專利名稱：一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車安全駕駛輔助裝置，尤其涉及一種對駕駛員情緒進行檢測、調(diào)節(jié)并對車輛進行相應(yīng)控制的汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
交通事故的發(fā)生有多種原因，一般來說是人的因素、車輛因素、道路和環(huán)境因素等，其中人的因素居首位。人的因素中又以駕駛員的因素最為重要。駕駛員的不良情緒是造成交通事故的重要原因。當受到刺激時一般人都是通過面部、動作、眼神等表現(xiàn)出來。在駕駛車輛行駛過程中，當駕駛員心情愉快、滿意時能感到心情舒暢、心理舒適，對事物的觀察和判斷具有積極
的促進作用，常常表現(xiàn)出感受力強，勤于觀察，反應(yīng)迅速，判斷準確，動作敏捷，有利于車輛行駛安全。反之，如果產(chǎn)生憂愁、恐懼、苦惱、憤怒等情緒波動時，則感受力下降、精力分散、懶于觀察思考，開起車來膽大氣粗，一但遇到緊急情況和突發(fā)事件時，則發(fā)生反應(yīng)遲鈍，判斷失誤等不良行為。因此，要確保安全行車，及時檢測駕駛員面部等處的變化從而判斷其情緒變化，及時提醒駕駛員保持情緒穩(wěn)定及施加相應(yīng)的車輛控制是非常重要的。在現(xiàn)有技術(shù)中也有依據(jù)駕駛員面部表情進行情緒判斷并加以提醒的裝置，比如
公開日為2007年09月05日、公開號為CN101030316B的專利文獻公開了這樣的技術(shù)方案一種汽車安全駕駛監(jiān)控系統(tǒng)和方法，它檢測汽車駕駛員的表情以及眼睛開閉狀態(tài)；判斷該檢測結(jié)果是否為不適于駕駛，并判斷出不適于駕駛時提醒該汽車駕駛員，不僅關(guān)心汽車駕駛員的疲勞程度，還關(guān)心汽車駕駛員的情緒因素，更好地保證了汽車行駛安全。但是該方案對于駕駛員不良情緒的檢測方式單一，并且只是給予提示，沒有進一步的情緒調(diào)節(jié)和車輛控制措施，因此，在現(xiàn)實操作中很難奏效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的對駕駛員不良情緒檢測方式單一，沒有情緒調(diào)節(jié)措施以及沒有相應(yīng)車輛安全控制措施等技術(shù)問題，提供一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，它能夠在判斷駕駛員處于不良情緒狀態(tài)時，適時對車輛進行控制并同時調(diào)節(jié)駕駛員情緒。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的，一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，包括攝像裝置，情緒檢測處理單元，音響單元，攝像裝置輸出端連接情緒檢測處理單元，情緒檢測處理單元通過通信總線連接音響單元及發(fā)動機控制器、電子轉(zhuǎn)向控制器，情緒檢測處理單元檢測駕駛員情緒狀態(tài)并發(fā)送控制指令到音響單元、發(fā)動機控制器、電子轉(zhuǎn)向控制器，音響單元從通信總線上接受指令信號，播放提示語音和調(diào)節(jié)音樂，發(fā)動機控制器接受指令信號做阻尼控制，電子轉(zhuǎn)向控制器接受指令信號做阻尼控制。該方案中，情緒檢測處理單元接收攝像裝置采集的駕駛員臉部數(shù)據(jù)，對人臉視頻中的圖像幀進行靜態(tài)人臉表情識別計算，提取人臉表情運動參數(shù)后，根據(jù)表情生理知識對表情作出判斷，在出現(xiàn)興奮、生氣、激動等不宜駕駛的表情時，播放相應(yīng)的提示語音和情緒調(diào)節(jié)音樂，同時情緒檢測處理單元采集通信總線上的車速數(shù)據(jù)、方向盤轉(zhuǎn)動角數(shù)據(jù)計算車速變化率和方向盤轉(zhuǎn)向角變化率分析判斷是否速度過快或操控過激，如果駕駛員既有情緒又車速過快或操控過激，情緒檢測處理單元則發(fā)送控制指令，讓方向盤控制加重和通過發(fā)動機控制器限制車速，直到駕駛員情緒恢復(fù)正常。本方案遵循面部表情的變化表現(xiàn)為各種情緒變化的規(guī)律。作為優(yōu)選，該系統(tǒng)還包括心率傳感器，心率傳感器輸出端連接所述情緒檢測處理單元。為彌補對情緒進行圖 像識別時出現(xiàn)的識別誤差，利用人們在緊張，羞怯，憤怒(生氣)，害怕，激動，興奮等都可以使得心跳加快的生理特點，增加心率傳感器，通過心率檢測發(fā)現(xiàn)情緒的變化，對駕駛員的情緒變化進行檢測。作為優(yōu)選，心率傳感器的感應(yīng)端安裝在方向盤的左半部和右半部。利用右手和左手間的電位差來測定駕駛員的心率，這種心率傳感器安裝、使用都很方便。作為優(yōu)選，音響單元設(shè)置有調(diào)節(jié)音樂存儲單元，調(diào)節(jié)音樂存儲單元分類存儲提示語音和用于情緒調(diào)節(jié)的音樂。在該存儲單元中將幾種情緒狀態(tài)時的提示語音按地址存放，在播放時按地址提取播放，同樣將用于調(diào)節(jié)情緒的音樂分類按地址存放、按地址播放。作為優(yōu)選，調(diào)節(jié)音樂存儲單元是Flash存儲器。Flash存儲器具有成本低、可靠性高、使用方便等顯著優(yōu)點。作為優(yōu)選，該系統(tǒng)還包括GPS導航單元，GPS導航單元連接在通信總線上，用以提供最近的休息場所地址。在出現(xiàn)不宜駕駛的情緒時，情緒檢測處理單元通知GPS導航單元查找并播報最近的休息場所地址，并引導駕駛員到休息場所休息，恢復(fù)穩(wěn)定情緒。作為優(yōu)選，通信總線是CAN總線。CAN總線具有突出的數(shù)據(jù)通訊可靠性、實時性和靈活性。本發(fā)明帶來的有益效果是同時采用表情識別和心率檢測判斷駕駛員情緒，可靠性高，能夠在駕駛員處于不宜駕駛情緒狀態(tài)時，播放提示音提示注意安全，當出現(xiàn)不宜駕駛情緒時或車速變化率、方向盤轉(zhuǎn)角變化率、踏板變化率出現(xiàn)過激操作時增加發(fā)動機控制阻尼和方向盤轉(zhuǎn)動阻尼，促使駕駛員盡快調(diào)整情緒安全駕駛。


圖I是本發(fā)明的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)處理流程圖。圖中1是攝像裝置，2是心率傳感器，3是情緒檢測處理單元，4是發(fā)動機控制器，5是GPS導航單元，6是電子轉(zhuǎn)向控制器，7是音響單元，8是Flash存儲器，9是CAN總線。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。實施例如圖I所示，本發(fā)明是一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，攝像裝置I、心率傳感器2連接情緒檢測處理單元3，音響單元7中設(shè)置Flash存儲器8，情緒檢測處理單元3、音響單元7、發(fā)動機控制器4、GPS導航單元5、電子轉(zhuǎn)向控制器6連接在CAN總線9上。攝像裝置I采用攝像頭，攝像頭安裝在駕駛室內(nèi)主駕駛座位前方的風擋玻璃上方，攝像頭的輸出端連接在情緒檢測處理單元3的視頻輸入端口，心率傳感器2是利用人體體表生物電檢測方式來檢測心臟搏動的傳感器，心率傳感器2的兩個感應(yīng)電極安裝在方向盤外側(cè)的右半部分和左半部分。錄制的提示音分段存放在Flash存儲器8中，用于調(diào)節(jié)情緒的音樂按照編號存放在Flash存儲器8中。情緒檢測處理單元3根據(jù)駕駛員面部表情和心率變化判斷其情緒狀態(tài)，將控制指令通過CAN總線9發(fā)送給CAN網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備。圖2所示為數(shù)據(jù)處理流程圖，圖中
首先對不宜駕駛的幾種情緒狀態(tài)進行設(shè)定，本實施例中設(shè)定興奮、生氣、激動情緒為不宜駕駛的情緒，設(shè)定心跳閥值，超過此閥值時認為情緒波動過大不宜駕駛，設(shè)定車速、油門踏板、制動踏板、方向盤轉(zhuǎn)角的正常變化率。步驟101 :面部圖像數(shù)據(jù)采集、心跳速率采集，之后對圖像幀進行靜態(tài)人臉表情識別計算，提取人臉表情運動參數(shù)后，根據(jù)表情生理知識對表情作出判斷、對心跳速率進行計
算；
步驟102 :判斷是否為不宜駕駛情緒狀態(tài)，當駕駛員出項設(shè)定的不宜駕駛情緒狀態(tài)時，轉(zhuǎn)入步驟104及步驟107，如果未出現(xiàn)不宜駕駛情緒，則轉(zhuǎn)入步驟103，判斷心跳速率，以彌補圖像識別時由于識別誤差出現(xiàn)的漏判，當心跳速率超過規(guī)定閥值時同樣轉(zhuǎn)入步驟104及步驟107 ；
步驟104 :對CAN總線有關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，這些數(shù)據(jù)包括車速、油門踏板信號、制動踏板信號、方向盤轉(zhuǎn)向角等。在CAN總線上由于儀表顯示、車輛控制等需求，這些數(shù)據(jù)(信號)會隨時出現(xiàn)在CAN總線上，因此，情緒檢測處理單元3可以隨時從CAN總線上獲??；
步驟105 :判斷是否車速變化過快，通過接收當前車速與前一時刻車速，計算出車速的變化率，再將此車速變化率與設(shè)定值作比較，如果大于設(shè)定值，表示車速變化過快(此狀況是由于駕駛員急加速或急減速導致的)，此時轉(zhuǎn)入步驟113發(fā)送阻尼控制指令和最近休息場所搜索指令；
步驟106 :判斷是否控制過激，根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角變化率、加速踏板變化率及制動踏板變化率，如果方向盤轉(zhuǎn)角變化率或加速踏板變化率或制動踏板變化率大于設(shè)定值，則表明駕駛員車輛控制過激，轉(zhuǎn)入步驟113發(fā)送阻尼控制指令和最近休息場所搜索指令；
步驟107 :判斷是否屬于興奮情緒，如果屬于興奮情緒，則轉(zhuǎn)步驟108，播放控制興奮情緒、注意行車安全的一組提示音，并同時轉(zhuǎn)入步驟113發(fā)送阻尼控制指令和最近休息場所搜索指令；
步驟109 :判斷是否屬于生氣情緒，如果屬于生氣情緒，則轉(zhuǎn)步驟110，播放控制生氣情緒、注意行車安全的一組提示音，并播放緩解生氣情緒的樂曲或歌曲，同時轉(zhuǎn)入步驟113發(fā)送阻尼控制指令和最近休息場所搜索指令；
步驟111 :判斷是否屬于激動情緒，如果屬于激動情緒，則轉(zhuǎn)步驟112，播放控制激動情緒、注意行車安全的一組提示音，并播放緩解激動情緒的樂曲或歌曲，同時轉(zhuǎn)入步驟113發(fā)送阻尼控制指令和最近休息場所搜索指令；
步驟113 :向CAN總線發(fā)送阻尼指令和最近休息場所搜索指令；
步驟114 :發(fā)動機控制器4收到阻尼指令，反應(yīng)油門變小，使車速變低，電子轉(zhuǎn)向控制器6收到阻尼指令，方向盤控制加重；
步驟115 =GPS導航單元5收到最近休息場所搜索指令，播報最近休息場所地址并提供該休息場所導航服務(wù)，通過休息緩解不良情緒。所以本發(fā)明具有同時采用面部表情識別和心率檢測判斷駕駛員情緒波動，可靠性高，能夠在駕駛員處于情緒激動狀態(tài)時播放提示音控制不良情緒、注意行車安全，當出現(xiàn)不宜駕駛情緒時或車速變化率、方向盤轉(zhuǎn)角變化率、踏板變化率出現(xiàn)過激操作時增加發(fā)動機
控制阻尼和方向盤轉(zhuǎn)動阻尼，促使駕駛員盡快調(diào)整情緒安全駕駛，通過播放樂曲、歌曲和增加休息等方式調(diào)節(jié)不良情緒等特征。
權(quán)利要求
1.一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，包括攝像裝置，其特征在于還包括情緒檢測處理單元，音響單元，所述攝像裝置輸出端連接情緒檢測處理單元，情緒檢測處理單元通過通信總線連接音響單元及發(fā)動機控制器、電子轉(zhuǎn)向控制器，所述情緒檢測處理單元檢測駕駛員情緒狀態(tài)并發(fā)送控制指令到音響單元、發(fā)動機控制器、電子轉(zhuǎn)向控制器，音響單元從通信總線上接受指 令信號，播放提示語音和調(diào)節(jié)音樂，發(fā)動機控制器接受指令信號做阻尼控制，電子轉(zhuǎn)向控制器接受指令信號做阻尼控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，其特征在于還包括心率傳感器，所述心率傳感器輸出端連接所述情緒檢測處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，其特征在于所述心率傳感器的感應(yīng)端安裝在方向盤的左半部和右半部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，其特征在于所述音響單元設(shè)置有調(diào)節(jié)音樂存儲單元，所述調(diào)節(jié)音樂存儲單元分類存儲提示語音和用于情緒調(diào)節(jié)的音樂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)節(jié)音樂存儲單元是Flash存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，其特征在于還包括GPS導航單元，所述GPS導航單元連接在通信總線上，用以提供最近的休息場所地址。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，其特征在于所述通信總線是CAN總線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的對駕駛員不良情緒檢測方式單一，沒有情緒調(diào)節(jié)措施以及沒有相應(yīng)車輛安全控制措施等技術(shù)問題，提供一種汽車駕駛員情緒監(jiān)視及車輛控制系統(tǒng)，它能夠在判斷駕駛員處于不良情緒狀態(tài)時，適時對車輛進行控制并同時調(diào)節(jié)駕駛員情緒，包括攝像裝置，情緒檢測處理單元，音響單元，攝像裝置輸出端連接情緒檢測處理單元，情緒檢測處理單元通過通信總線連接音響單元及發(fā)動機控制器、電子轉(zhuǎn)向控制器。
文檔編號B60W50/08GK102874259SQ20121019941
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者朱祝陽, 丁武俊, 陳冰, 張方偉, 陳文強, 潘之杰, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司