一种疲劳驾驶监测系统和方法与流程

本发明涉及汽车安全系统，尤其涉及疲劳驾驶检测系统和方法。

背景技术

随着中国汽车产业的蓬勃发展，道路交通日趋完善，行驶状况得到了极大改善，越来越多的高速道路投入使用，改善了驾驶环境，造成部分驾驶员放松了对安全行车的自我警惕和约束，极易造成疲劳驾驶问题，这个问题在长途货运及物流行业比较突出，需要一种有效且可靠的司机疲劳驾驶监测系统。当前的疲劳检测仅仅考虑从单一维度考虑，如人脸识别来判定，系统的准确性还有待提高，鲁棒性也不强，缺乏多个子系统融合。

技术实现要素：

为了解决目前交通事故中的疲劳驾驶引起的潜在安全问题，本发明提供了一种疲劳驾驶监测系统。

所述疲劳驾驶监测系统包括：

脸部状态监测装置，被配置成监测脸部状态并生成第一疲劳状态值；

方向盘握力感应装置，被配置成监测双手握力并根据衰减程度生成第二疲劳状态值；

车道轨迹捕捉装置，被配置成监测车道轨迹并生成第三疲劳状态值；以及

中央控制器，被配置成实时监测第一疲劳状态值、第二疲劳状态值以及第三疲劳状态值并根据所述三个状态值确定安全风险等级，根据不同安全风险等级确定不同的风险控制策略。

在一个实施例中，所述根据所述三个状态值确定安全风险等级包括：

计算第一疲劳状态值、第二疲劳状态值以及第三疲劳状态值之和；

若和为0，则安全风险等级为安全状态；

若和为1且持续时间超过第一预设时间段，则安全风险等级确定为风险状态；

若风险状态持续时间超过第一预设时间段，或者和为2且持续时间超过第一预设时间段，则安全风险等级确定为危险状态；

若危险状态持续时间超过第一预设时间段，或者和为3且持续时间超过第一预设时间段，则安全风险等级确定为高危状态。

若处于风险状态、危险状态和高危状态的任意一个状态时，和为0且持续时间超过第二预设时间段，或者存在人工干预的情况，则安全风险等级确定为安全状态。

在一个实施例中，所述安全风险等级对应以下风险控制策略：

安全状态不执行操作；

风险状态对应语音提示；

危险状态对应语音提示和握把震动提醒；

高危状态对应语音提示和握把震动提醒，且启动应急灯和自动驾驶系统以进行减速靠边停车操作。

在一个实施例中，所述第一设定时间段为2秒。

在一个实施例中，所述第二设定时间段为5秒。

在一个实施例中，所述脸部状态监测装置包括：

内部摄像头，捕捉驾驶员的所述脸部状态；以及

识别单元，根据所述脸部状态通过识别算法生成第一疲劳状态值，第一疲劳状态值为0或1，0表示正常，1表示异常。

在一个实施例中，所述第二疲劳状态值为0或1，当双手握力的持续衰减程度超过一阈值，则第二疲劳状态值为1，否则为0。

在一个实施例中，所述车道轨迹捕捉装置包括：

外部摄像头，捕捉车道轨迹；以及

捕捉单元，根据所述车道轨迹生成第三疲劳状态值，所述第三疲劳状态值为0或1，0表示正常，1表示异常。

在一个实施例中，所述中央控制器将所确定的安全风险等级发送至原车控制器，以执行所述风险控制策略。

本发明还提供了一种疲劳驾驶监测方法，其特征在于，所述方法包括：

监测驾驶员脸部状态，获得第一疲劳状态值；

监测驾驶员握力衰减程度，以获得第二疲劳状态值；

监测车道轨迹，获得第三疲劳状态值；

根据第一疲劳状态值、第二疲劳状态值以及第三疲劳状态值确定安全风险等级，根据不同的所述安全风险等级确定不同的风险控制策略。

在一个实施例中，所述根据第一疲劳状态值、第二疲劳状态值以及第三疲劳状态值确定安全风险等级包括：

计算第一疲劳状态值、第二疲劳状态值以及第三疲劳状态值之和；

若所述和为0，则安全风险等级确定为安全状态；

若所述和为1且持续时间超过第一预设时间段，则安全风险等级确定为风险状态；

若风险状态持续时间超过第一预设时间段，或者所述和为2且持续时间超过第一预设时间段，则安全风险等级确定为危险状态；

若危险状态持续时间超过第一预设时间段，或者所述和为3且持续时间超过第一预设时间段，则安全风险等级确定为高危状态；

若处于风险状态、危险状态和高危状态的任意一个状态时，所述和为0且持续时间超过第二预设时间段，或者存在人工干预的情况，则安全风险等级确定为安全状态。

在一个实施例中，所述安全风险等级对应以下风险控制策略：

安全状态下不执行操作；

风险状态对应语音提示；

危险状态对应语音提示和握把震动提醒；

高危状态对应语音提示和握把震动提醒，且启动应急灯和自动驾驶系统以进行减速靠边停车操作。

本发明对车上功能模块做了高效融合，具有极高的鲁棒性及可扩展性，具有较高的判断准确性以及强大辅助功能。本发明通过借助多种探测器的融合利用，对驾驶员的疲劳状态进行捕捉和判定，可以提高判断的准确性和有效性，减少不必要的误判而引起的抱怨，及时高效的提醒驾驶员避免进入疲劳驾驶状态，同时结合开启应急灯和应急停车的操作还可降低潜在的二次事故伤害。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出根据本发明一实施例的疲劳驾驶监测系统；

图2示出根据本发明一实施例的风险等级及相应风险控制策略；

图3示出根据本发明一实施例的策略运行逻辑示意图。

图4示出根据本发明一实施例的疲劳驾驶监测方法的流程图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

为了解决目前交通事故中的疲劳驾驶引起的潜在安全问题，本发明提供了一种疲劳驾驶检测系统。图1示出根据本发明一实施例的疲劳驾驶监测系统。该系统包括探测部分和运行控制部分。该探测部分包括脸部状态监测装置101、方向盘握力感应装置102、车道轨迹捕捉装置103。该运行控制部分包括中央控制器104。该中央控制器104的输出可与原车控制器105耦接。原车控制器105可控制执行部分来执行疲劳驾驶应对策略。该执行部分包括原车扬声器、握把震动装置、应急灯以及自动驾驶系统的减速靠边停车单元。

在一个实施例中，该脸部状态监测装置101包括车内摄像头以及识别单元，该车内摄像头用于捕捉驾驶员的脸部状态。脸部状态包括眼皮和通孔状态。识别单元根据脸部状态通过识别算法生成第一疲劳状态值a(脸部状态值a)。

在一个实施例中，方向盘握力感应装置102根据双手握力的持续衰减程度生成第二疲劳状态值b(握力状态值b)。

在一个实施例中，车道轨迹捕捉装置103包括外部摄像头以及捕捉单元。该外部摄像头捕捉车道轨迹，捕捉单元根据车道轨迹通过一算法生成第三疲劳状态值c(轨迹状态值c)。

在一个实施例中，中央控制器104根据第一疲劳状态值a、第二疲劳状态值b以及第三疲劳状态值c这三项参考值，对这三项参考值进行求和(σ)计算，得到的结果作为行驶安全风险等级r的评判依据。例如，可通过各个传感器收集参数及求和，并由中央控制器将实时监测到的这三相参考值做运算和判断，发出不同的风险等级信号至原车控制器105，以执行对应的风险控制策略。

在一个实施例中，中央控制器104可以是pcb电路板。

在一个实施例中，原车控制器105根据中央控制器104发出的风险等级信号执行相应的风险控制策略。根据不同的风险控制策略，启动对应的执行部分。执行部分可以是以下中的一个或多个：原车扬声器、握把震动装置、应急灯以及自动驾驶系统的减速靠边停车单元。

图2示出具体风险等级及相应风险控制策略。

r＝0为安全，不执行任何操作；

r＝1为风险，原车控制器105发指令，让原车扬声器发出疲劳警告；

r＝2为危险，在声音告警前提下，启动握把震动装置来震动方向盘，提醒用户；

r＝3为高危，旨在表明驾驶员已经对车辆失控，此时在保持提醒和震动前提下，原车控制器105通过开启应急灯，以及启动自动驾驶系统，进行靠边停车操作，防止意外的发生，在进入风险报警状态后，系统依旧持续保持对用户的监测，一旦用户有能力接管车辆或检测数值回到正常，以及任何阶段只要有人工干预即用户主动介入操作(调整方向盘，加减速油门，踩制动踏板等)，即刻退出任何操作控制权移交驾驶员，系统将退出操作，系统重新开始监测。

图3示出根据本发明一实施例的策略运行逻辑示意图。

如图3所示，探测部分实时监测脸部状态值a、握力状态值b、轨迹状态值c，并实时对这三个状态值求和σ。若σ为0，则此时处于安全风险等级r＝0状态，不需要执行任何动作。如果σ＝1，且超过一预设时间(例如2s)，则此时进入安全风险等级r＝1(风险状态)，此时利用原车扬声器发出语音提示以进行疲劳警告。如果σ＝2，且持续时间超过第一预设时间(例如2s)或者r＝1，且持续时间超过第一预设时间(例如2s)，则此时进入安全风险等级r＝2(危险状态)，利用原车扬声器发出语音提示以进行疲劳警告的同时启动握把震动装置来震动方向盘，提醒用户。如果σ＝3，且持续时间超过第一预设时间(例如2s)或者r＝2，且持续时间超过第一预设时间(例如2s)，则此时进入安全风险等级r＝3(高危状态)，在语音提示和震动提醒的同时，开启应急灯并启动自动驾驶系统，进行靠边停车操作。在处于r＝1或r＝2或r＝3的任意一种状态时，只要实时监测到σ＝1，且持续时间超过第二预设时间(例如5s)或者有人工干预，则回到r＝0的状态，系统重新开始监测。

图4示出根据本发明一实施例的疲劳驾驶监测方法。所述方法包括以下步骤：

步骤401：监测驾驶员脸部状态，获得第一疲劳状态值；

步骤402：监测驾驶员握力衰减程度，以获得第二疲劳状态值；

步骤403：监测车道轨迹，获得第三疲劳状态值；

步骤404：根据第一疲劳状态值、第二疲劳状态值以及第三疲劳状态值确定安全风险等级，根据不同的所述安全风险等级确定不同的风险控制策略。

本发明的有益技术效果是：当驾驶员处于疲劳驾驶时，现有技术多是采用一种或两种手段，判断依据不是很充足，容易导致误判，误报，引起驾驶员的抱怨，本发明通过借助多种探测器的融合利用，对驾驶员的疲劳状态进行捕捉和判定，可以提高判断的准确性和有效性，减少不必要的误判而引起的抱怨，及时高效的提醒驾驶员避免进入疲劳驾驶状态，同时结合开启应急灯和应急停车的操作还可降低潜在的二次事故伤害。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。