[发明专利]一种基于智能手环的高速公路驾驶人疲劳监测预警系统

说明书

本发明公开了一种基于智能手环的高速公路驾驶人疲劳监测预警系统，包括：手部运动信息采集模块、脉搏信号采集模块、疲劳监测模块和疲劳预警模块；所述手部运动信息采集模块，用于通过智能手环终端采集驾驶员的手腕加速度信息，确定驾驶员是否处于驾驶状态；所述智能手环终端佩戴于驾驶员操作方向盘的手部手腕处；所述脉搏信号采集模块，用于采集和储存驾驶员脉搏信号；所述疲劳监测模块，用于根据驾驶员脉搏信号判断驾驶员是否疲劳；所述疲劳预警模块，用于根据疲劳监测模块的判断结果触发预警，提醒驾驶员避免疲劳驾驶。本发明提供了一种易实现、普及度高的驾驶疲劳预警系统，来帮助驾驶员避免疲劳驾驶，提高驾驶安全。

技术领域

本发明涉及汽车辅助驾驶技术，尤其涉及一种基于智能手环的高速公路驾驶人疲劳监测预警系统。

背景技术

近年来，交通事故频发，交通事故数量呈逐年增长的趋势，经过国内外学者的大量研究，发现疲劳驾驶是导致交通事故甚至是特大型交通事故的主要因素之一，尤其是高速公路的驾驶，驾驶员长时间在较单调的环境中驾驶，会使身体更容易感到疲惫，从而影响身体机能，所以对驾驶疲劳的监测及预警具有切实深远的意义。

基于脉搏信号的驾驶疲劳监测技术已经被国内外学者证明了其可行性，当驾驶员产生驾驶疲劳时，其脉搏信号会产生明显的变化，并且基于智能手环的脉搏信号驾驶疲劳监测不需要要求驾驶员穿戴传感器设备，那样会影响驾驶员的驾驶体验，而通过驾驶员脉搏信号变化来判断其疲劳状况是相对便利和可行的。

智能手环是一种穿戴式智能设备，通过内嵌的GPS功能模块、脉搏信号采集模块可以实时的采集驾驶员的脉搏信息。

基于智能手环的机动车司机疲劳驾驶监测预警系统涉及的技术有传感器技术、智能手环技术、信息传输技术、脉搏信号采集及处理系统、K-means聚类算法构成，各功能模块之间通过信息传输模块发生信息交互。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于智能手环的高速公路驾驶人疲劳监测预警系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于智能手环的高速公路驾驶人疲劳监测预警系统，包括：

手部运动信息采集模块、脉搏信号采集模块、疲劳监测模块和疲劳预警模块；

所述手部运动信息采集模块，用于通过智能手环终端采集驾驶员的手腕加速度信息，确定驾驶员是否处于驾驶状态；所述智能手环终端佩戴于驾驶员操作方向盘的手部手腕处；

所述脉搏信号采集模块，用于采集和储存驾驶员脉搏信号；

所述疲劳监测模块，用于根据驾驶员脉搏信号判断驾驶员是否疲劳；

所述疲劳预警模块，用于根据疲劳监测模块的判断结果触发预警，提醒驾驶员避免疲劳驾驶。

按上述方案，所述疲劳监测模块根据驾驶员脉搏信号判断驾驶员是否疲劳的工作方法如下：

1)选择db5小波对采集得到的脉搏信号进行10层分解，去除d8层上的低频噪声分量，即可去除基线漂移；

2)将进行阈值处理后的1至3层的细节分量与未作处理的4至7层的细节分量进行小波重构，得到去除基线漂移和工频干扰噪声后的光滑信号；

3)对处理后的脉搏信号进行快速傅里叶变换，得到脉搏信号的幅值变化；

4)将驾驶人在5Hz频率下的脉搏幅值与疲劳预警的阈值比较，如果脉搏幅值小于预设阈值，则判定为疲劳驾驶。

按上述方案，所述手部运动信息采集模块中判断驾驶员是否处于驾驶状态，具体如下：

1)通过智能手环终端内置的三轴加速度传感器，检测驾驶人员的手部运动状况；