CN105109339A - 一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统 - Google Patents

Abstract

一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，它包括有整车控制器，其技术要点中：整车控制器的输入端通过上位机与脑电信号采集装置的输出端相连接，整车控制器的输出端依次与车身控制器、空调控制器和电机控制器输入端相连接；车身控制器输出端分别与危险报警闪光灯及语音提醒装置输入端相连接；空调控制器输出端与电动空调输入端相连接；电机控制器输出端则与驱动电机输入端相连接。本发明具有一旦驾驶员出现疲劳驾驶状态，车身控制器将自动点亮危险报警闪光灯，以达到警示其他车辆的作用；或者电机控制器控制驱动电机降低转速，以避免因车辆行驶速度过高而发生意外；或者空调控制器将电动空调开启，降低车内温度，已达到缓解驾驶员疲劳的目的，从而转变为安全状态。

Description

一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车相关技术领域，具体地说一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统。

背景技术

近年来，在高速公路行车中，由于驾驶员因疲劳驾驶、醉酒、磕睡造成的重大交通事故成倍上升，因此，世界各国都在对车载预防驾驶员行车磕睡装置进行大量的开发研究，所以对驾驶员疲劳驾驶的实时预警、缓解系统的研究已渐渐成为科研热点。如识别脑波、判断睡眠姿态、脑部位置偏移、手部握力变化、眨眼频率判断等。由于上述各种方法均存在判断驾驶员瞌睡状态的不确定性和没有应急停车装置，所以到目前为止尚没有一种能具有实用价值和批量生产安装的驾驶员防磕睡安全装置。根据有关科研机构研究结论，脑电信号产生的机制和特征，可将脑电信号分为几个波段：δ波（0.5~3.8Hz），θ波（4~7.8Hz），α波（8~13.8Hz），β波（14~30Hz），实验证明：人们在处于疲劳状态时，α波（8~13.8Hz）的幅值会出现显著变化。综上所述，为大幅度降低行车事故减少人身伤亡，市场急需一种能可靠识别驾驶员行车磕睡的方法和预防驾驶员行车瞌睡的紧急自动停车装置，特别是对于日益普及的新能源汽车。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人们在处于疲劳状态时，α波（8~13.8Hz）幅值会出现显著变化的新能源汽车疲劳驾驶预警及缓解系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，它包括有整车控制器，其特征在于：整车控制器的输入端通过上位机与电脑电信号采集装置的输出端相连接，整车控制器的输出端依次与车身控制器、空调控制器和电机控制器输入端相连接；车身控制器输出端分别与危险报警闪光灯及语音提醒装置输入端相连接；空调控制器输出端与电动空调输入端相连接；电机控制器输出端则与驱动电机输入端相连接。

本发明所述的上位机为脑电信号采集的实时处理装置。

本发明的一种新能源汽车疲劳驾驶预警及缓解系统，其特征在于疲劳驾驶预警及缓解的方法如下：

1）车辆行驶开始后，电脑（EEG）信号采集装置实时采集驾驶员的EEG信号，并实时传送给上位机，上位机对脑电信息完成实时处理，根据驾驶员EEG信号中α波（8~13Hz波段）幅值变化，判定驾驶员是否已处于疲劳驾驶状态。

2）如果上位机判断驾驶员已处于疲劳驾驶状态，上位机将疲劳驾驶信号通过CAN总线传给整车控制器，整车控制器通过CAN总线发送指令给车身控制器，车身控制器接到指令后，点亮危险报警闪光灯，以达到警示其他车辆的作用。

3）如果上位机判断驾驶员已处于疲劳驾驶状态，上位机将疲劳驾驶信号通过CAN传给整车控制器，整车控制器通过CAN总线发送指令给电机控制器，电机控制器控制驱动电机降低转速，以避免因车辆行驶速度过高而发生意外。

4）如果上位机判断驾驶员已处于疲劳驾驶状态，上位机将疲劳驾驶信号通过CAN总线传给整车控制器，整车控制器通过CAN总线发送指令给空调控制器，空调控制器将电动空调开启，降低车内温度，已达到缓解驾驶员疲劳的目的。

实验证明当人处于闭眼或疲劳状态时，脑电信号中α（8~13.8Hz）波幅值会有明显变化；实验证明人处于恒温、相对密闭的空间中容易困倦，适当的降低温度可以使大脑变得清醒。本发明通过脑电信号采集装置对驾驶员的脑电信号实时采集并传输给上位机，上位机完成α波幅值变化的检测，如果判定驾驶员已处于疲劳状态，将疲劳信号发送给电动汽车的整车控制器，整车控制器将指令发送给车身控制器、空调控制器、电机控制器。最终通过降低车辆行驶速度、语音提醒和降低室内温度，完成对其它车辆警示、驾驶员疲劳驾驶提醒、疲劳缓解，以避免或降低因疲劳驾驶而引发的交通事故。

本发明是基于脑电信号中α波的特征，完成本系统的发明创造；驾驶员一旦出现打瞌睡或疲劳驾驶的危险状态，车身控制器将自动点亮危险报警闪光灯，以达到警示其他车辆的作用；或者电机控制器控制驱动电机降低转速，以避免因车辆行驶速度过高而发生意外；或者空调控制器将电动空调开启，降低车内温度，已达到缓解驾驶员疲劳的目的，从而转变为安全状态。本发明结构简单，使用可靠，进行随时检测，可有效防止由于驾驶员磕睡或疲劳驾驶时造成的行车事故。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意简图；

图2为本发明的工作流程简图图。

图中序号说明：1脑电信号采集装置，2上位机，3整车控制器，4车身控制器，5危险报警闪光灯，6语音提醒装置，7电机控制器，8驱动电机，9空调控制器，10电动空调。

具体实施方式

根据图1～图2详细说明本发明的具体结构及控制过程。

实施例1：

如图1所示，图中3为整车控制器，整车控制器3的输入端通过上位机2与脑电信号采集装置1的输出端相连接，整车控制器3的输出端依次与车身控制器4、空调控制器9和电机控制器7输入端相连接；车身控制器4输出端分别与危险报警闪光灯5及语音提醒装置6输入端相连接；空调控制器9输出端与电动空调10输入端相连接；电机控制器7输出端则与驱动电机8输入端相连接。

当人处于疲劳状态时，EEG信号中波段在8~13.8Hz的α波的幅值会出现明显变化，本发明通过EEG信号采集装置1对驾驶员的脑电信号实时采集并传输给上位机2，上位机2对EEG信号处理并完成α波幅值变化的检测，如果判定驾驶员已处于疲劳状态，将疲劳信号发送给电动汽车的整车控制器3，整车控制器3将指令发送给车身控制器4、电机控制器7、空调控制器9。车身控制器4控制危险报警闪光灯5实现灯光警示，控制语音提醒装置6提醒驾驶员已处于疲劳驾驶状态。电机控制器7控制驱动电机8降低转速，已实现降低车辆行驶速度。空调控制器9控制电动空调10实现室内温度降低，使驾驶员的疲劳得到缓解。本发明以上一系列措施可有效地避免因疲劳驾驶引起的交通事故或降低交通事故的严重度。

实施例2：

本实施例中采用的一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，结合图1，如图2所示，包括以下步骤：

在步骤201，车辆开始运行，疲劳驾驶预警及缓解系统被激活；

在步骤202当汽车处于行驶状态时，脑电信号采集装置实时采集驾驶员的脑电信号并将脑电信号发送给上位机；

在步骤203，上位机接收脑电信号并对其进行实时信号处理；

在步骤204，上位机根据采集到的脑电信号中α波的幅值变化判断驾驶员是否已处于疲劳驾驶状态；

若上位机的判断结果是驾驶员未处于疲劳驾驶状态（N），该系统继续执行步骤202，实时采集驾驶员的脑电信号并将脑电信号发送给上位机；

若上位机的判断结果是驾驶员已处于疲劳驾驶状态（Y），上位机将疲劳信号发送给整车控制器：

该系统执行步骤205，整车控制器向车身控制器发送指令打开危险报警闪光灯；

该系统执行步骤206，整车控制器向车身控制器发送指令开启语音提醒装置对驾驶员实现语音提醒；

该系统执行步骤207，整车控制器向电机控制器发送指令降低驱动电机转速；

该系统执行步骤208，整车控制器向空调控制器发送指令开启电动空调，降低室内温度以缓解驾驶员疲劳。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，它包括有整车控制器，其特征在于：整车控制器的输入端通过上位机与脑电信号采集装置的输出端相连接，整车控制器的输出端依次与车身控制器、空调控制器和电机控制器输入端相连接；车身控制器输出端分别与危险报警闪光灯及语音提醒装置输入端相连接；空调控制器输出端与电动空调输入端相连接；电机控制器输出端则与驱动电机输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，其特征在于：所述的上位机为脑电信号采集的实时处理装置。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，其特征在于：所述的脑电信号采集装置所采集的电信为脑电信号中α（8~13Hz）波幅值。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车用疲劳驾驶预警及缓解系统，其特征在于：其特征在于疲劳驾驶预警及缓解的方法如下：

1）车辆行驶开始后，电脑信号采集装置实时采集驾驶员的EEG信号，并实时传送给上位机，上位机对脑电信息完成实时处理，根据驾驶员EEG信号中α波（8~13Hz波段）幅值变化，判定驾驶员是否已处于疲劳驾驶状态；

2）如果上位机判断驾驶员已处于疲劳驾驶状态，上位机将疲劳驾驶信号通过CAN总线传给整车控制器，整车控制器通过CAN总线发送指令给车身控制器，车身控制器接到指令后，点亮危险报警闪光灯，以达到警示其他车辆的作用；

3）如果上位机判断驾驶员已处于疲劳驾驶状态，上位机将疲劳驾驶信号通过CAN传给整车控制器，整车控制器通过CAN总线发送指令给电机控制器，电机控制器控制驱动电机降低转速，以避免因车辆行驶速度过高而发生意外；

4）如果上位机判断驾驶员已处于疲劳驾驶状态，上位机将疲劳驾驶信号通过CAN总线传给整车控制器，整车控制器通过CAN总线发送指令给空调控制器，空调控制器将电动空调开启，降低车内温度，已达到缓解驾驶员疲劳的目的。