專利名稱：基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種控制系統及其控制方法，特別是涉及一種基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前，現有技術用來預防駕駛員疲勞駕駛的儀器主要分為以下兩大類一類是以汽車生產商為代表的以車為中心的疲勞駕駛檢測儀器，它是通過檢測汽車的行駛狀況，例如是否走“蛇形”路線、是否忽快忽慢等，來間接判斷駕駛員的疲勞狀況。顯然，這種駕駛員疲勞駕駛檢測儀器及其判斷方法存在很多不確定性，準確度比較低。另一類是以駕駛員為中心的疲勞駕駛檢測儀器，主要包括以下兩種一種是采用攝像頭(或其他儀器)來采集駕駛員的面部圖像信息(主要是眼睛)，再經過計算機處理得到 眼睛眨動的次數，以此來判斷駕駛員的疲勞狀況；另一種基本上是采用醫學上的方法檢測腦電波，來判斷駕駛員的疲勞狀況。然而，這類檢測儀器在檢測手段和數據處理上也存在如下不足之處面部圖像信息采集存在的問題要求使用者不能佩戴太陽鏡，這是因為太陽鏡(特別是駕駛員配帶的偏振鏡)能濾掉大部分的紅外線、紫外線和反射掉可見光；采用面部圖像信息采集生理信號，還存在數據量大、處理復雜、不方便傳輸、容易造成駕駛員的隱私曝光等不足之處。醫用檢測腦電波存在的問題數據處理非常復雜，很難在普通車上使用。綜上所述，現有技術用來判斷駕駛員疲勞狀況的裝置和方法存在以下缺陷只采集單一信息作為判斷駕駛員疲勞駕駛的依據，難以準確判斷駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態；采用面部圖像信息采集或醫院腦電波采集駕駛員的生理數據，存在數據量大、不方便傳輸、處理復雜等不足之處。在現有技術中，尚未有能夠對駕駛員進行及時、準確判斷其疲勞駕駛狀態和干預控制的裝置和/或方法出現。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統及其控制方法，其通過實時采集駕駛員的眼睛眨動次數和腦電波頻率來獲取駕駛員的生理數據，并能夠對駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態進行準確判斷和處理，有效減少交通事故的發生，具有數據量小、數據傳輸及處理方便等特點。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，包括生理信號采集裝置，包括用來實時采集駕駛員的生理數據的傳感器組，該傳感器組包括用來檢測駕駛員的眼睛眨動次數的鼻梁肌電傳感器和用來檢測駕駛員的腦電波頻率的頭部腦電傳感器；通訊模塊，用來提供數據的傳輸；
數據處理控制器，用來對輸入的數據進行比較、判斷和處理，并輸出對應的控制信號和/或比對結果，該數據處理控制器存儲有人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據；以及，車輛啟動電路控制裝直和/或管理與控制中心，其中，車輛啟動控制裝直，用來根據接收的控制信號開啟或關閉車輛啟動電路；管理與控制中心，用來向駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制；其中，傳感器組所采集的駕駛員生理數據傳輸至通訊模塊，由通訊模塊將該駕駛員生理數據傳輸至數據處理控制器；數據處理控制器將新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據進行比對、判斷和輸出對應的控制信號；數據處理控制器的輸出傳輸至車輛啟動電路控制裝置，由車輛啟動電路控制裝置根據接收的控制信號做出相應的控制動作；和/或數據處理控制器的輸出傳輸至管理與控制中心，由管理與控制中心根據接收的比對結果選擇是否對駕駛員發出提醒信息。

作為一種優選，所述傳感器組還包括用來檢測駕駛員打哈欠次數的耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器所采集的數據傳輸至所述通訊模塊。作為一種優選，還包括一眼鏡，所述生理信號采集裝置安裝于該眼鏡。所述鼻梁肌電傳感器為一對，具有兩個電極，所述頭部腦電傳感器為一個，所述耳部壓力信號傳感器為兩個，一對鼻梁肌電傳感器的兩個電極分別安裝于所述眼鏡的兩鼻托，頭部腦電傳感器采用可變化長度的連接帶連接于所述眼鏡的兩眼鏡腿之間，兩耳部壓力信號傳感器分別安裝于所述眼鏡的兩眼鏡腿的后端；所述數據傳輸模塊安裝于所述眼鏡的眼鏡腿。作為一種實施例，所述生理信號采集裝置還包括一藍牙發射模塊，所述傳感器組所采集的駕駛員生理數據通過該藍牙發射模塊對外輸出；所述通訊模塊包括用于與藍牙發射模塊無線對接的藍牙接收模塊和GPRS收發模塊，藍牙接收模塊的輸出接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至所述數據處理控制器。作為另一種實施例，所述生理信號采集裝置還包括USB接口和模/數轉換電路，所述通訊模塊包括GPRS收發模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數據輸出至模/數轉換電路的輸入，所述模/數轉換電路的輸出通過USB接口接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至所述數據處理控制器。作為第三種實施例，所述生理信號采集裝置還包括音頻接口，所述通訊模塊包括GPRS收發模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數據通過音頻接口接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至所述數據處理控制器。基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統的控制方法，包括如下步驟傳感器組的鼻梁肌電傳感器對駕駛員的眼睛眨動的次數進行實時檢測，頭部腦電傳感器對駕駛員的腦電波頻率進行實時檢測，該鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器分別將檢測到的駕駛員的生理數據傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數據處理控制器；數據處理控制器將新接收的駕駛員生理數據進行存儲，并與其預先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據進行比對、判斷和處理；若數據處理控制器新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據不一致，則數據處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持開啟車輛啟動電路的狀態或控制車輛啟動電路控制裝置開啟車輛啟動電路，和/或該數據處理控制器向管理與控制中心輸出比對結果，使管理與控制中心不對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制；若數據處理控制器新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據相一致，則數據處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持關閉車輛啟動電路的狀態或控制車輛啟動電路控制裝置關閉車輛啟動電路，和/或該數據處理控制器向管理與控制中心輸出比對結果，使管理與控制中心對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制。所述傳感器組還包括耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器對駕駛 員打哈欠的次數進行實時采集，并將所檢測到的數據傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數據處理控制器。所述生理信號采集裝置安裝于一眼鏡，所述生理信號采集裝置的傳感器組對駕駛員的生理數據進行采集時，駕駛員需佩戴該眼鏡。與現有技術相比，本發明的有益效果是，I、由于采用鼻梁肌電傳感器檢測駕駛員的眼睛眨動次數、采用頭部腦電傳感器檢測駕駛員的腦電波頻率，使得本發明對駕駛員生理數據的采集與面部圖像/圖片信息采集和采用傳統醫院腦電波檢測相比，具有數據量小、直接、全面、不需要復雜加工處理即可進行傳輸，完全可以滿足2G/3G網絡GPRS數據或音頻通道的傳送要求，且不會曝光個人隱私等特點；由于采用數據處理控制器對新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據進行比對、判斷和輸出對應的控制信號和/或比對結果，采用車輛啟動電路控制裝置，用來根據接收的控制信號開啟或關閉車輛啟動電路，和/或采用管理與控制中心，用來根據接收的比對結果對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制，使得本發明能夠根據生理信號采集裝置的傳感器組所采集的駕駛員生理數據對駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態及時作出準確的判斷，并在駕駛員處于疲勞駕駛狀態時對車輛和/或駕駛員進行干預控制，從中有效減少因駕駛員疲勞駕駛造成的交通事故發生；2、由于生理信號采集裝置的傳感器組還包括耳部壓力信號傳感器，使得本發明可以以耳部壓力信號傳感器作為輔助的生理信號采集儀器，結合鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器所檢測的數據，幫助有關管理部門準確分析和掌握駕駛員的疲勞駕駛信息，從而使本發明能夠更及時、更準確地對駕駛員的疲勞駕駛狀態作出判斷和控制，從而進一步減少交通事故的發生；3、由于將生理信號采集裝置安裝于眼鏡，使得本發明從中解決了生理信號采集裝置的定位和佩戴問題，克服了現有技術采用攝像頭配合計算機采集駕駛員的面部圖像信息所存在的操作復雜、頭部定位困難、駕駛員不能佩戴太陽鏡(因為太陽鏡，特別是偏振鏡，能濾掉大部分的紅外線、紫外線和反射掉可見光)等不足之處；本發明還克服了現有技術采用醫用腦電波檢測駕駛員的腦電波信息時，駕駛員需佩戴類似游泳帽的緊固頭套(該緊固頭套內部有許多電極)，導致駕駛員長期佩戴非常不舒服等不足之處；4、由于生理信號采集裝置的數據傳輸模塊可以采用無線傳輸模塊，例如藍牙發射模塊，也可以采用有線傳輸模塊，例如USB傳輸和音頻接口傳輸，使得本發明的生理信號采集裝置的數據傳輸具有多種方式，方便用戶根據實際需要自行選擇。
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明；但本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統及其控制方法不局限于實施例。


圖I是實施例一本發明的原理框圖；圖2是實施例一本發明的眼鏡(裝有生理信號采集裝置)的結構示意圖；圖3是實施例一本發明的藍牙發射模塊和供電模塊的電路示意圖；圖4是實施例一本發明的藍牙發射模塊和供電模塊的另一電路示意圖；
圖5是實施例二本發明的眼鏡(裝有生理信號采集裝置)的結構示意圖；圖6是實施例三本發明的眼鏡(裝有生理信號采集裝置)的結構示意圖。
具體實施例方式實施例一請參見圖I所示，本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，包括生理信號采集裝置1，包括用來實時采集駕駛員的生理數據的傳感器組，該傳感器組包括用來檢測駕駛員的眼睛眨動次數的鼻梁肌電傳感器11和用來檢測駕駛員的腦電波頻率的頭部腦電傳感器12 ；通訊模塊2，用來提供數據的傳輸；數據處理控制器3，用來對輸入的數據進行比較、判斷和處理，并輸出對應的控制信號，該數據處理控制器3存儲有人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據；以及，車輛啟動電路控制裝置4和管理與控制中心5，其中，車輛啟動控制裝置4，用來根據接收的控制信號開啟或關閉車輛啟動電路；管理與控制中心5，用來根據接收的控制信號對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制；其中，傳感器組所采集的駕駛員生理數據傳輸至通訊模塊2，由通訊模塊2將該駕駛員生理數據傳輸至數據處理控制器3 ;數據處理控制器3將新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據進行比對、判斷和輸出對應的控制信號；數據處理控制器3的輸出傳輸至車輛啟動電路控制裝置4和管理與控制中心5，由車輛啟動電路控制裝置4和管理與控制中心4分別根據接收的控制信號做出相應的控制動作。作為一種優選，上述傳感器組還包括用來檢測駕駛員打哈欠次數的耳部壓力信號傳感器13，該耳部壓力信號傳感器13所采集的數據傳輸至上述通訊模塊2。作為一種優選，請參見圖2所示，本發明還包括一個眼鏡6，上述生理信號采集裝置I安裝于該眼鏡6。該眼鏡6包括兩個眼鏡片61、兩個鼻托62、兩根眼鏡腿63和鏡框64(該鏡框64可以是全框式，也可以是半框式)，兩個眼鏡片61分別鑲嵌于鏡框64的左右兩側，兩個鼻托62分別安裝于對應兩個眼鏡片61的相對內端的鏡框64上，兩根眼鏡腿63分別連接于對應兩個眼鏡片61的相對外端的鏡框64上。上述鼻梁肌電傳感器11為一對，具有兩個電極，頭部腦電傳感器12為一個，耳部壓力信號傳感器13為兩個，一對鼻梁肌電傳感器11的兩個電極分別安裝于眼鏡的兩鼻托61 ;頭部腦電傳感器12采用一條可變化長度的連接帶7連接于眼鏡的兩眼鏡腿63之間，具體，該連接帶9的一端連接于其中一眼鏡腿的后端，連接帶7的另一端連接于另一眼鏡腿的后端，頭部腦電傳感器12連接于連接帶7的中段；該連接帶7為具有彈性的松緊帶，當然，上述連接帶7也可以是可調節長度而不具有彈性的帶體，可通過調節其一端或兩端與眼鏡腿的配合程度，或者通過增加調節扣來改變其長度，以方便該連接帶7與任意一個駕駛員的頭部大小相匹配；兩耳部壓力信號傳感器13分別安裝于眼鏡的兩眼鏡腿63的后端，即，兩眼鏡腿63的后端各安裝有一個耳部壓力信號傳感器13。作為一種優選，生理信號采集裝置I還包括藍牙發射模塊14和供電模塊15，藍牙發射模塊14安裝于上述眼鏡6的其中一眼鏡腿上，供電模塊15安裝于上述眼鏡6的另一眼鏡腿上(當然，該供電模塊也可以與上藍牙發射模塊14安裝于同一眼鏡腿上)。供電模塊15為藍牙發射模塊14和傳感器組的各個傳感器供電。傳感器組的各個傳感器與藍牙發射模塊14及供電模塊15之間的電氣連線，以及藍牙發射模塊14與供電模塊15之間的電氣連線暗裝于眼鏡的鏡框64內、眼鏡腿63內和連接帶7內。上述通訊模塊2包括用于與藍牙發射模塊14無線對接的藍牙接收模塊21和GPRS收發模塊22，藍牙接收模塊21的輸出接至GPRS收發模塊22的輸入，GPRS收發模塊22的輸出傳輸至上述數據處理控制器3。作為一種優選，請參見圖2所示，上述供電模塊15包括可充電池151、電池充電·控制電路(內置于眼鏡腿內)、穩壓電路(內置于眼鏡腿內)和USB接口 152。請參見圖3所示，USB接口 J3即圖2中的USB接口 152，可充電池CONl即圖2中的可充電池151 ;電池充電控制電路由芯片型號為VA7205DF的芯片U2及其外圍電路組成，穩壓電路由芯片型號為RT913-18CB的芯片U3及其外圍電路組成；藍牙發射模塊14由芯片型號為BC358239A的主控制芯片Ul、藍牙天線Tl及其外圍電路組成；可充電池CONl通過電池充電控制電路及USB接口 J3進行充電，該可充電池CONl的正極輸出VBATT經穩壓電路穩壓處理后輸出穩壓后的供電電源，由穩壓電路的對外供電端IV8輸出，用來為藍牙發射模塊以及傳感器組的各個傳感器進行供電。上述鼻梁肌電傳感器5和頭部腦電傳感器6的輸出分別從藍牙發射模塊14的IN3端和IN4端輸入到主控制芯片Ul的MIC引腳，經主控制芯片Ul處理后從藍牙發射模塊的藍牙天線Tl無線發射出去，或者使主控制芯片Ul的USB引腳(即圖中主控制芯片U2的L8、L9腳)連接數據線后，從主控制芯片Ul的USB引腳向外傳輸。當該主控制芯片Ul的L8、L9腳連接數據線后，該藍牙發射模塊14由藍牙無線發射模式轉換為USB傳輸模式。在圖3中，藍牙發射模塊14的兩個數據輸入端分別采用雙端平衡輸入，其抗干擾性較好。通過對該藍牙發射模塊14的數據輸入端進行適當修改，可使其兩個數據輸入端擴展成兩個以上的數據輸入端，以使該藍牙發射模塊14具有連接耳部壓力信號傳感器13的輸出端的數據輸入端。如圖4所示，藍牙發射模塊14具有四個數據輸入端IN1端、IN2端、IN3端、IN4端，該四個數據輸入端采用單端不平衡輸入。這里，也可以使該藍牙發射模塊具有三個數據輸入端，即，使該藍牙發射模塊的其中一個數據輸入端采用雙端平衡輸入，使該藍牙發射模塊的其余兩個數據輸入端采用單端不平衡輸入。本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，需要充電時，使其USB接口 152連接USB數據線即可對其供電模塊的可充電池151進行充電。使用本發明時，駕駛員如同佩戴太陽鏡或近似眼鏡一樣方便，既不會有用攝像頭采集面部圖像信息所存在的駕駛員頭部定位困難的問題，也不會有用醫用儀器檢測腦電波時，駕駛員頭上需要佩戴類似游泳帽的緊固頭套導致人長期佩戴不舒服的問題。佩戴后，駕駛員只需通過連接帶7將頭部腦電傳感器12拉至其腦中心線處即可。在檢測過程中，一對鼻梁肌電傳感器11對駕駛員眼睛的眨動次數進行實時檢測，頭部腦電傳感器12對駕駛員的腦電波頻率進行實時檢測，耳部壓力信號傳感器13對駕駛員打哈欠的次數進行實時檢測。通常情況下，當駕駛員的眼睛眨動次數等于或大于22. 6次/40秒，且駕駛員的腦電波頻率低于8Hz時，可以判斷駕駛員已經進入疲勞駕駛狀態。因此，上述數據處理控制器3中預先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據包括駕駛員處于疲勞駕駛狀態下，其眼睛眨動的次數(標準數值22. 6次/40秒)和腦電波頻率(標準數值8Hz)。當駕駛員在駕駛過程中，其眼睛眨動次數和腦電波頻率與該兩個標準數值對應相一致，即可判斷駕駛員進入疲勞駕駛狀態。這里，相一致包括與標準數值大小相等和落入標準數值的上下一定范圍(例如±0. 5 I)內兩種情況。本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統的控制方法，包括如下步驟駕駛員佩戴上述裝有生理信號采集裝置的眼鏡6，生理信號采集裝置的鼻梁肌電 傳感器11對駕駛員的眼睛眨動的次數進行實時采集，頭部腦電傳感器12對駕駛員的腦電波頻率進行實時采集，耳部壓力信號傳感器13對駕駛員打哈欠的次數進行實時采集，該鼻梁肌電傳感器11、頭部腦電傳感器12和耳部壓力信號傳感器13分別將檢測到的駕駛員的生理數據通過藍牙發射模塊14的藍牙天線Tl無線發射給通訊模塊的藍牙接收模塊21，由藍牙接收模塊21輸出給通訊模塊的GPRS收發模塊22，或者，各傳感器分別將檢測到的駕駛員的生理數據通過藍牙發射模塊14的主控制芯片Ul的USB引腳直接輸出給通訊模塊的GPRS收發模塊22 ；GPRS收發模塊22將所接收的數據通過GPRS網絡和INTERNET (互聯網)傳輸給數據處理控制器3 ；數據處理控制器3將新接收的駕駛員生理數據進行存儲，并與其預先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據進行比對、判斷和處理；若數據處理控制器3新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據不一致，則數據處理控制器3通過GPRS收發模塊22向車輛啟動電路控制裝置4輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置4保持開啟車輛啟動電路的狀態或控制車輛啟動電路控制裝置4開啟車輛啟動電路，從而使車輛可以正常行駛；該數據處理控制器3還向管理與控制中心5輸出比對結果(包括數據處理控制器3新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據不一致對應的信息)，使管理與控制中心5不對駕駛員發出提醒信息；若數據處理控制器3新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據相一致，則數據處理控制器3通過GPRS收發模塊向車輛啟動電路控制裝置4輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置4保持關閉車輛啟動電路的狀態或控制車輛啟動電路控制裝置4關閉車輛啟動電路，從而使車輛停止行駛；該數據處理控制器3還向管理與控制中心5輸出比對結果(包括數據處理控制器3新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據相一致對應的信息)，使管理與控制中心5的管理人員采用計算機或人為語音方式向駕駛員發出提醒信息。上述數據處理控制器3的比對結果還包括數據處理控制器3新接收的駕駛員生理數據信息，上述數據處理控制器3中預先儲存的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據可通過管理與控制中心5獲得；數據處理控制器3將新接收的駕駛員生理數據信息傳輸給管理與控制中心5，可方便管理與控制中心5的管理人員對新接收的駕駛員生理數據信息進行對比、分析，以對原先獲得的對人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據進行改善，并將改善后的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據傳輸給數據處理控制器3，以對數據處理控制器3中預先儲存的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據進行更新。實施例二 請參見圖5所示，本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統與實施例一的不同之處在于其生理信號采集裝置I采用USB接口進行傳輸數據，該生理信號采集裝置I還包括模/數轉換電路17 (該模/數轉換電路17采用現有技術的模/數轉換電路即可實現)，其中，模/數轉換電路17安裝于眼鏡6的其中一眼鏡腿，USB接口 16安裝于眼鏡6的另一眼鏡腿；通訊模塊2包括GPRS收發模塊；傳感器組的各傳感器的輸出分別接至模/數轉換電路17的輸入，模/數轉換電路17的輸出通過USB接口 16接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至數據處理控制器。在檢測過程中，傳感器組的各個傳感器分別將實時檢測的結果實時輸出給模/數轉換電路17，由模/數轉換電路17將所接收的模擬信號轉換成數字信號后，輸出至USB接口 16，由USB接口 16通過連接相匹配的USB數據線輸出至GPRS收發模塊，再由GPRS收發模塊將所接收的數據傳輸至數據處理控制器3。 這里，生理信號采集裝置I的傳感器組和模/數轉換電路17可直接通過USB接口 16進行供電。實施例三請參見圖6所示，本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統與實施例一的不同之處在于其生理信號采集裝置I采用音頻接口 18傳輸數據，該生理信號采集裝置I還包括供電模塊19，該供電模塊19和音頻接口 18安裝于眼鏡6的同一眼鏡腿，供電模塊19為傳感器組的各個傳感器供電；上述通訊模塊2包括GPRS收發模塊；傳感器組的各個傳感器的輸出分別通過音頻接口 18接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至數據處理控制器3。在檢測過程中，傳感器組的各個傳感器分別將實時檢測的結果實時輸出給音頻接口 18，由音頻接口 18通過連接相匹配的音頻數據線后，輸出給GPRS收發模塊，再由GPRS收發模塊將所接收的數據傳輸至數據處理控制器3。上述實施例僅用來進一步說明本發明的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，但本發明并不局限于實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于包括 生理信號采集裝置，包括用來實時采集駕駛員的生理數據的傳感器組，該傳感器組包括用來檢測駕駛員的眼睛眨動次數的鼻梁肌電傳感器和用來檢測駕駛員的腦電波頻率的頭部腦電傳感器； 通訊模塊，用來提供數據的遠程傳輸； 數據處理控制器，用來對輸入的數據進行比較、判斷和處理，并輸出對應的控制信號和/或比對結果，該數據處理控制器存儲有人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據；以及， 車輛啟動電路控制裝置和/或管理與控制中心，其中，車輛啟動控制裝置，用來根據接收的控制信號開啟或關閉車輛啟動電路；管理與控制中心，用來向駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制； 其中，傳感器組所采集的駕駛員生理數據傳輸至通訊模塊，由通訊模塊將該駕駛員生理數據傳輸至數據處理控制器；數據處理控制器將新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據進行比對、判斷和輸出對應的控制信號；數據處理控制器的輸出傳輸至車輛啟動電路控制裝置，由車輛啟動電路控制裝置根據接收的控制信號做出相應的控制動作；和/或數據處理控制器的輸出傳輸至管理與控制中心，由管理與控制中心根據接收的比對結果選擇是否對駕駛員發出提醒信息。
2.根據權利要求I所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于所述傳感器組還包括用來檢測駕駛員打哈欠次數的耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器所采集的數據傳輸至所述通訊模塊。
3.根據權利要求2所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于還包括一眼鏡，所述生理信號采集裝置安裝于該眼鏡。
4.根據權利要求3所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于所述鼻梁肌電傳感器為一對，具有兩個電極，所述頭部腦電傳感器為一個，所述耳部壓力信號傳感器為兩個，一對鼻梁肌電傳感器的兩個電極分別安裝于所述眼鏡的兩鼻托，頭部腦電傳感器采用可變化長度的連接帶連接于所述眼鏡的兩眼鏡腿之間，兩耳部壓力信號傳感器分別安裝于所述眼鏡的兩眼鏡腿的后端。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于所述生理信號采集裝置還包括一藍牙發射模塊，所述傳感器組所采集的駕駛員生理數據通過該藍牙發射模塊對外輸出；所述通訊模塊包括用于與藍牙發射模塊無線對接的藍牙接收模塊和GPRS收發模塊，藍牙接收模塊的輸出接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至所述數據處理控制器。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于所述生理信號采集裝置還包括USB接口和模/數轉換電路，所述通訊模塊包括GPRS收發模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數據輸出至模/數轉換電路，該模/數轉換電路的輸出通過USB接口接至GPRS收發模塊的輸入，GPRS收發模塊的輸出傳輸至所述數據處理控制器。
7.根據權利要求1-3中任一項所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統，其特征在于所述生理信號采集裝置還包括音頻接口 ；所述通訊模塊包括GPRS收發模塊；所述傳感器組所采集的駕駛員生理數據通過音頻接口輸出至GPRS收發模塊，由GPRS收發模塊傳輸給所述數據處理控制器。
8.如權利要求I所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統的控制方法，其特征在于包括如下步驟 傳感器組的鼻梁肌電傳感器對駕駛員的眼睛眨動的次數進行實時檢測，頭部腦電傳感器對駕駛員的腦電波頻率進行實時檢測，該鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器分別將檢測到的駕駛員的生理數據傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數據處理控制器； 數據處理控制器將新接收的駕駛員生理數據進行存儲，并與其預先存儲的人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據進行比對、判斷和處理； 若數據處理控制器新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據不一致，則數據處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持開啟車輛啟動電路的狀態或控制車輛啟動電路控制裝置開啟車輛啟動電路，和/或該數據處 理控制器向管理與控制中心輸出比對結果，使管理與控制中心不對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制； 若數據處理控制器新接收的駕駛員生理數據與其預先存儲的生理疲勞數據相一致，則數據處理控制器向車輛啟動電路控制裝置輸出控制信號，使車輛啟動電路控制裝置保持關閉車輛啟動電路的狀態或控制車輛啟動電路控制裝置關閉車輛啟動電路，和/或該數據處理控制器向管理與控制中心輸出比對結果，使管理與控制中心對駕駛員進行計算機提醒控制或人為語音提醒控制。
9.根據權利要求8所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統的控制方法，其特征在于所述傳感器組還包括耳部壓力信號傳感器，該耳部壓力信號傳感器對駕駛員打哈欠的次數進行實時檢測，并將所檢測到的數據傳輸至通訊模塊，由通訊模塊傳輸給數據處理控制器。
10.根據權利要求8所述的基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統的控制方法，其特征在于所述生理信號采集裝置安裝于一眼鏡，所述生理信號采集裝置的傳感器組對駕駛員的生理數據進行采集時，駕駛員需佩戴該眼鏡。
全文摘要
本發明公開了基于生理信號采集的疲勞駕駛檢測控制系統及其控制方法，包括生理信號采集裝置，包括傳感器組，其包括鼻梁肌電傳感器和頭部腦電傳感器；通訊模塊；數據處理控制器，用來對輸入的數據進行比較、判斷和處理，并輸出對應的控制信號和/或比對結果，存儲有人體處于疲勞駕駛狀態對應的生理疲勞數據；用來根據接收的控制信號開啟或關閉車輛啟動電路的車輛啟動電路控制裝置和/或用來向駕駛員進行計算機提醒或人為語音提醒的管理與控制中心。其通過對駕駛員的生理數據進行實時采集、傳輸和比對，對駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態及時作出準確判斷，并在駕駛員處于疲勞駕駛狀態時對車輛和/或駕駛員進行干預控制，從中有效減少交通事故的發生。
文檔編號B60K28/06GK102848918SQ20121031740
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者張靈聰, 許陵 申請人:漳州師范學院