专利名称：汽车安全驾驶提示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车安全技术，特别涉及一种汽车安全驾驶提示仪。
背景技术：
自八十年代末期以来，随着交通运输业的发展，大批的高速公路修建，机动车辆保有量 迅速增加，交通事故率上升趋势明显。统计信息表明，疲劳驾驶和酒后引起的事故占50%以 上，其中70%以上属于人员伤亡事故。交通事故是现代社会威胁人类生命的重要因素之一，
公安交管部门每年加大力度对车辆进行监控，汽车安全是汽车领域增长最强劲的需求之一。 汽车行驶不安全因素主要包括两个方面， 一方面是汽车驾驶员的主观因素，如不良的驾
驶情绪，身体状况以及疲惫的精神状况；另一方面是来自车外的客观因素，如行人、车辆状 态等。
安全辅助驾驶系统是缓解当前国际交通堵塞和交通事故率偏高两个问题的重要途径。它 主要从三个方面帮助驾驶员安全驾驶车辆，通过检测司机的工作状态和车辆性能参数，提示 驾驶员；其次，通过安装自动装置，帮助驾驶员避免交通事故；最后，就是安装缓解交通事 故危害程度的设施及善后处理装置。
实用新型内容
为满足上述需求，本实用新型提供一种能够预先警示、用以提高汽车驾驶的安全性、并 配合交管部门规范驾驶员的行为的汽车安全驾驶提示仪。
本实用新型汽车安全驾驶提示仪，包括摄像头、和微型酒精浓度检测仪，其中在汽车 驾驶室内安装一监控主机，通过有线连接装在驾驶室内的摄像头、无线连接微型酒精浓度检 测仪。
本实用新型汽车安全驾驶提示仪，其中所述监控主机由数字信号处理器、无线收发电 路、酒精探头和扬声器组成，所述数字信号处理器中分为采集转换模块、人脸检测模块、人 脸识别模块、驾驶员疲劳检测模块、数据处理模块、定时器模块、酒精浓度检测模块、语音 提示模块微型酒精防伪模块和违规和行驶记录模块，所述采集转换模块外连所述摄像头，内 连所述人脸检测模块和驾驶员疲劳度检测模块，所述人脸检测模块通过人脸识别模块连接数 据处理模块，所述驾驶员疲劳检测模块连接数据处理模块，所述数据处理模块分别连接所述 行驶状态检测模块、定时器模块、、酒精浓度检测模块、语音提示模块、微型酒精防伪模块以及违规和行驶记录模块，所述数据处理模块还连接一倒车模块接口，所述酒精探头连接所述 酒精浓度检测模块，所述违规和行驶记录模块及微型酒精防伪模块分别连接所述无线收发电 路，所述语音提示模块连接扬声器。
本实用新型汽车安全驾驶提示仪，其中所述微型酒精浓度检测仪由气体压力传感器、 酒精浓度传感器、单片机和无线收发电路组成，所述气体压力传感器和酒精浓度传感器分别 连接单片机，所述单片机连接无线收发电路，所述微型酒精浓度检测仪外面设计有设备图形 身份识别码。
本实用新型汽车安全驾驶提示仪，其中所述监控主机内设置加速度计，所述数字信号 处理器内设置行驶状态检测模块，所述行驶状态检测模块分别连接所述数据处理模块和加速 度计。
本实用新型汽车安全驾驶提示仪，其中所述数据处理模块还连接一倒车模块接口，所 述倒车处理模块接口连接一倒车雷达传感器组。
本实用新型汽车安全驾驶提示仪，能够识别驾驶员的人脸和面部表情，并通过连续、断
续驾驶时间，监测驾驶员的疲劳程度，检测车辆的行驶状态，启动车辆前检测驾驶员的体内 酒精浓度，语音提示并记录驾驶员的不安全驾驶信息，并通过无线接入技术，汇集驾驶员的 不安全和违规驾驶记录，以便交管部门对驾驶员进行安全教育和处罚，最终提高汽车驾驶安 全程度，减少交通事故。另外，还预留超声波倒车提示装置接口。
图1是本实用新型汽车安全驾驶提示仪的拓扑图2是本实用新型汽车安全驾驶提示仪的电路框图3是本实用新型汽车安全驾驶提示仪的酒精防伪电路原理图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型汽车安全驾驶提示仪，下面结合实施例作更详尽的说明。 本实用新型汽车安全驾驶提示仪，由装在车内的摄像头、监控主机、与监控主机无线连 接的微型酒精浓度检测仪组成(见图l)，监控主机由数字信号处理器、无线收发电路、酒精
探头和扬声器组成(见图2)，数字信号处理器中分为采集转换模块、人脸检测模块、人脸 识别模块、驾驶员疲劳检测模块、数据处理模块、定时器、酒精浓度检测模块、语音提示模 块微型酒精防伪模块和违规和行驶记录模块，采集转换模块外连摄像头，内连人脸检测模块 和驾驶员疲劳度检测模块，人脸检测模块通过人脸识别模块连接数据处理模块，驾驶员疲劳 检测模块连接数据处理模块，数据处理模块分别连接行驶状态检测模块、定时器、酒精浓度检测模块、语音提示模块、微型酒精防伪模块以及违规和行驶记录模块，数据处理模块还连 接一倒车模块接口，酒精探头连接酒精浓度检测模块，违规和行驶记录模块及微型酒精防伪 模块分别连接无线收发电路，语音提示模块连接扬声器。
微型酒精浓度检测仪由气体压力传感器、酒精浓度传感器、单片机和无线收发电路组成 (见图3),所述气体压力传感器和酒精浓度传感器分别连接单片机，单片机连接无线收发
电路，微型酒精浓度检测仪外面设计有设备图形身份识别码。
本实用新型中，对驾驶员身份识别验证，检测汽车驾驶员的眨眼频率和连续驾驶时间， 判断是否可以安全驾驶，通过提示驾驶员预防事故发生，并通过设置阈值作为检测标准。如 果超过阈值，做违规处理，记录下来，通过无线传输把违规数据传给交管部门。
其具体工作流程见图2。汽车启动后，先采集驾驶员的视频图像，进行人脸检测，人脸 跟踪，对人脸进行识别，判断若是新驾驶员，登记并建立此驾驶员的数据库资料。对此驾驶 员的先前驾驶记录进行判定，若有记录，对此驾驶员的先前驾驶记录进行判定，若判定出仍 处于疲劳状态，提示停车。若驾驶员在提示停车后，没有停车，超过一定时间，系统判定为 疲劳驾车，并定时对驾驶员进行验证，及时更新驾驶员的数据。对此驾驶员的先前驾驶记录 进行判定，若判定出仍处于酒后未醒状态，提示停车。若驾驶员在提示停车后，没有停车， 超过一定时间，系统判定为酒后驾车，并定时对驾驶员进行验证，及时更新驾驶员的数据。 对此驾驶员的先前驾驶记录进行判定，若驾驶员处于健康驾驶状态，启动疲劳检测模块，并
对车厢内酒精浓度检测，若超标，提示驾驶员停车进行驾驶员体内酒精含量检测；检测若超 标，记录驾驶员属酒后驾车，提示更换驾驶员或者停车休息。 驾驶员疲劳度检测模块的工作原理
首先判断在行车驾驶员的驾驶时间日期记录，当此驾驶员两次驾车时间间隔超出法定休 息时间，疲劳计时器清零，未超过法定时间需要对特定计时器继续计时，实际程序操作时通 过加入一系列标志位来提高程序的效率。
通过对驾驶员的眼睛闭合时间超过特定时间的百分比率、眨眼频率检测疲劳程度。
眨眼频率估算疲劳程度经验公式-
f=(a/x)+b
a表示一个人的正常眨眼次数，经过实验我们得到经验数据a=27，即被实验人的眨眼次 数为27次/分钟，x就是疲劳度。眨眼频率f和疲劳度x之间的关系往往受参数b的影响。 当x〈1.5时，补偿系数b-0;当1.5《x〈4时，补偿系数b-3;当4〈-x〈8时，补偿系数b=2; 当0=8时，补偿系数b就为0。f值超过80%时对驾驶员进行语音提示，并且检测到驾驶员连续驾驶超过指定时间，语音 警告驾驶员，并作违规记录。
多轴加速度计汽车行驶状况检测通过多轴加速度计判断汽车启动、停止、加速、减速， 并对车辆的行驶进行记录，并记录相应驾驶员的数据。
加速度计属于高精度传感器，根据试验对其输出值进行修正，修正后的结果与加速度计 的文档作对比，符合范围作为输出(滤波)并进行坐标转换。通过积分算法，得出汽车的行 驶参数。
雷达倒车模块主要是用来检测车辆距后方障碍物距离的模块。系统中预留接口，可选用。 车辆距障碍物距离检测方法
利用超声波实时测得车辆与障碍物的距离，并把测试的距离送到信号处理器。超声波信 号由处理器的输出端口发出，经过电平转换器放大，另一输出口检测接收到信号的时间差， 计算距离障碍物的距离，通过发光二极管组合或者液晶显示屏方式显示距离，当测试出的距 离低于阈值时，声光报警提示。
数据处理模块
建立数据文件，保存车辆的行驶情况，驾驶员的特征，驾驶的启动时刻，停车时刻。违 章驾驶员的脸部特征，车牌号(和设备身份识别码绑定)，各驾驶员在最近时间内的休息数据， 以及汽车运行但机器被切断外接电源的起始时间日期(机器有内置电源)等非法破环行为。
酒精浓度检测仪和酒精检测图像防伪的工作原理(见图4、图5):
采用微型酒精浓度检测仪。该检测仪与监控主体分开，微型酒精浓度检测仪通过无线方 式和监控主体通讯。
微型酒精浓度检测仪的构成由进气管，酒精探头，流量传感器，气体压力传感器，模拟 数字转换器组成。
司机呼出气体从进气管进入，通过气体压力传感器检测司机口腔吹出的气的压力，转换 成通过的气体流量，鉴别司机吹出气体的量；结合酒精传感器采样检测酒精浓度，并通过模 拟数字转换器转换为数字信号。分析吹出气体的量和采样检测酒精浓度值计算司机体内的酒 精含量。
为了防伪，浓度检测模块背后贴有设备图形身份识别码，通过视频图像检测判断真伪。 首先采集驾驶员用酒精浓度浓度检测仪进行酒精检测的视频图像，通过人脸跟踪、人脸 识别，记录当前进行酒精检测的驾驶员的信息，并通过采集特定的微型酒精浓度检测仪识别 图像，用于识别微型酒精浓度检测仪。同时，驾驶员呼出气体从特定微型酒精浓度检测仪进气管进入，通过气体压力传感器检测驾驶员口腔吹出的气体的压力，经过酒精传感器采样测 量酒精浓度，通过无限传输模式发送给处理器，结合采集的人脸图像判断驾驶员体内酒精含 量是否超标。驾驶员呼出气体强度由气体压力传感器检测，如果强度达不到标准，语音提示 重新检测。当处于低电量的时候，发送信号到提示仪，通过提示仪的扬声器提示用户及时更 换微型酒精浓度检测仪电池。 防止野蛮破坏
通过每年定期年检查询记录和车上的记录设备进行比对，以及定期在路口抽样检查汽车
安全驾驶提示仪的是否正常工作，低功耗的无线发射模块检测到异常定时广播发送数据到附 近的可通讯设备。 无线数据采集
无线数据就是记录得系统数据，分别为驾驶员编号、特征编号、行驶时间日期、休息 时间日期、违规数据、联系方式。
驾驶员编号驾驶员在监控主机内编号。 特征编号记录驾驶员的特征图像。 行驶时间日期记录汽车行驶的时间参数。 休息时间日期记录汽车停止的时间参数。 违规数据记录违规类型和时间日期。
交管部门通过在交通主要路口建立的数据采集点采集车辆传输的违规数据。本实用新型 采用超高频无线通信方式，传送本车辆的各驾驶者的违章、警示信息到交管部门分布在路口 的数据采集系统。通信模块通过串行外围接口通信方式连接处理器。
交管部门通过短信、电话、邮件等方式通知违章客户，罚单后对车载数据进行标记。 本实用新型提供一种检测驾驶员的人脸和面部表情的人脸识别系统，并通过连续驾驶时 间，监测驾驶员的疲劳程度，检测车辆的行驶状态，启动车辆前检测驾驶员的体内酒精浓度， 语音提示并记录驾驶员的不安全驾驶信息，并通过无线接入技术，汇集驾驶员的不安全和违 规驾驶记录，以便交管部门对驾驶员进行安全教育和处罚。另外，还预留超声波倒车提示装 置接口。
权利要求1、一种汽车安全驾驶提示仪，包括摄像头、和微型酒精浓度检测仪，其特征在于在汽车驾驶室内安装一监控主机，通过有线连接装在驾驶室内的摄像头、无线连接微型酒精浓度检测仪。
2、 根据权利要求1所述的汽车安全驾驶提示仪，其特征在于所述监控主机由数字信号 处理器、无线收发电路、酒精探头和扬声器组成，所述数字信号处理器中分为釆集转换模块、 人脸检测模块、人脸识别模块、驾驶员疲劳检测模块、数据处理模块、定时器模块、酒精浓 度检测模块、语音提示模块、微型酒精防伪模块和违规和行驶记录模块，所述采集转换模块 外连所述摄像头，内连所述人脸检测模块和驾驶员疲劳度检测模块，所述人脸检测模块通过 人脸识别模块连接数据处理模块，所述驾驶员疲劳检测模块连接数据处理模块，所述数据处 理模块分别连接所述行驶状态检测模块、定时器模块、酒精浓度检测模块、语音提示模块、 微型酒精防伪模块以及违规和行驶记录模块，所述数据处理模块还连接一倒车模块接口，所 述酒精探头连接所述酒精浓度检测模块，所述违规和行驶记录模块及微型酒精防伪模块分别 连接所述无线收发电路，所述语音提示模块连接扬声器。
3、 根据权利要求2所述的汽车安全驾驶提示仪，其特征在于所述微型酒精浓度检测 仪，由气体压力传感器、酒精浓度传感器、单片机和无线收发电路组成，所述气体压力传感 器和酒精浓度传感器分别连接单片机，所述单片机连接无线收发电路，所述微型酒精浓度检 测仪外面设计有设备图形身份识别码。
4、 根据权利要求3所述的汽车安全驾驶提示仪，其特征在于所述监控主机内设置加速 度计，所述数字信号处理器内设置行驶状态检测模块，所述行驶状态检测模块分别连接所述 数据处理模块和和加速度计。
5、 根据权利要求4所述的汽车安全驾驶提示仪，其特征在于所述数据处理模块还连接 一倒车模块接口 ，所述倒车处理模块接口连接一倒车雷达传感器。
6、 根据权利要求5所述的汽车安全驾驶提示仪，其特征在于所述违规行驶记录模块连 接无线收发电路定期被触发后将违章记录发送到违章服务器。
专利摘要本实用新型汽车安全驾驶提示仪，由摄像头、微型酒精浓度检测仪，监控主机组成，监控主机有线连接装在车内摄像头、无线连接微型酒精浓度检测仪。本实用新型汽车安全驾驶提示仪，能够识别驾驶员的人脸和面部表情，并统计通过连续驾驶时间，监测驾驶员的疲劳程度，检测车辆的行驶状态，检测驾驶员的体内酒精浓度，语音提示并记录驾驶员的不安全和违规驾驶信息，并通过无线接入技术，汇集驾驶员的不安全和违规驾驶记录，以便交管部门对驾驶员进行安全教育和处罚，最终提高汽车驾驶安全程度，减少交通事故。另外，还预留超声波倒车提示装置接口。
文档编号G08B21/24GK201142112SQ20082007846
公开日2008年10月29日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者吴浩平, 徐建荣, 王传宝, 裘育衡 申请人:徐建荣