本实用新型属于汽车电子技术领域，尤其涉及一种驾驶人疲劳状态适应式预警装置。
背景技术：
目前已有疲劳预警设备能通过图像处理来监测眼睛的开闭、眼睛的运动和眼睛的生理学表现形态等指标，对驾驶人的驾驶疲劳状态进行识别，并通过声光等传感器进行预警。驾驶人听到声音或者光照后提高警惕，但在驾驶人不同疲劳状态下，声音和光照对驾驶人的生理唤醒效果是不一样的。过高的生理唤醒会造成驾驶人生理紧张，驾驶人操作失误概率提高，过低的生理唤醒，不足以引起驾驶人警惕，驾驶人不能及时意识到危险而采取操作，导致交通事故。
因此需要根据驾驶人的疲劳状态，给以驾驶人恰当的预警信息，有效地唤醒驾驶人生理状态，让驾驶人集中注意力操控车辆。
技术实现要素：
本实用新型提供一种驾驶人疲劳状态适应式预警装置，旨在解决传统的技术方案中存在过高的生理唤醒会造成驾驶人生理紧张，驾驶人操作失误概率提高，过低的生理唤醒，不足以引起驾驶人警惕，驾驶人不能及时意识到危险而采取操作，导致交通事故的问题。
一种驾驶人疲劳状态适应式预警装置，包括采集驾驶人脸部图像的摄像头模块，和与所述摄像头模块连接，对所述驾驶人脸部图像进行处理得到疲劳状态的中央处理器，所述疲劳状态包括：轻度疲劳、中度疲劳和重度疲劳，所述中央处理器根据不同的所述疲劳状态分别输出第一、第二及第三预警驱动信号中至少一种，所述驾驶人疲劳状态适应式预警装置还包括：
与所述中央处理器的第一驱动端口连接，接收第一预警驱动信号产生闪烁光线的视觉预警模块；
与所述中央处理器的第二驱动端口连接，接收第二预警驱动信号产生预警声音的听觉预警模块；及
与所述中央处理器的第三驱动端口连接，接收第三预警驱动信号产生振动的触觉预警模块。
在其中一个实施例中，所述视觉预警模块包括LED灯组。
在其中一个实施例中，所述听觉预警模块包括蜂鸣器。
在其中一个实施例中，所述蜂鸣器为两个。
在其中一个实施例中，所述触觉预警模块包括与所述中央处理器的第三驱动端口连接的驱动器和与所述驱动器连接的振动电机。
在其中一个实施例中，所述振动电机为两个，且安装在座椅下方。
在其中一个实施例中，所述触觉预警模块与所述中央处理器无线连接。
在其中一个实施例中，所述摄像头模块包括COMS传感器、CCD传感器或红外摄像头。
在其中一个实施例中，所述中央处理器为ARM微处理器。
在其中一个实施例中，还包括一主体壳体，所述中央处理器安装在所述主体壳体内，所述视觉预警模块和所述听觉预警模块设置于所述主体壳体的外表面。
上述的驾驶人疲劳状态适应式预警装置通过识别疲劳状态，中央处理器根据疲劳状态的不同输出不同预警驱动信号，以分别控制各个预警模块的不同元器件工作，发出不同程度预警信息给驾驶人提供恰当的生理唤醒，有效地唤醒驾驶人生理状态，让驾驶人集中注意力操控车辆。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的驾驶人疲劳状态适应式预警装置的模块示意图；
图2为图1所示的驾驶人疲劳状态适应式预警装置的中央处理器的示例电路原理图；
图3为图1所示的驾驶人疲劳状态适应式预警装置的视觉预警模块的示例电路原理图；
图4为图1所示的驾驶人疲劳状态适应式预警装置的听觉预警模块的示例电路原理图；
图5为图1所示的驾驶人疲劳状态适应式预警装置的触觉预警模块的示例电路原理图；
图6为本实用新型实施例提供的驾驶人疲劳状态适应式预警装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型实施例的驾驶人疲劳状态适应式预警装置可以应用在车辆主动安全预警上，根据驾驶人生理状态预先判断可能造成驾驶危险，提前给驾驶人预警。本装置可以在车辆出厂前预装好，也可以作为独立设备，驾驶人根据需求购买，自行安装。
驾驶人疲劳状态适应式预警装置包括摄像头模块10、中央处理器20、视觉预警模块30、听觉预警模块40及触觉预警模块50。
摄像头模块10采集驾驶人脸部图像，中央处理器20和与摄像头模块10连接，对驾驶人脸部图像进行处理得到疲劳状态的中央处理器20，疲劳状态包括：轻度疲劳、中度疲劳和重度疲劳，中央处理器20根据不同的疲劳状态分别输出第一、第二及第三预警驱动信号中至少一种，视觉预警模块30与中央处理器20的第一驱动端口连接，接收第一预警驱动信号产生闪烁光线；听觉预警模块40与中央处理器20的第二驱动端口连接，接收第二预警驱动信号产生预警声音；及触觉预警模块50与中央处理器20的第三驱动端口连接，接收第三预警驱动信号产生振动。
可以理解的是，识别驾驶人为轻度疲劳时，中央处理器20输出第一预警驱动信号驱动视觉预警模块30产生闪烁光线。识别驾驶人为中度疲劳时，中央处理器20输出第二警驱动信号驱动听觉预警模块40产生预警声音；或，中央处理器20同时输出第一和第二警驱动信号同时驱动视觉预警模块30产生闪烁光线和听觉预警模块40产生预警声音。识别驾驶人为重度疲劳时，中央处理器20输出第三警驱动信号驱动触觉预警模块50产生振动预警信息；或，中央处理器20同时输出第二和第三警驱动信号同时驱动听觉预警模块40产生预警声音和触觉预警模块50产生振动预警信息；或，中央处理器20同时输出第一、第二及第三警驱动信号同时视觉预警模块30产生闪烁光线、驱动听觉预警模块40产生预警声音及触觉预警模块50产生振动预警信息。另外，在一个示例中，各种预警方式总时长为5s；工作方式为作用0.5s，间隔0.5s。
请参阅图1和图2，摄像头模块10将采集到的驾驶人脸部模拟信号转换为数字信号，传递给中央处理器20。采用以COMS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器作为影像感测组件的摄像头模块10，COMS传感器具有低成本、低耗电以及高整合度的特性，它利用感光二极管进行光与电的转换，将影像转换为数字信息。选用OmniVision公司的OV7670型号摄像头，它可以输出8位图像数据，数据的传输可以达到30帧/S的高速率，支持最大图像分辨率达到640×480ppi。还可以由以CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)为影像感测组件的摄像头模块10，以及去掉滤光片来探测不可见光的红外摄像头模块10。
中央处理器20实时接受来着摄像头模块10的图像数字数据，对图像进行处理，得到驾驶人的眼睛合度、眨眼频率，判断驾驶人的疲劳状态，将疲劳状态划分为三个等级：轻度疲劳、中度疲劳和重度疲劳，根据疲劳状态将控制指令分别发送到视觉预警模块30、听觉预警模块40和触觉预警模块50。中央处理器20选用意法半导体公司的STM32F103处理器，其为基于ARM Cortex-M3内核设计的32位ARM微处理器。当然也可以选用更高性能的ARM微处理器，如基于ARM Cortex-A8、ARM Cortex-R4(F)、ARM Cortex-A50等设计的微处理器。
请参阅图1、图2和图3，视觉预警模块30包括LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯组D1、D2、D3。LED灯组D1、D2、D3的阳极通过电阻接电源，阴极接中央处理器20的第一驱动端口PA0-WKUP、PA1、PA2。LED灯发出光亮作为视觉预警信号，LED灯具有无频闪、显色指数高等特点，有效避免视觉疲劳。在一个示例中，LED灯组由6个芯片组成，单个芯片最大亮度为25-35lm/W。
请参阅图1、图2和图4，听觉预警模块40包括蜂鸣器。在一个实施例中，听觉预警模块40包括两个蜂鸣器LS1和LS2。两个蜂鸣器LS1和LS2分别通过两个三极管Q1、Q2驱动，两个三极管Q1、Q2由中央控制器20的第二驱动端口PC2和PC3分别驱动。蜂鸣器用于发出抽象的“嘟嘟”音作为听觉预警信号，采用有源压电式蜂鸣器，具有耐用性强、声压电频大等优点。
请参阅图1、图2和图5，触觉预警模块50包括与中央处理器20的第三驱动端口PC0、PC1连接的驱动器U1和与驱动器连接的振动电机B1、B2。在一个实施例中，触觉预警模块50与中央处理器20也可以是无线连接，如ZigBee、蓝牙等无线连接。两个振动电机B1、B2且安装在座椅(未图示)下方。驱动器U1为L9110驱动器，振动电机B1、B2由微型有刷直流电机、偏心轮组成，电机携带偏心轮转动，由于偏心轮的重心不一致而产生震动效果。L9110驱动器的电流驱动能力强，单通道能有800mA的持续电流，峰值电流能力可达1.5A，能直接驱动电机B1、B2的正反向运动，内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动直流电机的使用上安全可靠。
在其中一个实施例中，请参阅图6，还包括主体壳体100，中央处理器20安装在主体壳体100内，视觉预警模块30和听觉预警模块40设置于主体壳体100的外表面。摄像头模块10位于主体壳体100上方，两个蜂鸣器分别位于两个相对的外表面。触觉预警模块50安装在座椅下方，通过延长的传输线与中央处理器20连接。
上述的驾驶人疲劳状态适应式预警装置通过识别疲劳状态，中央处理器20根据疲劳状态的不同输出不同预警驱动信号，以分别控制各个预警模块的不同元器件工作，发出不同程度预警信息给驾驶人提供恰当的生理唤醒，有效地唤醒驾驶人生理状态，让驾驶人集中注意力操控车辆。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。