防疲勞駕駛裝置和防疲勞駕駛系統的製作方法
2024-03-23 17:56:05
本實用新型涉及汽車安全領域，尤其涉及一種防疲勞駕駛裝置和防疲勞駕駛系統。
背景技術：
現實生活中絕大多數人進入亞健康狀態，心理因素和生理因素產生的疲勞是致命的，如突然生病了，突然想起傷心事了，突然遇上麻煩事了，接到電話心情不寧的，勞累產生的疲勞；精神恍惚產生的疲勞，用手撥打接聽電話，堵車太久會產生疲勞，工作壓力緊張的併發症也容易產生疲勞；趕時間的人，新手開車，甚至沒有駕駛證的人開車的緊張狀態，喝酒駕駛等。
以上多種人體疲勞均會對駕駛汽車造成影響，在這裡統稱為疲勞駕駛；汽車亞健康產生的疲勞，輪胎磨損沒有及時更換，剎車不良，維修保養不善產生的疲勞，長期帶病工作等等，疲勞狀態行駛汽車是最不安全的因素，絕大多數的交通事故是疲勞駕駛引起的。
現有的防疲勞駕駛系統主要是通過安裝傳感器去檢測方向盤的轉動角度或是壓力、握力等，從而判斷駕駛員是否處於疲勞狀態，其後在車內對駕駛人員進行警告提醒。
現有的防疲勞駕駛系統主要的問題是，處於疲勞狀態的人敏感度是大幅下降的，往往車內對疲勞的駕駛人員進行警告提醒達不到理想的效果，甚至無效。
技術實現要素：
本實用新型第一實用新型目的在於提供一個能自動給予周邊警告信號的防疲勞駕駛裝置。
本實用新型第二實用新型目的在於提供一個能自動獲取周邊警告信號的防疲勞駕駛系統。
本實用新型第一實用新型目的提供的防疲勞駕駛裝置包括旋轉傳感器、全球定位模塊、處理模塊和無線通訊模塊，旋轉傳感器安裝於方向盤轉向管柱上，全球定位模塊用於將定位信號發送至伺服器；處理模塊用於接收旋轉傳感器輸出的檢測信號，處理模塊根據檢測信號生成轉向數據；處理模塊通過無線通訊模塊將轉向數據發送至伺服器，無線通訊模塊還用於接收與轉向數據關聯的警告信號。
由上可見，轉向數據以及定位信號發送至伺服器後，伺服器上的定位處理模塊會根據實時地理位置對路面情況進行判斷防疲勞駕駛裝置安裝的第一汽車處於直路或是彎道以及道路的限速情況等；同時，伺服器上的數據比對模塊對轉向數據進行計算，結合定位處理模塊判斷汽車駕駛員是否錯誤操作，如：定位顯示直路時，轉向數據顯示急轉彎中，則可判斷駕駛員處於疲勞狀態，此時伺服器中則生成警告信號，並接合伺服器上的定位處理模塊以及距離計算模塊將警告信號發送至第一汽車周邊靠近安裝有防疲勞駕駛裝置的其他汽車上，以告知其他車主與疲勞車輛的位置關係等，使其他車輛與疲勞車輛保持安全距離，有效降低安全事故發生且避免二次事故發生。
進一步的方案是，防疲勞駕駛裝置還包括計時器模塊，計時器模塊向處理模塊輸出時間信號，處理模塊通過無線通訊模塊向伺服器發送時長數據。
由上可見，時長數據在伺服器上的時長計算模塊計算後，確定車輛行駛時長超過一定時間時，則判定該行車為疲勞車輛，可及時通知疲勞車輛周邊的其他車輛，提高安全性。
進一步的方案是，防疲勞駕駛裝置還包括提醒單元，提醒單元根據所述警告信號發出提醒信號。
由上可見，當車輛由伺服器計算判定認為是疲勞車輛時，伺服器向疲勞車輛周邊的其他車輛發送警告信號後，疲勞車輛的提醒單元發送聲光反饋信號或通過移動終端發出電話通知信號，對疲勞駕駛員進行自身提醒。
本實用新型第二實用新型目的提供的防疲勞駕駛系統，包括第一防疲勞駕駛裝置、第二防疲勞駕駛裝置和伺服器；第一防疲勞駕駛裝置包括旋轉傳感器、處理模塊、無線通訊模塊和全球定位模塊，旋轉傳感器安裝於方向盤轉向管柱上；處理模塊用於接收旋轉傳感器輸出的檢測信號，處理模塊根據檢測信號生成轉向數據；處理模塊通過無線通訊模塊將轉向數據發送至伺服器；全球定位模塊用於將定位信號發送至伺服器，伺服器用於接收所第一防疲勞駕駛裝置發出的轉向數據和第一定位信號；伺服器還用於接收第二防疲勞裝置發出的第二定位信號；伺服器還用於根據轉向數據、第一定位信號和地圖數據生成警告信號，並根據第一定位信號和第二定位信號將警告信號發送至第二防疲勞駕駛裝置。
由上述方案可見，第一防疲勞駕駛裝置安裝在第一汽車上，第二防疲勞駕駛裝置安裝在第二汽車上，伺服器實時對第一汽車以及第二汽車的定位信號以及轉向數據進行接收以及比對計算，伺服器上的定位處理模塊會根據實時地理位置對路面情況進行判斷防疲勞駕駛裝置安裝的第一汽車處於直路或是彎道以及道路的限速情況等；同時，伺服器上的數據比對模塊對轉向數據進行計算，結合定位處理模塊判斷汽車駕駛員是否錯誤操作；假如伺服器判斷第一汽車為疲勞車輛，伺服器則形成警告信號（警告信號可以包括車輛信息、相對位置等），並將警告信號發送至位於第一汽車附近的第二汽車處，使第二汽車與第一汽車保持安全距離，有效降低安全事故發生且避免二次事故發生。
進一步的方案是，防疲勞駕駛裝置還包括計時器模塊，計時器模塊向處理模塊輸出時間信號，處理模塊通過無線通訊模塊向伺服器發送時長數據。
由上可見，時長數據在伺服器上的時長計算模塊計算後，確定車輛行駛時長超過一定時間時，則判定該行車為疲勞車輛，可及時通知疲勞車輛周邊的其他車輛，提高安全性。
進一步的方案是，所述伺服器還用於根據所述第一定位信號以及所述第二定位信號生成距離數據，還用於將所述距離數據發送至所述第一防疲勞駕駛裝置和所述第二防疲勞駕駛裝置。
由上可見，伺服器根據定位信號以及第二定位信號進行距離比對，當第一汽車成為判定為疲勞車輛時，第二汽車在接收到警告信號的同時會得到實時跟蹤的距離數據，提高安全性。
進一步的方案是，伺服器包括資料庫模塊，資料庫模塊形成出行提示信息並將出行提示信息發送至第一防疲勞駕駛裝置或第二防疲勞駕駛裝置。
由上可見，伺服器根據歷時以及實時接收到的定位信號進行存儲分析，並進行路況分析、尖峰時間分析以及停車點分析，最後形成出行提示信息以便出行者得到最優質的出行體驗。
進一步的方案是，防疲勞駕駛裝置還包括提醒單元，提醒單元根據所述警告信號發出提醒信號。
由上可見，當車輛由伺服器計算判定認為是疲勞車輛時，伺服器向疲勞車輛周邊的其他車輛發送警告信號後，疲勞車輛的提醒單元發送聲光反饋信號，對疲勞駕駛員進行自身提醒。
進一步的方案是，伺服器可將警告信號發送至移動終端、交警終端或保險公司終端。
由上可見，伺服器除了給疲勞車輛周邊的第二車輛中的第二防疲勞駕駛裝置發送警告信號外，還給予第二車輛駕駛員已經認證的手機發送實時提醒通知，同時發送警告信號至較勁終端以通知處於附近的交警以及保險公司，以防事故發生且對財產進行有效跟進和保護。
附圖說明
圖1為防疲勞駕駛裝置實施例的結構圖。
圖2為防疲勞駕駛系統實施例的系統框圖。
圖3為防疲勞駕駛裝置實施例的系統框圖。
圖4為防疲勞駕駛裝置實施例疲勞駕駛監測方法實的流程框圖。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
防疲勞駕駛系統實施例：
本實用新型提供的防疲勞駕駛系統包括多個安裝於車輛中防疲勞駕駛裝置，以及用於對防疲勞駕駛裝置中發出的數據以及信號進行處理、反饋的伺服器，伺服器通過發送警告信號以給予車主附近的疲勞車輛信息。當然，車輛不單一指四輪汽車，凡具有類如方向盤、轉向把手等轉向結構的交通工具均為本實用新型所定位的車輛範圍之內。本實施例以安裝於汽車中的防疲勞駕駛裝置為例說明。
參見圖1，圖1為防疲勞駕駛裝置的結構圖，在車輛上，方向盤10連接在方向盤轉向管柱20上，方向盤轉向管柱20再經過傳動機構以實現汽車的轉向。防疲勞駕駛裝置包括安裝於汽車上的車載模塊，車載模塊包括安裝在方向盤轉向管柱20上的旋轉傳感器30，以及與旋轉傳感器30連接的機盒40，機盒40內集成了電路、信號處理模塊、無線通訊模塊、全球定位模塊、存儲模塊和計時器模塊等；其中，信號處理模塊可將旋轉傳感器30發出的檢測信號轉而生成轉向數據。
參見圖2，圖2為防疲勞駕駛系統的系統框圖。安裝於第一汽車上的第一防疲勞駕駛裝置包括第一車載模塊100，第一車載模塊100包括無線通訊模塊101；安裝於第二汽車上的第二防疲勞駕駛裝置包括第二車載模塊200，第二車載模塊200包括無線通訊模塊201；安裝於警車上的第三防疲勞駕駛裝置包括交警車載模塊300，交警車載模塊300包括無線通訊模塊301。無線通訊模塊101、無線通訊模塊201和無線通訊模塊301均通過傳輸模塊2實現與伺服器3的信號連接，第一車載模塊100、第二車載模塊200和交警車載模塊300均可向伺服器3發送轉向數據以及定位信號。
若伺服器3對轉向數據以及定位信號計算分析後，認為第一車載模塊100所在的第一汽車為疲勞汽車時，且伺服器3根據定位信號分析確定第一車載模塊100、第二車載模塊200和交警車載模塊300處於靠近位置時，伺服器3則會生成警告信號並將警告信號分別通過無線通訊模塊201和無線通訊模塊301發送至第二車載模塊200和交警車載模塊300處，同時伺服器3可將警告信號發送至第二汽車駕駛員的第二移動終端5、保險公司終端4和位於疲勞車輛附近的交警終端6，從而達到周邊疲勞提醒效果，提醒駕駛員周邊存在疲勞駕駛的車輛，以保持安全距離，同時進行報警處理，降低事故發生率。當然，本實用新型中的防疲勞駕駛系統可以包括第一防疲勞駕駛裝置和第二防疲勞駕駛裝置以外的多個防疲勞駕駛裝置。
參見圖3，圖3為防疲勞駕駛裝置與伺服器的系統框圖。防疲勞駕駛裝置的車載模塊1包括選旋轉傳感器11、信號處理模塊12、無線通訊模塊13、全球定位模塊14、計時器模塊15、儲存模塊16以及控制模塊17和提醒單元18。
當旋轉傳感器11形成檢測信號後，檢測信號會傳輸到信號處理模塊12，經過信號處理模塊12的處理後生成轉向數據，轉向數據通過無線通訊模塊13再經過通訊模塊2傳輸到伺服器3中。當伺服器3獲取到轉向數據後，伺服器3中的數據比對模塊32則會對轉向數據進行與伺服器上資料庫模塊36上已存在的數據進行對比分析，從轉向數據獲得駕駛員是否出現頻繁抖動、頻繁搖擺以及長時間無轉向角度等。
全球定位模塊14可實現GPS全球衛星定位，全球定位模塊14可實時並持續性地經過通訊模塊將定位信號發送到伺服器3之中。當伺服器3獲取到定位信號後，伺服器3中的定位處理模塊31對定位信號進行分析，並確定當前所在位置的地理信息、路面信息以及交通情況；同時定位信號傳送至資料庫模塊36，結合資料庫模塊36中已存的地圖數據進行存儲和分析。當定位處理模塊31接合地圖數據形成地理信息、路面信息以及交通情況後，伺服器3則根據地理信息、路面信息以及交通情況，再結合轉向數據結合分析，確定駕駛員是否存在不正常操作，如：當前道路為彎曲路，而駕駛員無轉向動作，或當前路面為直路而駕駛員頻繁轉向等，均可據此判斷駕駛員是否處於疲勞狀態。若數據判定車載模塊1的所在汽車為疲勞汽車，伺服器3則生成警告信號。
由於伺服器3的獲取了多個安裝有防疲勞駕駛裝置的車輛的定位信號，通過定位處理模塊31以及距離計算模塊33可對疲勞汽車近距離或一定距離內的其他車輛進行選中，並將形成警告信號發送至其他車輛，由其他車輛上的無線通訊模塊接收。假設當前要對第二汽車發送警告信號，伺服器3上的距離計算模塊33會對疲勞汽車的第一定位信號以及第二汽車的第二定位信號進行距離計算並形成距離數據，在發送警告信號的同時，將連通該距離數據一同發送到第二汽車，由第二汽車的無線通訊模塊接收。
計時器模塊15可對本防疲勞駕駛裝置所在的車輛的運作時間進行計算，並形成時間信號，時間信號傳輸到處理模塊12中，處理模塊12生成時長數據，並通過無線通訊模塊13將時長數據發送至伺服器3。伺服器3的時長計算模塊35會對時長數據進行識別、比對，並根據時長數據判斷該行駛車輛是否處於超時駕駛，若判斷為超時駕駛，伺服器3將生成第二警告信號，並將第二警告信號以及該時長數據發送至超時駕駛車輛周圍的行車。
存儲模塊16其中一個主要作用是用於儲存車輛信息，車輛信息包括自身車輛信息以及周邊車輛信息。車載模塊1 的無線通訊模塊13在將轉向數據上傳到伺服器3的同時，會講車載模塊1所在汽車的車輛信息一同上傳；同時若車載模塊1周邊出現疲勞車輛而受到來自伺服器3的警告信號，伺服器3會一同將從疲勞車輛中存儲模塊獲取的車輛信息發送到車載模塊1顯示，同時車載模塊1的存儲模塊16會對此車輛信息進行存儲，記錄在「特別注意」名單中。而伺服器3的資料庫模塊36也會對車輛信息進行儲存。其中車輛信息包括車輛的車票號碼，車輛的所屬地、車輛的型號、車身顏色以及系統認證的車主信息等。
控制模塊17用於與防疲勞駕駛裝置所在的車輛的控制系統進行連接，當車載模塊1所在的汽車被判斷為疲勞汽車時，伺服器3除了對周邊車輛發送警告信號外，伺服器3同時會發送聲光反饋信號到疲勞汽車的無線通訊模塊13中，進而傳遞到控制模塊17，控制模塊將根據聲光反饋信號對汽車的燈光以及聲源進行操作控制，使疲勞汽車燈光閃爍以警示附件車輛和車內聲音產生提醒疲勞駕駛員等。
控制模塊17可對提醒單元18進行控制操作，提醒單元18可根據接收到的警告信號而發出聲光反饋信號以及再通過移動終端發出電話通知信號，以在車內對駕駛員進行提醒。
伺服器3上還包括速度計算模塊34，可根據實時定位信號分析車輛的行駛速度，並結合定位處理模塊31分析的路面信息，判斷車輛是否超速，是否闖紅燈等，並將車速信息發送至車主以及超速車輛周圍的車輛處。
伺服器3還可與移動終端4進行無線通訊，移動終端4可以在車載模塊1進行身份認證，伺服器3向車載模塊1發送警告信號的同時，伺服器3會向車載模塊1對應的移動終端4發送警告信號。
資料庫模塊36還可根據歷時和實時接收的定位信號對路況、停車點、尖峰時間點等出行條件進行分析，並形成出行提示信息，並將出行提示信息通過無線通訊模塊13發送到防疲勞駕駛裝置所在的車輛上。
防疲勞駕駛裝置除了可外置安裝到車輛上外，還可以在車輛生產時與ECU車載電腦同時安裝連接出廠。ECU車載電腦（Electronic Control Unit）可對汽車各個工作區進行性能和疲勞度等進行實時監測，如輪胎氣壓、機油餘量、燃油餘量、燃機溫度和裝置溫度等進行實時監測，防疲勞駕駛裝置與ECU車載電腦連接，ECU的實時數據可傳輸到防疲勞駕駛裝置中，處理模塊12對實時數據進行處理並形成判斷結果，生成警告信號，同時發送至提醒單元18，提醒單元18產生車輛疲勞狀態有關的狀態提醒信號。
疲勞駕駛監測方法：
疲勞駕駛監測方法基於防疲勞駕駛系統，由於防疲勞駕駛系統在防疲勞駕駛系統以及防疲勞駕駛裝置實施例中進行了結構的詳細說明，故不贅述。
參見圖4，圖4為疲勞駕駛監測方法的流程圖。結合圖3，疲勞駕駛監測方法包括：首先執行步驟S1，處理模塊12接收到旋轉傳感器11的檢測信號並生成轉向數據，同時全球定位模塊14生成第一定位信號，且第一防疲勞駕駛裝置通過無線通訊模塊將轉向數據以及第一定位信號向伺服器3發送；進行步驟S1的同時進行步驟S11，第二防疲勞駕駛裝置生成第二定位信號；其後執行步驟S2，伺服器對轉向數據以及第一定位信號進行接收，同時執行步驟S12，伺服器接收第二定位信號。隨後執行步驟S3，伺服器根據獲取的第一定位信號、轉向數據以及伺服器3上的地圖數據進行結合分析，且同時進行步驟S13，伺服器根據第一定位信號以及第二定位信號判斷第一防疲勞駕駛裝置與第二防疲勞駕駛裝置的距離關係。其後執行判斷步驟S4，伺服器根據定位信號以及轉向數據判斷第一防疲勞駕駛裝置所在車輛的駕駛員是否處於疲勞狀態；若判斷結果為否，伺服器判斷駕駛員處於非疲勞狀態，並繼續重複執行步驟S3，對第一防疲勞駕駛裝置的轉向數據進行實時、持續性的跟進分析；若判斷結構為是，則執行步驟S5，伺服器生成警告信號。在執行步驟S13後執行判斷步驟S14，判斷第一定位信號與第二定位信號是否到達目標距離，即危險距離內，若判斷為否，則重複步驟S13；若判斷為是，則執行最後步驟S6，伺服器發送警告信號至第二防疲勞駕駛裝置所在車輛。
疲勞駕駛最大的危害對象是周邊車輛和司乘人員，防疲勞駕駛系統通過伺服器對轉向數據以及定位信號的處理分析，能實時地給予駕駛員對周邊疲勞車輛的監測作用，給予駕駛員周邊車輛的行駛動態，使駕駛員提高自身警惕，使車輛與疲勞車輛保持安全距離，有效降低安全事故發生且避免二次事故發生。伺服器的資料庫模塊還可根據歷時及實時收集的定位信號進行分析並發送出行提示信息，給予出行者最有出行體驗。
最後需要強調的是，以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種變化和更改，如權利要求書以及說明書中描述的「防疲勞駕駛系統包括第一防疲勞駕駛裝置、第二防疲勞駕駛裝置和伺服器」，意為防疲勞駕駛系統包括但不限於第一防疲勞駕駛裝置與第二防疲勞駕駛裝置，還可以有更多的防疲勞駕駛裝置存在於系統中。凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。