疲劳提醒设备和系统的制作方法

本实用新型涉及疲劳提醒技术领域，尤其涉及一种疲劳提醒设备和系统。

背景技术：

近年来，长交路、单司机值乘的工作模式已逐渐成为我国铁路运输(包括地铁运输)广泛实行的工作模式。

长交路、单司机值乘工作模式的使用，有效的减少了驾驶人员的配备数量，但是，由于该工作模式下机车司机(即机车驾驶员)的操纵区段通常长，因此，机车司机在工作中发生疲劳的几率也随之增大，近年来，机车司机的疲劳驾驶已成为列车运行安全中的重要风险因素。目前，针对机车运行中可能出现的司乘人员工作状态不佳、疲劳、甚至瞌睡等安全隐患，相对于传统采取的管理人员跟车检测指导的方法进行工作检查或者设置无人警惕按钮的手段对司乘人员进行管理的管制方式，通过监测系统对机车司机进行监测以确定机车司机是否处于疲劳状态的管制方式以其高效的监控效率得到了人们越来越多的关注。监测系统在对机车司机进行监测时，通常需要首先确定机车司机在所采集图片中的位置，然后基于图片在该位置处的纹理信息确定机车司机的眼部状态，进而确定机车司机是否处于疲劳状态。

但是，发明人在实现本实用新型的过程中发现，现有技术在确定机车司机疲劳状态时往往确定速度较慢，导致疲劳提醒的及时性较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种疲劳提醒设备和系统，以解决现有技术中疲劳提醒的及时性较低的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种疲劳提醒设备，包括第一处理器、第二处理器、摄像头和扬声器，其中，

所述第一处理器用于输出在机车处于行驶状态时生成的图像采集指令的第一输出端与所述摄像头的输入端相连；

所述摄像头用于输出基于所述图像采集指令采集的驾驶员人脸图像的输出端与所述第二处理器的第一输入端相连；

所述第二处理器用于输出在基于所述人脸图像确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳提醒指令的第一输出端与扬声器的输入端相连；

所述扬声器用于基于所述疲劳提醒指令对驾驶员进行疲劳提醒。

可选的，所述第一处理器还设置有接收用于确定机车行驶状态的行驶状态信息的第一输入端，所述第一输入端与机车车载安全防护系统的输出端相连。

可选的，所述第二处理器还设置有用于输出在确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳信息的第二输出端，所述第二输出端与所述第一处理器的第二输入端相连；相应的，所述第一处理器用于输出所述疲劳信息的第二输出端与机车车载安全防护系统的输入端相连。

可选的，所述机车车载安全防护系统为TAX机，所述第一处理器的第一输入端通过RS485串行接口与所述TAX机相连。

可选的，所述机车车载安全防护系统为6A系统，所述第一处理器的第一输入端通过控制器局域网总线与所述6A系统相连。

可选的，所述第二处理器还设置有用于输出驾驶员处于疲劳状态时刻所属预设时间段内的驾驶员人脸图像的第三输出端，所述第三输出端与用户设备的输入端相连。

可选的，所述第二处理器还设置有用于输出驾驶员处于疲劳状态时刻所属预设时间段内的驾驶员人脸图像和在确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳信息的第四输出端，所述第四输出端与移动存储设备的输入端相连。

可选的，所述第一处理器为ARM处理器，和/或，所述第二处理器为X86处理器。

可选的，所述摄像头为红外摄像头。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种疲劳提醒系统，包括本实用新型实施例所述的疲劳提醒设备，还包括用户设备和机车车载安全防护系统，其中，所述用户设备基于TCP协议或RTCP协议与所述疲劳提醒设备建立连接。

在上述疲劳提醒的技术方案中，将第一处理器用于输出在机车处于行驶状态时生成的图像采集指令的第一输出端与摄像头的输入端相连，将摄像头用于输出基于该图像采集指令采集的驾驶员人脸图像的输出端与第二处理器的输入端相连，将第二处理器用于输出在基于该人脸图像确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳提醒指令的第一输出端与扬声器的输入端相连，该扬声器用于基于该疲劳提醒指令对驾驶员进行疲劳提醒。上述疲劳提醒的技术方案，为疲劳提醒设备设置第一处理器和第二处理器，可以降低每个处理器的运算量，提高疲劳提醒的及时性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种疲劳提醒设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种疲劳提醒设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第三种疲劳提醒设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

本实用新型实施例一提供一种疲劳提醒设备。该疲劳提醒设备可用于监测驾驶员是否处于疲劳状态，并在监测到驾驶员处于疲劳状态时对驾驶员进行疲劳提醒。图1是本实用新型实施例一提供的一种疲劳提醒设备的结构示意图。如图1所示，该疲劳提醒设备包括第一处理器10、第二处理器20、摄像头30和扬声器40，其中，

所述第一处理器10用于输出在机车处于行驶状态时生成的图像采集指令的第一输出端与所述摄像头30的输入端相连；

所述摄像头30用于输出基于所述图像采集指令采集的驾驶员人脸图像的输出端与所述第二处理器20的第一输入端相连；

所述第二处理器20用于输出在基于所述人脸图像确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳提醒指令的第一输出端与扬声器40的输入端相连；

所述扬声器40用于基于所述疲劳提醒指令对驾驶员进行疲劳提醒。

其中，第一处理器10、第二处理器20和摄像头30的类型可以根据需要选取，如第一处理器10和/或第二处理器20可以为X86处理器、X64处理器或ARM处理器等，摄像头30可以为可见光摄像头或红外摄像头等，本实施例并不对第一处理器10、第二处理器20和摄像头30的类型进行限制。优选的，所述第一处理器10可以为ARM处理器，以降低疲劳提醒设备的成本；所述第二处理器20可以为X86处理器，以确保第二处理器20在确定驾驶员是否处于疲劳状态时的运算速度，进一步提高疲劳提醒的及时性。考虑到不同摄像头30所采集图像受外界光线影响的强弱，所述摄像头30优选可以为红外摄像头，从而提高摄像头30所采集驾驶员人脸图像的质量。

本实施例中，可以通过第一处理器10确定机车是否处于行驶状态，在确定机车处于行驶状态时生成图像采集指令，并通过其第一输出端将该图像采集指令发送给摄像机；摄像机可以通过其输入端接收第一处理器10发送的图像采集指令，根据该图像采集指令采集驾驶员的人脸图像，并通过其输出端将采集得到的人脸图像发送给第二处理器20；第二处理可以通过其第一输入端接收摄像机发送的人脸图像，根据该人脸图像判断驾驶员是否处于疲劳状态，在判定驾驶员处于疲劳状态时生成疲劳提醒指令，并通过其第一输出端将该疲劳提醒指令发送给扬声器40；相应的，扬声器40在接收到第二处理器20发送的疲劳提醒指令后，可以基于该疲劳提醒指令播放预先设置的语音或音频对驾驶员进行疲劳提醒。

其中，机车是否处于行驶状态的确定方法可以根据需要选取，如第一处理器10可以通过与机车固定连接的速度传感器、加速度传感器等检测机车的当前速度和/或当前加速度，进而确定机车是否处于行驶状态；也可以由驾驶员或乘务员在机车开始行驶时点击机车内配置的开始行驶按钮并在机车停止后点击机车内配置的机车停止按钮，此时，相应的，如果检测到司乘人员已点击开始运行按钮但尚未点击机车停止按钮，则可以判定机车处于行驶状态。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图2所示，第一处理器10可以从与机车建立连接的机车车载安全防护系统50(如TAX机或6A系统等)获取机车的行驶状态信息以基于该行驶状态信息确定机车是否处于行驶状态，此时，优选的，所述第一处理器10还可以设置有接收用于确定机车行驶状态的行驶状态信息的第一输入端，所述第一输入端与机车车载安全防护系统50的输出端相连。

本实施例中，驾驶员是否处于疲劳状态的确定方法可以根据需要设置，如第二处理器20在接收到摄像头30发送的驾驶员人脸图像后，可以直接基于该人脸图像确定驾驶员是否处于疲劳状态；也可以首先去除该人脸图像的背景信息，得到驾驶员人脸的灰度图，并采用动态边缘分析法对得到的灰度图进行处理，得到驾驶员的二值图像，然后采用动态局部特征分析技术，基于驾驶员人脸其他特征区域(如鼻子、嘴巴、眉毛、下颚轮廓和/或颧骨等)在二值图像中的位置预测驾驶员眼睛的位置，或者，采用驾驶员人脸其他特征区域在二值图像中的位置对识别得到的驾驶员眼睛的位置进行修正，得到驾驶员人眼的最终位置，并基于该最终位置获取二值图像中驾驶员眼部区域的子图像，基于该子图像确定驾驶员的眼部状态信息，根据该眼部状态信息以及驾驶员的原始疲劳指数确定驾驶员的当前疲劳指数，如果该当前疲劳指数达到设定阈值，则可以判定驾驶员处于疲劳状态。

本实施例中，在确定驾驶员处于疲劳状态对驾驶员进行疲劳提醒之后，还可以将本次疲劳提醒的相关信息(即疲劳提醒信息)，如本次疲劳提醒的提醒信息、机车信息和/或驾驶员信息等，上报给调度中心，以便调度中心工作人员可以及时的采取措施确保机车的安全。此时，优选的，如图2所示，所述第二处理器20还设置有用于输出在确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳信息的第二输出端，所述第二输出端与所述第一处理器10的第二输入端相连；相应的，所述第一处理器10用于输出所述疲劳信息的第二输出端与机车车载安全防护系统50的输入端相连。

在上述技术方案中，疲劳提醒设备可以通过R485串行接口或控制器局域网总线(Controller Area Network，CAN)与机车车载安全防护系统50建立连接。考虑到不同机车车载安全防护系统50所设置通信接口的差异性，优选的，当所述机车车载安全防护系统50为TAX机时，疲劳提醒设备可以通过R485串行接口与机车车载安全防护系统50建立连接，此时，示例性的，所述第一处理器10的第一输入端和/或所述第一处理器10的第二输出端可以通过RS485串行接口与所述TAX机相连；当所述机车车载安全防护系统50为6A系统时，疲劳提醒设备可以通过控制器局域网总线与机车车载安全防护系统50建立连接，此时，示例性的，所述第一处理器10的第一输入端和/或所述第一处理器10的第二输出端可以通过控制器局域网总线与所述6A系统相连。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图3所示，所述第二处理器20还可以设置有用于输出驾驶员处于疲劳状态时刻所属预设时间段内的驾驶员人脸图像的第三输出端，所述第三输出端与用户设备60的输入端相连。本实施例中，在确定驾驶员处于疲劳状态对驾驶员进行疲劳提醒之后，可以将驾驶员处于疲劳状态时刻所属预设时间段(即疲劳提醒前后预设时间范围)内所采集的驾驶员人脸图像发送给与疲劳提醒设备建立连接的用户设备60，以便工作人员可以及时地确定驾驶员的驾驶状态。其中，预设时间段可以根据需要设置，如可以设置为疲劳提醒开始前1分钟至疲劳提醒结束后1分钟等，用户设备60可以为调度中心工作人员所配置的用于监控驾驶员驾驶状态的设备；第二处理器20的第三输出端可以基于传输控制协议(Transmission Control Protocol TCP)或RTP控制协议(RTP Control Protocol，RTCP)与用户设备60建立连接。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图3所示，所述第二处理器20还可以设置有用于输出驾驶员处于疲劳状态时刻所属预设时间段内的驾驶员人脸图像和在确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳信息的第四输出端，所述第四输出端可以与移动存储设备70的输入端相连。本实施例中，在确定驾驶员处于疲劳状态对驾驶员进行疲劳提醒之后，可以将驾驶员处于疲劳状态时刻所属预设时间段内所采集的驾驶员人脸图像和本次疲劳提醒生成的疲劳信息存储在本地，以便后续工作人员可以基于所存储的驾驶员人脸图像对本次的疲劳提醒进行复核。此时，第二处理器20上可以设置用于与移动存储设备70进行数据传输的第四输出端，相应的，当第二处理器20监测到其第四输出端与移动存储设备70建立连接时，可以自动将本地存储的驾驶员人脸图像和疲劳信息发送到移动存储设备70进行存储并在存储完成后从本地相应的存储位置删除存储成功的驾驶员人脸图像和疲劳信息；也可以基于工作人员的操作对本地存储的驾驶员人脸图像和/或疲劳信息进行发送或删除，此处不作限制。其中，移动存储设备70可以为任意具有存储功能的设备，如移动硬盘、U盘、笔记本电脑、平板电脑等等。

本实用新型实施例提供的疲劳提醒设备，将第一处理器用于输出在机车处于行驶状态时生成的图像采集指令的第一输出端与摄像头的输入端相连，将摄像头用于输出基于该图像采集指令采集的驾驶员人脸图像的输出端与第二处理器的输入端相连，将第二处理器用于输出在基于该人脸图像确定驾驶员处于疲劳状态时生成的疲劳提醒指令的第一输出端与扬声器的输入端相连，该扬声器用于基于该疲劳提醒指令对驾驶员进行疲劳提醒。本实施例通过采用上述技术方案，为疲劳提醒设备设置第一处理器和第二处理器，可以降低每个处理器的运算量，提高疲劳提醒的及时性。

此外，本实用新型实施例还提供了一种疲劳提醒系统，该疲劳提醒系统包括本实用信息实施例所述的疲劳提醒设备，还可以包括用户设备、机车车载安全防护系统和移动存储设备中的至少一项，其中，所述用户设备基于TCP协议或RTCP协议与所述疲劳提醒设备建立连接，采用集成有上述疲劳提醒设备的疲劳提醒系统，可以在驾驶员处于疲劳状态时高效可靠的对驾驶员进行疲劳提醒，提高机车的安全性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。