一种安全驾驶预警系统的制作方法

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本实用新型涉及安全驾驶技术领域，尤其是涉及一种安全驾驶预警系统。


背景技术：

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近几年随着汽车产业的高速发展，给人们带来了生活方便，可是同时伴随着的也是一起又一起的交通事故。国家交通局也颁发了一部又一部的交通法则，为的就是提醒人们注意安全，注意安全驾驶。
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疲劳驾驶是一个值得我们高度警惕的交通安全隐患，事故率高，后果严重。据有关专家介绍，疲劳驾驶具有和酒后驾驶一样的危险性。如果一个人18小时不睡觉相当于半醉，24小时不睡觉则相当于大醉。驾驶人疲劳时，会出现视线模糊、腰酸背疼、动作呆板、手脚发胀或有精力不集中、反应迟钝、思考不周全、精神涣散、焦虑、急躁等现象。如果仍勉强驾驶车辆，则可能导致交通事故的发生。特别是在高速公路上行驶的车辆又普遍较快，一旦疲劳驾驶不能及时发现和准确处理路面交通情况，其所带来的危害则胜于普通道路。据不完全统计统计，高速公路因疲劳驾驶造成的交通事故占重特大交通事故的68%以上，尤其是在夜间1时至6时，疲劳驾驶与低速行驶，违章停车相互作用就极易引发车毁人亡的悲剧。
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客运、物流企业随着车辆的不断增多，管理越来越繁杂，车辆管理的要求也越来越高，对于大多数人来说，还是在靠主观思想和意识判断开车过程中的突发事件，随着安全事故频频多发，安全理念已备受人们关注，数字化被用作汽车安全监测系统成为主流，也备受业内热议。目前业内已经有采用物联网数字化技术实现驾驶员精神状况的检测系统，它基于车联网应用的，以适应行驶安全检测的新需求。这种数字化的系统的应用融合姿态信息的多姿态人脸检测方法，基于生物特征的头部姿态估计方法，融合驾驶员自身多种生物特征的疲劳驾驶模型，将极大提高疲劳驾驶检测的准确性和可靠性。
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这类数字化系统的工作原理就是通过视觉传感器对人的眼睑眼球的几何特征和动作特征、眼睛的凝视角度及其动态变化、头部位置和方向的变化等进行实时检测和测量，建立驾驶人眼部头部特征与疲劳状态的关系模型，研究疲劳状态的多参量综合描述方法；同时研究多元信息的快速融合方法，提高疲劳检测的可靠性和准确性，从而研制稳定可靠的驾驶员疲劳监测系统。由于国外驾驶安全预警系统的价格非常昂贵，不足以对国内市场形成较大的影响，国内目前只有少数企业推出了该产品，在一些行业市场有了小规模应用，但他们的产品性能上还不完善，在实际使用中存在一定的缺陷，目前阶段还不能大规模进入市场。


技术实现要素：

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为了克服上述技术问题，本实用新型提供一种安全驾驶预警系统，通过信息化、智能化手段，能够在驾驶员行驶过程中，全天候监测驾驶员的疲劳状态、驾驶行为等，达到警示驾驶员，纠正错误的驾驶行为。
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本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种安全驾驶预警系统，包括
驾驶行为分析预警设备、向前主动安全预警设备和安全管理平台；所述驾驶行为分析预警设备包括第一处理器以及分别与第一处理器连接的第一摄像头、通讯模块、屏显模块、存储模块、声音提醒模块、分神监测模块、疲劳监测模块、违规监测模块、离岗监测模块、遮挡模块、身份认证模块、超速提醒模块；所述向前主动安全预警设备包括第二处理器及分别与第二处理器连接的第二摄像头、通讯模块、声音提醒模块、碰撞预警模块、车距预警模块、车道偏离预警模块、高速过弯预警模块、紧急刹车模块、车道保持能力提醒模块；所述驾驶行为分析预警设备、向前主动安全预警设备通过通讯模块连接安全管理平台。
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所述通讯模块支持4g全网通，并且兼容5g网络协议，具有远程实时上传字符信息、图片、视频，下载设计相关指令 信息以及软件升级的功能。
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所述屏显模块具有屏幕显示功能，支持 led 显示屏，分辨率不小于128*128。
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所述存储模块存储报警图片和报警视频，具有循环录制功能。
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所述声音提醒模块具有独立声音提示功能，可在发生预警时提醒驾驶员，分贝量可控，最大音量不低于80db。
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所述分神监测模块可以监测到驾驶员是否专心开车，视线是否脱离驾驶方向，一旦监测到分神，如低头看手机、 左顾右盼等，则立即触发报警，提醒驾驶员，并上报安全管理平台通知管理人员。
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所述疲劳监测模块可以监测驾驶员是否有目光呆滞、困倦打哈欠、瞌睡等行为，若存在上述行为则立即触发报警，提醒驾驶员，并上报安全管理平台通知管理人员。
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所述违规监测模块可以监控到驾驶员是否吸烟或者打电话，并将违规类型和图片视频信息并上报安全管理平台通知管理人员。
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所述离岗监测模块可以监测驾驶员是否在岗，当操作员未取得许可，擅自离开岗位超过一定时间，设备将发出离岗报警并上报安全管理平台通知管理人员。
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所述遮挡检测模块可以监测摄像头是否被遮挡，当操作员擅自遮挡第一摄像头超过一定时间，设备将发出遮挡报警，并将数据发送到安全管理平台告知管理人员，确保设备的投入能够有效地工作，真正起到安全监控的作用。
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所述身份认证模块通过摄像头图像数据采集以及人工智能分析识别的方法，在车辆刚开始运行阶段，可以准确的判断驾驶员是否有变更，若发生变更，则是否为车队内注册过的驾驶员，哪位驾驶员等。若发现驾驶员无证无资格，无注册等状态，立即触发报警，通知安全管理平台，监管人员迅速介入并干预。
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所述超速提醒模块可以监测车辆是否超速，当设备速度接近允许的速度上限时，设备将提醒驾驶员注意速度；当超速行驶超过5s以上后，设备提醒驾驶员已超速，减速行驶，并主动抓拍驾驶员面部信息，并上传到安全管理平台，留存超速行驶的证据。
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所述碰撞预警模块包括低速碰撞模块和高速碰撞模块，当车辆速度低于30km/h，且车辆与前车逐渐靠近，可能与前方车辆发生碰撞时，设备将发出警告；当车辆速度超过30km/h，且车辆与前车相对速度较快，可能与前方车辆发生碰撞时，设备将提前3s发出警告。
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所述车距预警模块可以监测车辆与前车的距离，当车辆与前车保持距离达到最小安全距离时，触发报警，并抓拍图片上传安全管理平台。
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所述车道偏离预警模块可以监测车辆在行驶时是否压线，当车辆压线行驶时发出
警告并上传到安全管理平台。
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所述高速过弯预警模块可以监测车辆转弯时的车速，当车辆在转弯时速度过快会发出警告并上传到安全管理平台。
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所述紧急刹车模块可以监测车辆是否存在紧急刹车的行为，若紧急刹车则会发出警告并上传到安全管理平台。
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所述车道保持能力提醒模块可以监测车辆行驶轨迹，当设备监测到车辆行驶轨迹一直处于“s”型轨迹，则立即触发该报警，提醒驾驶员握紧方向盘，保持直线行驶。
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本安全预警系统是基于驾驶员生理及其他非生理信号的变化进行采集、分析和处理，判断驾驶员状态是否处于疲劳、睡眠状态；过对道路场景的特征信息提取以及车辆信息的特征提取，通过单颗摄像头实现车道线的识别以及车辆识别和跟踪，并且计算与车道线的距离，与前方车辆的距离，应用于违规变道报警和碰撞预警中。
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搭载图像传感器、图像处理器的摄像头将时刻进行图像采集，保证在各种环境，全天候都能实现驾驶员面部特征和肢体图像的采集。达到及时性和准确性，无延迟的监控；然后采集到的图像进行分析处理，对每一帧图像都需要进行数字化、降噪、滤波、重建等处理，再传输至中央处理器利用图像处理算法不断优化结果，进而将结果输出，通过指示灯和声音进行预警。
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整个系统主要利用驾驶员的面部特征、眼部信号、头部运动特征等推断驾驶员的疲劳状态，并进行报警提示和采取相应措施，有利于驾驶员更直观的判断车辆状态，对驾乘者给予主动智能的安全保障。
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本实用新型的有益效果是，本安全驾驶预警系统主要是针对驾驶员的疲劳状态和其他不良驾驶行为进行实时检测和判断，当侦测到驾驶员的行为将会对驾驶安全不利时，系统就会迅速预警显示，将危险信号传达给驾驶员，以达到及时纠正和避免事故发生的目的。
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在交通事故频发、驾驶安全问题严重的情况下，基于驾驶员自身驾驶安全预警系统的出现将很好的实现驾驶安全的保障，每一位驾驶员都能保证自身驾驶行为的正确性，将会更好的降低事故发生率，真正达到高级驾驶辅助系统的良好运用。
附图说明
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为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
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图1是驾驶行为分析预警设备的结构示意图。
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图2是向前主动安全预警设备的结构示意图。
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图3是本实用新型的系统原理图。
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图中标示，1.驾驶行为分析预警设备，2.向前主动安全预警设备，3.第一摄像头，4.第二摄像头。
具体实施方式
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为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
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参照图1-3，本实施例提供一种安全驾驶预警系统，包括驾驶行为分析预警设备1、向前主动安全预警设备2和安全管理平台。
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所述驾驶行为分析预警设备1包括第一处理器以及分别与第一处理器连接的第一摄像头3、通讯模块、屏显模块、存储模块、声音提醒模块、分神监测模块、疲劳监测模块、违规监测模块、离岗监测模块、遮挡模块、身份认证模块、超速提醒模块。
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该驾驶行为分析预警设备通过安装在驾驶员的左侧或者右侧前方
±
25度位置的第一摄像头3，采集驾驶员面部图片，利用传统的机器学习技术和当前的深度学习技术的融合，实现了人脸识别以及人脸 面部中五官特征信息的提取和确认，并通过五官特征的变化，分析和判断驾驶员的异常状态。如分神、瞌睡、打电话、吸烟、左顾右盼、遮挡摄像头、驾驶员离岗等状态。同时该设备将异常信息图片和视频通过 4g 网络发送到终端平台管理中心，通知管理人员及时采取有 效措施，避免事故的发生。
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通过拍摄驾人员面部图像，对脸部区域进行定位，并将脸部区域分割成存在互相覆 盖的 5 个特征区域，从这些特征区域中提取出图像特征，并将这些特征与数据库中的模板 进行比对，判断驾驶员状态。
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该设备具有 can、232 串口、网口等多种接口类型，具有支持 4g 全网通的通讯模块（兼容未来 5g 网络协议），具有远程实时上传字符信息、图片、视频，下载设计相关指令信息以及软件升级的功能。具有屏幕显示功能，支持led显示屏，分辨率不小于128*128，具有独立声音提示功能，可在发生预警时提醒驾驶员，分贝量可控，最大音量不低于80db，设备内置存储模块存储报警图片和报警视频，具有循环录制功能。
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所述向前主动安全预警设备2包括第二处理器及分别与第二处理器连接的第二摄像头4、通讯模块、声音提醒模块、碰撞预警模块、车距预警模块、车道偏离预警模块、高速过弯预警模块、紧急刹车模块、车道保持能力提醒模块；所述碰撞预警模块包括低速碰撞模块和高速碰撞模块。
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所述驾驶行为分析预警设备、向前主动安全预警设备通过通讯模块连接安全管理平台。在安全管理平台可以查询、动态数据维护与查询、报警信息统计与报表生成等功能。该平台具备手机终端app查询功能，相关报警数据、数据分析等平台功能可在终端上查询。
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上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。