一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统与方法.pdf

本发明涉及一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统与方法。所述系统包括：中央处理模块，酒精传感器模块，信号处理模块，GPS模块，摄像头模块，语音模块，GSM模块，显示和控制模块。通过摄像头获取的人脸图像进行识别，判断是否存在替代司机启动汽车以便通过检测的现象。汽车行驶过程中，通过获取驾驶员在驾驶过程中的图像分析，结合多传感器酒精检测，判断驾驶员是否存在饮酒行为。检测到存在饮酒行为后，发出报警信号，进行汽车闭锁控制，给出语音提示，将驾驶员的饮酒行为和当前位置信息通过短信发至亲友。本发明融合多传感器与视频识别技术进行驾驶员饮酒行为检测，能够实现代替检测和驾驶过程饮酒检测，提高了识别准确率。

权利要求书
1.  一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统，其特征在于包括：中央处理模块(1)，酒精传感器模块(2)，信号处理模块(3)，GPS模块(4)，摄像头模块(5)，语音模块(6)，GSM模块(7)，显示和控制模块(8)；其中
中央处理模块(1)：是系统的控制计算中心，根据处理信号处理模块(3)的输出信息测量酒精浓度；接收GPS模块(4)的输出信息，得到当前地理坐标，检索内置电子地图，得到地理位置信息；接收来自摄像头模块(5)的图像信息，识别驾驶员身份并对驾驶行为作出判断；控制语音模块(6)向驾驶员发出语音提示信息；控制GSM模块(7)向预存移动电话号码发送短信，报告驾驶员的状态信息和汽车的地理位置信息；控制显示和控制模块(8)发出状态显示信息并输出开关型控制量，开关型控制量可用于闭锁当前车辆；
酒精传感器模块(2)：用于采集酒精浓度信号，并将酒精浓度信号送到信号处理模块(3)；
信号处理模块(3)：接收来自酒精传感器模块(2)的输出信号，对所述信号进行放大和滤波整形后送至中央处理模块(1)；信号处理模块(3)包含低通滤波器、放大器和A/D；
GSM模块(4)：在中央处理模块(1)的控制下，向亲友发送短信，报告驾驶员的状态信息和汽车的地理位置信息；
摄像头模块(5)：安装在驾驶座前方，完成驾驶员人脸和驾驶过程中动作行为图像的采集，并将图像送至信号处理模块(3)；
语音模块(6)：在中央处理模块(1)控制下发送醉酒语音警示信号；
GPS模块(7)：将检测到的车辆位置信息送至中央处理模块(1)；
显示和控制模块(8)，在中央处理模块(1)的控制下，输出显示信息和开关型控制量，开关型控制量可用于闭锁当前车辆。

2.  根据权利要求1所述的一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统，其特征在于，所述酒精传感器模块(2)采用安装在驾驶室内各个座位上的4个酒精传感器采集驾驶室内不同位置的酒精浓度信号，包括主驾驶座酒精传感器、副驾驶座酒精传感器、后左座酒精传感器和后右座酒精传感器。

3.  一种应用权利要求1所述系统进行酒驾检测的方法，其特征在于，包括下步骤：
步骤1，判断是否存在替代酒精检测启动汽车行为；
步骤1.1，GPS模块(7)将含有车辆位置的经纬度信息和当前格林威治的标准时间送至中央处理模块(1)；中央处理模块(1)提取经纬度信息，通过检索其内置电子地图数据库，得到当前位置的地理信息；提取格林威治标准时间信息，并转换为北京时间；
步骤1.2，通过摄像头获取汽车起动前后的驾驶员图形信息，并进行图像对比，判断是否 存在替代检测行为；
步骤1.3，判断当前驾驶员是否已经饮酒；
步骤1.4，如果存在替代行为，或当前驾驶员已经饮酒；依据中央处理模块(1)中预存的移动电话号码发送短消息；短消息包含驾驶员当前状态信息和当前位置信息并含有时间戳；
步骤1.5，中央处理模块(1)输出预存的语音提示信息，控制GSM模块(4)向亲友发送短信；显示和控制模块(8)在中央处理模块(1)控制下显示当前状态，并输出锁车控制信号；
步骤2，汽车行驶过程中检测驾驶员是否存在饮酒行为；
步骤2.1，在汽车行驶过程中，通过摄像头重复获取驾驶员驾驶行为图形信息，完成图像对比，判断是否存在饮酒行为；如果存在饮酒行为结束步骤2.1；
步骤2.2，中央处理模块(1)接收GPS模块(7)的信息，提取经纬度信息，通过检索其内置电子地图数据库，得到当前位置的地理信息；提取格林威治标准时间信息，并转换为北京时间；
步骤2.3，依据中央处理模块(1)中预存的移动电话号码发送短消息；短消息包含驾驶员当前状态信息和当前位置信息并含有时间戳；
步骤2.4，中央处理模块(1)输出预存的语音提示信息，控制GSM模块(4)向亲友发送短信；显示和控制模块(8)在中央处理模块(1)控制下显示当前状态，并输出锁车控制信号。

说明书一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统与方法
技术领域
本发明属于传感器检测和控制领域，涉及一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统与方法。
背景技术
2007年，沃尔沃就提出车载酒精检测的概念，并且推出了一款名为“酒后驾驶闭锁(Alcoguard)”的技术。目前车载酒精检测系统多采用这种方式进行酒精浓度测量。其不足之处是：
通过对着检测仪吹气进行检测，无法判断是否有非驾驶员代吹气问题；
醉酒识别准确率低，而且不能提供醉酒信息；
当检测酒后驾驶并闭锁车辆后，缺少提供现场救助信息的有效途径和方法。
发明内容
为了克服现有酒驾检测技术中存在的上述缺点，本发明提供了一种智能识别醉酒者、提供醉酒证据、追踪酒驾车辆的酒驾检测系统。
为实现上述目的本发明采取以下技术方案。
一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测系统，包括：
中央处理模块，酒精传感器模块，信号处理模块，GPS模块，摄像头模块，语音模块，GSM模块，显示和控制模块。其中
中央处理模块：根据信号处理模块的输出信息判断酒精浓度；接收GPS模块输出信息，得到汽车的当前地理坐标，检索内置电子地图，得到地理位置信息；接收来自摄像头模块的图像信息，对驾驶员身份进行识别和对驾驶行为作出判断；控制语音模块向驾驶员发出语音提示信息；控制GSM模块向预存移动电话号码发送短信，报告驾驶员的状态和汽车的地理位置信息；控制显示和控制模块发出状态显示信息并给出开关型控制量，开关型控制量可用于闭锁当前车辆。
酒精传感器模块：用于采集驾驶室内不同位置的酒精浓度信号，并将酒精浓度信号送给信号处理模块。酒精传感器模块包含多个传感器，分别安装在驾驶室内的各个座位上，包括主驾驶座酒精传感器、副驾驶座酒精传感器、后左座酒精传感器和后右座酒精传感器。
信号处理模块：用于接收来自酒精传感器模块的输出信号，并对其进行放大和滤波整形，将输出信号送至中央处理模块。
GPS模块：用于获得汽车当前位置的经纬度数据，并送到中央处理模块。
摄像头模块，安装在驾驶座前方，用于采集对驾驶员人脸图像和驾驶行为的图像，并将图像送至中央处理模进行处理。
GSM模块：在中央处理模块的控制下，向亲友发送短信，报告驾驶员的状态信息和汽车的地理位置信息。
语音模块：在中央处理模块的控制下，向驾驶员发出语音提示信息。
显示和控制模块，在中央处理模块的控制下，输出显示信息和开关型控制量，开关型控制量可用于闭锁当前车辆。
应用所述系统进行检测的方法包括：通过摄像头获取的人脸图像进行识别，判断是否存在其他人替代饮酒司机启动汽车以便通过检测的现象。汽车在行驶过程中，通过摄像头获取驾驶员在驾驶过程中的图像分析，结合多传感器酒精检测，判断驾驶员是否存在驾驶过程中的饮酒行为。当检测到存在饮酒行为后，发出报警信号，可用于汽车的闭锁控制，对醉酒驾驶员给出语音提示，将驾驶员的饮酒行为和当前位置信息通过短信发至亲友，便于联系和救援。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过安装在驾驶座前方摄像头，可以检测是否存在有人替代酒精检测启动汽车，当汽车启动后已经饮酒的驾驶员再去驾驶汽车的现象。
(2)本发明通过在驾驶室内不同位置安装酒精传感器，融合多传感器与视频识别技术完成驾驶过程中的饮酒行为检测，实现了在驾驶过程中对驾驶员饮酒行为的监测。
(3)当检测到司机醉酒时，能够发出警告信号，同时向其亲友发送驾驶员的状态信息和汽车的地理位置信息，方便亲友联系驾驶员和实施现场救助。
附图说明
图1为本发明所述系统的组成框图；
图2为本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
下面给出一个具体实施例。
一种基于多传感器与视频识别技术的酒驾检测告警系统，组成如图1所示，包括：
中央处理模块1，酒精传感器模块2，信号处理模块3，GPS模块4，摄像头模块5，语音模块6，GSM模块7，显示和控制模块8。其中
中央处理模块1：是系统的控制计算中心，根据处理信号处理模块3的输出信息测量酒精浓度。接收GPS模块4输出信息，得到当前地理坐标，检索内置电子地图，得到地理位置 信息。接收来自摄像头模块5的图像信息，识别驾驶员身份并对驾驶行为作出判断。控制语音模块6向驾驶员发出语音提示信息。控制GSM模块7向预存移动电话号码发送短信，报告驾驶员的状态信息和汽车的地理位置信息。控制显示和控制模块8发出状态显示信息并给出开关型控制量，开关型控制量可用于闭锁当前车辆。
中央处理模块1由CPU、存储器，Flash模块等组成。嵌入式CPU选用ARM系列CPU，如S3C2410或Cortex-A8。存储器模包括动态存储器，如K4S561632C-TC75，非易失存储器，如NOR型U-K9F1208UDM-YC80，以及NAND型FLASH SST39LF160存储器模块之一或其组合构成的存储器模块。Flash模块用来存储数据，防止掉电、复位时丢失数据。
酒精传感器模块2：用于采集驾驶室内不同位置的酒精浓度信号，并将酒精浓度信号送到信号处理模块3。酒精传感器模块2包括4个酒精传感器，分别安装在驾驶室内的各个座位上，包括主驾驶座酒精传感器、副驾驶座酒精传感器、后左座酒精传感器和后右座酒精传感器。
信号处理模块3：接收来自酒精传感器模块2的输出信号，对所述信号进行放大和滤波整形后送至中央处理模块。信号处理模块3包含低通滤波器、放大器和A/D。
GSM模块4：在中央处理模块1的控制下，向亲友发送短信，报告驾驶员的状态信息和汽车的地理位置信息，方便亲友联系驾驶员和实施现场救助。
摄像头模块5：安装在驾驶座前方，完成驾驶员人脸图像和驾驶过程中动作行为的采集，并将图像送至信号处理模块3。
语音模块6：在中央处理模块1控制下发送醉酒语音警示信号。
GPS模块7：将检测到的车辆位置信息送至中央处理模块1。
显示和控制模块8，在中央处理模块1的控制下，输出显示信息和开关型控制量，开关型控制量可用于闭锁当前车辆。
酒驾检测的流程图如图2所示，包括以下步骤：
步骤1，判断是否存在替代酒精检测启动汽车行为。
步骤1.1，GPS模块7将含有车辆位置的经纬度信息和当前格林威治的标准时间送至中央处理模块1。中央处理模块1提取经纬度信息，通过检索其内置电子地图数据库，得到当前位置的地理信息。提取格林威治标准时间信息，并转换为北京时间。
步骤1.2，通过摄像头获取汽车起动前后的驾驶员图形信息，并进行图像对比，判断是否存在替代检测行为。
步骤1.3，判断当前驾驶员是否已经饮酒。
步骤1.4，如果存在替代行为，或当前驾驶员已经饮酒。依据中央处理模块1中预存的移 动电话号码发送短消息。短消息包含驾驶员当前状态信息和当前位置信息并含有时间戳。
步骤1.5，输出中央处理模块1中预存的语音提示信息，如：已经检测到驾驶员存在酒后驾驶行为，并通过短信通知亲友；显示当前状态，如：示灯闪烁指；输出锁车控制信号。
步骤2，汽车行驶过程中检测驾驶员是否存在饮酒行为。
步骤2.1，在汽车行驶过程中，通过摄像头重复获取驾驶员驾驶行为图形信息，完成图像对比，给出是否存在饮酒行为的结论。当结论为存在饮酒行为时结束步骤2.1。本实施例重复时间为1s。
步骤2.2，中央处理模块1接收GPS模块7的信息，提取经纬度信息，通过检索其内置电子地图数据库，得到当前位置的地理信息。提取格林威治标准时间信息，并转换为北京时间。
步骤2.3，依据中央处理模块1中预存的移动电话号码发送短消息。短消息包含驾驶员当前状态信息和当前位置信息并含有时间戳。
步骤2.4，输出中央处理模块1预存的语音提示信息(语音提示信息可以是：已经检测到驾驶员存在酒后驾驶行为，并通过短信通知亲友)。显示当前状态(闪烁指示灯)。给出锁车控制信号。