專利名稱：一種機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防止機動車駕駛員疲勞駕駛保證行車安全的技術(shù)領(lǐng)域，具體 地說是一種機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，機動車長時間行駛時，司機容易出現(xiàn)疲勞瞌睡，很容易引發(fā)交通事故， 嚴重的影響司機自身和他人的財產(chǎn)和生命安全。近年來，在高速公路行車中，由于駕駛員磕睡造成的重大交通事故成倍上升，因 此，世界各國都在對車載預(yù)防駕駛員行車磕睡裝置進行大量的開發(fā)研究。如識別腦波、判斷 睡眠姿態(tài)、腦部位置偏移、手部握力變化、眨眼頻率判斷等。由于上述各種方法均存在判斷 駕駛員瞌睡狀態(tài)的不確定性和沒有應(yīng)急停車裝置，所以到目前為止尚沒有一種能具有實用 價值和批量生產(chǎn)安裝的駕駛員防磕睡安全裝置。綜上所述，為大幅度降低行車事故減少人 身傷亡，市場急需一種能可靠識別駕駛員行車磕睡的方法和預(yù)防駕駛員行車瞌睡的緊急自 動停車裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置。以避免駕 駛員因行車瞌睡所造成的行車事故。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括有攝像機，圖像處理單板計算機，圖像 采集卡，發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡，行車速度采集卡，其特征是在駕駛室內(nèi)與駕駛員前方視線眼 部相對應(yīng)的位置上設(shè)置有攝像機，該攝像機的視頻圖像輸出端與圖像處理單板計算機相連 接，該圖像處理單板計算機的輸入端還分別與車載電腦的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、行車速度信號 輸出端相連接；圖像處理單板計算機的輸出端通過執(zhí)行驅(qū)動控制器分別與油門控制器、剎 車控制器、報警器、雙閃繼電器輸入端連接；所述的剎車控制器是指在腳踏剎車回路上并聯(lián) 設(shè)置有一根據(jù)車速調(diào)節(jié)剎車力度的比例剎車閥。本實用新型的工作原理在于在機動車駕駛員前方視線范圍內(nèi)安裝附帶紅外照明的攝像機，車輛行駛中白天連續(xù)采集可見光視頻圖像，夜晚連續(xù)采集近紅外視頻圖像；攝像 機視頻圖像輸出端與圖像采集卡連接；圖像采集卡，發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡，行車速度采集卡分 別與圖像識別處理器連接；車輛發(fā)動后接收到發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，系統(tǒng)發(fā)出提示音要求駕駛 員對本裝置手動測試自檢；自檢成功則自動進入工作狀態(tài)。當采集到車輛行駛信號后圖像 識別處理器立即開始對駕駛員臉部圖像進行連續(xù)定位檢測和特征分析，若在系統(tǒng)初始設(shè)定 的連續(xù)時間內(nèi)沒有檢測到人臉瞳孔，則表明駕駛員沒有目視觀察前方路面，是處于瞌睡狀 態(tài)，此時系統(tǒng)指令執(zhí)行驅(qū)動控制器立即收油門；發(fā)出聲光報警信號；根據(jù)行車速度控制比 例剎車；打開應(yīng)急雙閃，車輛停駛后，系統(tǒng)檢測不到行車信號，自動解除報警功能并重新進 入工作狀態(tài)。本實用新型所述的攝像機為附帶紅外照明的攝像機，具有自動夜間紅外照明，夜晚連續(xù)采集近紅外視頻圖像，白天連續(xù)采集可見光視頻圖像。本實用新型所述的圖像識別處理器的輸入端還連接一帶有強制關(guān)閉警示電路的故障強制關(guān)閉電路。本實用新型所述的圖像識別處理器的輸入端還連接有一手動自檢電路。本實用新型所述的圖像采集卡是將采集的模擬視頻圖像信號轉(zhuǎn)變成可供系統(tǒng)識 別處理的數(shù)字圖像信號。本實用新型所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡連接在車載發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器上，為本系統(tǒng) 提供車輛工作狀態(tài)。本實用新型所述的行車速度采集卡連接在車載速度傳感器上，采集的行車速度信 號為系統(tǒng)判斷瞌睡和剎車力度控制提供依據(jù)。本實用新型所述的油門控制器是指在油門踏板上設(shè)置有一將油門回收到發(fā)動機 怠速狀態(tài)的頂桿式緊急頂斷機構(gòu)。本實用新型所述的圖像識別處理器包括圖像定位檢測分析判斷功能，根據(jù)初始狀 態(tài)設(shè)定可以準確判斷駕駛員是否瞌睡；圖像處理單板計算機對行駛中采集的駕駛員臉部圖 像進行眼睛瞳孔檢測，如果超過設(shè)定時間未檢測到瞳孔，即判定為磕睡。本實用新型具有一旦駕駛員出現(xiàn)打瞌睡的危險狀態(tài)，所述的執(zhí)行驅(qū)動器則將通過 音響報警，控制雙閃，以及通過比例剎車閥來控制剎車力度和頂桿式緊急頂斷機構(gòu)來控制 油門踏板使其油門回收到發(fā)動機的怠速狀態(tài)，從而轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩珷顟B(tài)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單， 使用可靠，進行隨時檢測，可有效防止由于駕駛員磕睡時造成的行車事故。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)流程示意簡圖；圖2是本實用新型的工作原理圖；圖3是本實用新型的比例剎車閥結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖4是本實用新型的油門控制器結(jié)構(gòu)示意簡圖。下面將結(jié)合附圖并通過實例對本實用新型作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅 是本實用新型其中例子而已，并不代表本實用新型所限定的權(quán)利保護范圍，本實用新型的 權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準。
具體實施方式
實施例1由圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示，本實用新型的應(yīng)用實例在機動車駕駛員前方視線眼 部的范圍內(nèi)(倒車鏡)安裝附帶自動紅外照明的攝像機，車輛行駛中白天連續(xù)采集可 見光視頻圖像，夜晚連續(xù)采集近紅外視頻圖像；攝像機視頻圖像輸出端與圖像采集卡 (MV-AINI3. 0)連接；圖像采集卡(MV-AINI3.0)將視頻模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成可供處理識別 的數(shù)字圖像信號；將發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡(KPCI-812)連接在車載發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器上，發(fā) 動機轉(zhuǎn)速信號是系統(tǒng)識別車輛工作狀態(tài)的依據(jù)；將行車速度采集卡(KPCI-812)連接在車 載速度傳感器上，提供的行車速度信號是系統(tǒng)判斷駕駛員瞌睡和剎車力度控制的依據(jù)。將 圖像采集卡，發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡，行車速度采集卡分別連接到圖像識別處理器(SBC9261-I嵌入式單板計算機)輸入端，圖像識別處理器輸出端連接到MC-21812執(zhí)行驅(qū)動器輸入端； MC-21812執(zhí)行驅(qū)動器分別輸出音響報警，雙閃觸點，控制比例剎車閥和油門控制器。由圖2所述的工作原理圖所示，當駕駛員打開發(fā)動機鑰匙開關(guān)后，系統(tǒng)電源接通 進入待機狀態(tài)，當車輛發(fā)動成功后發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡采集到發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，系統(tǒng)發(fā)出提 示語音要求駕駛員對本裝置手動測試自檢；這時駕駛員需要按下手動測試開關(guān)閉眼1秒 鐘，系統(tǒng)工作正常時每閉眼1秒鐘就會發(fā)出1次正常提示音，松開測試開關(guān)系統(tǒng)自動進入工 作狀態(tài)。如果系統(tǒng)有故障會發(fā)出故障提示音，為不影響正常行車，需要人工強制關(guān)閉系統(tǒng)， 強制關(guān)閉系統(tǒng)后，每間隔一定時間會發(fā)出系統(tǒng)已關(guān)閉提示，要求盡快維修。當行車速度采集 卡采集到車輛行車 速度信號后證明車輛已經(jīng)處于運動狀態(tài)，圖像識別處理器立即開始對轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號的圖像進行駕駛員臉上眼部進行識別跟蹤，臉部跟蹤定位后系統(tǒng)會對臉部特 征連續(xù)檢測分析，判斷眼部的瞳孔狀態(tài)，若在系統(tǒng)初始設(shè)定的時間內(nèi)沒有檢測到人臉瞳孔， 則表明駕駛員在此時間內(nèi)沒有目視觀察前方路面，已經(jīng)處于瞌睡狀態(tài)；判斷瞌睡的設(shè)定依 據(jù)是1.駕駛員瞌睡的唯一體征是閉眼(檢測不到瞳孔，)；2.車輛處于行駛狀態(tài)；3.人在 非睡眠狀態(tài)時眨眼時間極短，即便是連續(xù)眨眼也不會影響前方路面觀測；4.車速60公里時 每秒行駛距離16. 67米，車速120公里時每秒行駛距離33. 33米，如果前方路面在視野中 消失超過1秒以上則很可能發(fā)生事故；因此，系統(tǒng)初始設(shè)定檢測不到瞳孔的時間車速60 公里時為彡2秒，車速120公里時為彡1秒，達到和超過臨界值即為瞌睡K = 60T彡2S = 120T ^ IS ；當判定為瞌睡狀態(tài)時，系統(tǒng)輸出緊急停車指令，驅(qū)動控制器立即控制油門控制 器將油門收到最??；向駕駛員發(fā)出聲光報警信號；根據(jù)行車速度按比例控制剎車力度；接 通應(yīng)急雙閃燈，當車輛停駛后系統(tǒng)檢測不到行車速度信號，會自動解除報警功能并重新進 入工作狀態(tài)。工作過程簡述執(zhí)行驅(qū)動控制器輸入端收到(SBC9261-I嵌入式單板計算機)剎車信號指令后，立 即輸出四種執(zhí)行動作，第一種是繼電器觸點接通音響報警電源，第二種是繼電器觸點接通 雙閃電源，第三種是繼電器觸點接通油門控制器電源，第四種是根據(jù)行車速度，按嵌入式單 板計算機的要求，輸出不同強度的電流控制比例剎車閥的剎車力度。如圖4所示，油門控制器具體工作過程油門控制器7安裝在油門踏板6附近，在正常行車狀態(tài)時，油門控制器頂桿8處于 收起狀態(tài)，油門踏板6不受干涉，可以踏到底；當收到剎車指令后，執(zhí)行驅(qū)動控制器的繼電 器觸點接通油門控制器電源，頂桿8迅速強力彈出，將油門踏板6頂回到油門最小位置，完 成收油門動作。當剎車指令解除，執(zhí)行驅(qū)動控制器的繼電器觸點斷開電源后，油門控制器頂 桿8恢復(fù)到收起狀態(tài)。另外，圖中的9為電源線，10為油門線。如圖3所示，比例剎車閥具體工作過程比例剎車閥3并聯(lián)在剎車總泵2兩端，在正常行車狀態(tài)時處于關(guān)斷狀態(tài)，駕駛過程 中的剎車動作通過剎車踏板1來完成，當收到剎車指令后，執(zhí)行驅(qū)動控制器按嵌入式單板 計算機判斷的行車速度要求，輸出不同強度的電流控制比例剎車閥，比例剎車閥依據(jù)輸入 的不同強度的電流，調(diào)節(jié)閥門開起程度，調(diào)節(jié)剎車力度。當車輛完全停止后，剎車指令解除， 執(zhí)行驅(qū)動控制器停止輸出，比例剎車閥恢復(fù)到關(guān)閉狀態(tài)。另外，圖中的4為電源線，5為剎車 管。
權(quán)利要求一種機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置，它包括有攝像機，圖像處理單板計算機，圖像采集卡，發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集卡，行車速度采集卡，其特征是在駕駛室內(nèi)與駕駛員前方視線眼部相對應(yīng)的位置上設(shè)置有攝像機，該攝像機的視頻圖像輸出端與圖像處理單板計算機相連接，該圖像處理單板計算機的輸入端還分別與車載電腦的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、行車速度信號輸出端相連接；圖像處理單板計算機的輸出端通過執(zhí)行驅(qū)動控制器分別與油門控制器、剎車控制器、報警器、雙閃繼電器輸入端連接；所述的剎車控制器是指在腳踏剎車回路上并聯(lián)設(shè)置有一根據(jù)車速調(diào)節(jié)剎車力度的比例剎車閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置，其特征是所述的 油門控制器是指在油門踏板上設(shè)置有一將油門回收到發(fā)動機怠速狀態(tài)的頂桿式緊急頂斷 機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置，其特征是圖像處 理單板計算機輸入端還連接一帶有強制關(guān)閉語音提示的故障強制關(guān)閉電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置，其特征是圖像處 理單板計算機輸入端還連接有一手動自檢電路。
專利摘要一種機動車駕駛員防磕睡緊急自動停車裝置，它包括有攝像機，圖像處理單板機；其技術(shù)要點是在駕駛室內(nèi)與駕駛員前方視線眼部相對應(yīng)的位置上設(shè)置有攝像機，該攝像機的視頻圖像輸出端與圖像處理單板機相連接，該圖像處理單板機的輸入端還分別與車載電腦的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、行車速度信號輸出端相連接；圖像處理單板機的輸出端通過執(zhí)行驅(qū)動控制器分別與油門控制器、剎車控制器、報警器、雙閃繼電器輸入端連接。本實用新型具有一但駕駛員在行車中出現(xiàn)打瞌睡的危險狀態(tài)，所述的執(zhí)行驅(qū)動控制器則將通過音響報警，控制雙閃，控制剎車力度和控制油門功能，從而轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩珷顟B(tài)。本新型結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，可有效防止行車中由于駕駛員磕睡時造成的行車事故。
文檔編號B60K28/06GK201566602SQ200920203609
公開日2010年9月1日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者蘇明, 馬援 申請人:馬援;蘇明