[發明專利]一種基于駕駛員身體特征識別的疲勞駕駛監測系統

有效

• 申請號: 202010828795.0
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111938599B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 劉騫;沈言錦;鄒瑞睿;童大權;陳彥綸
• 申請（專利權）人: 湖南汽車工程職業學院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/02;A61B5/024;A61B5/145
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 馬肅

1.一種基于駕駛員身體特征識別的疲勞駕駛監測系統，其特征在于，包括監測駕駛員心率信號的心率監測模塊、監測駕駛員脈搏信號的脈搏監測模塊和通過所述心率監測模塊與所述脈搏監測模塊所監測獲得的信號進行分析處理進而獲得駕駛員血糖水平和疲勞情況的處理系統；所述心率監測模塊固定于汽車安全帶上對駕駛員的心率進行實時監測；

所述脈搏監測模塊通過對紅外光照射所述駕駛員手指后經過所述手指內血管反射出的反射光信號進行接收監測，進而對所述駕駛員的脈搏信號監測；所述脈搏監測模塊包括至少一個對所述手指的脈搏信號進行監測的監測子單元；所述脈搏監測模塊安裝于汽車方向盤上通過壓力感應開關對所述手指的位置進行識別進而定向開啟所述手指位置上的監測子單元進行駕駛員的脈搏信號監測；

所述汽車安全帶的收緊器的卷軸上安裝有通過測量所述安全帶拉力進而監測所述安全帶對所述駕駛員的束縛力的拉力傳感器；所述卷軸由其連接的電機驅動向不同方向的旋轉進而牽引帶動所述安全帶的松緊，汽車安全帶的控制器控制所述安全帶的拉力保持固定值，使得不同體型的人使用安全帶時，所述安全帶與駕駛員的貼緊度一樣，進而消除對不同人的心率監測的誤差；所述拉力傳感器測出安全帶對駕駛員的束縛力值，并將所述束縛力值信號發送至控制器，所述控制器根據存儲模塊里設定的閾值及控制變量進行計算處理，轉變為模糊變量，再對模糊變量按照所述控制器的儲存模塊的要求進行模糊推理，再按照所述儲存模塊的要求清晰化處理為輸出值，再把輸出值轉化為控制信號發送到所述電機，進而調整述安全帶收緊器中電機的轉動，從而調整所述安全帶對所述駕駛員束縛力，實現對所述安全帶的拉力的調整，保持恒定束縛力，以達到最佳的心率監測效果；

所述心率監測模塊包括金屬紗線、電源、信號收發模塊、控制開關、信號處理裝置、震動傳感器和電阻傳感器，所述金屬紗線分別與所述電源、控制開關、信號收發模塊、信號處理裝置連接和所述電阻傳感器連接，所述心率監測模塊包括柔性金屬紗線，將所述金屬紗線通過縫接固定和/或膠貼粘貼于所述安全帶上；

至少兩個所述金屬紗線間隔開縫接到所述安全帶上，所述金屬紗線連接到所述安全帶上并且彼此間隔開，所述電阻傳感器與所述金屬紗線連接，通過駕駛員的心率震動造成所述金屬紗線的相應區域電阻發生變化，所述電阻傳感器監測由人體心跳引起所述金屬紗線產生的電阻值，根據所述電阻傳感器監測到的所述電阻值，監測所述駕駛員的心率信號；

所述金屬紗線還信號連接震動傳感器，所述震動傳感器用于獲取汽車行駛過程中顛簸造成人體發生抖動的震動信號，并將所述震動信號傳輸至所述信號處理裝置，所述信號處理裝置根據所述震動信號將人體電信號中由于汽車顛簸運動所產生的震動偽跡消除，由于汽車震動導致心率信號出現大振幅的噪音，能夠結合當前的震動信息，推算汽車的行駛情況，進而將由于所述汽車運動造成的顛簸信號作為噪音消去，減少汽車行駛運動對人體電信號的干擾，使得測量的人體電信號更加準確；

所述處理系統根據所述心率監測模塊所獲得的心率信號，計算所述心率信號的一個或多個特征指標，并且根據所述心率信號的特征指標，計算對應血糖值，所述處理系統通過預先建立心率信號的特征指標與血糖值對應關系的模型函數，將心率信號的特征指標輸入模型函數，得到對應血糖值，所述處理系統通過預先獲取若干個血糖值，及每個血糖值的時間點之前的心率信號和獲取這些心率信號的特征指標，將這些心率信號的特征指標作為輸入，這些心率信號對應的血糖值作為標簽，進行機器學習和訓練得到心率信號的特征指標與血糖值對應關系的模型函數，所述處理系統與所述心率監測模塊和所述脈搏監測模塊通過無線/有線連接進行信號交流，所述處理系統連接并控制車載移動裝置、車載空調、溫度傳感器、車載音響裝置和車載顯示裝置。