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专利号: 2021104561151
申请人: 西安建筑科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统,其特征在于,包括疲劳值实时监测系统、疲劳值自动提醒系统和疲劳值信息预警系统,其中所述疲劳值实时监测系统用于识别驾驶人员的疲劳特征姿态,并根据疲劳特征姿态出现的频次和行车时间得到疲劳值等级;

所述疲劳值自动提醒系统用于接收所述疲劳值等级,获得车辆实时位置信息,根据疲劳值等级对驾驶人员做出对应等级的提醒;

所述疲劳值信息预警系统用于接收疲劳值实时监测系统发出的疲劳值等级信息和疲劳值自动提醒系统发出的车辆实时位置信息,根据每10公里高速路段不同等级疲劳值对应的车辆数量得出疲劳安全指数,根据疲劳安全指数得到疲劳路况云图并共享至所有交通管理部门和所有高速公路上驾驶人员进行预警;

所述疲劳值实时监测系统包括录像装置、行车计时装置和分析处理模块;

所述录像装置用于实时监测并记录驾驶人员的动作状态,并将记录驾驶人员的动作状态的视频图像信息发送至分析处理模块;

所述行车计时装置用于记录行车时间,并将行车时间发送至分析处理模块;

所述分析处理模块用于接收视频图像信息和行车时间,将记录的驾驶人员动作状态的视频图像信息生成数字信息,识别驾驶人员的疲劳特征姿态,结合行车时间,得到驾驶人员的疲劳值等级;

所述分析处理模块基于骨骼节点识别技术识别出人员的疲劳特征姿态;

所述疲劳特征姿态分为三个等级,其中一级疲劳特征姿态包括伸懒腰、打哈欠;二级疲劳特征姿态包括频繁眨眼、揉眼睛;三级疲劳特征姿态包括闭眼和频繁点头;

疲劳值等级包括正常状态、轻度疲劳、中度疲劳和重度疲劳四个等级,其中正常状态为:车辆启动后行车时间小于等于3小时且未监测到驾驶人员疲劳特征姿态;

轻度疲劳为:

(1)车辆启动后行车时间大于3小时小于3.5小时,未监测到驾驶人员疲劳特征姿态;

(2)车辆启动后行车时间小于3小时,且监测到驾驶人员一次一级疲劳特征姿态;

(3)车辆启动后行车时间小于2小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态;

中度疲劳为:

(1)车辆启动后行车时间大于3.5小时小于4小时,未监测到驾驶人员疲劳特征姿态;

(2)车辆启动后行车时间大于3小时小于4小时,且监测到驾驶人员一次一级疲劳特征姿态;

(3)车辆启动后行车时间大于2小时小于3.5小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态;

(4)车辆启动后行车时间小于3小时,且监测到驾驶人员一次一级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次一级疲劳特征姿态;

(5)车辆启动后行车时间小于2.5小时,且监测到驾驶人员一次一级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次二级疲劳特征姿态;

(6)车辆启动后行车时间小于2.5小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次一级疲劳特征姿态;

(7)车辆启动后行车时间小于2小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次二级疲劳特征姿态;

重度疲劳为:

(1)任何情况下行车时长大于等于4小时;

(2)自车辆启动后任何行车时长内监测到驾驶人员一次或高于一次三级疲劳特征姿态;

(3)车辆启动后行车时间大于3.5小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态;

(4)车辆启动后行车时间大于3小时,且监测到驾驶人员一次一级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次一级疲劳特征姿态;

(5)车辆启动后行车时间大于2.5小时,且监测到驾驶人员一次一级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次二级疲劳特征姿态;

(6)车辆启动后行车时间大于2.5小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次一级疲劳特征姿态;

(7)车辆启动后行车时间大于2小时,且监测到驾驶人员一次二级疲劳特征姿态后10分钟内又出现一次二级疲劳特征姿态;

疲劳安全指数也分为四个等级,即A(安全路段)、B(低风险路段)、C(中风险路段)、D(高风险路段);

疲劳安全指数为A表示此10公里的高速路段上无疲劳驾驶的车辆,路段安全性高,此路段为安全路段;

疲劳安全指数为B表示此10公里的高速路段上存在0至5辆疲劳值为1级的车辆,说明此路段安全性较高,此路段为低风险路段;

疲劳安全指数为C表示此10公里的高速路段上存在5至10辆疲劳值为1级的车辆;或存在0至5辆疲劳值为2级的车辆;或同时存在5至10辆疲劳值为1级的车辆和0至5辆疲劳值为2级的车辆,说明路段安全性较低,此路段为中风险路段;

疲劳安全指数为D表示此10公里的高速路段上存在大于10辆疲劳值为1级的车辆;或存在5至10辆疲劳值为2级的车辆;或存在大于等于1辆疲劳值为3的车辆,说明路段安全性很低,此路段为高风险路段。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统,其特征在于,所述疲劳值实时监测系统还监测驾驶人员的冷不舒适姿态及热不舒适姿态,所述疲劳值实时监测系统还包括空气温湿度监测装置,所述空气温湿度监测装置用于监测驾驶室内空气温度、湿度;所述疲劳值实时监测系统还包括CO2浓度监测装置,所述CO2浓度监测装置用于监测驾驶室内的CO2浓度。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统,其特征在于,所述疲劳值自动提醒系统包括智能语音模块、全球定位模块、导航模块、振动座椅装置、驾驶室空调装置,其中,语音智能模块、振动座椅模块和驾驶室空调装置接收疲劳值等级信息,并根据疲劳值等级信息做出相应响应;所述全球定位模块用于判定车辆的实时位置、行车速度、与行车方向;所述导航模块用于得到车辆当前所在位置与目标位置的距离以及最短路线,所述驾驶室空调装置用于调节驾驶室的温度和湿度。

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统,其特征在于,疲劳值等级为正常状态时,防疲劳自动提醒系统不做任何动作,各系统常规运行;当疲劳值等级为轻度疲劳时,智能语音模块播报:“您现在处于轻度疲劳,请您减速慢行”;当疲劳值等级为中度疲劳时,智能语音模块播报:“您现在处于中度疲劳,请您立即减速慢行,并在最近休息区休息”,导航模块显示出当前位置与最近高速休息区路线;当疲劳值等级为重度疲劳时,智能语音模块播报:“您现在处于重度疲劳,请您立即减速慢行!并在最近休息区休息!”,导航模块显示出当前位置与最近高速休息区路线,振动座椅开始随机性高频高振幅振动,空调装置送出低温高速的冷风。

5.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统,其特征在于,所述疲劳信息预警系统包括在线通讯模块和服务器,所述在线通讯模块用于将疲劳值等级信息和车辆实时位置信息发送至服务器,所述服务器用于整合所有高速路段上车辆驾驶人员的疲劳值和定位信息,得到每10公里高速路段的疲劳安全指数,所述服务器将疲劳安全指数发送至疲劳值实时监测系统,所述疲劳值实时监测系统绘制实时疲劳路况云图并共享至交通管理部门和所有高速公路上驾驶人员。

6.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统,其特征在于,所述疲劳安全指数分为四个等级,包括安全路段、低风险路段、中风险路段和高风险路段,其中安全路段指10公里的高速路段上均为疲劳值为正常状态的车辆;

低风险路段指10公里的高速路段上存在0~5辆疲劳值为轻度疲劳的车辆;

中风险路段指10公里的高速路段上存在5至10辆疲劳值轻度疲劳的车辆或存在0至5辆疲劳值为中度疲劳的车辆;

高风险路段包括10公里的高速路段上存在大于10辆疲劳值为轻度疲劳的车辆、10公里的高速路段上存在5至10辆疲劳值为中度疲劳的车辆、10公里的高速路段上存在大于等于1辆疲劳值为重度疲劳的车辆。

7.根据权利要求1‑6任意一项所述的一种基于计算机视觉技术的疲劳驾驶监测提醒预警系统的预警方法,其特征在于,具体步骤包括:S1监测驾驶时间,识别驾驶人员的疲劳特征姿态,结合驾驶时间和疲劳特征姿态,得到疲劳值等级;

S2若疲劳值等级过高,则根据疲劳值等级对驾驶人员做出对应等级的提醒,同时获得车辆实时位置信息规划到最近休息区的路线;

S3获取疲劳值等级和车辆实时位置信息,结合疲劳值等级和车辆实时位置信息得到疲劳安全指数,根据疲劳安全指数绘制疲劳路况云图,并将疲劳路况云图分享至交通管理部门和所有高速公路上的驾驶人员进行预警。