[實(shí)用新型]接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020237894.3
• 申請(qǐng)日: 2010-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN201780652U
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚媛園;李馨遲;付明;馬森;陳芳民;侯雪峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G08B21/06
• 分類號(hào): G08B21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)，特別是一種具有基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPGA芯片、接觸式圖像采集輸入設(shè)備的嵌入式疲勞報(bào)警系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

美國(guó)聯(lián)邦公路管理局FHWA討論了PERCLOS(單位時(shí)間內(nèi)眼睛閉合時(shí)間所占的百分率)和其他眼睛活動(dòng)測(cè)量方法作為判定疲勞程度依據(jù)的有效性，確認(rèn)判定機(jī)動(dòng)車駕駛疲勞最好的方法是測(cè)量PERCLOS數(shù)值。而目前采用的解決方案一般都是通過圖像傳感器采集圖像的非接觸式檢測(cè)。這種圖像采集系統(tǒng)在眼睛跟蹤速度以及跟蹤的準(zhǔn)確率上有待提高，系統(tǒng)體積大、價(jià)格昂貴、不宜攜帶。同時(shí)，構(gòu)建這樣的疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)耗費(fèi)大量的時(shí)間，延長(zhǎng)工作周期。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小、價(jià)格低、便于攜帶的、接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)。由光學(xué)傳感器、眼鏡支架構(gòu)建眼部信息采集系統(tǒng)，通過基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算眨眼持續(xù)時(shí)間和PERCLOS(單位時(shí)間內(nèi)眼睛閉合時(shí)間所占的百分率)兩個(gè)參數(shù)來判斷疲勞程度完成本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析記錄和駕駛員疲勞駕駛報(bào)警等功能。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)，包括一帶有電源插座的電路板，在該電路板上固裝有一可編程控制器2，與該可編程控制器2的不同引腳分別連接并固裝在該電路板上的還有：一組電源模塊1、一個(gè)為系統(tǒng)提供啟動(dòng)檢測(cè)的撥動(dòng)開關(guān)3、眼部信息采集模塊4、報(bào)警模塊5、一組反映疲勞程度數(shù)值的數(shù)碼管顯示模塊6、一個(gè)為系統(tǒng)存儲(chǔ)眼部采集信息的存儲(chǔ)模塊7和一連接有下載模塊9的主動(dòng)串行配置模塊8；其特征在于：所述眼部信息采集模塊4包括一個(gè)光學(xué)傳感器和一副眼鏡支架。下載模塊通過一個(gè)JTAG電纜與外設(shè)的微型計(jì)算機(jī)主機(jī)的通用串行總線接口連接。?

優(yōu)選地，所述可編程控制器2是門陣列FPGA芯片。?

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述門陣列FPGA芯片為Xilinx?Spartan?3E?FPGA器件的?XC3S500E-PQ208。?

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)模塊7是SRAM存儲(chǔ)模塊，其輸出端與所述FPGA芯片的存儲(chǔ)端口23連接，用于存儲(chǔ)疲勞程度分析信息。?

優(yōu)選地，所述主動(dòng)串行配置模塊8是主動(dòng)串行XCF04S配置模塊。?

優(yōu)選地，所述數(shù)碼管顯示模塊6是七段數(shù)碼管顯示模塊，由4個(gè)數(shù)碼管組成，與FPGA芯片的數(shù)碼顯示端口相連。?

優(yōu)選地，所述下載模塊9通過一個(gè)JTAG電纜與外設(shè)的微型計(jì)算機(jī)主機(jī)的通用串行總線接口連接。?

還優(yōu)選地，所述報(bào)警模塊5由一個(gè)LED顯示燈和蜂鳴器組成，并分別與FPGA芯片的報(bào)警端口相連。?

還優(yōu)選地，所述撥動(dòng)開關(guān)3的輸出端與所述FPGA芯片的撥動(dòng)開關(guān)端口24連接。?

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述眼部信息采集模塊4的輸出端與所述FPGA芯片的信息采集端口22連接。?

本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，其有益效果如下：?

1、疲勞機(jī)理的研究表明人在疲勞時(shí)眼睛的眨眼頻率和眼睛的閉合時(shí)間會(huì)發(fā)生變化，這種車載的、接觸式的、實(shí)時(shí)的駕駛疲勞檢測(cè)設(shè)備針對(duì)疲勞檢測(cè)算法中大數(shù)據(jù)量、高速傳輸、復(fù)雜運(yùn)算的實(shí)際需要，構(gòu)建由光學(xué)傳感器、眼鏡支架等組成的眼部信息采集系統(tǒng)，使駕駛員通過佩戴附有光學(xué)傳感器的眼鏡支架，即可以進(jìn)行疲勞程度檢測(cè)分析。?

2、采用可編程控制器作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心芯片，將撥動(dòng)開關(guān)、存儲(chǔ)器、LED輸出設(shè)備、蜂鳴器、數(shù)碼管顯示輸出設(shè)備以及電源模塊與可編程控制器分別連接，并整合于一塊電路板上，使用方便，體積小，便于攜帶。?

3、通過JTAG下載接口可實(shí)現(xiàn)JTAG口和PROM口的系統(tǒng)軟核下載，并支持*.bit和*.mcs兩種文件的下載。?

4、所用的系統(tǒng)可編程邏輯陣列FPGA芯片及連接的各個(gè)部件整合成的接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)出駕駛員的疲勞狀態(tài)，隨時(shí)進(jìn)行疲勞程度分析以及疲勞報(bào)警。?

附圖說明

圖1為本實(shí)用接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)的總體連接架構(gòu)框圖。?

圖2為圖1的接觸式實(shí)時(shí)疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)的電路板的實(shí)際布局圖。?

1、電源模塊???????2、FPGA芯片????????21、配置端口?

22、信息采集端口??23、存儲(chǔ)端口???????24、波動(dòng)開關(guān)端口?

3、撥動(dòng)開關(guān)???????4、信息采集模塊????5、報(bào)警模塊?

51、報(bào)警端口??????6、數(shù)碼管顯示模塊??7、存儲(chǔ)模塊?