汽车用疲劳驾驶监控装置

1.一种汽车用疲劳驾驶监控装置，包括信号采集单元(1)、信号处理单元(2)和车辆报警及控制单元(3)，其特征在于：所述信号采集单元(1)对驾驶员操作车辆的信息进行采集，输出采集信息到信号处理单元(2)；所述信号处理单元(2)与所述信号采集单元(1)相连接，接收并处理所述采集信息，根据处理信息输出报警及控制指令到车辆报警及控制单元(3)；所述车辆报警及控制单元(3)与所述信号处理单元(2)相连接，接收所述信号处理单元(2)发出的报警及控制指令，根据报警及控制指令控制车辆进行报警及控制操作。
2.按照权利要求1所述的汽车用疲劳驾驶监控装置，其特征在于，所述信号采集单元(1)包括：车速传感器(1-1)、发动机转速传感器(1-2)、油门传感器(1-3)、刹车位置传感器(1-4)、离合位置传感器(1-5)、方向盘转角传感器(1-6)和档位变换传感器(1-7)；所述车速传感器(1-1)与信号处理单元(2)相连接，检测车速信息，所述车速信息输出至信号处理单元(2)；所述发动机转速传感器(1-2)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆发动机的转速信息，所述车辆发动机的转速信息输出至信号处理单元(2)；所述油门传感器(1-3)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆油门的工作信息，所述车辆油门的工作信息输出至信号处理单元(2)；所述刹车踏板位置传感器(1-4)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆刹车踏板的位置信息，所述车辆刹车踏板的位置信息输出至信号处理单元(2)；所述离合踏板位置传感器(1-5)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆离合踏板的位置信息，所述车辆离合踏板的位置信息输出至信号处理单元(2)；所述方向盘转角传感器(1-6)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆方向盘的工作信息，所述车辆方向盘的转角信息输出至信号处理单元(2)；所述档位变换传感器(1-7)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆档位的变换信息，所述车辆档位的变换信息输出至信号处理单元(2)。
3.按照权利要求1所述的汽车用疲劳驾驶监控装置，其特征在于，所述信号处理单元(2)包括：A/D采样模块(2-1)、CPU控制模块(2-2)和I/O通信模块(2-3)；所述A/D采样模块(2-1)与信号采集单元(1)相连接，对信号采集单元(1)采集的信息进行采样处理；所述CPU控制模块(2-2)分别与A/D采样模块(2-1)和I/O通信模块(2-3)相连接，接收经A/D采样模块(2-1)采样处理的采集信息，将根据处理信息产生的报警及控制指令通过I/O通信模块(2-3)输出到所述车辆报警及控制单元(3)。
4.按照权利要求1或3所述的汽车用疲劳驾驶监控装置，其特征在于，所述车辆报警及控制单元(3)包括：LCD显示模块(3-1)、声音报警模块(3-2)、发动机控制模块(3-3)和制动器控制模块(3-4)；所述LCD显示模块(3-1)接收信号处理单元(2)的控制指令和键盘(5)的输入指令，将油门供油量、固定时间内刹车的次数、固定时间内离合的变换次数、固定时间内方向盘的转角位置及其扭矩变化率的信息以及档位变换信息显示出来；所述声音报警模块(3-2)接收信号处理单元(2)发出的报警指令并发出报警声音，为驾驶员提供预警；
所述发动机控制模块(3-3)接收信号处理单元(2)发出的控制指令，通过控制发动机的供油量来控制车速；所述制动器控制模块(3-4)接收信号处理单元(2)发出的控制指令，控制车辆制动器制动或强制停车。
5.按照权利要求1或3所述的汽车用疲劳驾驶监控装置，其特征在于，所述信号处理单元(2)的I/O通信模块(2-3)还与通讯模块(4)、键盘(5)、ROM(6)和RAM(7)相连接。

汽车用疲劳驾驶监控装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于交通安全技术领域，涉及一种汽车用监控报警装置，具体涉及一种汽车用疲劳驾驶监控装置。\n背景技术\n[0002] 据统计，40％-70％的道路交通事故与驾驶员疲劳有关。国外非常重视驾驶疲劳的研究，通过研究驾驶员连续驾驶时间与驾驶特性的关系、驾驶疲劳与事故之间的关系，进行驾驶服务时间改革。国内研究驾驶疲劳对驾驶员感知、判断及操作特性的影响，主要是在驾驶模拟器上完成的，而许多在实际中影响驾驶疲劳的因素在模拟器上无法实现。\n[0003] 目前，用于疲劳驾驶检测的方法主要有脑电波监测法、心率血压监测法、PERCLOS监测法、瞳孔测量法、头部位移测量法、方向盘运动监视法等。驾驶员驾驶状态监测方法多种多样，各有优缺点，但真正运用到实际中的产品一直未出现。关键问题是疲劳时人体生理信号同时发生变化，尤其表现在脑电、心电、皮电、肌电、皮温等的变化使的疲劳度的量化标准很难确定；传感器的局限性，人体生理信号测量传感器要与驾驶员身体接触，这样将会影响驾驶员的驾驶；监测装置的成本高，利用生理信号测量传感器或光学原理装置，成本都非常高，超出了多数消费者的购买能力，使得这些装置很难大范围、快速推广。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种汽车用疲劳驾驶监控装置，其体积小，重量轻；多参数测量；非接触式测量，判断准确，报警及时有效；参数可自由设定调节；生产成本低、便于推广使用。\n[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种汽车用疲劳驾驶监控装置，其特征在于，包括：信号采集单元、信号处理单元和车辆报警及控制单元；所述信号采集单元对驾驶员操作车辆的信息进行采集，输出采集信息到信号处理单元；所述信号处理单元与所述信号采集单元相连接，接收并处理所述采集信息，根据采集信息分别输出报警和控制指令到车辆报警单元和车辆控制单元；所述车辆报警及控制单元与所述信号处理单元相连接，接收所述信号处理单元发出的报警及控制指令，根据报警指令控制车辆进行报警及控制操作。\n[0006] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：\n[0007] (1)体积小，重量轻；该汽车用疲劳驾驶监控装置体积小、重量轻，非常便于运输；\n[0008] (2)多参数测量；该汽车用疲劳驾驶监控装置不仅利用车辆上已具有的传感器信号，比如速度信号、发动机转速信号、加速踏板位置信号和方向盘转角信号等，还增加离合器踏板测量、制动器踏板测量和档位选择器测量传感器等，因此测量数据的分析结果更能反应驾驶员的疲劳情况。\n[0009] (3)非接触式测量，判断准确，报警及时有效；该汽车用疲劳驾驶监控装置测量所需各种信号时，不需要直接接触人体，因此不会影响驾驶员的驾驶。\n[0010] (4)参数可自由设定调节；该汽车用疲劳驾驶监控装置的报警参数可根据不同的车型、不同的地域和不同的驾驶环境通过键盘和数据接口自由设定其报警及控制参数。\n[0011] (5)生产成本低、便于推广使用。该汽车用疲劳驾驶监控装置较多的使用车辆上已具有的传感器信号，比如速度信号、发动机转速信号、加速踏板位置信号和方向盘转角信号，因而其生产成本很低，便于推广使用。\n[0012] 下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。\n附图说明\n[0013] 图1为本实用新型的结构框图。\n[0014] 图2为本实用新型信号采集单元的结构框图。\n[0015] 图3为本实用新型信号处理单元的结构框图。\n[0016] 图4为本实用新型车辆报警及控制单元的结构框图。\n[0017] 附图标记说明：\n[0018] 1-信号采集单元； 1-1-车速传感器； 1-2-发动机转速传感器；\n[0019] 1-3-油门传感器； 1-4-刹车位置传感 1-5-离合位置传感器；\n[0020] 器；\n[0021] 1-6-方向盘转角传 1-7-档位变换传感 2-信号处理单元；\n[0022] 感器； 器；\n[0023] 2-1-A/D采样模 2-2-CPU控制模块； 2-3-I/O通信模块；\n[0024] 块；\n[0025] 3-车辆报警及控制 3-1-LCD显示模块； 3-2-声音报警模块；\n[0026] 单元；\n[0027] 3-3-发动机控制模 3-4-制动器控制模 4-通讯模块；\n[0028] 块； 块；\n[0029] 5-键盘； 6-ROM； 7-RAM。\n具体实施方式\n[0030] 如图1所示的一种汽车用疲劳驾驶监控装置，包括信号采集单元1、信号处理单元\n2和车辆报警及控制单元3。所述信号采集单元1对驾驶员操控车辆的信息进行采集，输出采集信息到信号处理单元2。驾驶员操控车辆的信息包括：驾驶员对车辆油门、刹车、离合、方向盘和档位变换的操控信息。所述信号处理单元2与所述信号采集单元1相连接，接收并处理所述采集信息，根据采集信息输出报警指令到车辆报警及控制单元3。所述车辆报警及控制单元3与所述信号处理单元2相连接，接收所述信号处理单元2发出的报警及控制指令，根据报警及控制指令控制车辆进行报警及控制操作。\n[0031] 如图2所示，所述信号采集单元1包括车速传感器1-1、发动机转速传感器1-2、油门传感器1-3、刹车位置传感器1-4、离合位置传感器1-5、方向盘转角传感器1-6和档位变换传感器1-7。所述车速传感器1-1与信号处理单元2相连接，检测车速信息，所述车速信息输出至信号处理单元2；所述发动机转速传感器1-2与信号处理单元2相连接，检测车辆发动机的转速信息，所述车辆发动机的转速信息输出至信号处理单元2；所述油门传感器\n1-3与信号处理单元2相连接，检测车辆油门的工作信息，所述车辆油门的工作信息输出至信号处理单元2；所述刹车踏板位置传感器1-4与信号处理单元2相连接，检测车辆刹车踏板的位置信息，所述车辆刹车踏板的位置信息输出至信号处理单元2；所述离合踏板位置传感器1-5与信号处理单元2相连接，检测车辆离合踏板的位置信息，所述车辆离合踏板的位置信息输出至信号处理单元2；所述方向盘转角传感器1-6与信号处理单元2相连接，检测车辆方向盘的工作信息，所述车辆方向盘的转角信息输出至信号处理单元2；所述档位变换传感器1-7与信号处理单元2相连接，检测车辆档位的变换信息，所述车辆档位的变换信息输出至信号处理单元2。\n[0032] 如图3所示，所述信号处理单元2包括A/D采样模块2-1、CPU控制模块2-2和I/O通信模块2-3。所述A/D采样模块2-1与信号采集单元相连接，对信号采集单元1采集的信息进行采样处理；所述CPU控制模块2-2分别与A/D采样模块2-1和I/O通信模块2-3相连接，接收经A/D采样模块2-1采样处理的采集信息，根据信息判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态，如果车辆的行驶速度、方向或两者同时出现非正常状态，并且各个操作踏板或手柄没有及时做出正确的反应，则判定驾驶员处于疲劳驾驶状态，将报警及控制指令通过I/O通信模块2-3输出到所述车辆报警及控制单元3，报警器将根据车辆行驶状况的不正常程度进行相应的报警，以提醒驾驶员提高注意力，要求驾驶员进行休息或更换驾驶员等。如果车辆行驶状况得不到及时改善，中央处理单元将通过控制制动踏板和油门踏板，发出强制减速直至停车的指令，防止疲劳驾驶造成交通事故发生，提高行车安全。\n[0033] 如图4所示，所述车辆报警及控制单元3包括LCD显示模块3-1、声音报警模块\n3-2、发动机控制模块3-3和制动器控制模块3-4。所述LCD显示模块3-1接收信号处理单元2的控制指令和键盘5的输入指令，将油门供油量、固定时间内刹车的次数、固定时间内离合的变换次数、固定时间内方向盘的转角位置及其扭矩变化率的信息以及档位变换信息显示出来；所述声音报警模块3-2接收信号处理单元2发出的报警指令并发出报警声音，为驾驶员提供预警；所述发动机控制模块3-3接收信号处理单元2发出的控制指令，通过控制发动机的供油量来控制车速；所述制动器控制模块3-4接收信号处理单元2发出的控制指令，控制车辆制动器制动或强制停车。\n[0034] 如图3所示，所述信号处理单元2的I/O通信模块2-3还与通讯模块4、键盘5、ROM6和RAM7相连接。\n[0035] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。