防酒驾和防瞌睡系统及防酒驾和防瞌睡方法

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，尤其涉及防酒驾和防瞌睡系统及防酒 驾和防瞌睡方法。

背景技术

随着社会经济的飞速发展与科技的不断进步，在日常生活中，汽车已 经成为了人们主流的出行交通工具。虽然汽车给人们生活和工作带来了许 多方便，但伴随而来的交通事故也频频发生，这不得不引起人们驾车的谨 慎。

究其原因，有的是因疲劳驾驶而导致，驾驶员在长时间行驶于公路时， 均会产生严重的疲劳感，特别是在夜间行驶时，这时候，也是路上交通的 危险期，许多交通事故常常就是因为驾驶员的疏忽，在不知不觉中睡着了， 进而发生意外。为防止驾驶员打瞌睡，已有一些提示驾驶员专心驾驶、防 止驾驶员打瞌睡的装置被采用，例如：车用影音装置、座垫按摩装置等。 然而，上述装置存在安装时不便利、成本高且不能可靠地预防瞌睡的缺点。

引起交通事故的另一个原因是因酒后驾驶而导致。目前，为了杜绝酒 后驾车现象，交通部门动员大量的警力在交通检查中通过便携式酒精检测 仪测试驾驶员是否饮酒，酒精含量多少等。然而，采用这种靠人力来检查 和惩处酒后驾车的方式，既耗费了大量的人力物力，还常常防不胜防难以 杜绝消除此现象，不能可靠地预防酒后驾车，不能及时地发现并提醒驾驶 员其体内酒精含量超标的情况。

发明内容

因此，本发明提供防酒驾和防瞌睡系统及方法，以克服现有车辆安全 技术存在的问题。

具体地，本发明实施例提出的一种防酒驾和防瞌睡系统，包括摄像头、 热成像传感器、发动机控制器以及控制器。摄像头用于采集并提供驾驶员 的脸部信息；热成像传感器用于检测并提供驾驶员脸部血液流动信息；发 动机控制器用于控制发动机的工作；控制器与摄像头、热成像传感器及发 动机控制器电性相连，用于根据摄像头提供的脸部信息及热成像传感器提 供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于酒驾状态、即将瞌睡状态，判 断若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭发动机的命令给发动机控制器以 使发动机停止工作，判断若驾驶员处于即将瞌睡状态时，则发送限制车速 信号给发动机控制器以使发动机限制车辆的行驶速度。

另外，本发明实施例提出的一种防酒驾和防瞌睡方法，包括步骤：摄 像头提供驾驶员的脸部信息，热成像传感器提供驾驶员脸部血液流动信息； 控制器根据摄像头提供的脸部信息及热成像传感器提供的脸部血液流动信 息判断驾驶员是否处于酒驾状态、即将瞌睡状态；以及判断若驾驶员处于 酒驾状态时，则发送关闭发动机的命令给发动机控制器以使发动机停止工 作，判断若驾驶员处于即将瞌睡状态时，则发送限制车速信号给发动机控 制器以使发动机限制车辆的行驶速度。

由上述实施例可知，本发明通过控制器根据摄像头提供的脸部信息及 热成像传感器提供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于酒驾状态、即 将瞌睡状态，判断若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭发动机的命令给 发动机控制器以使发动机停止工作，判断若驾驶员处于即将瞌睡状态时， 则发送限制车速信号给发动机控制器以使发动机限制车辆的行驶速度。这 样，使得能够及时、方便、准确、可靠地发现驾驶员是否酒驾或打瞌睡， 在驾驶员酒驾或打瞌睡时能够及时灵活地控制车辆的相应工作状态，从而 保证了行车的安全性及可靠性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例提出的防酒驾和防瞌睡系统的主要架构框图；

图2是本发明另一实施例提出的防酒驾和防瞌睡系统的主要架构框图；

图3是本发明实施例提出的防酒驾和防瞌睡方法的步骤流程图；

图4是本发明另一实施例提出的防酒驾和防瞌睡方法的步骤流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的防酒驾和防瞌睡系 统及防酒驾和防瞌睡方法其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明 如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图 式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明， 当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具 体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加 以限制。

图1是本发明实施例提出的防酒驾和防瞌睡系统的主要架构框图。请 参阅图1，防酒驾和防瞌睡系统包括：摄像头101、热成像传感器103、控 制器105以及发动机控制器107。

更具体地，摄像头101，与控制器105电性相连，用于采集并提供驾驶 员的脸部信息。

其中，摄像头101可以为红外摄像头，其可采集到驾驶员的眼球滚动、 眼睛充血、面部泛红、瞳孔放大、咬嘴唇、耸鼻子、呼吸频率、吞咽唾液、 眨眼睛或面部抽搐等脸部的各种表情信息。

热成像传感器103，与控制器105电性相连，用于检测并提供驾驶员脸 部血液流动信息。

其中，热成像传感器203为接触式或非接触式的高分辨率的热成像传 感器，其可检测到皮肤中血液流动的细微变化情况。通常在酒驾状态，驾 驶员的血液流动会比较快，在即将瞌睡状态，驾驶员的血液流动会比较慢。

发动机控制器107，与控制器105电性相连，用于控制发动机的工作。

控制器107，与摄像头101、热成像传感器103及发动机控制器107电 性相连，用于根据摄像头101提供的脸部信息及热成像传感器103提供的 脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于酒驾状态、即将瞌睡状态，判断若 驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭发动机的命令给发动机控制器107以 使发动机停止工作，判断若驾驶员处于即将瞌睡状态时，则发送限制车速 信号给发动机控制器107以使发动机限制车辆的行驶速度。

在本发明实施例中，本发明通过控制器105根据摄像头101提供的脸 部信息及热成像传感器103提供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于 酒驾状态、即将瞌睡状态，判断若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭发 动机的命令给发动机控制器107以使发动机停止工作，判断若驾驶员处于 即将瞌睡状态时，则发送限制车速信号给发动机控制器107以使发动机限 制车辆的行驶速度。这样，使得能够及时、方便、准确、可靠地发现驾驶 员是否酒驾或打瞌睡，在驾驶员酒驾或打瞌睡时能够及时灵活地控制车辆 的相应工作状态，从而保证了行车的安全性及可靠性。

图2是本发明另一实施例提出的防酒驾和防瞌睡系统的主要架构框图。 图2是在图1的基础上改进而来的。请参阅图2，防酒驾和防瞌睡系统包括： 摄像头201、热成像传感器203、控制器205以及发动机控制器207。

摄像头201，与控制器205电性相连，用于采集驾驶员的脸部信息，并 将采集到的脸部信息提供给控制器205。

其中，摄像头201可以为红外摄像头，其可采集到驾驶员的眼球滚动、 眼睛充血、面部泛红、瞳孔放大、咬嘴唇、耸鼻子、呼吸频率、吞咽唾液、 眨眼睛或面部抽搐等脸部的各种表情信息。

热成像传感器203，与控制器205电性相连，用于检测驾驶员脸部血液 流动信息，并将检测到的脸部血液流动信息提供给控制器205。

其中，热成像传感器203为接触式或非接触式的高分辨率的热成像传 感器，其可检测到皮肤中血液流动的细微变化情况。通常在酒驾状态，驾 驶员的血液流动会比较快，在即将瞌睡状态，驾驶员的血液流动会比较慢。

控制器205，与摄像头201、热成像传感器203及发动机控制器207电 性相连，用于根据摄像头201提供的脸部信息及热成像传感器203提供的 脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于酒驾状态、即将瞌睡状态。

其中，控制器205可以通过摄像头201提供的脸部信息，例如眼睛充 血、面部泛红、呼吸加快，热成像传感器203提供的血液流动加快等信息 中的一个或多个而判断驾驶员处于酒驾状态。控制器205可以通过摄像头 201提供的脸部信息，例如低头过频、哈欠次数过多、呼吸变慢，热成像传 感器203提供的血液流动加快等信息中的一个或多个而判断驾驶员处于即 将瞌睡状态。具体地，若判断驾驶员的眼睛充血、面部泛红、单位时间内 呼吸次数高于一阈值，血液流动速度高于一阈值，则可判断为驾驶员处于 酒驾状态。若驾驶员低头次数大于一阈值（即低头次数过多），打哈欠次数 大于一阈值（即打哈欠次数过多），单位时间内呼吸次数小于一阈值（即呼 吸频率过慢），血液流动速度小于一阈值，则可判断为驾驶员处于即将瞌睡 状态。

控制器205，还用于判断若驾驶员处于酒驾状态时，再判断发动机是否 处于启动状态，判断若发动机处于启动状态，则发送关闭发动机的命令给 发动机控制器207以使发动机停止工作，从而使车辆减速直至停下来。判 断若发动机处于未启动状态，则发送禁止发动机启动的命令给发动机控制 器207以禁止发动机启动。控制器205，还用于判断若驾驶员未处于酒驾状 态时，再判断发动机是否处于禁止启动状态，判断若发动机处于禁止启动 状态，则发送解除禁止发动机启动的命令给发动机控制器207，以准许发动 机启动。

控制器205，还用于判断若驾驶员处于即将瞌睡状态时，则发送限制车 速信号给发动机控制器207以使发动机限制车辆的行驶速度。控制器205， 还用于判断若驾驶员未处于即将瞌睡状态时，则判断发动机是否处于限制 车速状态，若是，则发送解除限制车速信号给发动机控制器207，以使发动 机解除限制车辆的行驶速度。通常，控制器205判断驾驶员是否处于即将 瞌睡状态是发动机处于启动状态的条件下进行的。而判断驾驶员是否处于 酒驾状态是在车门打开或钥匙插入时进行判断，即在车辆静止或车辆启动 时均进行判断。具体地，控制器205判断车门是否打开或钥匙是否插入， 若车门打开或钥匙插入，则进行酒驾判断。若车门未打开且钥匙未插入则 系统处于休眠状态。

控制器205通过发动机控制器207而获得发动机的状态，例如处于启 动状态、处于未启动状态、处于限制车速状态、或处于禁止启动状态等。

发动机控制器207，用于提供发动机的状态给控制器205及控制发动机 的工作，还用于接收控制器205发送的关闭发动机的命令以使发动机停止 工作，接收控制器205发送的禁止发动机启动的命令以禁止发动机启动， 接收控制器205发送的解除禁止发动机启动的命令，以准许发动机启动。 接收控制器205发送的限制车速信号以使发动机限制车辆的行驶速度。接 收控制器205发送的解除限制车速信号以使发动机解除限制车辆的行驶速 度。控制器205可以将上述信号及命令通过CAN总线217发送给发动机控 制器205或发送到CAN总线217上共享。

此外，防酒驾和防瞌睡系统还可以包括信号处理器2051、气体检测器 209、显示屏213、以及多媒体控制器211。

信号处理器2051，与控制器205、摄像头201及热成像传感器203电 性相连，用于将采集的脸部信息及脸部血液流动信息对应的模拟信号转换 成数字信号，并将数字信号提供给控制器205。

气体检测器209，用于检测驾驶员附近的酒精含量，并将检测的酒精含 量提供给控制器205。

若控制器205根据摄像头201提供的脸部信息及热成像传感器203提 供的脸部血液流动信息判断驾驶员处于酒驾状态，为了保证判断的正确率， 控制器205，还用于根据气体检测器209提供的酒精含量，若判断酒精含量 大于一阈值，则判断为驾驶员处于酒驾状态。

控制器205，还用于若驾驶员处于酒驾状态或即将瞌睡状态，则发送交 互信息给显示屏213及发送提醒信号给多媒体控制器211。若判断驾驶员不 处于酒驾状态或即将瞌睡状态，则不发送交互信息给显示屏213及不发送 提醒信号给多媒体控制器211。

显示屏213，用于接收并显示控制器205发送的交互信息，这样可以使 驾驶员兴奋，防止驾驶员瞌睡。交互信息可以为让驾驶员保持清醒的各种 信息。

多媒体控制器211，用于接收控制器205发送的提醒信号，根据提醒信 号驱动多媒体设备215（例如音响）发出提示音以提醒驾驶员不要酒后开车 或瞌睡。提示音可以为与驾驶员交互的对话，让驾驶员做出回应，以使驾 驶员保持清醒，阻止驾驶员打瞌睡或者自行停车防止酒驾。

在本发明的实施例中，本发明通过控制器205根据摄像头201提供的 脸部信息及热成像传感器203提供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处 于酒驾状态、即将瞌睡状态，判断若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭 发动机的命令给发动机控制器207以使发动机停止工作，判断若驾驶员处 于即将瞌睡状态时，则发送限制车速信号给发动机控制器207以使发动机 限制车辆的行驶速度。还通过气体检测器209检测驾驶员附近的酒精含量 而对酒驾状态进一步确认。还通过判断若驾驶员处于酒驾状态时，而发动 机处于未启动状态，则发送禁止发动机启动的命令给发动机控制器207以 禁止发动机启动。判断若驾驶员处于未酒驾状态，而发动机处于禁止启动 状态，则发送解除禁止发动机启动的命令给发动机控制器207，以准许发动 机启动。判断若驾驶员未处于即将瞌睡状态时，而发动机处于限制车速状 态，则发送解除限制车速信号给发动机控制器207，以使发动机解除限制车 辆的行驶速度。并在驾驶员处于酒驾状态或即将瞌睡状态，则发送交互信 息给显示屏进行显示，发送提醒信号给多媒体控制器211以驱动多媒体设 备215（例如音响）发出提示音以提醒驾驶员不要酒后开车或瞌睡。这样， 使得能够及时、方便、准确、可靠地发现驾驶员是否酒驾或打瞌睡，在驾 驶员酒驾或打瞌睡时能够及时灵活地控制车辆的相应工作状态，并及时提 醒驾驶员，从而保证了行车的安全性及可靠性。

图3是本发明实施例提出的防酒驾和防瞌睡方法的步骤流程图。请一 并参阅图1及图3，本发明实施例的防酒驾和防瞌睡方法可包括以下步骤 S301-S305：

步骤S301：摄像头101提供驾驶员的脸部信息，热成像传感器103提 供驾驶员脸部血液流动信息。

步骤S303：控制器105根据摄像头101提供的脸部信息及热成像传感 器103提供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于酒驾状态、即将瞌睡 状态。

步骤S305：若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭发动机的命令给发 动机控制器107以使发动机停止工作，判断若驾驶员处于即将瞌睡状态时， 则发送限制车速信号给发动机控制器107以使发动机限制车辆的行驶速度。

在本发明实施例中，本发明通过控制器105根据摄像头101提供的脸 部信息及热成像传感器103提供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处于 酒驾状态、即将瞌睡状态，判断若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭发 动机的命令给发动机控制器107以使发动机停止工作，判断若驾驶员处于 即将瞌睡状态时，则发送限制车速信号给发动机控制器107以使发动机限 制车辆的行驶速度。这样，使得能够及时、方便、准确、可靠地发现驾驶 员是否酒驾或打瞌睡，在驾驶员酒驾或打瞌睡时能够及时灵活地控制车辆 的相应工作状态，从而保证了行车的安全性及可靠性。

图4是本发明实施例提供的防酒驾和防瞌睡方法的步骤流程图。图4 是在图3的基础上改进而来的。请一并参阅图2、及图4，本发明实施例的 防酒驾和防瞌睡方法可包括以下步骤S400-S410：

步骤S400：控制器205判断车门是否打开或钥匙是否插入，若车门打 开或钥匙插入，则进行步骤S403，若车门未打开且钥匙未插入，则进行步 骤S401。

步骤S401：系统处于休眠状态。

步骤S403：摄像头201提供驾驶员的脸部信息，热成像传感器203提 供驾驶员脸部血液流动信息。

步骤S405：信号处理器2051将采集的脸部信息及脸部血液流动信息对 应的模拟信号转换成数字信号，并将数字信号提供给控制器205。

步骤S405后具体还可包括步骤：

步骤S407：控制器205根据摄像头201提供的脸部信息对应的数字信 号及热成像传感器203提供的脸部血液流动信息对应的数字信号判断驾驶 员是否处于酒驾状态，若是，则进行步骤S409，若否，则进行步骤S417。

步骤S407中具体还可包括步骤：控制器205判断若驾驶员的眼睛充血、 面部泛红、单位时间内呼吸次数高于第一阈值，血液流动速度高于第二阈 值，则判断为驾驶员处于酒驾状态。

步骤S409：气体检测器209将检测的酒精含量提供给控制器205，控 制器205根据气体检测器209提供的酒精含量进一步判断驾驶员是否处于 酒驾状态，若是，则进行步骤S411，若否，则进行步骤S410。

本步骤中，控制器205判断酒精含量是否大于一阈值，若是，则判断 为驾驶员处于酒驾状态。

步骤S410：控制器205判断发动机是否处于禁止启动状态，若是，则 进行步骤S412，若否，则进行步骤S417。

步骤S412：控制器205发送解除禁止发动机启动的命令给发动机控制 器207，以准许发动机启动。

步骤S411：控制器205判断发动机是否处于启动状态，若是，则进行 步骤S413，若否，则进行步骤S415。

步骤S413：控制器205发送关闭发动机的命令给发动机控制器207以 使发动机停止工作，从而使车辆减速直至停下来。控制器205还可发送交 互信息给显示屏213进行显示，发送提醒信号给多媒体控制器211以驱动 多媒体设备215（例如音响）发出提示音以提醒驾驶员不要酒后开车。

步骤S415：控制器205发送禁止发动机启动的命令给发动机控制器207 以禁止发动机启动。控制器205还可发送交互信息给显示屏213进行显示， 发送提醒信号给多媒体控制器211以驱动多媒体设备215（例如音响）发出 提示音以提醒驾驶员不要酒后开车。

步骤S417：控制器205根据摄像头201提供的脸部信息对应的数字信 号及热成像传感器203提供的脸部血液流动信息对应的数字信号判断驾驶 员是否处于即将瞌睡状态，若是，则进行步骤S419，若否，则进行步骤S421。

步骤S407中具体还可包括步骤：控制器205判断若驾驶员低头次数大 于第三阈值，打哈欠次数大于第四阈值，单位时间内呼吸次数小于第五阈 值，血液流动速度小于第六阈值，则判断为驾驶员处于即将瞌睡状态。

步骤S419：控制器205发送限制车速信号给发动机控制器207以使发 动机限制车辆的行驶速度。控制器205还可发送交互信息给显示屏213进 行显示，发送提醒信号给多媒体控制器211以驱动多媒体设备215（例如音 响）发出提示音以提醒驾驶员不要打瞌睡。

步骤S421：控制器205判断发动机是否处于限制车速状态，若是，则 进行步骤S423，若否，则结束。

步骤S423：控制器205发送解除限制车速信号给发动机控制器207， 以使发动机解除限制车辆的行驶速度。

在本发明的实施例中，本发明通过控制器205根据摄像头201提供的 脸部信息及热成像传感器203提供的脸部血液流动信息判断驾驶员是否处 于酒驾状态、即将瞌睡状态，判断若驾驶员处于酒驾状态时，则发送关闭 发动机的命令给发动机控制器207以使发动机停止工作，判断若驾驶员处 于即将瞌睡状态时，则发送限制车速信号给发动机控制器207以使发动机 限制车辆的行驶速度。还通过气体检测器209检测驾驶员附近的酒精含量 而对酒驾状态进一步确认。还通过判断若驾驶员处于酒驾状态时，而发动 机处于未启动状态，则发送禁止发动机启动的命令给发动机控制器207以 禁止发动机启动。判断若驾驶员处于未酒驾状态，而发动机处于禁止启动 状态，则发送解除禁止发动机启动的命令给发动机控制器207，以准许发动 机启动。判断若驾驶员未处于即将瞌睡状态时，而发动机处于限制车速状 态，则发送解除限制车速信号给发动机控制器207，以使发动机解除限制车 辆的行驶速度。并在驾驶员处于酒驾状态或即将瞌睡状态，则发送交互信 息给显示屏进行显示，发送提醒信号给多媒体控制器211以驱动多媒体设 备215（例如音响）发出提示音以提醒驾驶员不要酒后开车或瞌睡。这样， 使得能够及时、方便、准确、可靠地发现驾驶员是否酒驾或打瞌睡，在驾 驶员酒驾或打瞌睡时能够及时灵活地控制车辆的相应工作状态，并及时提 醒驾驶员，从而保证了行车的安全性及可靠性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可 利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。