[发明专利]一种自动驾驶用驾驶员疲劳与健康监控系统

说明书

本发明涉及的自动驾驶用驾驶员疲劳与健康监控系统，属于辅助驾驶领域，它包括车辆通信模块、本车状态感知模块、雷达感知模块和供电模块，所述车辆通信模块、本车状态感知模块、疲劳与健康监控模块和雷达感知模块分别与所述供电模块电连接，所述车辆通信模块、本车状态感知模块和雷达感知模块分别与所述疲劳与健康监控模块信号连接。本发明的有益效果是：毫米波雷达对于衣服、口罩等遮挡物具有很好的穿透力，排除遮挡物的影响；基于心跳呼吸的特定频率范围，结合雷达算法和车辆信息，能够排除车辆振动对检测结果的影响，提高检测的准确度和可靠性。

技术领域

本发明属于辅助驾驶领域，尤其属于一种自动驾驶用驾驶员疲劳与健康监控系统。

背景技术

自动驾驶功能日益强大，在路况良好的情况下，司机不再需要控制车辆的方向盘和油门踏板。按照低级别自动驾驶等级要求，司机依然需要实时监控道路状况，在出现紧急情况时控制车辆。在实际应用中，长时间的自动驾驶会让无所事事的司机犯困，所以驾驶员监控系统应运而生，试图判断驾驶员是否疲劳或者已经睡着。

当前的驾驶员监控系统是基于车内相机捕捉驾驶员的面部表情、头部摆动、上肢动作的变化来判断驾驶员是否疲劳。但是在长时间自动驾驶时，驾驶员不需要运动上肢和头部，而且墨镜、口罩等物件也会遮挡面部表情，况且车内相机极大地侵犯了驾驶员和车内乘客的隐私。

发明内容

本发明提供一种自动驾驶用驾驶员疲劳与健康监控系统，在车辆进入自动驾驶状态时，实时监控驾驶员的心跳和呼吸，并且当呼吸和心跳长时间处于低幅度和低频率时判定驾驶员已经疲倦，或者呼吸和心跳异常判定出现健康问题，并报警。

为了达到上述目的，提供的技术方案如下：一种自动驾驶用驾驶员疲劳与健康监控系统，包括车辆通信模块、本车状态感知模块、雷达感知模块和供电模块，所述车辆通信模块、本车状态感知模块、疲劳与健康监控模块和雷达感知模块分别与所述供电模块电连接，所述车辆通信模块、本车状态感知模块和雷达感知模块分别与所述疲劳与健康监控模块信号连接；

所述车辆通信模块用于从车辆总线上读入车辆状态信号，并将车辆状态信号传送到本车状态感知模块；

所述本车状态感知模块用于根据车辆通信模块传来的车辆状态信号用于判断本车是否在平稳驾驶，本车的驾驶状态是否满足雷达对人体呼吸和心跳频率的准确测量条件，并将车辆是否平稳驾驶的状态输出给疲劳与健康监控模块；

所述雷达感知模块用于通过发射和接收毫米波信号，测量司机的心跳、呼吸频率及强度，将司机的心跳、呼吸的频率和强度传递到疲劳与健康监控模块；

所述疲劳与健康监控模块用于接收车辆通信模块、本车状态感知模块和雷达感知模块传递的信息，对司机疲劳状态和健康状态进行判断，并在司机状态异常时发出报警信号；

所述车辆状态包括转向角度、车辆行驶速度、自动驾驶启动情况。

进一步地，通过所述雷达感知模块测量司机的呼吸特征和心跳特征，具体包括：通过毫米波雷达获取回波信号，并计算出信号频谱，然后将心跳和呼吸所在频段范围内的对应频谱进行单独提取，减少排除车辆振动影响。

进一步地，获取公司的驾驶员以及乘客的心跳呼吸的数据库，用统计、机器学习、深度学习的方式计算驾驶员心跳、呼吸随时间变化的特征，从而将驾驶员心跳呼吸频率与幅度单独分离，以此与车辆振动的特征相区分；

车辆行驶过程中，驾驶员不会在车辆行驶过程中更换，雷达针对唯一的被测对象不断积累的心跳呼吸的数据库，并进一步修正心跳、呼吸随时间变化的特征，使特征范围更加精准，筛选更加高效，进一步降低误判。

进一步地，驾驶员心跳呼吸频率与幅度随时间变化的特征的获取方法为：