一种基于多普相机监控的疲劳驾驶检测系统的制作方法

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种基于多普相机监控的疲劳驾驶检测系统。

背景技术：

随着疲劳驾驶引发的安全事故日益增多，关于疲劳驾驶检测的技术逐渐被引用到汽车控制中。现有车辆在关于疲劳驾驶检测中，通常通过车辆can网络直接获取变速箱控制单元tcu、整车控制单元vcu、发动机控制单元ecu、bcm等控制器关于连续行驶时间、车速等信息，来判断驾驶员是否属于疲劳驾驶，若判断为疲劳驾驶，则向驾驶员发送告警。

该技术手段存在以下缺陷：

1、数据来源完全依赖车辆的各个控制器，而车辆各个控制器在车辆熄火后得不到供电，其存储功能仅能持续很短时间，这导致车辆短暂停车(红绿灯、服务区如厕、或短时运行故障等)时无法存储发动机熄火的时间信号，从而导致连续行驶时间计时被打断，这使得基于车辆的各个控制器获取行驶时间数据，从而进行疲劳驾驶检测的策略准确性较低，很多时候无法实现及时告警。

2、告警发送对象为驾驶员，能否有效避免疲劳驾驶对于驾驶员自觉性的依耐度高，部分自觉性差的驾驶员，无法避免疲劳驾驶。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种准确性高、告警及时，且能实现全程实时监控的基于多普相机监控的疲劳驾驶检测系统。

本发明一种基于多普相机监控的疲劳驾驶检测系统，其技术方案为：包括多普相机、sp3总线单元、视频信号处理单元、中央处理单元和远程控制端，所述多普相机的数据输出端与视频信号处理单元的数据接收端电连接，所述视频信号处理单元的数据输出端与所述中央处理单元的数据输入端电连接，所述中央处理单元的数据输出端通过gprs与远程控制端连接；

所述多普相机安装在车内，用于输出驾驶员的视频信号；

所述视频信号处理单元用于对接收的视频信号进行去噪、放大和数字化处理；

所述中央处理单元用于向远程控制端发送驾驶员视频信息，以及在驾驶员连续驾驶超过标定时间后向远程控制端发送告警；

所述远程控制端用于向远程辅助人员显示驾驶员视频，以及向远程辅助人员告警。

较为优选的，所述视频信号处理单元包括ccd视频信号处理芯片、cpld逻辑控制电路、fifo数据缓冲芯片、usb接口控制芯片和usb接口；

所述ccd视频信号处理芯片用于接收视频信号，并对所述视频信号进行去噪、放大和数字化处理；

所述fifo数据缓冲芯片用于对ccd视频信号处理芯片处理后的视频信号进行高速缓冲和存储；

所述usb接口控制芯片用于控制ccd视频信号处理芯片处理后的视频信号从usb接口传输至中央处理单元；

所述cpld逻辑控制电路用于控制ccd视频信号处理芯片处理视频信号时的增益与偏置，以及控制处理后的视频信号存储至fifo数据缓冲芯片。

较为优选的，所述ccd视频信号处理芯片为xrd4460芯片，其具有sdi、sclk、load串行接口，所述sdi、sclk、load串行接口用于接收cpld逻辑控制电路发送的增益和/或偏置信号。

较为优选的，所述sp3总线单元包括spc3协议芯片、用于连接sp3总线的总线驱动器和用于连接总线驱动器的接插器，所述spc3协议芯片通过双路电源供电，所述spc3协议芯片的数据输入、输出引脚通过光电耦合器与总线驱动器连接。

较为优选的，所述spc3协议芯片型号为adum1301，所述总线驱动器型号为sn75176，所述接插器型号为db9_tyl。

较为优选的，还包括语音输入单元，所述语音输入单元的语音信号经第一级放大器和第二级放大器放大后与中央处理单元的语音信号输入端电连接。

本发明的有益效果为：

1、摒弃了传统的基于车辆控制器获取行驶时间数据的手段，采用多普相机直接获取驾驶员行驶时的图像和视频信号，作为判断疲劳驾驶的标准，车辆短暂停车或故障不会对判断结果产生影响，其疲劳检测的结果更准确。

2、设置远程控制端实时获取驾驶员的行驶状态视频信号并接收告警，在驾驶员存在疲劳驾驶现象时，远程控制端绑定的亲友可对驾驶员实施电话督促，避免自觉性差的驾驶员继续疲劳驾驶。

3、采用sp3总线连接多普相机和中央处理单元，具有更高效的数据传输速率。

附图说明

图1为本发明系统架构图；

图2为本发明视频信号处理单元电路原理图；

图3为本发明sp3总线单元接口电路图；

图4为本发明sp3总线单元诊断流程示意图；

图5为本发明语音输入单元电路原理图。

图中：1-多普相机、2-sp3总线单元、3-视频信号处理单元、4-中央处理单元、5-远程控制端、6-语音输入单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，本发明一种基于多普相机监控的疲劳驾驶检测系统包括多普相机1、sp3总线单元2、视频信号处理单元3、中央处理单元4、远程控制端5和语音输入单元6。多普相机1的数据输出端与视频信号处理单元3的数据接收端电连接，视频信号处理单元3的数据输出端与中央处理单元4的数据输入端电连接，中央处理单元4的数据输出端通过gprs与远程控制端5连接，语音输入单元6的语音信号经第一级放大器和第二级放大器放大后与中央处理单元的语音信号输入端电连接，如图5所示。本实施例中的语音输入单元采用at89c51sndlc芯片，其内部的解码电路支持mepgi/ii声音格式第三层格式的硬解码，可处理48khz、44.1khz、32khz、24khz、22.05khz和16khz采样频率的mp3音频信号，支持31级的低、中、高均衡控制及左右声道独立音量控制。

多普相机1安装在车内，用于输出驾驶员的视频信号。其安装位置可以是车内顶棚，也可以是前挡风玻璃顶部。视频信号处理单元3用于对接收的视频信号进行去噪、放大和数字化处理；中央处理单元4用于向远程控制端5发送驾驶员视频信息，以及在驾驶员连续驾驶超过标定时间后向远程控制端5发送告警；远程控制端5用于向远程辅助人员显示驾驶员视频，以及向远程辅助人员告警。

如图2所示，视频信号处理单元3包括ccd视频信号处理芯片、cpld逻辑控制电路、fifo数据缓冲芯片、usb接口控制芯片和usb接口；ccd视频信号处理芯片用于接收视频信号，并对视频信号进行去噪、放大和数字化处理；fifo数据缓冲芯片用于对ccd视频信号处理芯片处理后的视频信号进行高速缓冲和存储；usb接口控制芯片用于控制ccd视频信号处理芯片处理后的视频信号从usb接口传输至中央处理单元；cpld逻辑控制电路用于控制ccd视频信号处理芯片处理视频信号时的增益与偏置，以及控制处理后的视频信号存储至fifo数据缓冲芯片。其中，本实施例采用的ccd视频信号处理芯片为xrd4460芯片，其具有sdi、sclk、load串行接口，用于接收cpld逻辑控制电路发送的增益和偏置信号。xrd4460芯片对视频信号进行双相关采样去噪处理后，再经增益放大以及偏置调整，然后经过a/d转换得到10位数字数据，这些数据在cpld逻辑控制电路的控制下存人异步fifo存储器sn74v293中。具有微控制器cy7c68013a的usb接口芯片通过usb接口将ccd数据输入中央处理单元4。

如图3所示，sp3总线单元2包括spc3协议芯片、用于连接sp3总线的总线驱动器和用于连接总线驱动器的接插器。其中，本实施例中的spc3协议芯片型号为adum1301，总线驱动器型号为sn75176，接插器型号为db9_tyl。spc3总线单元采用了双路电源供电，对通信信号的输入/输出通道进行光电隔离，协议芯片spc3的数据发送请求、数据输入、数据输出引脚经隔离后与总线驱动器相连。i/o从站中微控制器c8051f020通过spc3协议芯片读入spc3总线上发来的数据并通过spc3总线把数据发送给主站，根据系统可要求组织外部诊断和处理中断任务，具体如图4所示：

1)主程序userspc3.c，主要完成spc3初始化、启动、发送和接收数据以及诊断功能；

2)中断模块intspc3.c，主要完成分配从站参数、组态数据检查和从站地址设定等功能；

3)dps2spc3.c模块，主要完成计算数据长度、辅助缓冲区分配、缓冲区初始化、设置i/o数据长度及缓冲区数据更新等功能；

4)dps2user.h模块，主要用来定义变量和宏接口，使用户可以方便访问spc3的寄存器。

本系统的工作原理如下：

多普相机用于图片和视频信号采集，并将采集的视频和图片信号交由视频信号处理单元进行比对处理，ccd视频信号处理的目的就是尽可能地消除各种噪声和干扰，但又不能损失图像细节；并且保证在ccd的动态范围内图像信号随着目标亮度成线性变化，同时为了便于计算机处理和大容量存储，还对ccd输出信号进行数字化处理。视频信号处理后经中央处理单元由gprs与远程端相连，远程端的辅助监督人员，可随时观察到驾驶人员的情况，通过中央处理单元还有定时功能，若多普相机连续四个小时监测到驾驶信息，则会发送报警信号给远程端，提醒远程端辅助人员注意提醒驾驶人疲劳驾驶，同时远程端也可根据视频信号的内容，进行人工比对做出决定。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。