本發(fā)明涉及一種基于多模式生物感應(yīng)的汽車控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人、車、路、交通環(huán)境、交通管理是影響道路交通事故的因素。而其中人是最主要的因素。根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)：在我國(guó)，人的責(zé)任事故占總事故的90％(美國(guó)為90％，德國(guó)為81.8％，日本為84.8％)，而其中機(jī)動(dòng)車駕駛員的責(zé)任事故占70％。所以及時(shí)準(zhǔn)確地了解駕駛員的人體信息，并根據(jù)這些信息提示駕駛員做出相應(yīng)的休息或狀態(tài)調(diào)整，對(duì)安全駕駛起著極其重要的作用。獲得駕駛員人體信息的監(jiān)測(cè)客觀的方法有腦電圖、眼電圖、肌電圖、心電圖等測(cè)量方法，盡管這些方法測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確，但對(duì)駕駛員的監(jiān)測(cè)一般是在駕駛前后測(cè)量，結(jié)果是超前或滯后的；而在駕駛室內(nèi)安裝上述儀器也是不現(xiàn)實(shí)的，因此目前的車輛中還沒有可及時(shí)準(zhǔn)確地了解駕駛員的人體信息，并根據(jù)信息提示駕駛員的裝置。就汽車方向盤而言，作為汽車內(nèi)部極為重要的一個(gè)部分，駕駛員在駕駛車輛時(shí)基本連續(xù)不斷地用手操作方向盤?，F(xiàn)有技術(shù)的方向盤大多功能單一，不能利用方向盤獲取駕駛員手部的生物信號(hào)而避免因駕駛員狀態(tài)不佳而發(fā)生意外。如今，市面上有很多檢測(cè)人體各項(xiàng)指標(biāo)的儀器，如：血糖儀、血壓儀、心率儀等。此類產(chǎn)品一般只有單一檢測(cè)功能，并且操作復(fù)雜、不宜攜帶，尤其是不便于在日常生活及運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的多項(xiàng)指標(biāo)，由于上述原因，很多類似的健康狀況檢測(cè)儀器使用的頻率及廣泛度不高，甚至于被擱置在一邊。由于無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體各項(xiàng)指標(biāo)動(dòng)態(tài)并做出相應(yīng)反映，無法對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，以達(dá)到對(duì)身體各項(xiàng)指標(biāo)的長(zhǎng)期監(jiān)控，以及在對(duì)歷史數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)的功能。因而，現(xiàn)有的單一功能的多功能方向盤器已不能滿足廣大用戶的實(shí)際需求。同時(shí)，由于人們?cè)谄囍型Ａ舻臅r(shí)間越來越長(zhǎng)，并且車內(nèi)環(huán)境容易引起人體疲勞以及出現(xiàn)身體異常，車內(nèi)環(huán)境還不可避免存在甲醛、廢氣等的污染，因此，實(shí)現(xiàn)在車內(nèi)對(duì)汽車駕乘人員身體生理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)保證人體健康及行車安全都具有重要意義。

申請(qǐng)?zhí)枮?00510019394.6的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了方向盤與車載計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)控制的報(bào)警器組成一個(gè)車輛人體信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理為：方向盤上的傳感器將監(jiān)測(cè)到的人體信號(hào)輸入車載電腦，當(dāng)計(jì)算機(jī)識(shí)別出駕駛員身體狀況不適合繼續(xù)駕駛時(shí)，則立即通過報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以提醒司機(jī)注意。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510420808.x的提供一種生物測(cè)定式汽車方向盤。所述生物測(cè)定式汽車方向盤包括方向盤本體、心率采集模塊和pc上位機(jī)，所述心率采集模塊安裝于所述方向盤本體以采集駕駛員生理駕駛特征，所述pc上位機(jī)電連接所述心率采集模塊以接收其數(shù)據(jù)并進(jìn)行波形顯示。該發(fā)明提供的生物測(cè)定式汽車方向盤利用安裝于車輛方向盤上的脈搏血氧傳感器、模擬前端芯片和單片機(jī)來實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員的生理主要狀態(tài)信息，從而提前進(jìn)行危險(xiǎn)預(yù)判、預(yù)警、報(bào)警和提醒等輔助安全駕駛功能，減少事故發(fā)生率。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310370626.7的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種汽車多功能方向盤，包括微處理器、指紋識(shí)別傳感器、心率采集傳感器、動(dòng)脈壓傳感器、靜脈壓傳感器、無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置、溫度傳感器、無線通信模塊、gprs短信通訊裝置；采用無線網(wǎng)絡(luò)將多功能方向盤與“云”服務(wù)器相連接，將多種傳感器布置于汽車方向盤表面駕駛員握持的部位，可以隨時(shí)隨地對(duì)身體指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該發(fā)明同時(shí)還采用了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過app軟件將采集到的數(shù)據(jù)上送到“云”服務(wù)器進(jìn)行保存，并用云計(jì)算的強(qiáng)大運(yùn)算能力，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于多模式生物感應(yīng)的汽車控制系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和效應(yīng)裝置，所述采集裝置包括生物傳感器和慣性測(cè)量傳感器，所述生物傳感器為生物電傳感器，所述慣性測(cè)量傳感器與生物傳感器集成為多自由度的傳感器，所述多自由度的傳感器構(gòu)成生物體征芯片設(shè)置于方向盤上，優(yōu)選的是所述多自由度的傳感器構(gòu)成生物體征芯片設(shè)置于方向盤手握位置。

優(yōu)選的是，所述生物電傳感器包括血壓傳感器、血糖傳感器、血氧傳感器、脈搏傳感器、心率傳感器、酒精含量傳感器中的至少一種。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述生物電傳感器采用無創(chuàng)傷eot光電采集技術(shù)。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述生物電傳感器采用eit電阻抗技術(shù)、cit電容阻抗技術(shù)、ecg心電圖檢測(cè)技術(shù)中和ir體溫采集技術(shù)中的至少一種技術(shù)。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述生物電傳感器收集的信號(hào)為紅外激光、多段光譜和生物電信號(hào)中的至少一種。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述酒精含量傳感器以手握處汗液作為檢測(cè)樣本，采集汗液中酒精含量信息。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述多自由度的傳感器的引腳具有觸點(diǎn)，所述觸點(diǎn)的安裝方式為直接鑲嵌式，鑲嵌在汽車方向盤上，優(yōu)選為鑲嵌在汽車方向盤手握位置。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述觸點(diǎn)為銅柱，所述銅柱上鑲嵌有銀。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括控制平臺(tái)，所述控制平臺(tái)包括智能ai處理器。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述智能ai處理器擁有至少8個(gè)核心，每個(gè)核心的主頻至少是1ghz，并且具有至少8gb容量的mcdram內(nèi)存。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述智能ai處理器具有72個(gè)核心，可分配出288個(gè)進(jìn)程，每個(gè)核心的主頻是1.5ghz，并且擁有16gb容量的mcdram內(nèi)存。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述智能ai處理器采用sos系統(tǒng)級(jí)傳感器操作系統(tǒng)。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述sos系統(tǒng)級(jí)傳感器操作系統(tǒng)包括靜態(tài)內(nèi)核模塊和動(dòng)態(tài)裝載模塊，所述靜態(tài)內(nèi)核模塊和所述動(dòng)態(tài)裝載模塊共同執(zhí)行分發(fā)消息的操作。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述效應(yīng)裝置包括數(shù)據(jù)顯示模塊、蜂鳴報(bào)警模塊和方向盤震動(dòng)模塊中的至少一種。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)顯示模塊位于汽車儀表盤上。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述蜂鳴報(bào)警模塊位于汽車儀表盤或方向盤上。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述方向盤震動(dòng)模塊位于方向盤上手握區(qū)域。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述效應(yīng)裝置包括汽車啟停部件聯(lián)動(dòng)裝置，所述多自由度的傳感器采集人體生理信息，所述數(shù)據(jù)處理裝置預(yù)設(shè)有人體生理信息基本參數(shù)及預(yù)定義有不適宜駕駛狀態(tài)參數(shù)，所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)所述多自由度的傳感器采集人體生理信息與預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)比較結(jié)果為不適應(yīng)駕駛狀態(tài)時(shí)，所述汽車啟停部件聯(lián)動(dòng)裝置接受指令使車輛處于停機(jī)狀態(tài)。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述停機(jī)狀態(tài)為不發(fā)出車輛出入門打開的控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)加電的控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和噴油的控制信號(hào)。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述效應(yīng)裝置還包括汽車強(qiáng)制啟動(dòng)裝置。

上述任一方案中優(yōu)選的是，所述不適應(yīng)駕駛狀態(tài)包括血糖值低于正常生理值、血壓值高于或低于正常生理值、體溫高出生理承受值、酒精含量大于零、心率速率超出正常生理值、脈搏數(shù)超出正常生理范圍、血氧含量超出正常生理范圍的生理狀態(tài)中的至少一種。

附圖說明

圖1作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例之一的一種基于多模式生物感應(yīng)的汽車控制系統(tǒng)的操作過程示意圖

圖2作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例之一的一種基于多模式生物感應(yīng)的汽車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。但是，顯然可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行不同的變型和改型而不超出后附權(quán)利要求限定的本發(fā)明更寬的精神和范圍。因此，以下實(shí)施例是具有示例性的而沒有限制的含義

本實(shí)施例給出了一種基于多模式生物感應(yīng)的汽車控制系統(tǒng)，如圖2所示，包括信號(hào)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和效應(yīng)裝置，采集裝置包括生物傳感器和慣性測(cè)量傳感器，生物傳感器為生物電傳感器，慣性測(cè)量傳感器與生物傳感器集成為多自由度的傳感器，多自由度的傳感器位于方向盤手握位置。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器包括血壓傳感器

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器包括血糖傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器包括血氧傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器包括脈搏傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器包括心率傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器包括酒精含量傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器采用無創(chuàng)傷eot光電采集技術(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器采用eit電阻抗技術(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器采用cit電容阻抗技術(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器采用ecg心電圖檢測(cè)技術(shù)。

生本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，物電傳感器采用ir體溫采集技術(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，慣性傳感器imems采集汽車運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參數(shù)，可采用陀螺儀、加速器或電子羅盤的至少一種。imems與生物傳感器通過集成設(shè)計(jì)為生物體征芯片，即具有多自由度的傳感器。在本實(shí)施例中，整個(gè)智能傳感器集成的生物體征芯片的體積為9x9x1mm，應(yīng)用非常方便。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，生物電傳感器收集的信號(hào)分別為紅外激光、多段光譜和生物電信號(hào)。紅外激光技術(shù)波長(zhǎng)選擇1um～14um紅外區(qū)域，利用中遠(yuǎn)紅外線8～9um被葡萄糖吸收多、被水和醇以外的人體成分吸收少的性質(zhì)，以激光源獨(dú)有的“亮度高、方向性好、單色性好、相干性好”等特性，有效提高測(cè)定精度（信噪比），將低成本、超小型的1um激光器與光學(xué)參量振蕩器組合到一起，輸出強(qiáng)于高亮led發(fā)光管1～10萬倍，波長(zhǎng)8～9um的紅外激光，通過pwm、pam調(diào)制技術(shù)，以10us～10ms的脈沖波方式閉環(huán)檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為3～10秒，整個(gè)過程對(duì)于人體無任何傷害，測(cè)量誤差<20%。無創(chuàng)血糖檢測(cè)可采用x5128、x5129系列多模生物電傳感器，滿足開展“紅外激光、多段光譜、生物電”三種應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)條件，所述傳感器內(nèi)嵌3組eot（electricalopticaltechnology）共12路驅(qū)動(dòng)輸出、3路信號(hào)輸入，同時(shí)滿足無創(chuàng)傷檢測(cè)“血壓、血氧、脈搏”等指標(biāo)，附加的eit（electricalimpedancetechnology）、cit（capacitiveimpedancetechnology）、ecg（electrocardiograph）、temperature多項(xiàng)人體檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過多條件復(fù)合式分析，有效提高了診斷的準(zhǔn)確性。酒精含量傳感器以手握處汗液作為檢測(cè)樣本，采集汗液中酒精含量信息，汗液分析血液中的酒精含量。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，多自由度的傳感器的引腳具有觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的安裝方式為直接鑲嵌式或后面加裝式。觸點(diǎn)為銅柱，銅柱上鑲嵌有銀。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理裝置包括智能ai處理器，智能ai處理器擁有至少8個(gè)核心，每個(gè)核心的主頻至少是1ghz，并且具有至少8gb容量的mcdram內(nèi)存。智能ai處理器具有72個(gè)核心，可分配出288個(gè)進(jìn)程，每個(gè)核心的主頻是1.5ghz，并且擁有16gb容量的mcdram內(nèi)存。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中還包括控制平臺(tái)，控制平臺(tái)采用sos系統(tǒng)級(jí)傳感器操作系統(tǒng)。sos傳感器系統(tǒng)是一種新的用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)。sos可以消除很多操作系統(tǒng)靜態(tài)的局限性，它引入了消息模式來實(shí)現(xiàn)用戶應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核的綁定。sos提供了通用的內(nèi)核和動(dòng)態(tài)裝載的模塊來執(zhí)行分發(fā)消息，裝載模塊等服務(wù)，針對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用，只需要編譯用到的模塊，沒有用到的模塊則不需加入到最終的應(yīng)用程序中。在不更改操作系統(tǒng)內(nèi)核的前提下，應(yīng)用程序可以以模塊的形式從內(nèi)核上動(dòng)態(tài)地裝載或移除，這樣，能夠突破無線傳感器存儲(chǔ)資源少的限制，使sos有效地運(yùn)行在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上。方向盤上集成的生物體征芯片收集并接收駕駛者的體征信息，傳遞到控制平臺(tái)，控制平臺(tái)上的智能ai處理器通過sos系統(tǒng)級(jí)傳感器操作系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)并做出相應(yīng)指令，如圖1所示為利用本實(shí)施例的系統(tǒng)的收集駕駛者體征信息并對(duì)汽車進(jìn)行操作的流程。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中效應(yīng)裝置可優(yōu)選為數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊位于或汽車儀表盤上。將檢測(cè)到的生理數(shù)值顯示在顯示屏上，并且根據(jù)檢測(cè)到的生理數(shù)值是否在正常的生理數(shù)值范圍之內(nèi)可以用不同的燈光顏色對(duì)正常的生理值和異常的生理值進(jìn)行區(qū)分。例如，正常的生理值用綠色數(shù)字顯示，異常生理值用紅色數(shù)字顯示。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中效應(yīng)裝置可優(yōu)選為蜂鳴報(bào)警模塊。蜂鳴報(bào)警模塊位于汽車儀表盤或方向盤上。當(dāng)檢測(cè)到的生理值異常時(shí)，發(fā)出蜂鳴警報(bào)。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中效應(yīng)裝置可優(yōu)選為方向盤震動(dòng)模塊。方向盤震動(dòng)模塊位于方向盤上手握區(qū)域。當(dāng)駕駛員的生理指標(biāo)異常或判定為酒后駕駛或疲勞駕駛時(shí)，方向盤手握位置發(fā)生輕微震動(dòng)，但震動(dòng)頻率不影響方向盤本身的安全駕駛。

本發(fā)明的實(shí)施例中優(yōu)選為效應(yīng)裝置與汽車啟停部件聯(lián)動(dòng)，多自由度的傳感器采集人體生理信息，數(shù)據(jù)處理裝置預(yù)設(shè)有人體生理信息基本參數(shù)及預(yù)定義有不適宜駕駛狀態(tài)參數(shù)，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)多自由度的傳感器采集人體生理信息與預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷結(jié)果為不適應(yīng)駕駛狀態(tài)時(shí)，使車輛處于停機(jī)狀態(tài)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，停機(jī)狀態(tài)不發(fā)出車輛出入門打開的控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)加電的控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和噴油的控制信號(hào)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在效應(yīng)裝置與汽車啟停部件聯(lián)動(dòng)中包括汽車強(qiáng)制啟動(dòng)模塊。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，不適應(yīng)駕駛狀態(tài)包括血糖值低于正常生理值、血壓值高于或低于正常生理值、體溫高出生理承受值、酒精含量大于零、心率速率超出正常生理值、脈搏數(shù)超出正常生理范圍、血氧含量超出正常生理范圍的生理狀態(tài)。

本發(fā)明提供了一種人體信息監(jiān)測(cè)方向盤和一種基于多模式生物感應(yīng)的汽車控制系統(tǒng)，在該方向盤可對(duì)駕駛員駕駛時(shí)的體溫、心率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可將測(cè)得的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可根據(jù)該方向盤提供的數(shù)據(jù)，對(duì)駕駛員的身體狀況進(jìn)行判斷，當(dāng)計(jì)算機(jī)識(shí)別出駕駛員身體狀況不適合駕駛時(shí)，則可立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以提醒司機(jī)其身體情況不適，不適合駕駛車輛。本發(fā)明的有益效果在于：慣性測(cè)量傳感器與生物傳感器集成為多自由度的傳感器，創(chuàng)新的多模式生物電傳感器，采用imems設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，將相關(guān)的各種傳感器集成，最重要的是采用了“無創(chuàng)傷”技術(shù)，整個(gè)智能傳感器體積為9x9x1mm，應(yīng)用非常方便；采用無創(chuàng)傷eot光電采集技術(shù)和eit、cit、ecg采集技術(shù)，滿足血壓、血糖、血氧、心電、脈搏無創(chuàng)傷光電檢測(cè)；采用醫(yī)療級(jí)ir高精度人體溫度采集系統(tǒng)；采用智能ai處理器計(jì)算、控制平臺(tái)及獨(dú)有的sos（系統(tǒng)級(jí)傳感器）技術(shù)，使系統(tǒng)的反應(yīng)速度更快；小體積、超低功耗。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非依此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故：凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。