一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法和系统

摘要

本发明公开了一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法，包括以下步骤：步骤S1、通过加速度传感器获取汽车的加速度信息；步骤S2、根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；步骤S3、根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；步骤S4、根据监测到的信息，判断驾驶员是否处于疲劳状态。本发明既克服了CAN总线对通讯协议的特定要求；又克服了GPS在特定区域(如隧道)信号弱，不能持续稳定工作的缺点。同时，此方案成本不高；使用此方案做出的产品会有更好的竞争优势。

权利要求

1.一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、通过加速度传感器获取汽车的加速度信息；

步骤S2、根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；

步骤S3、根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；

步骤S4、根据监测到的信息，判断驾驶员是否处于疲劳状态；

当汽车在停止状态时，控制监测模块处于待机模式；

当汽车处于转弯状态时，控制监测模块监测驾驶员的眼睛信息；

当汽车处于正常行驶状态时，控制监测模块同时监测驾驶员的眼睛、嘴巴、面部表情和头部动作。

2.根据权利要求1所述的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法，其特征在于，还包括：

在监测到驾驶员处于疲劳状态时，生成报警信息。

3.一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，包括：加速度传感器，用于获取汽车的加速度信息；

行驶状态信息生成模块，用于根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；

控制模块，用于根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；

监测模块，用于根据监测驾驶员的驾驶状态；

判断模块，用于根据监测到的驾驶员的驾驶状态，判断驾驶员是否处于疲劳状态；

当汽车在停止状态时，所述控制模块控制监测模块处于待机模式；当汽车处于转弯状态时，所述控制模块控制监测模块监测驾驶员的眼睛信息；当汽车处于正常行驶状态时，所述控制模块控制监测模块同时监测驾驶员的眼睛、嘴巴、面部表情和头部动作。

4.根据权利要求3所述的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，还包括：

报警模块，用于在监测到驾驶员处于疲劳状态时，生成报警信息。

5.根据权利要求4所述的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统，其特征在于，所述报警模块包括声音报警单元和闪光报警单元。

6.一种车辆，其特征在于，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述车辆执行如权利要求1‑2中所述的任一项方法。

7.一种机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1‑2所述任一项方法。

说明书

一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法和系统

技术领域

[0001] 本发明智能驾驶技术领域，更具体的说，涉及一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法和系统。

背景技术

[0002] 疲劳驾驶监测系统(DFM：Driving Fatigue Monitoring)是一种电子监测设备，其使用摄像头等传感器，获取驾驶员的眼睛、嘴巴等面部特征，配合特定的计算机视觉算法，
判定驾驶员是否疲劳驾驶。

[0003] 这种设备在车辆正常前进的过程中都可以正常工作；但当转弯时，驾驶员可能会转头观察车外情况，此时DFM会认为驾驶员没有集中注意力驾驶而报警；或者遇到红绿灯
时，驾驶员可能会停车，并和旁边的人说话，或者转头观察周围环境，此时DFM也会认为驾驶
员没有集中注意力驾驶而报警。

[0004] 为了解决在转弯和停车时的误报问题，目前行业通常有2种做法：1、通过CAN总线获取汽车状态信息；2、使用GPS定位系统获取汽车状态。由于不同的车型，CAN总线协议是不
同的，因此如果使用CAN总线的方式获取汽车状态，只适用于前装特定的车型；而不能做成
适合所有车型的通用性的产品。使用GPS定位的方式获取汽车状态的方式成本较高，同时受
环境影响较大(如隧道内GPS信号弱造成定位失效)。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法和系统。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

[0007] 一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤S1、通过加速度传感器获取汽车的加速度信息；

[0009] 步骤S2、根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；

[0010] 步骤S3、根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；

[0011] 步骤S4、根据监测到的信息，判断驾驶员是否处于疲劳状态。

[0012] 在本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法中，在所述步骤S3中，

[0013] 当汽车在停止状态时，控制监测模块处于待机模式；

[0014] 当汽车处于转弯状态时，控制监测模块监测驾驶员的眼睛信息；

[0015] 当汽车处于正常行驶状态时，控制监测模块同时监测驾驶员的眼睛、嘴巴、面部表情和头部动作。

[0016] 在本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法中，还包括：

[0017] 在监测到驾驶员处于疲劳状态时，生成报警信息。

[0018] 根据本发明的另一方面，还提供：

[0019] 一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统，包括：

[0020] 加速度传感器，用于获取汽车的加速度信息；

[0021] 行驶状态信息生成模块，用于根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；

[0022] 控制模块，用于根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；

[0023] 监测模块，用于根据监测驾驶员的驾驶状态；

[0024] 判断模块，用于根据监测到的驾驶员的驾驶状态，判断驾驶员是否处于疲劳状态。

[0025] 在本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统中，当汽车在停止状态时，所述控制模块控制监测模块处于待机模式；当汽车处于转弯状态时，所述控制模块控制
监测模块监测驾驶员的眼睛信息；当汽车处于正常行驶状态时，所述控制模块控制监测模
块同时监测驾驶员的眼睛、嘴巴、面部表情和头部动作。

[0026] 在本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统中，还包括：

[0027] 报警模块，用于在监测到驾驶员处于疲劳状态时，生成报警信息。

[0028] 在本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统中，所述报警模块包括声音报警单元和闪光报警单元。

[0029] 根据本发明的另一方面，还提供一种车辆，其特征在于，包括：一个或多个处理器；和

[0030] 其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述车辆执行如上所述的一个或多个的方法。

[0031] 根据本发明的另一方面，还提供一个或多个机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的一个或多个的方法。

[0032] 本发明的有益效果：

[0033] 本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统和方法，通过加速度传感器可以感知X、Y、Z三个方向的加速度，从而判断出汽车的行驶状态(前进、转弯、停止等)。根据
汽车的不同工况，控制DFM疲劳驾驶监测系统的工作模式，从而提升DFM的准确性和用户体
验的舒适性。既克服了CAN总线对通讯协议的特定要求；又克服了GPS在特定区域(如隧道)
信号弱，不能持续稳定工作的缺点。同时，此方案成本不高；使用此方案做出的产品会有更
好的竞争优势。

附图说明

[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图：

[0035] 图1所示为本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法的流程图；

[0036] 图2所示为本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统的原理图。

具体实施方式

[0037] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所
描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

[0038] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

[0039] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请
技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施
例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

[0040] 实施例一

[0041] 图1所示为本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法的流程图，如图1所示，图1所示为本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测方法的流程图包括如下
步骤：

[0042] 步骤S1、通过加速度传感器获取汽车的加速度信息；

[0043] 具体地，在本发明一实施例中，加速度传感器采用NXP公司生产的MMA8491Q芯片。此芯片带有X、Y、Z三向传感器，14位AD模数转换器。X、Y、Z三向传感器分别感知横向、纵向、
垂直方向3个方向的加速度变化；并通过ADC模数转换器把加速度变化的结果转成数字信
息；从IIC接口输出到外部MCU。

[0044] 步骤S2、根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；

[0045] 具体地，在本发明一实施例中，通过加速度传感器获取的三轴加速度信息，判断汽车当前是处于停止状态、转弯状态或正常行驶状态。其中，通过加速度信息判断汽车行驶状
态，是本领域技术人员已知的现有技术，本发明在此不再赘述。

[0046] 步骤S3、根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；

[0047] 具体地，在本发明一实施例中，根据不同的行驶状态，监测模块采取不同的工作模式。当汽车在停止状态时，控制监测模块处于待机模式；当汽车处于转弯状态时，控制监测
模块监测驾驶员的眼睛信息；当汽车处于正常行驶状态时，控制监测模块同时监测驾驶员
的眼睛、嘴巴、面部表情和头部动作。这样，根据汽车的不同工况，控制DFM疲劳驾驶监测系
统的工作模式，从而提升DFM的准确性和用户体验的舒适性。

[0048] 步骤S4、根据监测到的信息，判断驾驶员是否处于疲劳状态。

[0049] 具体地，在本发明一实施例中，根据不同工作模式下监测到的用户信息，可以判断驾驶员是否疲劳。其中，根据驾驶员的眼睛信息或根据驶员的眼睛、嘴巴、面部表情和头部
动作判断驾驶员是否处于疲劳状态，可以采用计算机视觉算法或本领域已知的任何现有技
术，本发明在此并不限定。

[0050] 进一步地，在本发明一实施例中，在监测到驾驶员处于疲劳状态后，通过LED灯和蜂鸣器进行声光报警。

[0051] 需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依
据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该
知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施
例所必须的。

[0052] 实施例二

[0053] 基于同一发明构思，本发明还提供一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统，包括：

[0054] 加速度传感器10，用于获取汽车的加速度信息；

[0055] 具体地，在本发明一实施例中，加速度传感器采用NXP公司生产的MMA8491Q芯片。此芯片带有X、Y、Z三向传感器，14位AD模数转换器。X、Y、Z三向传感器分别感知横向、纵向、
垂直方向3个方向的加速度变化；并通过ADC模数转换器把加速度变化的结果转成数字信
息；从IIC接口输出到外部MCU。

[0056] 行驶状态信息生成模块20，用于根据所述加速度信息，生成汽车的行驶状态信息；

[0057] 具体地，在本发明一实施例中，通过加速度传感器获取的三轴加速度信息，行驶状态信息生成模块判断汽车当前是处于停止状态、转弯状态或正常行驶状态。其中，行驶状态
信息生成模块通过加速度信息判断汽车行驶状态，是本领域技术人员已知的现有技术，本
发明在此不再赘述。

[0058] 控制模块30，用于根据汽车的行驶状态信息，控制监测模块的工作模式；

[0059] 监测模块40，用于根据监测驾驶员的驾驶状态；

[0060] 具体地，在本发明一实施例中，根据不同的行驶状态，监测模块采取不同的工作模式。当汽车在停止状态时，控制监测模块处于待机模式；当汽车处于转弯状态时，控制监测
模块监测驾驶员的眼睛信息；当汽车处于正常行驶状态时，控制监测模块同时监测驾驶员
的眼睛、嘴巴、面部表情和头部动作。这样，根据汽车的不同工况，控制DFM疲劳驾驶监测系
统的工作模式，从而提升DFM的准确性和用户体验的舒适性。

[0061] 判断模块50，用于根据监测到的驾驶员的驾驶状态，判断驾驶员是否处于疲劳状态。

[0062] 具体地，在本发明一实施例中，根据不同工作模式下监测到的用户信息，可以判断驾驶员是否疲劳。其中，根据驾驶员的眼睛信息或根据驶员的眼睛、嘴巴、面部表情和头部
动作判断驾驶员是否处于疲劳状态，可以采用计算机视觉算法或本领域已知的任何现有技
术，本发明在此并不限定。

[0063] 报警模块60，用于在监测到驾驶员处于疲劳状态时，生成报警信息。所述报警模块包括声音报警单元和闪光报警单元。

[0064] 本发明提供的基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统和方法，通过加速度传感器可以感知X、Y、Z三个方向的加速度，从而判断出汽车的行驶状态(前进、转弯、停止等)。根据
汽车的不同工况，控制DFM疲劳驾驶监测系统的工作模式，从而提升DFM的准确性和用户体
验的舒适性。既克服了CAN总线对通讯协议的特定要求；又克服了GPS在特定区域(如隧道)
信号弱，不能持续稳定工作的缺点。同时，此方案成本不高；使用此方案做出的产品会有更
好的竞争优势。

[0065] 对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

[0066] 本发明实施例还提供了一种车辆，包括：

[0067] 一个或多个处理器；和

[0068] 其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述车辆执行本发明实施例所述的方法。

[0069] 本发明实施例还提供了一个或多个机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行本发明实施例所述的方法。

[0070] 本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和
硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可
用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器、
EEPROM、Flash以及eMMC等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0071] 本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图
中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些
计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设
备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执
行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。

[0072] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包
括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方
框或多个方框中指定的功能。

[0073] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在
计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程
和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0074] 尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为
包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

[0075] 以上对本发明所提供的一种基于加速度传感器的疲劳驾驶监测系统和方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例
的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，
依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内
容不应理解为对本发明的限制。