一種疲勞駕駛報警系統的製作方法

2023-05-17 18:24:46

本實用新型涉及一種車載安全系統的設計，特別是涉及一種準確快速反映駕駛員疲勞狀態、低成本和易實現的疲勞駕駛報警系統。

背景技術：

近年隨著汽車數量的增加，交通事故等問題日益突出，中國交通事故死亡人數佔到了全球的15%，道路交通事故死亡人數連續數年居世界第一位，疲勞駕駛則是導致交通事故第二大誘因。尤其是大車司機，發生特大交通事故的最主要原因是疲勞駕駛。目前，研究出準確又實用的疲勞駕駛預警系統已逐步成為國內外科研的熱點領域，各汽車製造企業、高等院校、科研院所，以及個人等積極研究疲勞駕駛的識別技術和控制技術。

目前國內外檢測駕駛員疲勞駕駛的方式主要有心跳速度檢測、車道偏離報警系統DAS2000、轉向盤監測系統和PERCLOS系統，每種方式都具有一定的弊端和延時性，不能快速準確的判斷出駕駛員的疲勞狀態。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本實用新型的在於為有效解決駕駛員因疲勞駕駛導致的交通事故，提供一種易實現、低成本有效預防疲勞駕駛的系統。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種疲勞駕駛報警系統，包括腦電採集模塊、疲勞檢測集成模塊、警報裝置；所述的腦電採集模塊包括腦電獲取與預處理裝置、無線發送模塊；所述的疲勞檢測集成模塊包括無線接收模塊、頻率處理分析模塊和警報音頻輸出口，所述的頻率處理分析模塊包括FPGA等精度頻率計、液晶顯示屏；所述的等精度頻率計對無線接口接收的腦波頻率進行處理分析，並在液晶顯示屏上顯示出波形;所述疲勞檢測集成模塊中的頻率處理分析模塊是基於FPGA與單片機的等精度頻率計，測量0.1Hz-10MHz頻段，對頻率數據進行θ波波段的篩選。腦電採集模塊通過將電極放置在駕駛員額區採集到腦電信號並進行預處理，腦電信號通過放大器進行信號的放大，在A/D轉換器中將模擬信號轉換為數位訊號，帶通濾波器濾掉信號噪音，起到抗幹擾作用，進行預處理後的腦電信號通過無線發送模塊發送到疲勞檢測集成模塊中。

進一步：在上述疲勞駕駛報警系統中，所述的疲勞檢測集成模塊包括無線接收模塊、頻率處理分析模塊和警報音頻輸出口；所述的無線接收模塊與發送模塊協議一致，採用的工作頻段為2.4GHz-2.48GHz；所述的頻率處理分析模塊包括採用VDHL編程處理頻率數據的FPGA等精度頻率計、設置頻率閾值判斷駕駛員是否疲勞駕駛的單片機處理分析模塊。根據單片機判斷結果選擇是否輸出警報聲的警報音頻輸出口。所述的報警裝置模塊是根據單片機判斷結果選擇是否輸出警報聲的警報音頻輸出口，所述的音頻輸出口是與單片機對接的車載音響。

與現有技術相比，本實用新型的疲勞駕駛報警系統包括：腦電採集模塊、疲勞檢測集成模塊、報警裝置，所述的腦電採集模塊包括放大器、A/D轉換器、帶通濾波器和無線發送模塊，腦電採集模塊通過將電極放置在駕駛員額區採集到腦電信號並進行預處理，腦電信號通過放大器進行信號的放大，在A/D換器中將模擬信號轉換為數位訊號，帶通濾波器濾掉信號噪音，起到抗幹擾作用，進行預處理後的腦電信號通過無線發送模塊發送到疲勞檢測集成模塊中。該系統通過腦波判斷駕駛員狀態是一種準確快速的方式，也是有效的預防疲勞駕駛的方式。本實用新型提供了疲勞駕駛報警系統，利用腦波來判斷駕駛員是否處於疲勞狀態，通過獲取腦信號並檢測出駕駛員在睡眠過渡區的波段，並進行報警，用於有效避免疲勞駕駛導致的交通事故。該系統設計是源於腦波是反映一個人的精神狀態最準確最快速的方式，駕駛員的精神將要進入睡眠狀態前會出現睡眠過渡區θ波段其頻率在4-7HZ之間即駕駛員疲勞狀態，一般睡眠過渡區出現持續15s以上人進入睡眠狀態，該設計則是在駕駛員處於疲勞時發出警報。本實用新型步驟簡單、設計合理、成本適宜且容易實現，能快速、有效的判斷出駕駛員的疲勞駕駛狀態並發出警報。

附圖說明

圖1為本實用新型疲勞駕駛報警系統原理示意圖；

圖2為本實用新型疲勞駕駛報警系統工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明：

如圖1所示：一種疲勞駕駛報警系統包括：腦電採集模塊、疲勞檢測集成模塊、報警裝置。其中腦電採集模塊1包括信號放大器，A/D轉換器、帶通濾波器和無線發送模塊；.疲勞檢測集成模塊包括無線接收模塊、頻率處理分析模塊。頻率處理分析模塊包括FPGA等精度頻率計和單片機處理分析模塊。

如圖2，本實施例中的腦電波信號採集模塊採用的是美國神念科技公司的TGAM模塊，將電極貼近駕駛員的額區獲取額區腦電信號，TGMA模塊中的信號放大器對獲取的腦電進行信號放大、A/D轉換器進行模擬信號數位訊號的轉換，帶通濾波器濾除噪聲腦波頻率數據流。

腦電信號採集模塊中將獲得的腦電信號轉換為頻率數字形式，經過同一頻段的無線發送模塊與無線接收模塊輸入到疲勞檢測集成模塊中。

頻率處理分析模塊中的FPGA等精度頻率計10將數據轉換為頻率波形輸出，將具有特定頻率範圍的六個特徵腦波頻段包括α、β、γ、δ、θ、σ以波形的形式在顯示器上顯示出來。

單片機處理分析模塊與FPGA等精度頻率計結合，在單片機處理分析模塊中通過編程採用閾值比較算法篩選出FPGA等精度頻率計中的θ波段，並判斷駕駛員處於該波段的時間是否超過8S，如果出現θ波段超過8S則通過報警裝置發出語音警報，如否則重新步驟。

本實用新型步驟簡單、設計合理、成本適宜且容易實現，能快速、有效的判斷出駕駛員的疲勞駕駛狀態並發出警報。

以上所述為本實用新型較佳的實施方式，在不脫離本實用新型構思情況下，進行任何顯而易見的變形和替換，均屬本實用新型的保護範圍。