專利名稱：防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車電子監(jiān)控領(lǐng)域，更具體的涉及一種防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)市場上的車載終端主要包括車載PC，多個(gè)具有獨(dú)立功能的設(shè)備的拼裝以及具有車載功能的便攜式電子設(shè)備。它們各自都存在一些缺點(diǎn)。車載PC價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜，具有獨(dú)立功能的設(shè)備的拼裝占用車內(nèi)空間，便攜式電子設(shè)備的主要缺點(diǎn)是顯示屏較小，不方便查看。隨著半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，實(shí)用性高、功能豐富、價(jià)格低的智能車載終端是發(fā)展的趨勢。在云服務(wù)系統(tǒng)平臺中，主要包括云計(jì)算平臺和云服務(wù)平臺。云計(jì)算平臺提供計(jì)算處理能力，云服務(wù)平臺集成了物理服務(wù)器和虛擬服務(wù)器的集中管理，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的虛擬化抽象與監(jiān)控管理、資源快速部署與按需分發(fā)、智能化的任務(wù)調(diào)度與負(fù)載管理、功耗管理與節(jié)能降耗、系統(tǒng)全局安全保障等功能。云計(jì)算為車載信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理提供了高性能的服務(wù)器端處理能力。射頻識別技術(shù)，識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)間無需發(fā)生直接接觸。而是通過無線電信號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，在使用頻率比較高的日常應(yīng)用上，有其特定的優(yōu)勢。例如，基于RFID的車輛門禁管理系統(tǒng)、ETC(Electronic Toll Collection)不停車收費(fèi)系統(tǒng)、車輛電子環(huán)保標(biāo)識等。

實(shí)用新型內(nèi)容1、實(shí)用新型目的本實(shí)用新型為了解決·現(xiàn)有的車載信息采集系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)較為緩慢，無法及時(shí)的傳遞車輛運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)，為防止駕駛員疲勞駕駛而提出的一種車載信息采集系統(tǒng)。2、實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)包括數(shù)字信號處理器、車聯(lián)網(wǎng)模塊、CAN接口、數(shù)據(jù)存儲模塊、后臺接口模塊、數(shù)字信號輸入模塊、電源模塊、疲勞駕駛監(jiān)控模塊、電子控制模塊、車輛傳感器；車輛傳感器將車載數(shù)據(jù)通過電子控制模塊處理傳送到數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到車聯(lián)網(wǎng)模塊，車聯(lián)網(wǎng)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器進(jìn)行保存和處理，云服務(wù)器處理后將結(jié)果發(fā)送到車載終端系統(tǒng)；疲勞駕駛監(jiān)控模塊將采集的圖像信息進(jìn)行差分處理，得到瞳孔圖像，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助的Kalman濾波器對瞳孔位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤預(yù)測，從而判斷駕駛員處于疲勞狀態(tài)。優(yōu)選的還包括北斗導(dǎo)航模塊、報(bào)警器模塊，電子控制模塊接收到信號傳遞到報(bào)警器和車載終端所述的車載終端將信號通過移動通信網(wǎng)或無線局域網(wǎng)發(fā)送到云服務(wù)器。優(yōu)選的，數(shù)字信號處理器為ARM Cortex-A8內(nèi)核的0MAP3430處理器。所述的疲勞駕駛監(jiān)控模塊包括紅外光源、CXD攝像頭、控制主板，對瞳孔位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤預(yù)測，用瞳距作為參考值來計(jì)算瞳孔大小絕對值，2個(gè)CCD攝像頭90°交叉，同時(shí)測量人眼的圖像，一個(gè)為850nm波長的圖像，另一個(gè)為950nm的圖像，經(jīng)過一個(gè)光束分離器，得到的2幅圖像相減為視網(wǎng)膜位置圖像。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:1、結(jié)構(gòu)緊湊、清晰，基于數(shù)字處理器的中央環(huán)繞結(jié)構(gòu)；2、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理在云服務(wù)器端進(jìn)行，車載終端工作效率提高；3、開放式架構(gòu)、可擴(kuò)展性強(qiáng)，其它模塊的引入只需要提供相應(yīng)的接口 ；4、用戶數(shù)據(jù)云端存儲，存儲穩(wěn)定，計(jì)算效率高。

圖1是本實(shí)用新型車載終端的體系結(jié)構(gòu)。圖2是防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)服務(wù)流程。圖3是疲勞駕駛監(jiān)測流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。實(shí)施例1防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)支持K、LIN、CAN等主流車輛總線形式，通過加密保存車輛運(yùn)行的狀態(tài) 信息，系統(tǒng)通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與后臺管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。后臺管理系統(tǒng)提供海量數(shù)據(jù)的存儲和查詢，并可以根據(jù)車載信息對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析。包括數(shù)字信號處理器，它接收、處理、轉(zhuǎn)發(fā)其它模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。這些模塊包括車聯(lián)網(wǎng)模塊、CAN接口、數(shù)據(jù)存儲模塊、后臺接口模塊、數(shù)字信號輸入模塊、電源模塊、疲勞駕駛監(jiān)控模塊、北斗導(dǎo)航模塊。防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)能夠收集來自各個(gè)傳感器的發(fā)送過來的車載數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過無線局域網(wǎng)發(fā)送到車聯(lián)網(wǎng)模塊，由車聯(lián)網(wǎng)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器進(jìn)行保存和處理，云服務(wù)器會將處理后的結(jié)果發(fā)送到車載終端系統(tǒng)，然后以適當(dāng)?shù)姆绞教嵝延脩簟２捎脽o線局域網(wǎng)技術(shù)作為主要手段支持?jǐn)?shù)字信號處理器和車聯(lián)網(wǎng)模塊的連接服務(wù)。無線局域網(wǎng)具有高靈活性和移動性、布局方便、故障定位容易的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有車輛一般都是使用車載自動診斷系統(tǒng)(On-Board Diagnostics, 0BD)接口讀取或?qū)懭胲囕v技術(shù)參數(shù)和故障信息，這一功能以后將集成在車聯(lián)網(wǎng)模塊上，使用無線局域網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)更加便利和安全，車輛的相關(guān)技術(shù)參數(shù)可以通過車聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)送到相關(guān)服務(wù)提供商處，由專業(yè)人員讀取信息后可以實(shí)現(xiàn)對車輛狀態(tài)的實(shí)時(shí)管理。乘員的個(gè)人電腦、PDA等，可以借助于車聯(lián)網(wǎng)模塊作為互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)移動辦公。另外，利用車聯(lián)網(wǎng)還可以實(shí)現(xiàn)車輛到站播報(bào)的功能。實(shí)施例2結(jié)合圖1，防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)能夠采集的信息包括汽車基本信息、汽車狀態(tài)、汽車實(shí)時(shí)位置、汽車運(yùn)行速度加速度、轉(zhuǎn)向角度、駕駛員面部圖像等。數(shù)字信號處理器核心是處理器內(nèi)核，本實(shí)用新型采用的是ARM Cortex-A8內(nèi)核的0MAP3430處理器。[0028]結(jié)合圖2，依靠本系統(tǒng)，可以消除一定的潛在安全隱患。比如汽車出現(xiàn)機(jī)油泄漏情況，在本系統(tǒng)中，即使駕車人員不具備相關(guān)專業(yè)知識，也會有很大幾率避免發(fā)生重大經(jīng)濟(jì)損失乃至于人員傷亡。首先，一旦發(fā)生機(jī)油滲漏，車輛上的相應(yīng)傳感器會生成相關(guān)信號并傳遞到汽車電子控制模塊(ECU)，汽車電子控制模塊接收到信號便會控制報(bào)警燈來閃爍報(bào)警，同時(shí)將相關(guān)信號傳遞給車載終端。車載終端一旦接收到此類信號，可以馬上通過集成在終端上的移動通信模塊將該信息發(fā)送到車輛駕乘人員事先綁定的手機(jī)上去，同時(shí)車載終端還通過移動通信模塊(3G)或者無線局域網(wǎng)模塊(如WiFi等)將此報(bào)警信息及車輛定位信息打包傳送互聯(lián)網(wǎng)上車輛保養(yǎng)服務(wù)企業(yè)架設(shè)的服務(wù)器上去。車輛保養(yǎng)服務(wù)企業(yè)的專業(yè)人員在讀取到相關(guān)信息后便可以人工通知車輛駕乘人員前來進(jìn)行維修或者上門提供服務(wù)，甚至于可以通過讀取車載終端發(fā)送來的定位信息直接找到受損車輛。結(jié)合圖3，疲勞駕駛監(jiān)測設(shè)計(jì)基于PERCL0S方法，利用紅外光源、差分圖像、Kalman濾波器的方法，進(jìn)行設(shè)計(jì)系統(tǒng)的初步原型。攝像頭安裝在駕駛員的前下方，以不影響司機(jī)的視野為準(zhǔn)則。在攝像頭的選擇上，使用的是(XD電容稱合器件(charged coupleddevice)和 CMOS 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal-oxide-semiconductor)作為傳感器?？紤]到人眼視網(wǎng)膜對不同波長的紅外光反射量不同的特點(diǎn)，在850nm波長時(shí)，能夠反射90%的入射光，在950nm波長視網(wǎng)膜只能反射40%的入射光，因此在同樣照度情況下，用2個(gè)攝像頭同時(shí)測量人眼的圖像，一個(gè)是850nm波長的圖像，另一個(gè)是950nm的圖像，2幅圖像相減的結(jié)果，就只留下視網(wǎng)膜的位置的圖像，然后再分析視網(wǎng)膜的大小和位置。為了能夠得到2幅不同波長光源而相同的圖像，利用2個(gè)分離的攝像頭，90°交叉。當(dāng)圖像經(jīng)過一個(gè)光束分離器，分成2束分別進(jìn)入2個(gè)攝像頭的鏡頭后，2個(gè)鏡頭分別用850nm和950nm波長的濾波器得到相應(yīng)的紅外圖像。結(jié)果就得到2幅在同一時(shí)刻只有視網(wǎng)膜圖像不同的2幅圖像。由于采用的是紅外光源，一方面不會影響到駕駛員的操作，另一方面，可以有效地滿足全天候的要求。上述實(shí)施例不以任何方式限制本實(shí)用新型，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)字信號處理器、車聯(lián)網(wǎng)模塊、CAN接口、數(shù)據(jù)存儲模塊、后臺接口模塊、數(shù)字信號輸入模塊、電源模塊、疲勞駕駛監(jiān)控模塊、電子控制模塊、車輛傳感器；車輛傳感器將車載數(shù)據(jù)通過電子控制模塊處理傳送到數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到車聯(lián)網(wǎng)模塊，車聯(lián)網(wǎng)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器進(jìn)行保存和處理，云服務(wù)器處理后將結(jié)果發(fā)送到車載終端系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)，其特征在于:還包括北斗導(dǎo)航模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)，其特征在于:還包括報(bào)警器模塊，電子控制模塊接收到信號傳遞到報(bào)警器和車載終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)字信號處理器為ARM Cortex-A8內(nèi)核的0MAP3430處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的疲勞駕駛監(jiān)控模塊包括紅外光源、CXD攝像頭、控制主板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的CCD攝像頭為2個(gè)成90°交叉。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防疲勞駕駛的車載信息采集系統(tǒng)。包括數(shù)字信號處理器、車聯(lián)網(wǎng)模塊、CAN接口、數(shù)據(jù)存儲模塊、后臺接口模塊、數(shù)字信號輸入模塊、電源模塊、疲勞駕駛監(jiān)控模塊、電子控制模塊、車輛傳感器；車輛傳感器將車載數(shù)據(jù)通過電子控制模塊處理傳送到數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到車聯(lián)網(wǎng)模塊，車聯(lián)網(wǎng)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行保存和處理，云服務(wù)器處理后將結(jié)果發(fā)送到車載終端系統(tǒng)；疲勞駕駛監(jiān)控模塊將采集的圖像信息進(jìn)行差分處理，得到瞳孔圖像，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助的Kalman濾波器對瞳孔位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤預(yù)測，從而判斷駕駛員處于疲勞狀態(tài)。本實(shí)用新型提高了數(shù)據(jù)處理速度和對駕駛員疲勞駕駛進(jìn)行監(jiān)控。
文檔編號G08B21/06GK203118167SQ20132004531
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者李千目, 周建群, 侯君 申請人:無錫南理工科技發(fā)展有限公司