汽车驾驶员疲劳实时监测系统

1、汽车驾驶员疲劳实时监测系统，它包括车载计算机(6)；其特征在于：它还包括：油 门踏板深度传感器(5)、用于测量驾驶员呼吸频率和呼吸深度的呼吸传感器(7)；
油门踏板深度传感器(5)设置在车体与油门踏板之间；
呼吸传感器(7)设置在安全带(2)上的与人体上部躯干接触处；
油门踏板深度传感器(5)的信号输出端、呼吸传感器(7)的信号输出端与车载计算机 (6)的信号输入端连接。
2、如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于：它还包括皮肤电流传感器(4)，皮 肤电流传感器(4)设置在方向盘上的与人体手部接触处，皮肤电流传感器(4)的信号输出 端与车载计算机(6)的信号输入端连接。
3、如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于：它还包括方向盘转角传感器(2)， 转角传感器(2)设置在方向盘转向轴与车体之间，转角传感器(2)的信号输出端与车载计 算机的信号输入端连接。
4、如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于：它还包括方向盘握力传感器(3)， 方向盘握力传感器(3)设置在方向盘上，方向盘握力传感器(3)的信号输出端与车载计算 机(6)的信号输入端连接。
5、如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于：它还包括声音提示设备，声音提示 设备的喇叭(1)设置在驾驶室内，声音提示设备由车载计算机(6)控制。

技术领域\n本发明涉及汽车，具体涉及汽车上的实时监测系统，特别是用于实时监测汽车驾驶员的 身体状况的监测系统。\n背景技术\n驾驶员疲劳驾驶是导致恶性交通事故的重要原因之一，尤其在长途汽车交通事故中，疲 劳驾驶的危害性最为突出。长途汽车驾驶员驾驶时间长、工作负担重，很容易引起驾驶疲劳 甚至发生交通事故。由于车载乘客较多或者车载货物较多，一旦发生交通事故则造成灾难性 的后果。据1990年美国国家交通安全部的报道，导致重型卡车司机死亡的交通事故重31％ 与疲劳驾驶有关。美国汽车联合会(AAA)的交通安全部的统计调查表明，47％的卡车司机在 驾驶时瞌睡，约41％～59％的重型卡车交通事故与疲劳驾驶有关。我国交通部报道：由于疲 劳驾驶所造成的交通事故，无论在绝对数字还是所占的比例，都是最高的。因此，对于长途 汽车驾驶员的实时疲劳监测具有重要的现实意义。\n目前，对驾驶员疲劳监测的技术和方法很多。中国专利公开号CN1737864A，公开了一种 “人体信息监测方向盘”，该方向盘可对驾驶员驾驶时的体温、心率等人体信息进行监测，并 可将测得的信号输入计算机。计算机可根据该方向盘提供的数据，对驾驶员的身体状况进行 判断，当计算机识别出驾驶员身体状况不适合驾驶时，则可立即发出报警信号，以提醒司机 其身体情况不适，不适合驾驶车辆。\n上述“人体信息监测方向盘”结构简单，成本低，但对人体信息采集的手段单一，无法 对驾驶员疲劳的人体各种相关信息进行全面采集。\n发明内容\n本发明所要解决的技术问题是：提供一种汽车驾驶员疲劳实时监测系统，该实时监测系 统可利用多信息源对驾驶员的疲劳程度进行实时采集。\n本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：\n汽车驾驶员疲劳实时监测系统，它包括车载计算机、油门踏板深度传感器、用于测量驾 驶员呼吸频率和呼吸深度的呼吸传感器；\n油门踏板深度传感器设置在车体与油门踏板之间；\n呼吸传感器设置在安全带上的与人体上部躯干接触处；\n油门踏板深度传感器的信号输出端、呼吸传感器的信号输出端与车载计算机的信号输入 端连接。\n上述方案中，系统还包括皮肤电流传感器，皮肤电流传感器设置在方向盘上的与人体手 部接触处，皮肤电流传感器的信号输出端与车载计算机的信号输入端连接。\n上述方案中，系统还包括方向盘转角传感器，转角传感器设置在方向盘转向轴与车体之 间，转角传感器的信号输出端与车载计算机的信号输入端连接。\n上述方案中，系统还包括方向盘握力传感器，方向盘握力传感器设置在方向盘上，方向 盘握力传感器的信号输出端与车载计算机的信号输入端连接。\n上述方案中，系统还包括声音提示设备，声音提示设备的喇叭设置在驾驶室内，声音提 示设备由车载计算机控制。\n本发明系统利用各种传感器获得驾驶员的各种信息数据输出给车载计算机，计算机可根 据这些数据，对驾驶员的疲劳状况进行判断，当计算机识别出驾驶员身体状况不适合驾驶时， 即可通过各种方法对驾驶员进行警告，或控制车辆不能运行。\n与现有技术比，本发明具有以下优点：\n1、改变了传统的利用单一信息进行监测的方法，利用多信息源对驾驶员的疲劳程度进行 实时采集。\n2、当一采集传感器无法工作时，利用其它传感器采集得到的信息也可以完成疲劳监测的 任务，提高了驾驶员疲劳监测的可靠性。\n附图说明\n图1为本发明实施例的结构示意图\n图2为本发明实施例的结构框图\n图3为数字转换模块的电路图\n具体实施方式\n如图1所示的本发明实施例，它为长途汽车驾驶员疲劳实时监测系统。它包括车载计算 机6、油门踏板深度传感器5、用于测量驾驶员呼吸频率和呼吸深度的呼吸传感器7、皮肤电 流传感器4、方向盘转角传感器2、方向盘握力传感器3、声音提示设备等。\n油门踏板深度传感器5设置在车体与油门踏板之间；呼吸传感器7设置在安全带2上的 与人体上部躯干接触处；皮肤电流传感器4、方向盘握力传感器3设置在方向盘上外缘的与 人体手部接触处；方向盘转角传感器2安装在方向盘转向轴与车体之间。\n如图2所示，油门踏板深度传感器5、方向盘握力传感器3、方向盘转角传感器2的信号 输出端均通过数字转换模块与车载计算机的信号输入端连接。\n皮肤电流传感器4、呼吸传感器7通过USB接口与车载计算机的信号输入端连接。\n声音提示设备的喇叭1设置在驾驶室内，声音提示设备由车载计算机6控制。\n本发明实施例中，方向盘转角传感器2选用方向盘转角传感器G85，该传感器依据光栅原 理进行角度的测量。方向盘握力传感器3采用压力传感器，它为美国NovaSensor公司的 NPP-301-100A。其安装在方向盘外缘处，驾驶员在操作方向盘时，方向盘握力传感器3感受 驾驶员握力的大小而产生电压信号，从而可以根据产生的电压信号确定驾驶员握力的大小。\n皮肤电流传感器4安装在方向盘外缘处，当驾驶员的两个手指指腹与该传感器接触时， 便可以实时感应得到驾驶员在驾驶过程中的皮肤电流信号大小。\n油门踏板深度传感器5为位移传感器，它为德国VOLFA超精密级导电塑料位移传感器KR -V/A75。其一端安装在油门踏板连杆上，另一端固定在油门踏板正上方位置的车体上，从而 实现对油门踏板位移的测量。\n呼吸传感器7安装在驾驶员座位的安全带上，当驾驶员系上安全带时，呼吸传感器7可 以采集到驾驶员的呼吸频率、呼吸深度信息。\n皮肤电阻传感器4、呼吸传感器7分别选用加拿大BioGraph多媒体生物反馈系统中的皮 电传感器、呼吸传感器。皮肤电阻传感器4为热敏电阻传感器，记录驾驶员皮肤上的电阻变 化。呼吸传感器7为半导体压阻式胸带(或腹带)固定式呼吸波传感器，可用于无损伤检测 驾驶员的波形。\n数字转换模块(如图3所示)用于将方向盘转角传感器2、方向盘握力传感器3、油门踏 板深度传感器5接收到的信息进行数字化处理输入车载计算机6。方向盘转角传感器2、方向 盘握力传感器3、油门踏板深度传感器5与R2连接。\n皮肤电阻传感器4、呼吸传感器7采集到的皮肤电阻信号、呼吸信号发送到加拿大 BioGraph多媒体生物反馈系统，并经该生物反馈系统处理得到皮肤电阻、呼吸量的大小。该 生物反馈系统通过USB接口与计算机相连。\n计算机获取方向盘握力、油门踏板深度、方向盘转角、皮肤电阻、呼吸多种信息，并对 多源信息进行信息融合，从而决策、识别驾驶员是否处于疲劳状态。\n声音提示设备的喇叭1安装在驾驶员上方位置车顶处。当计算机决策出驾驶员处于疲劳 状态时，便会触发声音提示设备，喇叭1发出警示声音。\n当驾驶员启动疲劳监测功能时，方向盘转角传感器2，方向盘握力传感器3，皮肤电流传 感器4，油门踏板深度传感器5，呼吸传感器7开始同时采集各种信息，设定其采集频率为相 同值，因此各种信息具有相同的时间序列。