[发明专利]一种驾驶员疲劳的无线监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种人的呼吸监测装置，特别涉及一种监测驾驶员疲劳的装置。

背景技术

疲劳驾驶是当今交通安全的重要隐患之一。驾驶人在疲劳时，其对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都有不同程度的下降，因此很容易发生交通事故。统计数据表明，在2008-2010年我国直接由疲劳驾驶导致的死亡人数分别占机动车驾驶人交通肇事总死亡人数的10.91％、11.35％和12.5％，大约每年有9000人死于疲劳驾驶。因此，研究和开发高性能的驾驶人疲劳状态实时监测及预警技术，对改善我国交通安全状况意义重大。

关于驾驶人疲劳及注意分散等安全状态的监测预警技术，由于它在交通事故预防方面的发展前景而受到各国高度的重视，研究人员根据驾驶人疲劳时在生理和操作上的特征进行了多方面的研究。驾驶人疲劳状态的检测方法可大致分为(1)基于驾驶人生理信号的检测方法；(2)基于驾驶人生理反应特征的检测方法；(3)基于驾驶人操作行为的检测方法；(4)基于车辆行驶轨迹的检测方法。

上述方法中，基于驾驶人生理信号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。该方法对疲劳判断的准确性较高，但生理信号需要采用接触式测量，且对个人依赖程度较大，在实际用于驾驶人疲劳监测时有很多的局限性，因此主要应用在实验阶段，作为实验的对照参数。

基于驾驶人的生理反应特征的检测方法是指利用驾驶人的眼动特性、头部运动特性等推断驾驶人的疲劳状态。该方法一般采用非接触式测量，对疲劳状态的识别精度较好，但是检测设备价格昂贵、算法复杂，也只能用于实验室研究阶段。如美国Attention Technologies公司推出的Driver FatigueMonitor(DD850)驾驶人疲劳监测预警产品，该产品通过红外摄像头采集驾驶人眼部信息，采用PERCLOS作为疲劳报警指标，可直接安装在仪表盘上，报警的敏感度和报警音量均可调节，但只有晚上才有效。

基于驾驶人操作行为的驾驶人疲劳状态识别技术，是指通过驾驶人的操作行为如方向盘操作等操作推断驾驶人疲劳状态。目前利用驾驶人操作行为进行疲劳识别的深入研究成果较少。驾驶人的操作除了与疲劳状态有关外，还受到个人习惯、行驶速度、道路环境、操作技能的影响，车辆的行驶状态也与车辆特性、道路等很多环境因素有关，因此如何提高驾驶人状态的推测精度是此类间接测量技术的关键问题。

基于车辆行驶轨迹的检测方法和基于驾驶人操作行为的疲劳状态识别技术一样，都以车辆现有的装置为基础，不需添加过多的硬件设备，而且不会对驾驶人的正常驾驶造成干扰，因此具有很高的实用价值。如美国AssistWareTechnology公司的SafeTRAC利用前置视频头对车道线进行识别，当车辆开始偏离车道时进行报警，该产品也可通过车道保持状态结合驾驶人的方向盘操作特性判断驾驶人的疲劳状态。但是这种检测方法属于间接检测，对驾驶疲劳的敏感度不高，在夜晚或冰封的雨雪天气，检测容易失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种监测驾驶员疲劳的装置，通过对驾驶员无约束、非接触的呼吸监测，在发生疲劳驾驶时报警提醒并强制减速，在不影响驾驶员驾驶行为的同时，实现对驾驶员疲劳状态的非接触式监测和报警。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种驾驶员疲劳的无线监测装置，包括发射微波信号检测驾驶员疲劳状况的呼吸信号检测模块，对检测到的呼吸信号比较并进行频率转换的疲劳检测模块和与设定阈值进行比较并引发警报的声光报警和触发汽车制动模块；

其中，呼吸信号检测模块包括微波传感器，微波传感器向驾驶员胸壁定向发射微波信号、并拾取含有驾驶员呼吸信息的反射信号输出给放大器，放大器对反射信号放大之后通过滤波器得到驾驶员的呼吸信号，输出到疲劳检测模块；

疲劳检测模块包括电压比较器，电压比较器接受来自呼吸信号检测模块的呼吸信号后，与预设的零检测结果进行比较，得到包含呼吸频率的信号，通过单稳态触发器将呼吸频率转换为电压信号输出给声光报警和触发汽车制动模块；

声光报警模块和触发汽车制动模块包括译码电路和数值比较电路，译码电路接收疲劳检测模块输出的电压信号后对呼吸的次数进行计数，通过与数值比较电路中预设的电压阈值比较，根据比较的结果，输出报警信号到声光报警电路和触发汽车制动部分的光耦，发出声、光报警，并触发汽车的制动部分，让汽车强制减速甚至停车。