專利名稱：非接觸式車載駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及交通安全監(jiān)控裝置，具體地說是駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
疲勞駕駛是行車交通事故的最主要原因之一。有資料表明，高速公路上發(fā)生交通事故中有50％以上是由于長途駕駛造成疲勞或所見目標單調(diào)而形成注意力不集中，甚至打瞌睡等原因造成的。我國政府對疲勞駕駛問題高度重視，在二零零四年五月一日實行的《中華人民共和國道路交通安全法》中規(guī)定“駕駛員連續(xù)駕駛時間不得超過4小時”。早期的駕駛疲勞測評主要是從醫(yī)學角度出發(fā)，借助醫(yī)療器件進行的。自90年代以來，國內(nèi)外研制出各種原理不同的駕駛疲勞監(jiān)控裝置。主要有方向盤監(jiān)視裝置和需要駕駛員佩戴的監(jiān)視裝置。前一種方法的準確度差，后一種方法給駕駛員帶來不適應，并且兩種方法都無法累計駕駛員的駕駛時間。1999年4月美國聯(lián)邦公路管理局召集各個大學研究駕駛廢勞方面的有關(guān)專家學者，確認了PERCLOS(percentage of eyelid closure overthe pupil over time，指眼睛閉合時間占某一特定時間的百分率)方法測量疲勞狀態(tài)的有效性，本實用新型采用了這種方法測量疲勞狀態(tài)，同時使用圖像處理技術(shù)進行身份認證，統(tǒng)計駕駛時間，預防駕駛疲勞。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可實時監(jiān)視駕駛員疲勞狀態(tài)、預防駕駛疲勞的駕駛員駕駛疲勞的監(jiān)控裝置。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案如下1、非接觸式車載駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置，其特征在于包括攝像頭S1、接口電路單元U2、中央處理器U1、聲光報警單元、車速檢測單元、IC卡接口單元、電源變換器U8和聲光報警單元；中央處理器U1的輸入端連接著車速檢測單元、IC卡接口單元，還通過接口電路單元U2連接著攝像頭S1，其輸出端連接著聲光報警單元；所述中央處理器U1為TMS320VC5407芯片，其外圍電路包括振蕩器U5、看門狗電路U7和編程接口插座J4；接口電路單元U2為ISP1160芯片；聲光報警單元的語音芯片U6為JH22C012，連接著蜂鳴器SPK，還包括發(fā)光器LAMP1和告警接口插座J3。
2、根據(jù)上述1所述的非接觸式車載駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述接口電路單元U2的輸入端通過電阻R3、R4連接著接口插座USB1上，數(shù)據(jù)總線與中央處理器U1的數(shù)據(jù)總線連接；控制總線經(jīng)與非門U3連接在中央處理器U1的23、25腳；車速檢測單元的車速檢測接口插座J2連接著汽車的車速傳感器，再經(jīng)光電耦合器U4整形后輸入中央處理器U1的66輸入引腳；IC卡接口單元的IC卡座J5連接著中央處理器U1的69、6輸入引腳；中央處理器U1的引腳6同時還連接著看門狗電路U7的3引腳；中央處理器U1的引腳58用作警示報警，其輸出經(jīng)三極管Q2控制繼電器K1的通斷，經(jīng)接口插座J3接到汽車的危險燈開關(guān)上；引腳95通過三極管Q3驅(qū)動發(fā)光器LAMP1；引腳120、124分別接語音芯片U6的1、2輸入引腳；引腳135接在語音芯片U6的4輸入引腳。
本實用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在幾個方面1、采用非接觸式的方式，監(jiān)視駕駛員的疲勞狀態(tài)，該裝置體積小，可安裝在駕駛室內(nèi)駕駛臺上，完全不影響駕駛員正常的駕駛活動，易被駕駛員接受。
2、能夠準確記錄每位駕駛員每天總駕駛時間和連續(xù)駕駛時間；它可實時獲取駕駛員的眨眼頻率和持續(xù)駕駛時間等疲勞數(shù)據(jù)，用以判斷駕駛員是否打瞌睡。
3、使用IC卡記錄各種數(shù)據(jù)，便于管理部門對駕駛員的管理。
4、一旦駕駛員出現(xiàn)疲勞狀態(tài)或者超時駕駛，該裝置將給出聲光報警和語音提示，并可向周圍車輛發(fā)出預警提示。
5、該裝置是減少重特大公路交通事故的重要技術(shù)手段，有助于運輸企業(yè)及其它機關(guān)企事業(yè)單位加強車輛的管理監(jiān)控，有效遏制司機疲勞行車，保障國家和人民的生命財產(chǎn)安全。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖，圖2為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地說明。
參見圖1，非接觸式車載駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置包括攝像頭1、接口電路單元2、中央處理器3、車速檢測單元6、IC卡接口單元7、電源變換器U8和聲光報警單元5。
中央處理器U1的輸入端連接著車速檢測單元、IC卡接口單元，還通過接口電路單元U2連接著攝像頭S1，其輸出端連接著聲光報警單元；見圖2。
中央處理器U1為TMS320VC5407芯片，其外圍電路包括振蕩器U5、看門狗電路U7和編程接口插座J4；接口電路單元U2為ISP1160芯片；聲光報警單元的語音芯片U6為JH22C012，連接著蜂鳴器SPK，還包括發(fā)光器LAMP1和告警接口插座J3。
具體的電路結(jié)構(gòu)如下來自汽車的電源，經(jīng)接口插座J1接入電源變換器U8(DC/DC變換器)，產(chǎn)生所需的三路直流電源，發(fā)光二極管D1點亮指示系統(tǒng)得電。USB接口電路U2的復位信號由看門狗電路U7產(chǎn)生，USB接口電路U2的輸入端通過電阻R3、R4接在USB1插座上，數(shù)據(jù)總線與中央處理器U1的數(shù)據(jù)總線相連，控制總線經(jīng)與非門U3連在中央處理器U1的23、25腳，從而占有中央處理器U1的輸入輸出IO空間，TMS320VC5407芯片可以通過輸入輸出IO空間讀入攝像頭數(shù)據(jù)。
為保證中央處理器U1可靠工作，復位信號由看門狗電路U7產(chǎn)生，時鐘信號由外部振蕩器U5產(chǎn)生。車速檢測接口插座J2接到汽車的車速傳感器上，獲得車速脈沖，經(jīng)光電耦合器U4整形后輸入中央處理器U1的輸入引腳66，以便測得車速。中央處理器U1的引腳69、6與IC卡座J5相連，作為I2C接口的時鐘線與數(shù)據(jù)線，IC卡數(shù)據(jù)通過J5、69、6引腳傳到中央處理器U1。中央處理器U1的引腳6同時還連接著看門狗電路U7的3腳，用于喂狗。中央處理器U1的引腳58用作警示報警，其輸出經(jīng)三極管Q2控制繼電器K1的通斷，經(jīng)接口插座J3接到汽車的危險燈開關(guān)上，控制車輛的方向燈齊閃，向周圍車輛發(fā)出預警提示。中央處理器U1的引腳95通過三極管Q3驅(qū)動發(fā)光器LAMP1，在需要聲光告警時發(fā)出閃光，警示駕駛員。中央處理器U1的引腳120、124分別接語音芯片U6的1、2輸入引腳選擇四段預先錄制的聲音中的一段，中央處理器U1的引腳135接在語音芯片U6的4輸入引腳，控制語音芯片是否發(fā)出聲音，當中央處理器U1的引腳135為低電平時，語音芯片U6驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。
本實用新型的工作過程描述如下攝像頭S1經(jīng)接口插座USB1接至接口芯片ISP1160，中央處理器TMS320VC5407芯片通過輸入輸出IO空間讀入攝像數(shù)據(jù)，通過TMS320VC5407芯片66引腳獲得車速脈沖。在車速達到20km/h時，中央處理器U1通過內(nèi)部程序控制，做如下處理1、把采集到的駕駛員面部圖像，經(jīng)過一系列圖像處理算法提取面部特征，與IC卡中保存的數(shù)據(jù)比對，確認駕駛員身份。若在IC卡中找不到相應數(shù)據(jù)，則把面部特征數(shù)據(jù)添加到IC中，同時保存該駕駛員的面部圖像。若在IC卡中找到相應人員，則累計他的當天駕駛時間和連續(xù)駕駛時間，記錄在IC卡上。對于駕駛時間超出設(shè)定時間的，中央處理器U1通過引腳95閃光告警，通過引腳120、124選擇播放聲音，給出聲音告警，提醒駕駛員注意。
2、實時采集駕駛員的面部圖像，評價駕駛員的疲勞程度。若判定駕駛員有疲勞跡象，給出聲光告警，提醒駕駛員注意。若判定駕駛員疲勞程度嚴重，除給出聲光告警提醒駕駛員注意外，中央處理器U1還通過引腳58控制繼電器K1的通斷，控制車輛的方向燈齊閃，向周圍車輛發(fā)出預警提示。
權(quán)利要求1.非接觸式車載駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置，其特征在于包括攝像頭S1、接口電路單元U2、中央處理器U1、聲光報警單元、車速檢測單元、IC卡接口單元、電源變換器U8和聲光報警單元；中央處理器U1的輸入端連接著車速檢測單元、IC卡接口單元，還通過接口電路單元U2連接著攝像頭S1，其輸出端連接著聲光報警單元；所述中央處理器U1為TMS320VC5407芯片，其外圍電路包括振蕩器U5、看門狗電路U7和編程接口插座J4；接口電路單元U2為ISP1160芯片；聲光報警單元的語音芯片U6為JH22C012，連接著蜂鳴器SPK，還包括發(fā)光器LAMP1和告警接口插座J3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式車載駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述接口電路單元U2的輸入端通過電阻R3、R4連接著接口插座USB1上，數(shù)據(jù)總線與中央處理器U1的數(shù)據(jù)總線連接；控制總線經(jīng)與非門U3連接在中央處理器U1的23、25腳；車速檢測單元的車速檢測接口插座J2連接著汽車的車速傳感器，再經(jīng)光電耦合器U4整形后輸入中央處理器U1的66輸入引腳；IC卡接口單元的IC卡座J5連接著中央處理器U1的69、6輸入引腳；中央處理器U1的引腳6同時還連接著看門狗電路U7的3引腳；中央處理器U1的引腳58用作警示報警，其輸出經(jīng)三極管Q2控制繼電器K1的通斷，經(jīng)接口插座J3接到汽車的危險燈開關(guān)上；引腳95通過三極管Q3驅(qū)動發(fā)光器LAMP1；引腳120、124分別接語音芯片U6的1、2輸入引腳；引腳135接在語音芯片U6的4輸入引腳。
專利摘要本實用新型涉及交通安全監(jiān)控裝置，具體要解決的問題是駕駛員駕駛疲勞實時監(jiān)控。特點是該裝置包括攝像頭、接口電路單元、中央處理器、聲光報警單元、車速檢測單元、IC卡接口單元、電源變換器和聲光報警單元。采用非接觸方式，可安裝于駕駛臺實現(xiàn)對駕駛員的監(jiān)控。該裝置易被駕駛員接受；在駕駛員疲勞時，除對駕駛員告警外，還可向周圍車輛發(fā)出預警提示；該裝置體積小，安裝使用方便，是減少重特大公路交通事故的重要技術(shù)手段，有助于運輸企業(yè)及其它機關(guān)企事業(yè)單位加強車輛的管理監(jiān)控。
文檔編號G08B21/00GK2770011SQ20052006952
公開日2006年4月5日 申請日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者胡慶新, 顧愛華, 趙晨, 趙杰, 傅振揚, 馬勇, 李秀安, 劉雪堂, 吳運粟, 蔡繼斌 申請人:安徽金海迪爾信息技術(shù)有限責任公司