[发明专利]基于物联网与计算机的疲劳驾驶监控系统

权利要求书

1.基于物联网与计算机的疲劳驾驶监控系统，其特征在于，包括处理器、初始监测模块、音频采集模块、生理信息监测模块、路径监测模块、数据存储模块和预警控制模块；

所述初始监测模块获取汽车启动前驾驶室内的环境数据，所述环境数据包括酒精浓度、平均温度和空气流速，具体获取步骤为：

Z1：通过酒精浓度传感器获取驾驶室内的酒精浓度，并将酒精浓度标记为JN；

Z2：通过温度传感器获取驾驶室内的平均温度，并将平均温度标记为PW；

Z3：通过空气流量计获取驾驶室内的空气流量，并将空气流量标记为KL；

Z4：通过公式CX＝α1×JN+α2×PW×KL+α3获取初检系数CX；其中α1、α2和α3为预设比例系数，且α1+α2+α3＝1.125；

Z5：通过处理器发送酒精浓度、平均温度、空气流量和初检系数发送至数据存储模块；

所述音频采集模块用于实时采集驾驶室内的监控信息，所述监控信息包括监控视频和声波信号，具体采集步骤为：

X1：通过高清摄像头实时采集驾驶人员的监控视频；

X2：通过声音传感器实时采集驾驶室内的声波信号；

X3：将监控视频和声波信号实时发送至处理器；处理器对监控视频和声波信号进行信息处理；所述的信息处理步骤具体如下：

C1：处理器接收到监控视频之后，对监控视频进行分析处理，具体分析步骤如下：

C11：对视频进行视频预处理；

C12：通过处理器识别驾驶人员眼睑闭合频率和眼睑单次闭合时间，并将眼睑闭合频率和眼睑单次闭合时间标记为YB和YD；

C13：通过处理器识别驾驶人员面部朝向与水平面的角度，并将角度标记为JD；

C14：通过公式获取视频采集系数SC；其中β1、β2和β3为预设比例系数，且0＜β1＜β2＜β3；

C2：处理器接收到声波信号之后，对声波信号进行分析匹配，具体分析匹配步骤为：

C21：对声波信号进行声音预处理；

C22：通过数据存储模块获取噪声特征信息；从预处理之后的声波信号中去除噪声特征信息，获取呼吸特征信息；

C23：通过数据存储模块获取睡眠声音特征信息，将呼吸特征信息和睡眠声音特征信息进行匹配获取匹配度，并将匹配度标记为PP；

C3：通过公式FJ＝β4×SC+PP获取辅助监测系数FJ，其中β4为预设比例系数，且β4＞0；

C4：通过处理器将眼睑闭合频率、眼睑单次闭合时间、角度、匹配度、视频采集系数和辅助监测系数发送至数据存储模块；

X4：通过处理器将监控视频和声波信号发送至数据存储模块；

所述生理信息监测模块用于监测驾驶人员的生理信息，并通过公式获取生理监测系数，所述生理信息包括血压、体温和心率；所述生理监测系数的获取步骤为：

V1：通过血压传感器获取驾驶人员的血压值，并将血压值标记为XY；

V2：通过体温传感器获取驾驶人员的体温值，并将体温值标记为TW；

V3：通过心率传感器获取驾驶人员的心率，并将心率标记为XL；

V4：通过公式获取生理监测系数SL，其中γ1和γ2为预设比例系数，e为自然常数，且

所述路径监测模块用于监测车辆的行驶轨迹，并获取路径监测系数；其中，所述路径监测系数的获取步骤包括：

B1：通过行车记录仪判断车辆是否在车道线内行驶，并将判断结果标记为CX，CX取值为0或1，其中，0表示车辆未在车道线内行驶，1表示车辆未在车道线内行驶；

B2：通过角度传感器获取车辆方向盘转过的旋转角度，并将旋转角度标记为XD；

B3：通过公式LJ＝CX×|XD|获取路径监测系数LJ；

所述处理器用于分析理论系数，所述理论系数包括初检系数CX、辅助监测系数FJ、生理监测系数SL和路径监测系数LJ，具体分析步骤为：

N1：当CX＞L1时，判定为低风险疲劳驾驶，通过处理器发送低级警报指令至预警控制模块，其中L1为预设初检系数阈值；

N2：通过公式获取辅助判断系数FP；其中δ1和δ2为预设比例系数，且0＜δ1＜δ2；

N3：当CX＞L1且FP＞L2时，判定为中风险疲劳驾驶，通过处理器发送中级报警指令至预警控制模块，其中L2为预设辅助判断系数阈值；

N4：当FP＞L2且LJ＜L3时，判定为高风险疲劳驾驶，通过处理器发送高级报警指令至预警控制模块，其中L3为预设路径监测系数阈值，其中L3＞0；

N5：通过处理器将低级警报指令发送记录、中级警报指令发送记录和高级警报指令发送记录发送至数据存储模块；

所述预警控制模块针对警报指令进行预警，所述报警指令包括低级报警指令、中级报警指令和高级报警指令，所述预警控制模块包括报警灯、蜂鸣器、自动拨号单元、警示单元和调节单元，具体预警步骤为：

M1：当预警控制模块接收到低级报警指令时，报警灯设置为红色闪烁状态，同时调节单元打开车窗进行通风；

M2：当预警控制模块接收到中级报警指令时，报警灯设置为红色闪烁状态，蜂鸣器报警，同时调节单元打开车辆示廓灯报警；

M3：当预警控制模块接收到高级报警指令时，报警灯设置为红色闪烁状态，蜂鸣器报警，打开车辆示廓灯，同时拨打报警电话进行报警，具体拨打步骤为：

M31：拨打报警电话，等待电话接通；

M32：电话接通后，通过语音机器人发送报警关键字，所述报警关键字为“疑似疲劳驾驶”；

M33：获取车辆的车速和位置，通过语音播报的形式将车辆的车速和位置发送至电话另一端；

M34：通过数据存储模块获取驾驶人员的姓名、手机号码和车牌号，通过语音播报的形式将姓名、手机号码和车牌号发送至电话另一端；

M35：重复M32-M34步骤两遍。

2.根据权利要求1所述的基于物联网与计算机的疲劳驾驶监控系统，其特征在于，所述视频预处理不仅能够提高编码视频的质量，而且能够提高编码效率，所述视频预处理包括限带滤波、噪声去除、图像增强、暗光处理、自动曝光和背光补偿；所述声音预处理包括预加重处理和分帧加窗预处理；所述噪声特征信息包括发送机噪声、空气噪声和车身结构噪声。