[发明专利]司机工作状态实时监测系统

说明书

技术领域

本发明属于一种监测系统，具体涉及一种火车或汽车司机工作状态实时监测系统。

背景技术

随着铁路快速发展，高速铁路投入运营，列车运行安全越来越受到人们的重视。为了确保列车运行的安全，铁路部门规定机车乘务员在列车行驶过程中，应对列车运行方向进行不间断地瞭望。目前，机车牵引交路，实行长交路跨段、跨局轮乘，操作区段长，且单岗作业，容易因疲劳而发生精力不集中，间断瞭望等情况，由此引发的事故时有发生。因此，研制一种能够有效、实时地监测机车乘务员是否处于不间断瞭望的工作状态，并在间断瞭望时进行报警、提示的装置，就显得很有实际意义和必要性。

目前，国、内外尚无针对机车乘务员工作状态进行实时监测的技术。现有技术，主要是采用机车无人警惕装置，例如，LKJ机车的无人警惕装置；HX型机车无人警惕装置；CRH系列动车组的ASB无人警惕装置等。其原理是在一定时间周期内(2分钟)对警惕按钮或开关进行一次按压，以确认机车乘务员处于工作状态。一旦未按时间周期按压警惕按钮，装置将立即强迫列车停车。这几种方法的特点在于强制性，虽然有效，但仍然不是对机车乘务员处于非工作状态的事前防范和及时提醒。而且，高速运行列车在长达2分钟时长内机车乘务员的处于无监测状态，存在重大的安全隐患和安全管理盲点。

目前有些列车运行速度已达到160km/h，每分钟约2640米；高铁动车组运行速度已达350km/h，每分钟约5820米，而在这2分钟内现有的无人警惕装置处于无监控周期内，一旦在此周期内机车乘务员出现瞌睡；间断瞭望，加之运行区段内出现障碍物、区间占用信号不正常等突发情况时，必定构成瞭望性事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种采用非介入方式，无需强制司机定时按“警惕按钮”，无需佩戴任何传感器，不受司机个体差异、驾驶习惯的影响，可以实现机车乘务员在不同驾驶姿势、不同照明状况以及戴眼镜、墨镜等情况下的工作状态实时监测，并在机车乘务员出现间断瞭望、打盹时进行语音报警提示，同时将报警时的图象进行存储，存储的图像必要时可进行过程追述的司机工作状态实时监测系统。

本发明的技术方案：一种司机工作状态实时监测系统，它包括带通滤波器，红外线主动光源，CCD摄像机，视频解码器，语音报警器，图像预处理器，图像存储器，报警图像存储器，程序存储器，多媒体数字存储器，100M网口和零时速处理器，CCD摄像机上设置有带通滤波器，红外线主动光源设置在CCD摄像机上方，CCD摄像机与视频解码器连接，视频解码器与图像预处理器连接，图像预处理器分别与语音报警器、图像处理器、报警图像处理器、多媒体数字存储器连接，多媒体数字存储器分别与程序存储器、100M网口连接，零时速处理器分别与多媒体数字存储器、图像预处理器连接。

所述带通滤波器为中心波长940nm、半带宽10nm的滤波器。

所述的红外线主动光源为中心波长940nm的主动光源。

带通滤波器，红外线主动光源和CCD摄像机组成视频采集装置，视频采集装置实时采集机车乘务员的脸部图像并输出。

所述的视频解码器用于将采集到的模拟视频信号转换为标准的数字视频信号并输出。

所述图像预处理器用于完成图像变换、人眼状态识别等处理工作。

所述报警存储器存储报警时前10秒和后10秒的视频图像，可进行报警过程追述。

所述的零时速处理器控制监测装置在火车机车零时速时自动进入待机状态，机车达到设定时速时自动进入实时监测状态。

所述的图象存储器采用亮眼球定位、眼睛匹配、帧间关联的综合判别法对眼睛进行定位；使用神经网络判别算法，根据眼睛的睁开或闭合及该状态持续的时间，判别机车乘务员是否间断瞭望；使用自适应阀值二值化处理获得面部图像，采用人工神经网络对面部姿态和朝向判断、识别机车乘务员是否间断瞭望。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、采用非介入的监测方法，不受机车乘务员个体差异、驾驶习惯、驾驶姿势的影响，也不干扰乘务员的正常工作状态；

2、采用红外线主动照明和红外线滤光的方法，可以有效消除外界各种光线干扰，有效消除墨镜干扰，且不会对机车乘务员有任何干扰。同时有很好的背景抑制作用，滤除了进入CCD摄像机的大部分环境光线，同时也滤除了大部分的背景图像，减少了外界环境的干扰，降低了图像处理的复杂程度；