邵明虎　王慧　鳳鵬飛　吳陵生

摘要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，汽車的數(shù)量急劇增加，相應的，行車安全問題漸漸的受到關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，疲勞駕駛已經(jīng)成為影響道路安全的重要因素。文章就疲勞駕駛技術(shù)的發(fā)展與研究做如下詳細介紹。

關(guān)鍵詞：疲勞駕駛；交通安全；控制模塊；語音模塊

國內(nèi)外已有的一些疲勞駕駛識別方法，如一些車載監(jiān)測裝置利用專用設(shè)備精確測量頭部運動、瞳孔直徑變化和眨眼頻率，或者使用視覺和方向盤操縱傳感器，利用人工智能判斷駕駛員清醒狀態(tài)。這些方法和設(shè)備由于過于復雜，價格昂貴等原因一直無法得到廣泛應用。對于利用后臺視頻實時監(jiān)控的預防疲勞駕駛方法，因為要通過無線信道傳送視頻，使用費用較高。而且上述兩種疲勞駕駛識別方法都存在一定的虛報警概率，因此有必要發(fā)明一種簡單、有效的、虛報警概率較低的識別疲勞駕駛的方法和裝置，提醒駕駛員安全駕駛。

一、疲勞駕駛的具體表現(xiàn)

疲勞駕駛是長期處于一種心理或者生理機能失調(diào)的狀態(tài)下，依然繼續(xù)長時間開車的，進而進一步加劇疲勞駕駛的行為。疲勞駕駛是一個抽象的行為，具體來說有很多表現(xiàn)。例如：第一、注意力下降，生理心理機能失調(diào)。長期的疲勞駕駛會導致駕駛員的注意力下降，操作車輛的穩(wěn)定性受到影響，難以集中注意力，在接受外界信號的時候，常出現(xiàn)遲鈍表現(xiàn)。第二、疲倦打瞌睡。當人體出現(xiàn)頭腦不清醒時候，就會出現(xiàn)意識模糊，昏昏沉沉，四肢無力，進而想閉眼、打瞌睡。這種情況在駕駛時候是非常危險的，尤其是高速行駛的時候。還有操作緩慢、反應遲鈍，駕駛技術(shù)下降，知覺感知功能減弱，肢體無力，以及思維能力減弱、記憶力下降等。

二、汽車安全駕駛系統(tǒng)及方法研究

為了進一步提高汽車駕駛安全性，我們針對上述情況，設(shè)計優(yōu)化了一種防疲勞駕駛系統(tǒng)及方法，有效提醒駕駛員安全駕駛。

防疲勞駕駛系統(tǒng)包括車載電腦、面部采集攝像頭、ECU電子控制模塊、語音模塊、無線模塊和客服終端，如圖1所示。其特征在于：面部采集攝像頭連接車載電腦；ECU電子控制模塊連接車載電腦；語音模塊連接車載電腦；車載電腦通過無線模塊連接客服終端。

面部采集攝像頭用于采集駕駛員的面部及頭部信息，并將采集到的信息上傳至車載電腦。車載電腦是本系統(tǒng)的核心，車載電腦可用于數(shù)據(jù)的存儲、駕駛員駕駛狀態(tài)的邏輯分析、車速的控制、提示音的控制以及和外界進行數(shù)據(jù)交流。ECU電子控制模塊用于控制節(jié)氣門的開口大小，從而控制車速的快慢?？头K端是駕駛員和客服人員交流的平臺，通過實時交流，從而徹底解決駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)，同時客服人員可協(xié)助解決駕駛員在駕駛過程中遇到的各種難題。

三、防疲勞駕駛方法步驟

防疲勞駕駛系統(tǒng)的具體步驟有六個，如圖2所示，分別如下：

第一、在車輛電力系統(tǒng)啟動后，車輛及防疲勞駕駛系統(tǒng)同時啟動。

第二、駕駛員上車入座后，面部采集攝像頭開始工作，將采集到的面部信息和頭部動作信息上傳至車載電腦。

第三、車載電腦根據(jù)面部采集攝像頭上傳的數(shù)據(jù)保存，開始數(shù)據(jù)實時分析，分析方式如下：a、對駕駛員的眼部狀態(tài)進行分析，若單位時間內(nèi)駕駛員眼睛一直閉合，則可判定為疲勞駕駛；b、若單位時間內(nèi)駕駛員的閉眼時間比睜眼時間長，則可判定為疲勞駕駛；c、若單位時間內(nèi)駕駛員的頭部上下擺動頻率達到設(shè)定值時，則可判定為疲勞駕駛；d、當眼部信息和頭部信息只要有一點符合疲勞駕駛，則可判定為疲勞駕駛。

第四、當駕駛員被判定是正常駕駛時，系統(tǒng)不采取提醒措施；當駕駛員被判定是疲勞駕駛時，車載電腦通過語音模塊發(fā)出語音提醒，并詢問駕駛員是否感到疲勞，若駕駛員無應答，則進入步驟5；若駕駛員正常應答，系統(tǒng)則不采取提醒措施。

第五、當駕駛員對語音模塊的語音提示無應答時，共有三種提醒方案可選擇，

方案1：系統(tǒng)語音應答系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，可實現(xiàn)機器和駕駛員之間的問答，通過問答使駕駛員集中精力，從而消除疲勞駕駛。

方案2：車載電腦自動呼叫家人電話，通過和家人之間的語音溝通，從而降低疲勞駕駛的風險。

方案3：車載電腦自動連接客服終端，和客服終端的客服人員進行實時通過，客服人員根據(jù)自身的專業(yè)知識，幫助駕駛員克服疲勞駕駛，保障駕駛員的生命安全。

第六、無論實行何種方案，車載電腦都會向ECU電子控制模塊發(fā)送限速指令，ECU根據(jù)限速指令控制節(jié)氣門開口大小，從而降低車速，防止在疲勞駕駛時因車速過快而增加危險性。

四、防疲勞駕駛系統(tǒng)的優(yōu)勢

該疲勞駕駛系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)廣泛開始應用于各類營運客車中，該系統(tǒng)的主要優(yōu)勢包括以下幾點。

1. 僅基于駕駛員的面部表情這一生理特征來進行疲勞駕駛的判斷，簡化了流程。

2. 通過眼部和頭部的整體信息判斷駕駛員的狀態(tài)，并增加語音應答環(huán)節(jié)，充分保證對駕駛員駕駛狀態(tài)判斷的準確性。

3. 設(shè)置多種督促方式供駕駛員選擇，提高駕駛員的監(jiān)督效率，保證駕駛員的行車安全。

五、相關(guān)法規(guī)的制定加強疲勞駕駛安全問題治理

先進的監(jiān)管技術(shù)還不足以完全避免疲勞駕駛行為的發(fā)生，進而降低安全事故的發(fā)生。因此還需要國家及相關(guān)部門的監(jiān)管控制。截止目前，國家已經(jīng)制定了健全的法律法規(guī)及交通安全管理準則。具體如下：第一、健全強制休息機制，增建休息服務站點。長途行車時疲勞駕駛的首要條件。為此，我們必須完善長途客車、火車的行車規(guī)范。建立客車及貨車駕駛員的最長駕駛距離或者駕駛時間。強制要求駕駛員在中途休息。一旦超過一定的行車距離或者行車時間，相關(guān)交通管理部門就會對其進行嚴厲處罰。現(xiàn)規(guī)定客車或貨車行駛四百公里以上或者三個小時，只有一名駕駛員的情況下，必須停車休息三十分鐘。在高速行車時，超過六百公里以上，駕駛員必須進入高速服務區(qū)進行休息。第二、加強法律法規(guī)的宣傳，提高駕駛員安全駕駛意識。交通管理部門必須加強法規(guī)宣傳要求在電視、報紙、戶外廣告牌以及網(wǎng)絡媒體等宣傳法律法規(guī)。講解《中華人民共和國交通安全法》以及《道路運輸從業(yè)人員管理規(guī)定》等，宣揚疲勞駕駛的危害性，杜絕駕駛?cè)藛T疲勞駕車、酒后駕車等違法行為的發(fā)生。最后，要提升公路交通安全管理水平。交通管理部門應加強巡邏、站點服務等，提升長途運輸車輛的服務工作，讓其有意識的關(guān)注安全駕駛，從而減少疲勞駕駛行為的發(fā)生。

六、結(jié)語

疲勞駕駛是一種復雜的生理反應，在駕駛時，如若出現(xiàn)生理疲勞、心理疲勞或者精神疲勞等情況時，駕駛?cè)藛T應主動尋求安全地帶停車休息，乘客人員在有條件的基礎(chǔ)上，應主動觀察駕駛?cè)藛T，防止其疲勞駕駛。經(jīng)過上述對疲勞駕駛預防對策的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，隨著車輛的不斷增加以及駕駛?cè)藛T的加劇，疲勞問題已經(jīng)成為嚴重的交通安全事故因素。在此，也望相關(guān)部門可以進一步加強管理。

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*項目名稱：基于車聯(lián)網(wǎng)的車輛駕駛行為共享平臺研究（項目編號：zjt17001），項目類別：校級科研平臺項目——協(xié)同創(chuàng)新中心，主持人：邵明虎。

（作者單位：安徽三聯(lián)學院）