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防疲劳驾驶技术的发展与研究

来源:华盛论文咨询网 发表时间:2019-01-13 13:35 隶属于:工业论文 浏览次数:

摘要 随着我国经济的发展,汽车的数量急剧增加,相应的,行车安全问题渐渐的受到关注。据统计,疲劳驾驶已经成为影响道路安全的重要因素。文章就疲劳驾驶技术的发展与研究做如下详

  摘要:随着我国经济的发展,汽车的数量急剧增加,相应的,行车安全问题渐渐的受到关注。据统计,疲劳驾驶已经成为影响道路安全的重要因素。文章就疲劳驾驶技术的发展与研究做如下详细介绍。

  关键词:疲劳驾驶;交通安全;控制模块;语音模块

  国内外已有的一些疲劳驾驶识别方法,如一些车载监测装置利用专用设备精确测量头部运动、瞳孔直径变化和眨眼频率,或者使用视觉和方向盘操纵传感器,利用人工智能判断驾驶员清醒状态。这些方法和设备由于过于复杂,价格昂贵等原因一直无法得到广泛应用。对于利用后台视频实时监控的预防疲劳驾驶方法,因为要通过无线信道传送视频,使用费用较高。而且上述两种疲劳驾驶识别方法都存在一定的虚报警概率,因此有必要发明一种简单、有效的、虚报警概率较低的识别疲劳驾驶的方法和装置,提醒驾驶员安全驾驶。

  推荐期刊:《公路交通技术》以密切联系工程实践交流和推广国内外公路建设的先进技术和成功经验,推导本行业及相关学科的新技术、新材料、新方法的实用技术为办刊宗旨。

  一、疲劳驾驶的具体表现

  疲劳驾驶是长期处于一种心理或者生理机能失调的状态下,依然继续长时间开车的,进而进一步加剧疲劳驾驶的行为。疲劳驾驶是一个抽象的行为,具体来说有很多表现。例如:第一、注意力下降,生理心理机能失调。长期的疲劳驾驶会导致驾驶员的注意力下降,操作车辆的稳定性受到影响,难以集中注意力,在接受外界信号的时候,常出现迟钝表现。第二、疲倦打瞌睡。当人体出现头脑不清醒时候,就会出现意识模糊,昏昏沉沉,四肢无力,进而想闭眼、打瞌睡。这种情况在驾驶时候是非常危险的,尤其是高速行驶的时候。还有操作缓慢、反应迟钝,驾驶技术下降,知觉感知功能减弱,肢体无力,以及思维能力减弱、记忆力下降等。

  二、汽车安全驾驶系统及方法研究

  为了进一步提高汽车驾驶安全性,我们针对上述情况,设计优化了一种防疲劳驾驶系统及方法,有效提醒驾驶员安全驾驶。

  防疲劳驾驶系统包括车载电脑、面部采集摄像头、ECU电子控制模块、语音模块、无线模块和客服终端,如图1所示。其特征在于:面部采集摄像头连接车载电脑;ECU电子控制模块连接车载电脑;语音模块连接车载电脑;车载电脑通过无线模块连接客服终端。

图1

  面部采集摄像头用于采集驾驶员的面部及头部信息,并将采集到的信息上传至车载电脑。车载电脑是本系统的核心,车载电脑可用于数据的存储、驾驶员驾驶状态的逻辑分析、车速的控制、提示音的控制以及和外界进行数据交流。ECU电子控制模块用于控制节气门的开口大小,从而控制车速的快慢。客服终端是驾驶员和客服人员交流的平台,通过实时交流,从而彻底解决驾驶员的疲劳驾驶状态,同时客服人员可协助解决驾驶员在驾驶过程中遇到的各种难题。

  三、防疲劳驾驶方法步骤

  防疲劳驾驶系统的具体步骤有六个,如图2所示,分别如下:

图2

  第一、在车辆电力系统启动后,车辆及防疲劳驾驶系统同时启动。

  第二、驾驶员上车入座后,面部采集摄像头开始工作,将采集到的面部信息和头部动作信息上传至车载电脑。

  第三、车载电脑根据面部采集摄像头上传的数据保存,开始数据实时分析,分析方式如下:a、对驾驶员的眼部状态进行分析,若单位时间内驾驶员眼睛一直闭合,则可判定为疲劳驾驶;b、若单位时间内驾驶员的闭眼时间比睁眼时间长,则可判定为疲劳驾驶;c、若单位时间内驾驶员的头部上下摆动频率达到设定值时,则可判定为疲劳驾驶;d、当眼部信息和头部信息只要有一点符合疲劳驾驶,则可判定为疲劳驾驶。

  第四、当驾驶员被判定是正常驾驶时,系统不采取提醒措施;当驾驶员被判定是疲劳驾驶时,车载电脑通过语音模块发出语音提醒,并询问驾驶员是否感到疲劳,若驾驶员无应答,则进入步骤5;若驾驶员正常应答,系统则不采取提醒措施。

  第五、当驾驶员对语音模块的语音提示无应答时,共有三种提醒方案可选择,方案1:系统语音应答系统,通过该系统,可实现机器和驾驶员之间的问答,通过问答使驾驶员集中精力,从而消除疲劳驾驶。方案2:车载电脑自动呼叫家人电话,通过和家人之间的语音沟通,从而降低疲劳驾驶的风险。方案3:车载电脑自动连接客服终端,和客服终端的客服人员进行实时通过,客服人员根据自身的专业知识,帮助驾驶员克服疲劳驾驶,保障驾驶员的生命安全。

  第六、无论实行何种方案,车载电脑都会向ECU电子控制模块发送限速指令,ECU根据限速指令控制节气门开口大小,从而降低车速,防止在疲劳驾驶时因车速过快而增加危险性。

  四、防疲劳驾驶系统的优势

  该疲劳驾驶系统现已经广泛开始应用于各类营运客车中,该系统的主要优势包括以下几点。

  1.仅基于驾驶员的面部表情这一生理特征来进行疲劳驾驶的判断,简化了流程。

  2.通过眼部和头部的整体信息判断驾驶员的状态,并增加语音应答环节,充分保证对驾驶员驾驶状态判断的准确性。

  3.设置多种督促方式供驾驶员选择,提高驾驶员的监督效率,保证驾驶员的行车安全。

  五、相关法规的制定加强疲劳驾驶安全问题治理

  先进的监管技术还不足以完全避免疲劳驾驶行为的发生,进而降低安全事故的发生。因此还需要国家及相关部门的监管控制。截止目前,国家已经制定了健全的法律法规及交通安全管理准则。具体如下:第一、健全强制休息机制,增建休息服务站点。长途行车时疲劳驾驶的首要条件。为此,我们必须完善长途客车、火的行车规范。建立客车及货车驾驶员的最长驾驶距离或者驾驶时间。强制要求驾驶员在中途休息。一旦超过一定的行车距离或者行车时间,相关交通管理部门就会对其进行严厉处罚。现规定客车或货车行驶四百公里以上或者三个小时,只有一名驾驶员的情况下,必须停车休息三十分钟。在高速行车时,超过六百公里以上,驾驶员必须进入高速服务区进行休息。第二、加强法律法规的宣传,提高驾驶员安全驾驶意识。交通管理部门必须加强法规宣传要求在电视、报纸、户外广告牌以及网络媒体等宣传法律法规。讲解《中华人民共和国交通安全法》以及《道路运输从业人员管理规定》等,宣扬疲劳驾驶的危害性,杜绝驾驶人员疲劳驾车、酒后驾车等违法行为的发生。最后,要提升公路交通安全管理水平。交通管理部门应加强巡逻、站点服务等,提升长途运输车辆的服务工作,让其有意识的关注安全驾驶,从而减少疲劳驾驶行为的发生。

  六、结语

  疲劳驾驶是一种复杂的生理反应,在驾驶时,如若出现生理疲劳、心理疲劳或者精神疲劳等情况时,驾驶人员应主动寻求安全地带停车休息,乘客人员在有条件的基础上,应主动观察驾驶人员,防止其疲劳驾驶。经过上述对疲劳驾驶预防对策的研究,我们可以发现,随着车辆的不断增加以及驾驶人员的加剧,疲劳问题已经成为严重的交通安全事故因素。在此,也望相关部门可以进一步加强管理。

  参考文献:

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