃处，用于检测车辆偏离车道距离，将测得的数据传送给控制单元；
本实施例中的故障诊断仪采用OBD-II随车故障诊断仪，当控制单元出现故障时，它可以读取整个系统的故障码，并通过显示器显示故障信息以便维修，同时触发电路工作，报警器也发出蜂鸣声以提醒驾驶人疲劳预警干预功能失效。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上还包括显示器16，所述显示器16分别与故障诊断仪13、控制单元11相连接。
本实施例中的显示器用于显示故障诊断仪的故障信息。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上提供了自动预警装置，包括第一继电器20、延时继电器17、自动预警器21、振动干预电机18，所述自动预警器21通过第一继电器20与控制单元相连接，所述振动干预电机18通过延时继电器17与控制单元11相连接。
本实施例中的自动预警器，包括一级和二级语音提醒；所述的振动干预电机，包括一级和二级振动干预。
故障诊断仪13通过一手动开关19与自动预警装置相连接，其中第一继电器20与自动预警器21之间设有节点A，所述手动开关19与节点A相连接，延时继电器17与振动干预电机18之间设有节点B，所述手段开关19与节点B相连接。
手动开关与故障诊断仪的触发电路连接，当疲劳预警干预功能出现故障时，可以通过手动开关将预警和干预装置关闭。
实施例4：
如图2所示，端口a接电源正极，实现自动预警装置供电，保护开关23与端口d连接；端口b接故障诊断仪的触发电路，实现手动开关的实施功能；端口d接控制单元I/O口，接收控制单元的电压信号；第一继电器20与延时继电器17的线圈触点一端连接于节点c,并连接于端口d，另一端接地；第一继电器20与延时继电器17的开关触点一端连接于端口d，另一端连接于端口a；手动开关19连接于自动预警器21节点A和振动干预电机18节点B处，用第二继电器22连接,防止电路短路。当端口d接收到控制单元电压信号，会使第一继电器20和延时继电器17通电，振动干预电机18和自动预警器21正常工作。
工作原理：
电子控制单元ECU内部有存储驾驶人行为信息参数并对其综合处理的电子单元，能够将驾驶人的行为信息参数通过传感器进行采集并储存在寸储器中，减少驾驶人个体差异对检测的影响，并将采集的数据同驾驶人的实时行为参数进行对比，把比较和计算的结果转变为控制信号，用于控制自动预警器、振动干预电机、自动刹车系统。
具体地，所述的自动预警器，包括一级和二级语音提醒以及灯光提示，预警器运用MP3预警模块，能够读取SD卡中预先存储的语音，根据级别不同语音信息不同。所述的振动干预电机，包括一级和二级振动干预，振动电机安装于驾驶座椅上，根据级别不同，振动强度不同。当电子控制单元ECU输出控制信号后，会同时启动预警继电器和振动延时继电器，对于振动延时继电器要提前设置时间阀值，时间依据语音提醒时间长短而设定，使得能够实现语音提醒结束后开启振动干预电机，实现干预功能。在自动预警器和振动干预电机处有一个手动总开关，手动开关安装在驾驶座椅处，当预警干预装置出现故障时，可以手动关闭此装置。
转角计时器与电子控制单元ECU相连，如果处于疲劳状态的驾驶人在转弯时，同一转向角度停留时间过长，超过了转角计时器的时间阀值(一个角度信号控制在25s内)，会直接启动自动刹车系统，对驾驶人进行及时保护。