專利名稱：防疲勞駕駛裝置及車載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及車載裝置，特別是涉及一種車載的防疲勞駕駛裝置及車載裝置。
背景技術(shù)：
過去的車載裝置往往被設(shè)計為僅具有導(dǎo)航功能，并且通過經(jīng)由觸摸屏等設(shè)備的手工輸入來選擇所述菜單，為車輛提供導(dǎo)航服務(wù)。最近幾年，隨車人們對車輛需求的增加，又提出了另一類車載裝置，這些車載裝置使它們的功能除了導(dǎo)航能力又補充了音頻和視頻、 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等功能，使得人們在車輛上可以聽音樂、看視頻，甚至上網(wǎng)查找資料，這些增加了功能的車載裝置，為客戶提供更加人性化的服務(wù)，而且相比音頻設(shè)備、視頻設(shè)備及上網(wǎng)設(shè)備的組合還極大的節(jié)省車內(nèi)空間。但是，隨著人們對車輛的應(yīng)用頻率越來越高，對車載設(shè)備的需要也越來越大，這就使得現(xiàn)有的車載設(shè)備的功能遠遠不能滿足人們對車載設(shè)備的需求。例如隨著汽車保有量的增加，交通事故發(fā)生有不斷增加的趨勢。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，疲勞駕駛在交通事故中占22. 9% 30%，在死亡交通事故的原因中居首位。因此，西方發(fā)達國家投入巨大的人力、物力，廣泛開展駕駛疲勞的研究工作，有的研究成果已經(jīng)申請了專利。在先申請?zhí)枮?00510037771. 9的專利，利用紅外光線對駕駛員眼部照射，通過2 個不同波長濾波鏡頭的CMOS攝像頭得到2副在同一時刻只有視網(wǎng)膜圖像不同的圖像。采集到圖像信號由控制主板中的圖像處理程序進行差分處理得到瞳孔圖像參數(shù)，通過計算得出PERCL0S(單位時間眼睛閉合時間所占的比例)值來判斷駕駛員的疲勞程度。但是，上述專利在不同的波長下獲取眼睛的圖像，進行差分，跟蹤眼睛的位置在光線比較亮的環(huán)境下，容易造成測量失敗。采用計算PERCL0S值的方法來進行疲勞檢測，由于實際應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，檢測結(jié)果可靠性差、準(zhǔn)確率低。疲勞駕駛檢測和預(yù)警己成為汽車主動安全領(lǐng)域中的研究熱點。其中，基于物理傳感器的非接觸式疲勞駕駛檢測方法在理論研究和應(yīng)用領(lǐng)域近年來引起廣泛重視。同時，疲勞駕駛是一個非常復(fù)雜的生理現(xiàn)象，存在誘發(fā)原因多，癥狀復(fù)雜，難以檢測和識別等問題， 這些都給傳統(tǒng)的疲勞駕駛檢測方法帶來了極大地挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種車載的防疲勞駕駛裝置及車載裝置， 從而可以進行疲勞駕駛的檢測，并對駕駛員進行提醒。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種防疲勞駕駛裝置，包括依次相連的圖像采集裝置、圖像處理電路和疲勞識別電路，所述疲勞識別電路與所述報警裝置和制動控制電路相連；所述圖像采集裝置用于采集人臉部圖像；所述圖像處理電路用于對人臉圖像中瞳孔的尺寸和眼皮眨動的頻率進行分析；所述疲勞識別電路用于根據(jù)所述瞳孔的尺寸和眼皮的眨動頻率對疲勞程度進行判斷；所述報警裝置用于根據(jù)所述疲勞程度進行提醒；所述制動控制電路用于對車輛的制動系統(tǒng)進行控制。[0009]所述圖像處理電路包括用于識別眼皮眨動的眼皮眨動識別裝置和用于識別瞳孔位置的瞳孔識別裝置，用于統(tǒng)計眼皮眨動頻率的統(tǒng)計單元，用于測量瞳孔尺寸的測量單元。所述防疲勞駕駛裝置還包括處理電路；所述處理電路輸入端與所述疲勞識別電路相連，輸出端分別與所述報警裝置、制動控制電路相連；當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動制動控制電路，當(dāng)輕度疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動報警裝置。所述防疲勞駕駛裝置還包括處理電路；所述處理電路輸入端與所述疲勞識別電路相連，輸出端分別與所述報警裝置、制動控制電路相連；當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動制動控制電路和報警裝置，當(dāng)輕度疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動報警裝置。所述報警裝置包括倒計時單元，當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)所述處理電路啟動報警裝置的倒計時單元，當(dāng)?shù)褂嫊r結(jié)束，則啟動所述制動控制電路。所述報警裝置包括用于發(fā)出報警的顯示信息的顯示報警子單元和用于發(fā)出報警的聲音信息的聲音報警子單元。所述圖像采集裝置為攝像頭或掃描設(shè)備。所述制動控制電路通過總線與車輛的制動系統(tǒng)相連，用于控制車輛的制動系統(tǒng)使車輛熄火或者進入自動駕駛模式。所述圖像處理電路采用SPCA56;3B芯片構(gòu)成；所述疲勞識別電路采用DSP芯片構(gòu)成；所述制動控制電路采用MCS51系列的單片機構(gòu)成。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是還提供一種包括上述的防疲勞駕駛裝置的車載裝置。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本實用新型可以通過圖像采集裝置采集人臉部圖像，然后利用圖像處理電路對人臉圖像中瞳孔的尺寸和眼皮眨動的頻率進行分析，從而根據(jù)所述瞳孔的尺寸和眼皮的眨動頻率對疲勞程度進行判斷，這樣根據(jù)所述疲勞程度進行提醒和/或?qū)囕v的制動系統(tǒng)進行控制，可以減少由于駕駛員疲勞導(dǎo)致的事故的發(fā)生。

圖1是本實用新型的一實施例的防疲勞駕駛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的另一實施例的防疲勞駕駛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。圖1為本實用新型的防疲勞駕駛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，防疲勞駕駛裝置可以安裝在車內(nèi)為用戶提供服務(wù)的車載裝置中，用戶在車內(nèi)可以通過車載裝置享受豐富多樣的服務(wù)。在本實用新型中，所述防疲勞駕駛裝置包括用于采集人臉部圖像的圖像采集裝置，用于對人臉圖像中瞳孔的尺寸和眼皮眨動的頻率進行分析的圖像處理電路，用于根據(jù)所述瞳孔的尺寸和眼皮的眨動頻率對疲勞程度進行判斷的疲勞識別電路，用于根據(jù)所述疲勞程度進行提醒的報警裝置和對車輛的制動系統(tǒng)進行控制的制動控制電路，其中所述圖像采集裝置與所述圖像處理電路相連，所述圖像處理電路與所述疲勞識別電路相連，所述疲勞識別電路分別與報警裝置和制動控制電路相連。下面結(jié)合圖1對本實施例進行詳細(xì)說明。在圖1所示的實施例的優(yōu)選方案中，所述圖像采集裝置可以包括攝像頭或掃描設(shè)備，例如可以內(nèi)置在防疲勞駕駛裝置中或者外置在車內(nèi)其他位置，如安裝在方便采集駕駛員臉部的位置。如果是外置，可以通過數(shù)據(jù)線或者無線連接，例如藍牙、WIFI等方式連接在防疲勞駕駛裝置上，與防疲勞駕駛裝置進行數(shù)據(jù)傳輸。所述圖像采集裝置可以采集操作人員的動態(tài)影像，例如視頻錄像。在本實施例的優(yōu)選實施方式中，所述圖像處理電路包括眼皮眨動識別裝置、瞳孔識別裝置、統(tǒng)計單元，以及測量單元。其中，所述眼皮眨動識別裝置可以識別眼皮的眨動， 例如眼皮眨動識別裝置通過人臉圖像確定人眼眼皮的眨動。所述統(tǒng)計單元可以統(tǒng)計眼皮的在固定時間段內(nèi)的眨動次數(shù)，例如通過眼睛的睜開和閉合的統(tǒng)計一分鐘內(nèi)的睜開和閉合次數(shù)，具體的還可以通過獲取眼部紅外圖像的強度值和眼部的溫度變化，來確定眼部的睜開和閉合。瞳孔識別裝置，可以識別瞳孔的位置，例如通過瞳孔在人臉或者眼部的位置和瞳孔的顏色、亮度和形狀特征來定位瞳孔的位置，然后利用測量單元，測量瞳孔的尺寸，例如在定位瞳孔的位置后，通過測量瞳孔的直徑可以確定瞳孔的尺寸。該圖像處理電路可基于 SPCA563B芯片實現(xiàn)。在本實施例的優(yōu)選方案中，所述圖像處理電路還可以包括靜態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于將圖像采集裝置采集的所述臉部圖像由動態(tài)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)的臉部圖像，例如攝像頭可能拍攝的臉部圖像為動態(tài)的視頻圖像，這樣就需要將臉部的圖像轉(zhuǎn)化為靜態(tài)的臉部圖形數(shù)據(jù)，這樣可以方便確定瞳孔的位置以及測量瞳孔的尺寸。例如靜態(tài)圖形的捕捉可以通過截取視頻中某一時刻臉部圖像的原始數(shù)據(jù)，通過原始數(shù)據(jù)生成一張靜態(tài)圖片。此外可以通過攝像頭直接拍攝靜態(tài)圖片。在本實施例的優(yōu)選方案中，所述疲勞識別電路包括眼皮眨動比較單元、瞳孔比較單元、判斷單元和輸出單元。其中，眼皮眨動比較單元用于比較所述統(tǒng)計單元統(tǒng)計的眼皮眨動頻率和標(biāo)準(zhǔn)頻率，瞳孔尺寸比較單元用于比較所述測量單元測量的瞳孔的尺寸和標(biāo)準(zhǔn)尺寸，判斷單元用于根據(jù)所述眼皮眨動比較單元和瞳孔比較單元的比較結(jié)果判斷單元疲勞程度，輸出單元用于輸出疲勞程度，所述標(biāo)準(zhǔn)頻率為預(yù)先設(shè)定的非疲勞狀態(tài)下眼睛的眨動頻率，其可以由用戶根據(jù)自己的習(xí)慣規(guī)律自行設(shè)定，所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸為預(yù)先設(shè)定的非疲勞狀態(tài)下瞳孔的尺寸，其可以由用戶根據(jù)自己的情況自行設(shè)定。該疲勞識別電路可通過DSP芯片實現(xiàn)，如采用 TI 公司的 TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX 系列的芯片構(gòu)成。當(dāng)瞳孔比較單元輸出的比較結(jié)果為所述測量單元測量的瞳孔尺寸大于標(biāo)準(zhǔn)尺寸， 所述眼皮眨動比較單元輸出的比較結(jié)果為眼皮眨動頻率小于標(biāo)準(zhǔn)頻率，則輸出單元輸出疲勞狀態(tài)信息；當(dāng)瞳孔比較單元輸出的比較結(jié)果為所述測量單元測量的瞳孔尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸，所述眼皮眨動比較單元輸出的比較結(jié)果為眼皮眨動頻率大于標(biāo)準(zhǔn)頻率，則輸出單元輸出非疲勞狀態(tài)信息。在本實施例的優(yōu)選方案中，所述報警裝置包括顯示報警子單元和聲音報警子單
5元。顯示報警子單元用于發(fā)出報警的顯示信息，然后可以通過車載設(shè)備中的顯示裝置顯示報警信息，例如可以為閃爍報警。聲音報警子單元用于發(fā)出報警的聲音信息，例如可以通過身在設(shè)備的音響發(fā)出報警聲音。所述制動控制電路通過總線與車輛的制動系統(tǒng)相連，用于控制車輛的制動系統(tǒng)使車輛熄火或者進入自動駕駛模式。因此在疲勞狀態(tài)時，可以利用所述報警裝置可以發(fā)出報警信息，也可以利用制動控制電路對車輛進行制動。該制動控制電路可通過MCS51系列的單片機實現(xiàn)。如圖2所示，在本實施例的另一優(yōu)選方案中，所述標(biāo)準(zhǔn)頻率包括至少兩個標(biāo)準(zhǔn)頻率，所述眼皮眨動比較單元包括至少兩個分別比較所述統(tǒng)計單元統(tǒng)計的眼皮眨動頻率和至少兩個標(biāo)準(zhǔn)頻率的眼皮眨動比較子單元，當(dāng)然也可以包括兩個以上的標(biāo)準(zhǔn)頻率和眼皮眨動比較子單元。所述標(biāo)準(zhǔn)尺寸包括至少兩個標(biāo)準(zhǔn)尺寸，所述瞳孔比較單元包括至少兩個分別比較所述測量單元測量的瞳孔的尺寸和至少兩個標(biāo)準(zhǔn)尺寸的瞳孔比較子單元，當(dāng)然也可以包括兩個以上的標(biāo)準(zhǔn)尺寸和瞳孔比較子單元。當(dāng)眼皮眨動比較子單元的比較結(jié)果為眼皮眨動頻率小于標(biāo)準(zhǔn)頻率中的較小者，或者瞳孔比較子單元的比較結(jié)果為所述測量單元測量的瞳孔尺寸大于標(biāo)準(zhǔn)尺寸中的較大者， 則輸出單元輸出嚴(yán)重疲勞狀態(tài)。當(dāng)眼皮眨動比較子單元的比較結(jié)果為眼皮眨動頻率大于標(biāo)準(zhǔn)頻率中的較大者，或者瞳孔比較子單元的比較結(jié)果為所述測量單元測量的瞳孔尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸中的較小者， 則輸出單元輸出非疲勞狀態(tài)，否則輸出輕度疲勞狀態(tài)。除此之外，當(dāng)包括兩個以上的標(biāo)準(zhǔn)頻率和眼皮眨動比較子單元和/或包括兩個以上的標(biāo)準(zhǔn)尺寸和瞳孔比較子單元時，也可以當(dāng)不輸出疲勞狀態(tài)和非疲勞狀態(tài)的情況下，再根據(jù)與各標(biāo)準(zhǔn)頻率和標(biāo)準(zhǔn)尺寸的比較結(jié)果設(shè)置多級的疲勞度。在本實施例的優(yōu)選方案中，所述防疲勞駕駛裝置還包括連接在疲勞識別電路和報警裝置、制動控制電路之間的處理電路，該處理電路可通過MSC51系列的單片機實現(xiàn)。由于在輕度疲勞的狀態(tài)，可以通過對駕駛員的提醒使駕駛員保持清醒，因此只需要利用報警裝置即可完成提醒，所以當(dāng)輕度疲勞時所述處理電路可以僅啟動報警裝置。而當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)時，簡單的顯示信息和聲音信息的提醒可能不足夠提醒駕駛員，因此需要對車輛的制動采取措施，例如強制熄火停車。所以當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)時，所述處理電路同時啟動報警裝置和制動控制電路。另外，所述報警裝置還可以包括倒計時單元，當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)所述處理電路啟動報警裝置的倒計時單元，倒計時開始，例如通過屏幕和聲音提醒用戶倒計時開始，車輛當(dāng)在倒計時開始后的5分鐘時停止車輛進行熄火或者轉(zhuǎn)換到車輛的自動駕駛狀態(tài)，然后倒計時結(jié)束時，處理電路或者報警裝置則啟動所述制動控制電路對車輛的制動系統(tǒng)采取措施，例如熄火停車，這樣可以有效的避免駕駛員在過度疲勞的情況下駕駛造成車輛事故的發(fā)生。
權(quán)利要求1.一種防疲勞駕駛裝置，其特征在于，包括依次相連的圖像采集裝置、圖像處理電路和疲勞識別電路，所述疲勞識別電路與報警裝置和制動控制電路相連；所述圖像采集裝置用于采集人臉部圖像；所述圖像處理電路用于對人臉圖像中瞳孔的尺寸和眼皮眨動的頻率進行分析；所述疲勞識別電路用于根據(jù)所述瞳孔的尺寸和眼皮的眨動頻率對疲勞程度進行判斷；所述報警裝置用于根據(jù)所述疲勞程度進行提醒；所述制動控制電路用于對車輛的制動系統(tǒng)進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述圖像處理電路包括用于識別眼皮眨動的眼皮眨動識別裝置和用于識別瞳孔位置的瞳孔識別裝置，用于統(tǒng)計眼皮眨動頻率的統(tǒng)計單元，用于測量瞳孔尺寸的測量單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述防疲勞駕駛裝置還包括處理電路；所述處理電路輸入端與所述疲勞識別電路相連，輸出端分別與所述報警裝置、制動控制電路相連；當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動制動控制電路，當(dāng)輕度疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動報警裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述防疲勞駕駛裝置還包括處理電路；所述處理電路輸入端與所述疲勞識別電路相連，輸出端分別與所述報警裝置、制動控制電路相連；當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動制動控制電路和報警裝置，當(dāng)輕度疲勞狀態(tài)，所述處理電路啟動報警裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述報警裝置包括倒計時單元，當(dāng)嚴(yán)重疲勞狀態(tài)所述處理電路啟動報警裝置的倒計時單元，當(dāng)?shù)褂嫊r結(jié)束，則啟動所述制動控制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述報警裝置包括用于發(fā)出報警的顯示信息的顯示報警子單元和用于發(fā)出報警的聲音信息的聲音報警子單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置為攝像頭或掃描設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述制動控制電路通過總線與車輛的制動系統(tǒng)相連，用于控制車輛的制動系統(tǒng)使車輛熄火或者進入自動駕駛模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述圖像處理電路采用 SPCA563B芯片構(gòu)成；所述疲勞識別電路采用DSP芯片構(gòu)成；所述制動控制電路采用MCS51 系列的單片機構(gòu)成。
10.一種車載裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的防疲勞駕駛裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種防疲勞駕駛裝置及車載裝置，包括依次相連的圖像采集裝置、圖像處理電路和疲勞識別電路，所述疲勞識別電路與所述報警裝置和制動控制電路相連；所述圖像采集裝置用于采集人臉部圖像；所述圖像處理電路用于對人臉圖像中瞳孔的尺寸和眼皮眨動的頻率進行分析；所述疲勞識別電路用于根據(jù)所述瞳孔的尺寸和眼皮的眨動頻率對疲勞程度進行判斷；所述報警裝置用于根據(jù)所述疲勞程度進行提醒；所述制動控制電路用于對車輛的制動系統(tǒng)進行控制，從而可以進行疲勞駕駛的檢測，并對駕駛員進行提醒。
文檔編號B60T7/12GK202243010SQ201120302338
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者楊加良 申請人:上海博泰悅臻電子設(shè)備制造有限公司