一种货车司机危险驾驶行为检测报警设备

1.本实用新型涉及危险驾驶监测的技术领域，尤其涉及一种基于深度学习的危险驾驶行为检测报警设备。


背景技术：

2.国内的疲劳驾驶检测还不算完备，针对疲劳的研究最早始于生理学。相关研究表明，驾驶人在疲劳状态下的生理指标会偏离正常状态的指标。因此可以通过驾驶员的生理指标来判断驾驶人是否进入疲劳状态。目前较为成熟的检测方法包括对驾驶人的脑电信号eeg、心电信号ecg等的测量。这种检测方法比较传统，不易于实施，而且花费巨大。
3.例如公开号为cn106530623b的中国发明申请中，公开了一种疲劳驾驶检测装置及检测方法，包括arm处理器设备、sd卡、usb摄像头、数据线、散热风扇和报警装置，arm处理器设备还包括人脸定位模块、人眼状态识别模块、疲劳判定模块；该疲劳驾驶检测检测方法包括以下步骤：1.初始化摄像头；2.采集图像，将图像信息输送给arm处理器设备；3.图像预处理；4 .通过人脸特征分类器定位人脸区域，通过人眼特征分类器定位人眼区域5.检测驾驶员的脸部判断驾驶员是否处于疲劳状态；6.检测驾驶员的眼部判断驾驶员是否处于疲劳状态；7.综合判断驾驶员疲劳状态，启动相应报警。该发明采用的眼部区域图像二值化处理方法能够更好地分割出瞳孔及边缘区域，提高了识别准确率，但是并没有对驾驶中的不安全行为进行检测。


技术实现要素：

4.针对现有危险驾驶行为检测报警设备检测方法花费较大且只针对疲劳驾驶进行监测的技术问题，本实用新型提出一种货车司机危险驾驶行为检测报警设备，实现了在货车行驶同时对司机驾驶期间的疲劳驾驶行为与其它不安全驾驶行为进行监测，并为司机提供按摩服务，提高了其智能化程度并拓宽了监测报警设备的应用场景。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：货车司机危险驾驶行为检测报警设备，包括箱体、视觉识别系统、按摩机构、警示系统、人机交互机与中心控制系统，视觉识别系统、按摩机构、警示系统、人机交互机均与中心控制系统相连接；按摩机构设置在箱体底部，警示系统设置在箱体外部，中心控制系统设置在箱体内部，人机交互机与视觉识别系统均设置在箱体外。
6.所述中心控制系统包括cpu与至少一个cpu散热风扇，cpu设置在箱体内部下侧，cpu散热风扇设置在箱体内部上侧且cpu散热风扇与cpu上下对应设置，cpu散热风扇与cpu相连接，箱体顶部设置至少一个圆孔，cpu散热风扇与圆孔上下对应。
7.所述按摩机构包括手爪式按摩器与机械臂组件，机械臂组件与手爪式按摩器均与中心控制系统相连接，机械臂组件设置在箱体底部，手爪式按摩器与机械臂组件相连接。
8.所述机械臂组件包括机械大臂、关节舵机与机械小臂，机械大臂设置在箱体底部，关节舵机与机械大臂活动连接，机械小臂与关节舵机固定连接，机械小臂与手爪式按摩器
活动连接。
9.所述机械大臂通过底座和滑轮ⅱ与箱体连接，底座固定安装在箱体底部，滑轮ⅱ与底座相连接，滑轮ⅱ与机械大臂转动连接；机械小臂通过滑轮ⅰ和机械腕与手爪式按摩器相连接，机械小臂与滑轮ⅰ旋转连接，滑轮ⅰ与机械腕活动连接，机械腕、机械小臂与底座内均设有电机，电机与cpu相连接。
10.所述手爪式按摩器包括至少两个机械手指，机械手指包括骨架、气囊与至少一个滚珠，气囊包裹在骨架上，骨架上均匀设置有卡槽，滚珠活动设置在卡槽内且被气囊半包裹，骨架末端均与机械腕内的电机相连接。
11.所述警示系统包括喷洒装置、蜂鸣器、led报警灯和语音播报模块，喷洒装置设置在箱体后侧，蜂鸣器设置在箱体左侧，led报警灯设置在箱体右侧，语音播报模块设置在箱体前侧，喷洒装置、蜂鸣器、led报警灯和语音播报模块均与cpu相连接。
12.所述喷洒装置包括清新剂承载收纳盒、雾化片和风扇，清新剂承载收纳盒设置在箱体后侧，雾化片设置在清新剂承载收纳盒内部且紧贴箱体，风扇设置在清新剂承载收纳盒顶部，雾化片与风扇均与cpu相连接。
13.所述视觉识别系统包括摄像头，摄像头设置在驾驶位后视镜一侧，摄像头与数据传输线ⅰ的一端相连，数据传输线ⅰ的另一端通过usb接口与cpu相连接；所述人机交互机包括显示屏，显示屏设置在车辆仪表盘处，显示屏一端与数据传输线ⅱ相连接，数据传输线ⅱ的另一端通过接口与cpu相连接。
14.所述箱体顶部设置有中间镂空的固定支架，固定支架的两端设置有安装接口，货车驾驶室后部固定设置有固定架，固定架与固定支架可拆卸连接。
15.本实用新型的有益效果：通过人机交互机让司机自主选择检测报警设备工作模式，利用视觉识别系统对司机驾驶行为进行实时监测，并利用内置于cpu对图像信息进行处理，实现在对疲劳驾驶行为进监测的同时对喝水、打电话、抽烟等其它不安全驾驶行为进行监测与警告，辅助司机在驾驶途中集中注意力，提高驾驶安全程度。本实用新型通过按摩机构为司机在休息时提供按摩服务，提高了监测报警设备的智能化程度并拓宽了监测报警设备的应用场景。
附图说明
16.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。
17.图1为本实用新型前侧结构示意图。
18.图2为本实用新型后侧结构示意图。
19.图3为本实用新型上方结构示意图。
20.图4为本实用新型固定架结构示意图。
21.图5为本实用新型的雾化片结构示意图。
22.图6为本实用新型的运行原理图。
23.图7为本实用新型的休息模式运行原理图。
24.图中，1为清新剂承载收纳盒，2为雾化片，3为风扇，4关节舵机，5为滑轮ⅰ，6为机械腕，7为手爪式按摩器，8为滑轮ⅱ，9为底座，10为蜂鸣器模块，11为led报警灯，12为语音播报模块，13为cpu散热风扇，14为固定架，15为机械大臂，16为机械小臂，17为usb接口，18为接口，19为固定支架。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1-3所示，货车司机危险驾驶行为检测报警设备，包括箱体、视觉识别系统、按摩机构、警示系统、人机交互机与中心控制系统，视觉识别系统、按摩机构、警示系统、人机交互机均与中心控制系统相连接。机械臂组件设置在箱体底部，警示系统设置在箱体外部，中心控制系统设置在箱体内部，人机交互机与视觉识别系统均设置独立设置。如图4所示，箱体顶部设置有中间镂空的固定支架19，固定支架19的两端设置有楔形安装接口，货车驾驶室后部固定设置有固定架14，固定架14上设置有条状卡槽，卡槽与楔形安装接口相匹配，固定架14与固定支架19可拆卸连接。
27.其中，中心控制系统的主要作用为接收人机交互机所接收的信息与命令，并依照命令调用其它系统。中心控制系统包括cpu与两个cpu散热风扇13，cpu设置在箱体内部下侧，cpu散热风扇13设置在箱体内部上侧，cpu散热风扇13与cpu相连接，箱体顶部设置两个圆孔，cpu散热风扇13与圆孔上下对应。其中，cpu是用于控制与调用其它系统，cpu散热风扇13主要用于通过箱体顶部设置的圆孔为cpu散热。
28.按摩机构主要用于在休息按摩模式下为司机提供按摩服务，按摩机构包括手爪式按摩器7与机械臂组件，机械臂组件与手爪式按摩器7均与中心控制系统相连接，机械臂组件设置在箱体底部，手爪式按摩器7与机械臂组件相连接。其中，机械臂组件包括机械大臂15、关节舵机4与机械小臂16，机械大臂15设置在箱体底部，关节舵机4与机械大臂15活动连接，机械小臂16与关节舵机4固定连接，机械小臂16与手爪式按摩器7活动连接。其中，机械大臂15通过底座9和滑轮ⅱ8与箱体连接，底座9固定安装在箱体底部，该底座9的主要作用为通过内部电机控制机械臂组件水平转动，滑轮ⅱ8与底座9相连接，滑轮ⅱ8与机械大臂15转动连接，该滑轮ⅱ8可控制机械大臂15的下放与收缩。机械小臂16通过滑轮ⅰ5和机械腕6与手爪式按摩器7相连接，机械小臂16与滑轮ⅰ5旋转连接，该滑轮ⅰ5主要用于带动手爪式按摩器7旋转，滑轮ⅰ5与机械腕6活动连接，机械腕6主要用于控制手爪式按摩器7上下转动。机械腕6、机械小臂16与底座9内均设有电机，电机与cpu相连接。手爪式按摩器7的主要作用为通过收缩或旋转为司机的肩部或头部提供按摩服务，该手爪式按摩器7包括六个机械手指，机械手指包括骨架、气囊与至少一个滚珠，气囊包裹在骨架上，骨架上均匀设置有卡槽，滚珠活动设置在卡槽内且被气囊半包裹，骨架末端均与机械腕6内的电机相连接。机械手指的开合度由机械腕6的电机控制完成松开与抓握的动作，在使用手爪式按摩器7前提前设置机械手指的最小开合度，防止开合程度过小，影响用户体验。手爪式按摩器7通过机械手指为司机提供按摩服务，气囊主要用于防止按摩部位与骨架直接接触，提高按摩体验，设置在骨
架卡槽内的滚珠主要用于为司机揉按穴位，该滚珠可在卡槽内360
°
灵活滚动，且滚珠一半被气囊包裹，一半裸露在外。
29.具体的，如图7所示，当司机在停车后，可通过人机交互机选择休息按摩模式，设定需要按摩的部位，在cpu接收到相关命令后会调用机械臂组件并结合视觉识别系统，使手爪式按摩器7找到司机需要按摩的部位，若需要按摩头部，则手爪式按摩器7将在滑轮ⅰ5的控制下缓慢旋转，通过镶嵌在手爪式按摩器7上的滚珠为司机进行按摩；若需要按摩的是肩部，则手爪式按摩器7将在机械腕6内电机的控制下缓慢重复抓握与放开的动作，为司机进行按摩。
30.警示系统包括喷洒装置、蜂鸣器模块10、led报警灯11和语音播报模块12，喷洒装置、蜂鸣器模块10、led报警灯11和语音播报模块12均与cpu相连接。其中，蜂鸣器模块10的主要作用为检测到司机存在抽烟、喝水或查看手机等不安全行为时在cpu调用下发出警报，蜂鸣器模块10设置在箱体左侧。led报警灯11的主要作用为在检测到司机存在疲劳驾驶或不安全驾驶行为时进行闪烁示警，led报警灯11设置在箱体右侧。语音播报模块12设置在箱体前侧，该语音播报模块12主要用于在检测到司机存在疲劳驾驶或不安全驾驶行为时进行报警语音提示。如图5所示，喷洒装置设置在箱体后侧，该喷洒装置包括清新剂承载收纳盒1、雾化片2和风扇3，清新剂承载收纳盒1设置在箱体后侧，雾化片2设置在清新剂承载收纳盒1内部，风扇3设置在清新剂承载收纳盒1顶部，雾化片2与风扇3均与cpu相连接。其中，清新剂承载收纳盒1的主要作用为承载空气清新剂，雾化片2的主要作用为在cpu调用下进行高频率震动，将清新剂承载收纳盒1内的液态清新剂转化为水雾，风扇3的主要作用为将生成的水雾吹出清新剂承载收纳盒1，完成清新剂的喷洒。
31.视觉识别系统包括摄像头与数据传输线ⅰ，摄像头设置驾驶位后视镜一侧，数据传输线ⅰ输入端与摄像头相连，输出端通过usb接口17与cpu相连接。摄像头采用usb深度学习500万高清摄像头，该摄像头主要用于实时收集司机图像信息，并通过数据传输线ⅰ与usb接口17将图像信息传输至cpu。人机交互机包括显示屏与数据传输线ⅱ，显示屏设置在车辆仪表盘处，数据传输线ⅱ一端与显示屏相连接，数据传输线ⅱ的另一端通过接口18与cpu相连接。显示屏采用七寸可触摸显示屏，通过该显示屏司机可以设置工作状态。
32.具体的，如图6所示，本实用新型的工作方法为：当司机进入驾驶室后，首先要通过人机交互机进行用户登录。若未完成登录，则检测报警装置将不会进行工作，在完成登录后，司机可以对设备的工作状态进行选择，若选择休息按摩模式，则cpu将调用按摩机构为司机进行按摩服务，使检测报警设备不单单只在行驶过程中发挥作用，有效提高了监测报警设备的智能化程度并拓宽了监测报警设备的应用场景。若选择开车模式，则cpu将调用视觉识别系统对司机驾驶情况进行实时监测。首先，利用摄像头对司机面部进行实时拍摄，通过cpu上设置的opencv模块的videocapture接口调用视觉识别模块获取使用员每一帧的面部信息，随后，通过dlib调用人脸68个关键点对司机行为进行监测，68个关键点设置，将司机的眼睛横纵比与所设定的阈值比较，判断司机是否存在眼睛眯起的行为，将司机的嘴巴横纵比与设定的阈值比较，判定司机是否存在打哈欠行为，通过司机头部关键点位置变化计算司机头部位置偏移角度，并将偏移角度与设定角度范围进行比较，判断司机是否存在打瞌睡点头行为，将眼部开合度、打哈欠与点头行为规定为疲劳动作，cpu通过计数器对司机的疲劳动作进行次数累加，并将当前次数显示在显示屏中，当次数累加到限定值时，通过
cpu调用喷洒装置向司机驾驶仓内喷洒清新剂，调用语音播报模块12进行语音提示，同时调用led报警灯11进行闪烁示警。同时，cpu利用opencv模块对人脸进行读取，并将读取图像中每一帧的人脸都与数据库中模型进行逐一对比，实现了对疲劳驾驶与其它不安全驾驶行为的同时监控。若未发现不安全行为，则继续对司机行为进行检测，若发现危险行为，则通过cpu调用语音播报模块12对用户进行语音提示，调用蜂鸣器10进行报警提示，同时调用led报警灯11进行闪烁示警。
33.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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。