一种车辆驾驶人员监控系统

1.本实用新型属于车辆安全监控领域，具体涉及一种车辆驾驶人员监控系统。


背景技术：

2.车辆驾驶人员的疲劳驾驶、开车接打电话、不系安全带、不规范穿着等不正当驾驶行为可能会造成严重的交通事故，加强车辆驾驶人员的驾驶行为监控对交通安全管理具有重要作用。
3.现有的对驾驶人员行为监控几乎依靠在公路路段安装外部设备进行，这无法对车辆驾驶人员的驾驶行为实施有效的持续性监控。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的车辆驾驶人员监控系统解决了现有的交通安全监控中无法对车辆驾驶人员的驾驶行为实施持续性监控的问题。
5.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种车辆驾驶人员监控系统，包括监控终端、处理器、图像采集模块、检测模块、预警模块、定位模块，以及电源模块；
6.所述处理器与监控终端无线通信连接，所述图像采集模块、检测模块、预警模块、定位模块以及电源模块均与所述处理器连接，并均设置于驾驶室内。
7.本实用新型的有益效果为：将本实用新型提供的系统安装于车辆驾驶室内，可有效对车辆驾驶人员的驾驶行为检测识别分析，实现对驾驶人员的持续性监控。
8.进一步地，所述图像采集模块包括可见光摄像头、红外摄像头、光路选通器，以及防抖动电路，所述可见光摄像头和红外摄像头均倒挂于驾驶室内的后视镜上，所述光路选通器通过防抖动电路与所述处理器连接。
9.上述进一步方案的有益效果为：通过设计两种摄像头能够在白天和晚上持续性对驾驶人员进行监控，同时设置防抖动电路，避免驾驶过程摄像头的抖动影响图像采集及呈现效果。
10.进一步地，所述检测模块包括角度传感器、速度传感器以及计时器；
11.所述角度传感器的输入端与所述方向盘传动机构连接，所述速度传感器的输入端与车辆仪表盘连接，所述计时器的触发端与所述图像采集模块连接；
12.所述角度传感器和速度传感器均通过信号放大电路与处理器连接。
13.上述进一步方案的有益效果为：本方案中通过设计上述角度传感器、速度传感器以及计时器采集的信息，与图像采集模块采集的图像信息配合起来，实现对驾驶人员的精准监控。
14.进一步地，所述预警模块包括显示屏和语音报警器，其均与所述处理器连接。
15.上述进一步方案的有益效果为：本方案中通过设计预警模块对驾驶人员的行为的合规性进行预警和播报，提高驾驶安全。
16.进一步地，所述防抖动电路包括二极管d11和二极管d21；
17.所述二极管d11的正极分别与电阻r11的一端、二极管d21的正极和电阻r21的一端连接，并作为所述防抖动电路的输入端；
18.所述二极管d11的正极和电阻r11的另一端均分别与接地电容c11和施密特电路f11的输入端连接，所述施密特电路f11的输出端与数据选择器t11的第一输入端d1连接；
19.所述二极管d21的负极和电阻r11的另一端分别与接地电容c21和施密特电路f21的输入端连接，所述施密特电路f21的输出端与数据选择器t11的第二输入端d2连接；
20.所述数据选择器t11的控制端a与其输出端连接，并作为所述防抖动电路的输出端。
21.上述进一步方案的有益效果为：通过设计防抖动电路避免驾驶过程摄像头的抖动对采集图像准确性的影响。
22.进一步地，所述信号放大电路包括运算放大器a1和运算放大器a2：
23.所述运算放大器a1的反相输入端分别与接地电阻r1和电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与所述运算放大器a1的输出端连接，所述运算放大器a1的同相输入端分别与接地电阻r6和电容c4的一端连接，所述电容c4的另一端与电阻r5的一端和电容c1的一端连接，电阻r5的另一端与运算放大器a1的输出端连接；
24.所述运算放大器a1的输出端与电阻r7的一端连接，所述电阻r7的另一端分别与电容c2的一端和电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端分别与接地电容c3和运算放大器a2的同相输入端连接，所述电容c2的另一端与运算放大器a2的输出端连接，所述运算放大器a2的反相输入端分别与接地电阻r3和电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与所述运算放大器a2的输出端连接；所述电容c1的另一端作为信号放大电路的输入端与所述角度传感器或速度传感器的输出端连接，所述运算放大器u2的输出端作为信号放大电路的输出端与处理器连接。
25.上述进一步方案的有益效果为：通过设计信号放大电路提高角度传感器和速度传感器采集数据的准确性。
26.进一步地，所述电源模块为车载电源或蓄电池；
27.所述定位模块为gps定位系统或北斗卫星定位系统。
28.进一步地，所述处理器的型号为stm32f103ret6；
29.所述监控终端为智能手机、平板或电脑。
30.进一步地，所述角度传感器的型号为adxl312；
31.所述速度传感器的型号为hh/zg912346。
32.进一步地，所述显示屏为车辆中控显示屏；
33.所述语音报警器包括语音芯片及蜂鸣器，所述蜂鸣器通过语音芯片与所述处理器连接；所述语音芯片的型号为n588d。
34.上述进一步方案的有益效果为：通过上述型号的各个模块或传感器，提高了系统整体功能的准确性，为准确监控驾驶人员的行为提高的硬件支撑。
附图说明
35.图1为本实用新型提供的车辆驾驶人员监控系统结构框图。
36.图2为本实用新型提供的防抖动电路原理图。
37.图3为本实用新型提供的信号放大电路原理图。
具体实施方式
38.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
39.实施例1：
40.本实施例提供的一种车辆驾驶人员监控系统，如图1所示，包括监控终端、处理器、图像采集模块、检测模块、预警模块、定位模块，以及电源模块；
41.处理器与监控终端无线通信连接，图像采集模块、检测模块、预警模块、定位模块以及电源模块均与处理器连接，并均设置于驾驶室内。
42.本实施例中的监控终端用于远程监控驾驶人员，其可以为智能手机、平板电脑和电脑；处理器用于协调控制图像采集模块、检测模块、预计模块以及定位模块之间的工作；图像采集模块用于采集全方位地采集驾驶人员的脸部图像；检测模块用于采集车辆方向盘的转动参数、车辆运行速度参数以及速度和方向盘转动频率，进而配合图像采集模块采集图像实现车辆驾驶行为的精准监控；预警模块用于对驾驶人员出现异常驾驶行为时进行屏幕显示和语音播报；定位模块用于实时定位车辆位置；电源模块用于对系统中各个功能模块提供电源。
43.本实施例中的图像采集模块包括可见光摄像头、红外摄像头、光路选通器，以及防抖动电路，可见光摄像头和红外摄像头均倒挂于驾驶室内的后视镜上，光路选通器通过防抖动电路与处理器连接。本实施例中的可见光摄像头用于在白天采集驾驶人员图像，红外光摄像头用于在夜晚采集驾驶人员图像，光路选通器用于根据光照程度选择对应的工作摄像头，防抖动电路用于提高采集图像的准确性。
44.本实施例中的检测模块包括角度传感器、速度传感器以及计时器；角度传感器的输入端与方向盘传动机构连接，速度传感器的输入端与车辆仪表盘连接，计时器的触发端与图像采集模块连接；角度传感器和速度传感器均通过信号放大电路与处理器连接。
45.本实施例中的角度传感器和速度传感器采集车辆运行参数并配合图像采集结果，以更快更准确的获得监控结果，避免单一的图像采集结果造成的行为违规误警报。
46.本实施例中的预警模块包括显示屏和语音报警器，其均与处理器连接。其中，显示屏为车辆中控显示屏；语音报警器包括语音芯片及蜂鸣器，蜂鸣器通过语音芯片与处理器连接；语音芯片的型号为n588d。在处理器判断驾驶人员出现疑似违规行为时，通过屏幕显示和语音播报的方式进行预警。
47.如图2所示，本实施例中的防抖动电路包括二极管d11和二极管d21；
48.二极管d11的正极分别与电阻r11的一端、二极管d21的正极和电阻r21的一端连接，并作为防抖动电路的输入端；二极管d11的正极和电阻r11的另一端均分别与接地电容c11和施密特电路f11的输入端连接，施密特电路f11的输出端与数据选择器t11的第一输入端d1连接；二极管d21的负极和电阻r11的另一端分别与接地电容c21和施密特电路f21的输
入端连接，施密特电路f21的输出端与数据选择器t11的第二输入端d2连接；数据选择器t11的控制端a与其输出端连接，并作为防抖动电路的输出端。
49.如图3所示，本实施例中的信号放大电路包括运算放大器a1和运算放大器a2：
50.运算放大器a1的反相输入端分别与接地电阻r1和电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与运算放大器a1的输出端连接，运算放大器a1的同相输入端分别与接地电阻r6和电容c4的一端连接，电容c4的另一端与电阻r5的一端和电容c1的一端连接，电阻r5的另一端与运算放大器a1的输出端连接；
51.运算放大器a1的输出端与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端分别与电容c2的一端和电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端分别与接地电容c3和运算放大器a2的同相输入端连接，电容c2的另一端与运算放大器a2的输出端连接，运算放大器a2的反相输入端分别与接地电阻r3和电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与运算放大器a2的输出端连接；电容c1的另一端作为信号放大电路的输入端与角度传感器或速度传感器的输出端连接，运算放大器u2的输出端作为信号放大电路的输出端与处理器连接。
52.本实施例中的电源模块为车载电源或蓄电池，以确保监控系统在驾驶过程中能够持续性工作；本实施例中的定位模块为gps定位系统或北斗卫星定位系统，避免3g/4g通信受信号塔的影响，难以准确定位。
53.在本实施例中，处理器的型号为stm32f103ret6，角度传感器的型号为adxl312；速度传感器的型号为hh/zg912346。
54.本实施例中的处理器中内置了采用深度学习算法对车辆驾驶人员的驾驶行为和相关情绪等特征进行检测识别，并通过可解释方法对相关检测识别过程和结果进行可解释性分析的相关计算机程序，以提升整体车辆驾驶人员行为监控系统的可解释性和可靠性；但需要说明的是，上述计算机程序是本领域技术人员的公知常识或能够根据现有技术直接获知的，并不是本技术方案请求保护的重点内容。
55.实施例2：
56.本实施例中提供了实施例1中的监控系统的工作过程：在车辆驾驶过程中，当车辆点火器启动后，图像采集模块自动启动开始全方位采集驾驶人员的图像，同时速度传感器和角度传感器分别采集车辆的速度参数和方向盘转动的角度参数，并通过计时器记录上述两者的变化频率，当采集的驾驶人员图像出现异常和/或两者参数变化频率大于设定阈值，通过预警模块进行屏幕显示或语音播报预警，同时将其传输至监控终端进行记录。
57.本实施例中的驾驶人员图像异常包括打电话、未系安全带、疲劳、分心、打哈欠、左顾右盼、注意力分散和面部表情痛苦或愤怒等。需要说明的是，本实施例中，上述异常行为的识别所依赖的方法或计算机程序并不是本技术请求保护的重点，本技术请求保护的是实现驾驶人员监控及预警的整体监控系统，及其设备硬件结构。
58.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个
或者更多个该特征。