一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，包括生理信息采集单元、后台监控中心以及安装在驾驶车辆上的车载智能盒，其中，生理信息采集单元包括用于检测驾驶员心率数据的心率手环和用于检测驾驶员ECG数据的心率系数采集装置，心率手环与后台监控中心直接连接，心率系数采集装置通过车载智能盒与后台监控中心连接，后台监控中心根据采集的心率数据和心率变异系数，分析得到当前驾驶员状态信息。与现有技术相比，本发明专利技术利用心率手环和心率系数采集装置直接获取驾驶员的生理信息，并基于该生理信息进行统计分析，在降低监测系统构建成本以及减小数据处理工作量的基础上，能够有效实现实时可靠监测驾驶状态的目的。

Driver condition monitoring system based on physiological information

【技术实现步骤摘要】
一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统
本专利技术涉及驾驶员状态监测
，尤其是涉及一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统。
技术介绍
交通安全问题一直是车辆驾驶领域的焦点问题，国内外普遍认为，驾驶员状态是决定交通安全的一个重要因素。根据美国安全学家海因里希的调查分析显示，驾驶员的不安全行为引起了88％的交通事故，据我国交通事故的数据统计，由于驾驶员人为失误导致的交通事故占了90％。而驾驶员的行为差错除了受到环境因素的部分影响，更多的是与驾驶员自身的生理状况有关。驾驶员状态与车辆的驾驶安全息息相关，时刻影响着驾驶员感知、决策、操作车辆的过程。因此，如何有效地进行驾驶员状态监测，并进行实时有效地监测疲劳驾驶，对于减少由于疲劳驾驶而引起的交通事故，具有十分重要的意义。目前，监测驾驶员状态的主要方式包括：1)通过监控车辆驾驶情况，即监控车速，方向盘转向角度等物理参数，以判断驾驶员状态，但是这种方式会存在一定的数据偏差，数据实时性不够；2)基于驾驶员面部图像的分析，通过监控眨眼动作的频率和眼睑的开合，以判断驾驶员状态，这种方式需要获取大量图像数据且需要不断训练算法模型，才能保证监测结果的可靠性；3)利用各类功能模块的整合，比如包含多种检测传感器的监测系统，这种方式的硬件成本高，需要融合多种检测数据进行处理分析，导致。因此，为了保障驾驶安全，需要一种数据处理工作量少、成本低、数据实时有效的驾驶员状态监测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，包括生理信息采集单元、后台监控中心以及安装在驾驶车辆上的车载智能盒，所述生理信息采集单元包括用于检测驾驶员心率数据的心率手环和用于检测驾驶员ECG(electrocardiogram，心电图)数据的心率系数采集装置，所述心率手环与后台监控中心直接连接，所述心率系数采集装置通过车载智能盒与后台监控中心连接，后台监控中心根据采集的心率数据和心率变异系数，分析得到当前驾驶员状态信息。进一步地，所述心率手环通过移动网络与后台监控中心连接，以将采集的心率数据传输给后台监控中心。进一步地，所述心率手环内安装有移动通信模块，所述移动通信模块通过移动网络与后台监控中心连接。进一步地，所述移动通信模块具体为3G或4G或5G模块，所述移动网络相应的具体为3G或4G或5G移动网络。进一步地，所述心率系数采集装置内安装有蓝牙通信模块，所述心率系数采集装置通过蓝牙通信模块与车载智能盒连接，以将采集的ECG数据传输给车载智能盒，并由车载智能盒将该ECG数据传输给后台监控中心。进一步地，所述车载智能盒通过WiFi无线网络与后台监控中心连接。进一步地，所述心率手环具体为PPG/HR型手环。进一步地，所述心率系数采集装置具体为可穿戴式心率系数采集装置。一种基于生理信息的驾驶员状态监测方法，包括以下步骤：S1、由心率手环和心率系数采集装置分别采集驾驶员的心率数据和ECG数据；S2、根据预设的发送频率，心率手环将采集的心率数据传输给后台监控中心；S3、心率系数采集装置将采集的ECG数据通过车载智能盒传输给后台监控中心；S4、数据统计分析：后台监控中心将采集的心率数据和ECG数据与预设的心率指数阈值进行比较，以分析得到当前驾驶员状态信息。与现有技术相比，本专利技术通过心率手环和心率系数采集装置分别获取驾驶员实时的心率数据和ECG数据，一方面通过移动网络与后台监控中心实现心率数据的实时传输，另一方面通过车辆自身的车载智能盒与后天监控中心实现ECG数据的实时传输，在降低监测系统构建成本的基础上，能够有效地对驾驶员状态进行实时监测；此外，基于心率和ECG数据这一生理信息，结合后台监控中心的数据分析，在降低数据处理工作量的基础上，能够直观准确地得到当前驾驶员状态信息。附图说明图1为本专利技术的监测系统结构示意图；图2为本专利技术的监测方法流程示意图；图中标记说明：100、生理信息采集单元；101、心率手环；102、心率系数采集装置；200、车载智能盒；300、后台监控中心。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，包括生理信息采集单元100，该生理信息采集单元包括心率手环101和心率系数采集装置102，用于实时检测驾驶员的心率及ECG数据；车载智能盒200，安装在驾驶车辆上，并通过蓝牙通信与心率系数采集装置102连接，以获得精确实时的驾驶员ECG数据；后台监控中心300，一方面通过3G、4G或5G移动网络与心率手环101连接，另一方面通过WiFi无线网络与车载智盒连接，以对实时采集的驾驶员心率及ECG数据进行统计分析，从而得到当前驾驶员状态信息。本实施例中，心率手环101为PPG/HR型手环，采用带3G或4G或5G模块的智能手表形式，并在手表上开发专用的APP应用程序，以固定的频率通过手表的3G或4G或5G模块模块将采集的心率数据发送出去，经由移动基站传输到后台监控中心300；心率系数采集装置102为可穿戴式心率系数采集装置，通过蓝牙自动连接车载智能盒200，将采集到的ECG数据通过蓝牙发送到车载智能盒200，再由车载智能盒200通过WiFi无线网络发送到后台监控中心300。应用上述监测系统的监测方法，其方法流程如图2所示，包括以下步骤：S1、由心率手环和心率系数采集装置分别采集驾驶员的心率数据和ECG数据；S2、根据预设的发送频率，心率手环将采集的心率数据传输给后台监控中心；S3、心率系数采集装置将采集的ECG数据通过车载智能盒传输给后台监控中心；S4、数据统计分析：后台监控中心将采集的心率数据和ECG数据与预设的心率指数阈值进行比较，以分析得到当前驾驶员状态信息。具体的，当采集的心率数据和ECG数据没有位于预设的心率指数阈值范围内时，则分析得到当前驾驶员状态为“不安全驾驶”；当采集的心率数据和ECG数据位于预设的心率指数阈值范围内时，则分析得到当前驾驶员状态为“正常驾驶”。结合图1的系统结构与图2的方法流程，本实施例的实际工作过程为：驾驶员需要穿戴心率手环101和心率系数采集装置102之后，驾驶员驾驶的车辆上安装有车载智能盒200。心率手环101通过移动网络与后台监控中心300连接，心率系数采集装置102通过蓝牙与车载智能盒200连接，车载智能盒200则通过WiFi无线网络与后台监控中心300连接。后台监控中心300对实时采集的驾驶员心率及ECG数据进行统计分析，以得到当前驾驶员状态信息，实现实时监测驾驶员状态的目的。综上，本专利技术所述基于生理信息的驾驶员监测系统利用心率手环和心率系数采集装置，通过对驾驶员心率及相关系数的采集，基于后台监控中心300的数据统计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，其特征在于，包括生理信息采集单元(100)、后台监控中心(300)以及安装在驾驶车辆上的车载智能盒(200)，所述生理信息采集单元(100)包括用于检测驾驶员心率数据的心率手环(101)和用于检测驾驶员ECG数据的心率系数采集装置(102)，所述心率手环(101)与后台监控中心(300)直接连接，所述心率系数采集装置(102)通过车载智能盒(200)与后台监控中心(300)连接，后台监控中心(300)根据采集的心率数据和心率变异系数，分析得到当前驾驶员状态信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，其特征在于，包括生理信息采集单元(100)、后台监控中心(300)以及安装在驾驶车辆上的车载智能盒(200)，所述生理信息采集单元(100)包括用于检测驾驶员心率数据的心率手环(101)和用于检测驾驶员ECG数据的心率系数采集装置(102)，所述心率手环(101)与后台监控中心(300)直接连接，所述心率系数采集装置(102)通过车载智能盒(200)与后台监控中心(300)连接，后台监控中心(300)根据采集的心率数据和心率变异系数，分析得到当前驾驶员状态信息。


2.根据权利要求1所述的一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，其特征在于，所述心率手环(101)通过移动网络与后台监控中心(300)连接，以将采集的心率数据传输给后台监控中心(300)。


3.根据权利要求2所述的一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，其特征在于，所述心率手环(101)内安装有移动通信模块，所述移动通信模块通过移动网络与后台监控中心(300)连接。


4.根据权利要求3所述的一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，其特征在于，所述移动通信模块具体为3G或4G或5G模块，所述移动网络相应的具体为3G或4G或5G移动网络。


5.根据权利要求1所述的一种基于生理信息的驾驶员状态监测系统，其特征在于，所述心率系数采集装置(102)内安装有蓝...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小清，袁腾飞，熊启鹏，应沛然，王维旸，伍超扬，王奕曾，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31