一种基于车辆安全车距的控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及安全驾驶技术领域，具体涉及一种基于车辆安全车距的控制系统及器控制方法。

背景技术：

随着全球汽车保有量的迅猛增长，汽车给人们的出行带来了极大的便利，推动了社会经济的发展和人类物质文明的进步，但由此带来的道路交通事故给人民生命财产和国民经济造成了巨大的损失。世界卫生组织表明：每年全球于交通事故中受到伤害的人数大概有2000万至5000万人，于道路交通事故死亡的人数大概有130万人，于道路交通事故所造成的经济损失大概为5180亿美金。道路交通事故即将成为除精神压力症和心血管病外致使人们不正常死亡的第三大直接原因。与其他国家相比，我国的道路交通事故尤为严重，每年约发生400万起，受伤人数约30万，死亡人数达到7万左右，直接经济损失近10亿元。通过对交通事故的分析显示：大于65％的车辆相撞属于追尾碰撞,且车辆追尾事故占全国交通事故总量的30％-40％，汽车发生追尾事故最重要原因是由于驾驶员没能及时做出反应。据一项分析显示：如果驾驶员提前有0.5s的预警时间并能及时地采取预防措施，就可避免大约60％的追尾事故；假设驾驶员能够有提前1s左右的预警时间,就可避免超过90％的追尾事故。

据不完全统计，全世界每年因道路交通事故导致死亡的人数超过60万，由于驾驶员疲劳造成的交通事故至少有10万起，其中1500起重大事故，7.1万起交通事故导致人身伤害，直接经济损失达125亿美元。因此，如何及时、准确地发现并防止驾驶员的疲劳驾驶，也是我们面临的重要问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种基于车辆安全车距的控制系统及其控制方法，不仅能在当前车辆未处于安全距离时发出警示信号，还能在驾驶员疲劳时降低驾驶员的疲劳度，减少交通事故。

第一方面，本发明实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统，包括环境感知模块、驾驶员疲劳监测模块、主控模块、执行模块和车载模块；

所述环境感知模块用于采集车辆周围的环境信息，根据环境信息获取前车信息，还用于采集和计算本车和前车之间的距离、自车车速和相对车速；

所述驾驶员疲劳监测模块用于采集本车驾驶员在驾驶过程中的疲劳数据，并将疲劳数据发送给主控模块；

所述主控模块通过外设通信接口与环境感知模块连接，通过线路与本车的执行单元连接，通过专用短程通信dsrc接口与本车的车载单元连接；所述主控模块根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行处理，分析本车与前车是否处于安全距离得到分析结果，根据分析结果向车载模块发送第一控制指令；根据驾驶员疲劳监测模块发送的数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令；

所述车载模块用于根据第一控制指令发出安全警示信号；

所述执行模块用于根据第二控制指令动作以降低驾驶员疲劳度。

可选地，所述执行模块包括设置在头枕内部的喷雾装置，所述喷雾装置用于向外喷洒提神醒脑的喷雾。

可选地，所述喷雾装置包括壳体、管道、储液箱、处理模块、喷雾开关和雾化喷头，所述处理模块设置在壳体内，所述喷雾开关和雾化喷头均设置壳体上，管道用于从储液箱中将液体导流到雾化喷头，所述处理模块包括处理器和无线通信模块，无线通信模块用于与主控模块进行无线通信，接收主控模块发送的第二控制指令，处理器根据接收的第二控制指令打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。

可选地，所述喷雾装置还包括定时模块，所述定时模块用于定时向处理模块发送定时信号，处理器根据定时信号定时打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。

可选地，所述驾驶员疲劳驾驶监测模块包括驾驶员图像采集单元、人脸面部监测单元和生理特征监测单元，所述驾驶员图像采集单元用于采集驾驶员行车过程中的图像；所述人脸面部监测单元用于对所述驾驶员图像采集单元采集的图像进行处理，获取驾驶员的眼动规律；所述生理特征监测单元用于监测驾驶员的生理指标，所述主控模块还用于采集的图像、驾驶员的眼动规律和生理指标进行分析，判断驾驶员的疲劳度。

第二方面，本发明实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法，适用于上述实施例描述的控制系统，方法包括以下步骤：

环境感知模块将根据采集的车辆周围的环境信息获取前车信息以及计算的本车和前车之间的距离、自车车速和相对车速发送给主控模块；

驾驶员疲劳监测模块将监测本车驾驶员在驾驶过程中的疲劳数据发送给主控模块；

主控模块接收环境感知模块和驾驶员疲劳监测模块发送的数据，根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行处理，分析本车与前车是否处于安全距离以得到分析结果，根据分析结果向车载模块发送第一控制指令；根据驾驶员疲劳监测模块发送的数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令；

车载模块接收主控模块发送的第一控制指令，根据第一控制指令发出安全警示信号；

执行模块接收主控模块发送的第二控制指令，根据第二控制指令动作以降低驾驶员疲劳度。

可选地，所述执行模块包括设置在头枕内部的喷雾装置，

所述主控模块向喷雾装置发送第二控制指令；

所述喷雾装置接收第二控制指令，并根据主控模块发送的第二控制指令向外喷洒提神醒脑的喷雾。

可选地，所述喷雾装置包括壳体、管道、储液箱、处理模块、喷雾开关和雾化喷头，所述喷雾装置根据主控模块发送的第二控制指令向外喷洒提神醒脑的喷雾的具体方法包括：无线通信模块接收主控模块发送的第二控制指令，处理器根据接收的第二控制指令打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。

可选地，所述喷雾装置还包括定时模块，定时模块定时向处理模块发送定时信号，处理器根据定时信号定时打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。

可选地，所述驾驶员疲劳驾驶监测模块包括驾驶员图像采集单元、人脸面部监测单元和生理特征监测单元，驾驶员疲劳驾驶监测模块的控制方法包括：

所述驾驶员图像采集单元将采集驾驶员行车过程中的图像并将图像发送给人脸面部监测单元和主控模块；

所述人脸面部监测单元接收并处理驾驶员图像采集单元采集的图像，获取驾驶员的眼动规律；

所述生理特征监测单元监测驾驶员的生理指标并将生理指标发送给主控模块；

所述主控模块接收驾驶员图像采集单元、人脸面部监测单元和生理特征监测单元发送的数据，根据采集的图像、驾驶员的眼动规律和生理指标进行分析，判断驾驶员的疲劳度。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统及其控制方法，通过环境感知模块获取前车信息，并计算前车和本车之间的距离、自车车速和相对车速，主控模块根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行分析，判断本车与前车未在安全距离，主控模块向车载模块发送第一控制指令，车载模块发出警示信号提醒驾驶员注意车距；驾驶员疲劳监测模块采集本车驾驶员在行车过程中的疲劳数据，主控模块根据疲劳数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令，执行模块根据第二控制指令执行相应的动作以降低驾驶员的疲劳度，减少驾驶员因车距较近和疲劳驾驶发生意外事故，提高了驾驶员的行车安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明第一实施例所提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的结构框图；

图2示出了本发明第二实施例所提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1示出了本发明第一实施例所提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的结构框图，该系统包括环境感知模块、驾驶员疲劳监测模块、主控模块、执行模块和车载模块；

环境感知模块用于采集车辆周围的环境信息，根据环境信息获取前车信息，还用于采集和计算本车和前车之间的距离、自车车速和相对车速；

驾驶员疲劳监测模块用于采集本车驾驶员在驾驶过程中的疲劳数据，并将疲劳数据发送给主控模块；

主控模块通过外设通信接口与环境感知模块连接，通过线路与本车的执行单元连接，通过专用短程通信dsrc接口与本车的车载单元连接；所述主控模块根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行处理，分析本车与前车是否处于安全距离得到分析结果，根据分析结果向车载模块发送第一控制指令；根据驾驶员疲劳监测模块发送的数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令；

车载模块用于根据第一控制指令发出安全警示信号；

执行模块用于根据第二控制指令动作以降低驾驶员疲劳度。

在本实施例中，环境感知模块包括前车检测单元、车辆信号采集单元和信号处理电路，其中前车检测单元包括机器视觉传感器。在车辆行驶过程中，前车检测通过机器视觉传感器对前方障碍物进行检测，将检测到的车辆前方图像进行数字图像处理，并对经过数字图像处理后的图形进行模式识别，若识别到前方车辆则会继续对其进行追踪。车辆信号采集单元包括激光雷达测距传感器和速度传感器。通过激光雷达测距传感器实时测量前后两车之间的距离和相对车速，并对距离数据进行补偿，使其更加接近实际值，得到处理后的激光雷达测距信号。对相对车速数据进行相关处理，使其更加接近实际值，得到处理后的相对车速信息；通过速度传感器实时感知自车车速，对感知到的自车车速进行相关处理，使其更加接近实际值，得到处理后的自车速度信号。处理后的激光雷达测距信号、自车速度信号和相对车速信号经过信号处理电路处理，之后发送到主控模块。主控模块根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行处理，分析本车与前车是否处于安全车距范围，如果是，则不做处理，如果不是，主控模块向车载模块发送第一控制指令，车载模块根据第一控制指令发出警示信号提醒驾驶员注意车辆距离。

在本实施例中，驾驶员疲劳监测模块用于采集本车驾驶员在驾驶过程中的疲劳数据，并将疲劳数据发送给主控模块。驾驶员疲劳驾驶监测模块包括驾驶员图像采集单元、人脸面部监测单元和生理特征监测单元，所述驾驶员图像采集单元用于采集驾驶员行车过程中的图像；所述人脸面部监测单元用于对所述驾驶员图像采集单元采集的图像进行处理，获取驾驶员的眼动规律；所述生理特征监测单元用于监测驾驶员的生理指标，所述主控模块还用于采集的图像、驾驶员的眼动规律和生理指标进行分析，判断驾驶员的疲劳度。驾驶员图像采集单元采集驾驶员行车过程中的图像，人脸面部监测单元根据驾驶员行车过程中的图像进行处理，通过图像处理算法对驾驶员眼部、鼻部、和嘴部进行检测，眼睛的张合程度及眨眼频率、、鼻子的移动范围及移动频率、嘴巴的张合状态都可直观明显的反映出驾驶人的精神状态，眼皮覆盖眼睛的比例以及眨眼的频率增加，表明驾驶员疲劳程度越严重。当驾驶员处于疲劳状态时，对周围环境的观察次数会明显降低，鼻尖左右摆动的幅度和频率也会相应的下降。所以结合驾驶员眼睛、鼻子、嘴巴的状态可判断驾驶员精神状态。生理特征监测单元可以采用智能手环获取驾驶员的血压和呼吸频率，当驾驶员驾驶状态逐渐变差或反应逐渐迟缓，即驾驶员出现疲劳状态时，驾驶员的血压和呼吸频率都会发生相应变化。疲劳状态下，血压的舒张压随时间的增加逐渐升高，收缩压逐渐下降，呼吸频率逐渐上升。通过分析驾驶员实时的血压和呼吸频率的变化情况，智能手环将采集的生理特征数据发送给主控模块，主控模块根据这些生理特征数据和眼睛、鼻子、嘴巴的状态判断驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令，执行模块根据第二控制指令动作以降低驾驶员的疲劳度。本实施例的驾驶员疲劳监测单元分别采集人脸图像和驾驶员的生理特征数据，提高了驾驶员疲劳度检测的准确性，为主控模块分析驾驶员的疲劳度提供准确的数据依据。

执行模块包括设置在头枕内部的喷雾装置，所述喷雾装置用于向外喷洒提神醒脑的喷雾。喷雾装置包括壳体、管道、储液箱、处理模块、喷雾开关和雾化喷头，所述处理模块设置在壳体内，所述喷雾开关和雾化喷头均设置壳体上，管道用于从储液箱中将液体导流到雾化喷头，所述处理模块包括处理器和无线通信模块，无线通信模块用于与主控模块进行无线通信，接收主控模块发送的第二控制指令，处理器根据接收的第二控制指令打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。喷雾装置还包括定时模块，所述定时模块用于定时向处理器发送定时信号，处理器根据定时信号定时打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。在储液箱中装入风油精或其他的提神醒脑的药液，喷雾开关采用电磁感应开关。处理器接收到主控模块发送的第二控制指令，处理器控制电磁感应开关开启，雾化喷头向外喷雾，驾驶员闻到空气中的喷雾后可以起到提神醒脑的作用，降低疲劳程度。若预先通过定时模块设置好喷雾时间，一般为四个小时连续开车会疲劳，可以设置为4小时，设定的时间到后，定时模块向处理器发送信号，处理器接收定时模块发送的定时信号，处理器打开电磁感应开关，雾化喷头向外喷雾。

本实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统，通过环境感知模块获取前车信息，并计算前车和本车之间的距离、自车车速和相对车速，主控模块根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行分析，判断本车与前车未在安全距离，主控模块向车载模块发送第一控制指令，车载模块发出警示信号提醒驾驶员注意车距；驾驶员疲劳监测模块采集本车驾驶员在行车过程中的疲劳数据，主控模块根据疲劳数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令，执行模块根据第二控制指令执行相应的动作以降低驾驶员的疲劳度，减少驾驶员因车距较近和疲劳驾驶发生意外事故，提高了驾驶员的行车安全。

在上述的第一实施例中，提供了一种基于车辆安全车距的控制系统，与之相对应的，本申请还提供一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法。请参考图2，其为本发明第二实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法的流程图。由于方法实施例基本相似于装置实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。下述描述的方法实施例仅仅是示意性的。

如图2所示，示出了本发明第二实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法的流程图，该方法适用于上述实施例描述的控制系统，方法包括以下步骤：

s1:环境感知模块将根据采集的车辆周围的环境信息获取前车信息以及计算的本车和前车之间的距离、自车车速和相对车速发送给主控模块。

s2:驾驶员疲劳监测模块将监测本车驾驶员在驾驶过程中的疲劳数据发送给主控模块。

具体地，驾驶员疲劳驾驶监测模块包括驾驶员图像采集单元、人脸面部监测单元和生理特征监测单元，驾驶员疲劳驾驶监测模块的控制方法包括：

驾驶员图像采集单元将采集驾驶员行车过程中的图像并将图像发送给人脸面部监测单元和主控模块；

人脸面部监测单元接收并处理驾驶员图像采集单元采集的图像，获取驾驶员的眼动规律；

生理特征监测单元监测驾驶员的生理指标并将生理指标发送给主控模块；

主控模块接收驾驶员图像采集单元、人脸面部监测单元和生理特征监测单元发送的数据，根据采集的图像、驾驶员的眼动规律和生理指标进行分析，判断驾驶员的疲劳度。

s3:主控模块接收环境感知模块和驾驶员疲劳监测模块发送的数据，根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行处理，分析本车与前车是否处于安全距离以得到分析结果，根据分析结果向车载模块发送第一控制指令；根据驾驶员疲劳监测模块发送的数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令；

s4:车载模块接收主控模块发送的第一控制指令，根据第一控制指令发出安全警示信号；

s5:执行模块接收主控模块发送的第二控制指令，根据第二控制指令动作以降低驾驶员疲劳度。

具体地，执行模块包括设置在头枕内部的喷雾装置，

主控模块向喷雾装置发送第二控制指令；喷雾装置接收第二控制指令，并根据主控模块发送的第二控制指令向外喷洒提神醒脑的喷雾。喷雾装置包括壳体、管道、储液箱、处理模块、喷雾开关和雾化喷头，所述喷雾装置根据主控模块发送的第二控制指令向外喷洒提神醒脑的喷雾的具体方法包括：无线通信模块接收主控模块发送的第二控制指令，处理模块根据接收的第二控制指令打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。喷雾装置还包括定时模块，定时模块定时向处理模块发送定时信号，处理模块根据定时信号定时打开喷雾开关，使雾化喷头向外喷雾。

以上，为本发明第二实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法的实施例说明。

本实施例提供的一种基于车辆安全车距的控制系统的控制方法，通过环境感知模块获取前车信息，并计算前车和本车之间的距离、自车车速和相对车速，主控模块根据环境感知模块发送的数据结合安全车距模型进行分析，判断本车与前车未在安全距离，主控模块向车载模块发送第一控制指令，车载模块发出警示信号提醒驾驶员注意车距；驾驶员疲劳监测模块采集本车驾驶员在行车过程中的疲劳数据，主控模块根据疲劳数据分析驾驶员的疲劳度，根据疲劳度向执行模块发送第二控制指令，执行模块根据第二控制指令执行相应的动作以降低驾驶员的疲劳度，减少驾驶员因车距较近和疲劳驾驶发生意外事故，提高了驾驶员的行车安全。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。