[發明專利]基于心電與握力信號的疲勞駕駛監測/預警的方向盤

有效

• 申請號: 201910911471.0
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110667686B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 周偉;張陳應;謝瑜;蘇亮;朱新穎;陳銳
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B62D1/04
• 分類號: B62D1/04;B60Q9/00;A61B5/352;A61B5/18;A61B5/22
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發明提供了基于心電與握力信號的疲勞駕駛監測/預警的方向盤，包括：方向盤套、心電檢測模塊、握力檢測模塊、CPU微處理器、顯示面板以及預警模塊；所述心電檢測模塊檢測駕駛員的心電信號；所述握力檢測模塊檢測駕駛員對方向盤的握力信號；所述CPU微處理器提取出心電信號和握力信號的特征，并運算得到疲勞駕駛綜合指數；所述顯示面板實時顯示駕駛員的疲勞駕駛指數；當預警模塊接收到疲勞傾向指令時，發出語音提示，當預警模塊接收到疲勞駕駛指令時，發出語音提示和微機械刺激。本發明能通過顯示面板實時監測駕駛員的疲勞駕駛狀態，在駕駛員具有疲勞傾向時即會產生提示，在駕駛員疲勞駕駛時能發出微刺激，可以有效降低疲勞駕駛的發生率。

技術領域

本發明涉及機動車安全行駛技術領域，特別是涉及一種疲勞駕駛監測/預警的方向盤。

背景技術

隨著交通運輸和國民經濟的發展，我國的機動車擁有量逐年激增，與此同時，每年因交通事故導致的人員傷亡和國民財產損失也明顯增加，萬車死亡率已超過2.0，而在這些傷亡事故中，約有30％是由駕駛員疲勞駕駛導致的。因此，對駕駛員疲勞駕駛進行監測及預防，對保障道路交通安全、維護國民財產具有重大意義。

目前，疲勞駕駛的檢測方法可分為主觀檢測和客觀檢測兩類，而客觀檢測的科學性與可靠性要遠高于主動檢測，也是使用得最廣泛的一類檢測方法。在客觀檢測中，常用的檢測方法有以下幾種：(1)生理參數檢測，如腦電信號、心電信號、肌電信號、脈搏、呼吸、血氧濃度等。這類檢測方法，具有檢測準確率高、數據處理量小的優點，但頭部佩戴配套的電極系統或檢測裝置可能對駕駛員造成一定的干擾，大眾接受程度有待提高。(2)面部特征檢測，如眼部行為檢測、頭部動作檢測等。這種檢測方法與駕駛員之間無任何接觸，不影響駕駛，但容易受到光線、遮擋等因素的影響。(3)車輛行駛數據檢測，通過檢測方向盤、油門踏板、剎車踏板等部位的數據，實現疲勞駕駛的及時監測。這種方法對駕駛員沒有任何侵擾影響，但個體差異明顯，普適性較差，在路況復雜的道路上很容易發生誤判，檢測結果的可靠性偏低。

隨著生物電檢測與分析技術的發展，生物電在疲勞駕駛檢測中得到越來越廣泛的應用，但其市場化對檢測系統的輕便化提出了很高的要求，因此，開發出一種低干擾、形式簡單的生物電疲勞駕駛檢測系統，具有十分明顯的應用意義；另外，各類非接觸式的疲勞駕駛檢測系統，對疲勞駕駛的防治作用還不強，因此，開發出一種帶有刺激警示功能的疲勞駕駛監測系統，對降低疲勞駕駛的發生率具有重大意義。

發明內容

本發明的目的在于針對在一般的生物電疲勞駕駛監測系統中，檢測裝置干擾正常駕駛過程以及缺少有效的疲勞駕駛防治措施，提供了一種低駕駛干擾且帶疲勞駕駛防治的方向盤。

為實現上述目的，本發采用如下的技術方案：

基于心電與握力信號的疲勞駕駛監測/預警的方向盤，包括：方向盤套、心電檢測模塊、握力檢測模塊、CPU微處理器、顯示面板以及預警模塊；

所述心電檢測模塊檢測駕駛員的心電信號；所述握力檢測模塊檢測駕駛員對方向盤的握力信號；所述CPU微處理器提取出心電信號和握力信號的特征，并運算得到疲勞駕駛綜合指數；所述顯示面板實時顯示駕駛員的疲勞駕駛指數；

所述CPU微處理器提取出心電信號和握力信號的特征，并運算得到疲勞駕駛綜合指數的具體步驟為：

步驟1：通過壓力分布來表征計算左手的握力信號Fc；

步驟2：提取并計算一段瞬時T內握力信號的特征值，包括但不限于平均值和最大值max{F_c}；

步驟3：通過握力信號的特征值計算握力信號的疲勞特征值A_F；

步驟4：計算基于握力信號的疲勞駕駛指數Q_F；

步驟5：提取每一心電周期的R峰值，即最大值max{ECG}；