[發(fā)明專利]一種基于多信息融合的疲勞駕駛檢測方法

無效

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• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104112335A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉海平;邸鵬;徐軼軻;鄭浩然;馬赫;張中楠;楊挺
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G08B21/06
• 分類號: G08B21/06
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本發(fā)明涉及一種機動車駕駛員疲勞駕駛檢測方法，特別是一種基于多信息融合的疲勞駕駛檢測方法。

背景技術

由于疲勞駕駛導致的交通事故頻發(fā)，給人民的生命和財產帶來了巨大的危害，因此，疲勞駕駛預警系統(tǒng)的研發(fā)具有重要意義。目前，對疲勞駕駛檢測技術的研究較多，主要采取的方法包括利用駕駛員的腦電和心電信號判定疲勞狀況，采用視頻和圖像處理技術，還有一些產品通過檢測駕駛員的身體姿態(tài)來判斷疲勞，這些研究取得了一定成果，但是還存在以下不足：采集腦電和心電信號的設備非常復雜，不適合車載，且需要在駕駛員身體上粘貼電極，必然給駕駛員的駕駛帶來不適。不能實時判定疲勞狀況，需要在實驗室或其它特定場所處理采集到的數據。采用單一信號作為疲勞判定的標準，判定的準確率低，可靠性差；很多產品采用視頻和圖像處理技術，這類產品受環(huán)境影響較大，穩(wěn)定性差。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種基于多信息融合的疲勞駕駛檢測方法，解決現有的疲勞駕駛檢測方法所用的疲勞預警系統(tǒng)不能夠車載，實時檢測，判定的可靠性低且受環(huán)境影響大的問題。

一種基于多信息融合的疲勞駕駛檢測方法的具體步驟如下：

第一步??搭建疲勞駕駛檢測系統(tǒng)

疲勞駕駛檢測系統(tǒng)，包括：信號采集模塊、信號處理模塊以及報警模塊。

信號采集模塊的功能是采集反映駕駛員疲勞狀況的信號。反映駕駛員疲勞狀況的信號包括呼吸信號、脈搏信號、體溫信號、手握方向盤壓力信號以及方向盤轉角信號。

信號處理模塊的功能為實時處理信號采集模塊采集到的和駕駛員疲勞狀態(tài)相關的信號，并對當前的狀態(tài)進行判定，達到實時檢測的目的。

報警模塊的功能是采用聲音和顯示屏報警方式，當判定駕駛員疲勞時，給出報警信息。

第二步??信號處理模塊處理疲勞相關信號

在對信號處理之前，首先進行疲勞等級量化。利用駕駛員的主觀評定，他人的客觀評定以及對駕駛員的PVT測試，來對駕駛員的疲勞等級進行量化。

其中，主觀評定包括駕駛員主觀自評以及根據自己的狀態(tài)填寫疲勞評定量表來評定疲勞狀況。他人客觀評定指根據駕駛員面部表情、車輛行駛狀況以及操作行為，身體姿勢來判定疲勞。PVT測試是一種檢測人體精神反應速度的標準測試，反應時間越長則表明測試者越疲勞，駕駛員在疲勞時反應速度明顯降低。

通過對駕駛員的疲勞等級進行量化，得到駕駛員的兩種不同狀態(tài)的信號。對呼吸信號采用時域頻域相結合的方式，首先對呼吸信號經驗模態(tài)分解，將得到的呼吸信號在頻率域自動劃分，從劃分的結果中取出干擾信號。其次，對去除了干擾信號的呼吸信號進行時域分析。對脈搏信號采用改進的快速傅里葉變換，得到脈搏信號的頻譜圖。根據脈搏信號的頻譜的第一主峰代表著心臟的搏動情況，因此可知脈搏信號的頻率即為第一主峰所對應的頻率。體溫、手握方向盤壓力信號和轉角信號需要對得到的信號進行濾波處理，去除干擾信號。

第三步??信號處理模塊提取特征參數

信號處理模塊對經過初步處理的與駕駛員疲勞狀態(tài)相關的信號進行分析，提取駕駛員不同狀態(tài)信息的特征，選定作為劃分不同狀態(tài)的特征參數。

第四步??信號處理模塊判定疲勞狀態(tài)

對疲勞駕駛判定的過程是一個多信息融合的過程。疲勞駕駛檢測系統(tǒng)采用模糊聚類分析作為疲勞判定的方式。信號處理模塊采用模糊聚類算法，將通過信號采集模塊采集到的多路能夠反映駕駛員疲勞狀態(tài)的信號進行模糊聚類。首先，確定特征參數，并將特征參數向量化。其次，確定聚類的數目并初始化聚類中心。最后，進行迭代，當迭代收斂時，根據得到的隸屬度函數確定不同樣本的隸屬度值，根據最大隸屬度原則確定樣本種類。

啟動疲勞駕駛檢測系統(tǒng)，對駕駛員當前的疲勞等級進行量化，判定駕駛員當前的疲勞狀態(tài)，若為清醒狀態(tài)，則啟動清醒狀態(tài)數據采集。當判定駕駛員的狀態(tài)為疲勞時，開始采集疲勞狀態(tài)的參數，采集結束，利用模糊聚類得到清醒和疲勞兩種狀態(tài)特征參數的聚類中心。兩組數據分別記錄在控制芯片中，然后開始疲勞檢測。疲勞駕駛檢測系統(tǒng)隨時采集駕駛員的駕駛信息，將采集得到的數據進行分析，當判定為疲勞時，啟動報警系統(tǒng)。

第五步??報警模塊報警

當疲勞駕駛檢測系統(tǒng)判定駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)時，報警模塊報警，提醒駕駛員小心駕駛。

至此完成基于多信息融合的疲勞駕駛檢測。