基于多元网络传输的驾驶疲劳状态远程监控预警系统.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 101558998 B (45)授权公告日 2011.01.12 CN 101558998 B *CN101558998B* (21)申请号 200910079323.3 (22)申请日 2009.03.06 A61B 5/18(2006.01) B60R 11/00(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (73)专利权人 北京理工大学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 5 号 (72)发明人 赵亚男 高利 吴绍斌 谌育民 吕超 孙晓炜 (74)专利代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 付雷杰 US 2008/0218359。

2、 A1,2008.09.11, US 2007/0219686 A1,2007.09.20, 全文 . CN 201145954 Y,2008.11.05, CN 101159857 A,2008.04.09, CN 2899301 Y,2007.05.09, CN 1937762 A,2007.03.28, CN 2766474 Y,2006.03.22, CN 2754929 Y,2006.02.01, (54) 发明名称 基于多元网络传输的驾驶疲劳状态远程监控 预警系统 (57) 摘要 本发明涉及双卡 CDMA 和 GPRS 及光纤网络传 输的职业驾驶人疲劳状态远程监控预警系统， 属 于。

3、交通安全技术领域。 包括车载无线双卡CDMA移 动视频监控系统、 职业驾驶人视频采集、 光纤传输 和指挥监控预警系统四部分。车载无线双卡 CDMA 移动视频监控系统硬件设备由双卡 CDMA、 一体化 摄像机、 车载显示器、 一体化主机、 天线和控制面 板、 车载GPS接收机构成。 职业驾驶人视频采集设 备实现对职业驾驶人的面部表情的采集。指挥监 控预警中心由远程监控主机、 监控管理软件、 视频 采集卡、 监控指挥大屏幕等组成。 优点在于针对职 业驾驶人驾驶习惯和驾驶行为的疲劳状态远程监 控预警系统， 有效地避免事故的发生。 系统布局合 理， 使用方便， 易于维护。 (51)Int.Cl. (5。

4、6)对比文件 审查员 孔祥云 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 101558998 B1/1 页 2 1. 基于多元网络传输的驾驶疲劳状态远程监控预警系统， 其由车载无线双卡 CDMA 移 动视频监控系统、 职业驾驶人视频采集设备、 光纤传输设备和远程指挥监控预警中心四部 分组成 ； 其特征在于 ： 远程指挥监控预警中心通过 CDMA+Internet 获得车载职业驾驶人移 动数字视频信号 ； 驾驶人疲劳状态信息由职业驾驶人视频采集设备采集， 为保证所述数字 视频信号的效果， 提供车载内的职业驾驶人图像采集补光设施，。

5、 可以根据光线的强弱， 对驾 驶人监控进行补光 ； 数字视频信号通过CDMA无线网络传输到Internet ； 远程指挥监控预警 中心控制视频服务器接收从 Internet 上传输过来的数字视频信号， 四台网络视频解码器 通过局域网与视频服务器相连， 并将视频服务器传输过来的数字视频信号转换成模拟视频 信号， 再通过光纤传输设备和矩阵系统接入到 TV、 DLP、 COMPUTER 上 ； 远程指挥监控预警中 心给车载 GPS 接收机发送预警信息， 实现对职业驾驶人疲劳和危险状态的预警， 保证行车 安全。 2. 根据权利要求 1 所述的基于多元网络传输的驾驶疲劳状态远程监控预警系统， 其特 征在。

6、于， 所述的职业驾驶人视频采集设备提供车载内的职业驾驶人图像采集补光设施 ； 综 合考虑驾驶室空间几何条件、 安装条件以及试验所得结论， 确定三个补光点 A、 B、 C， A 点位 于驾驶人的脸部斜上方， B 点和 C 点分别位于驾驶人腰部两侧， 以 A 点为主光补光点， B 点、 C点为辅光补光点 ； A点位于驾驶人摄像头位置上方 ； B点C点在仪表盘下方， 处于同一水平 面内 ； 该补光设施可以根据光线的强弱， 对驾驶人监控进行补光， 保证监控图像的效果。 3. 根据权利要求 1 所述的基于多元网络传输的驾驶疲劳状态远程监控预警系统， 其特 征在于， 所述的远程指挥监控预警中心进行监控预警。

7、， 通过视频采集卡和网络视频解码器 实现数字视频信号压缩传输和在远程指挥监控预警中心主机的还原， 远程指挥监控预警中 心的监控管理软件实现对监控预警的管理 ； 驾驶疲劳状态远程监控预警系统使用车载 GPS 接收机实现远程监控的预警， 采取短消息和打电话预警的方法 ； 当远程指挥监控预警中心 的监控人员发现驾驶人有疲劳征兆或者出现疲劳状态时， 可以根据疲劳等级， 采用宜人化 预警方式实现远程预警， 避免事故的发生。 权 利 要 求 书 CN 101558998 B1/3 页 3 基于多元网络传输的驾驶疲劳状态远程监控预警系统 0001 所属技术领域 0002 本发明涉及多元网络传输的驾驶疲劳状态。

8、远程监控预警系统， 属于交通安全研究 技术领域。 该系统适用于对职业驾驶人疲劳状态的远程监控和预警， 提高行车安全性， 充分 发挥科技创新对交通安全保障的重要支撑作用 背景技术 0003 2007 年中国共发生道路交通事故 327209 起， 造成 81649 人死亡、 380442 人受伤， 尽管与 2006 年相比均有所下降， 但与发达国家比仍然很严重， 特别是营运车辆造成的群死 群伤的重特大事故严重威胁着人们生命和财产安全。研究表明， 大多数道路交通事故是由 于人 ( 主要是驾驶人 )、 车辆、 道路和交通环境等在内的综合系统的协调性失衡造成的， 其 中职业驾驶人驾驶因素尤为突出。 00。

9、04 职业驾驶人的疲劳程度从浅到深可分为不同的等级。 处于不同疲劳状态的职业驾 驶人对预警信息的反应特性有很大的差别。 研究结果表明， 职业驾驶人处于轻度疲劳时， 采 用适当的预警手段可以帮助驾驶人重新恢复清醒状态 ； 随着疲劳程度的加深， 能够恢复的 水平将下降 ； 当驾驶人进入深度疲劳后， 则无论采取何种手段都很难使其恢复至清醒状态。 因此从事故预防的角度来看，“早期检测、 早期预警、 早期防范” 十分必要。但是驾驶人处于 轻度疲劳状态时， 各种特征往往不甚明显， 很容易造成误警， 因此轻度疲劳的识别精度将是 一个难点问题。 0005 预警的手段主要包括听觉、 视觉、 嗅觉、 触觉和振动刺。

10、激等。各种预警手段各有其 优缺点。 例如声音信号在吸引注意方面明显优于视觉信号， 且不增加驾驶人的视觉负担， 但 是由于声音信号驾驶人无法回避， 容易引起驾驶人的厌烦情绪。 Kantowitz提出了刺激-响 应兼容性的模型， 该模型建立在框架、 规则和反应倾向的嵌套层次之上， 描述了视觉等刺激 和控制动作等反应之间的关系。 0006 日本尼桑汽车公司研制出一种能自动给打瞌睡的驾驶人电子报警的系统， 如果驾 驶人眨眼次数过多， 电子报警器就会发出鸣响， 并向驾驶室喷放一种含有薄荷和柠檬等醒 脑物质的香气， 消除驾驶人睡意。日本电脑便民公司开发的系统通过装在方向盘上的探测 装置， 感知手握方向盘时。

11、的脉搏跳动， 判断驾驶人精神压力、 情绪紧张、 注意力不集中、 瞌睡 等身体状况， 若超过一定指标， 将通过包括发出声音、 喷射气体、 发射光线、 振动座椅等多种 方式向驾驶人发出警报。牛津大学心理学讲师 Charles Spence 研究表明， 震动式警告装置 可使常见车祸发生率减少 15； 触觉警告可将驾驶人的反应速度提高 0.1 或 0.2s。德国研 究人员发明了一种带有灵敏光电开关的眼镜。驾驶人在途中打瞌睡， 眼镜里的光电开关会 自动接通电源， 使驾驶人眼前的灯光发亮， 引起驾驶人警觉。 0007 在本发明之前， 驾驶人疲劳状态监测预警技术相关领域的研究在国内主 要以大学为主， 其中包。

12、括清华大学、 吉林大学、 中国农业大学、 浙江大学、 山东大学 等。ZL200720020662.0 专利是一种疲劳工作在线预警系统， 没有远程监控预警功能 ； ZL200620132022.4 专利中的线或无线传输不能满足大量数据信息的实时传输， 有一定的延 说 明 书 CN 101558998 B2/3 页 4 迟。 0008 目前， 针对职业驾驶人疲劳状态监控预警技术， 主要集中在车载监控预警上， 远程 监控预警技术没有涉及到， 所以本发明对我国交通安全状况的改善意义重大。 0009 发明内容 0010 本发明克服了现在车载监控预警技术的缺陷和不足， 实现了远程监控预警策略的 制定和宜人。

13、化预警手段、 方法的采用。在车载疲劳预警系统的基础上， 针对职业驾驶人， 建 立疲劳状态远程预警监控系统， 对其进行了补偿。 0011 为达成以上目标， 本发明首要目的是提供基于车载无线双卡 CDMA 的移动视频监 控系统， 结合校园局域网络， 通过四台网络解码器与视频服务器相接， 实现 Internet 访问 ： 在有线传输中， 借助光纤传输设备， 通过矩阵系统接入到 TV、 DLP、 COMPUTER 上， 实现监控视 频信息显示。 0012 本发明提供了一种职业驾驶人视频信息采集设备， 利用车载光线补偿设施， 实现 对职业驾驶人视频信息采集的补偿， 保证采集的视频图像清晰。 0013 本。

14、发明的另一个目的是利用 GPS 接收模块， 提供车载预警信息接收设备， 实现远 程预警， 制定预警策略， 采用宜人化手段和方法。 0014 本发明由车载无线双卡 CDMA 移动视频监控系统、 职业驾驶人视频采集设备、 光纤 传输设备和远程指挥监控预警中心四部分组成。车载无线双卡 CDMA 移动视频监控系统由 硬件设备 ( 双卡 CDMA、 一体化摄像机、 车载显示器、 一体化主机、 天线和控制面板、 车载 GPS 接收机 ) 和车载软件构成。职业驾驶人视频采集设备实现对职业驾驶人的面部表情的采 集。基于车载无线双卡 CDMA 的移动视频监控系统， 结合校园局域网络， 通过四台网络解码 器与视频。

15、服务器相接， 实现 Internet 访问 ； 在有线传输中， 借助光纤传输设备， 通过矩阵系 统接入到 TV、 DLP、 COMPUTER 上， 实现视频信息显示在远程监控预警中心的监控大屏上， 视 频信息传输由光纤传输设备和网络视频编解码器完成。 远程指挥监控预警中心有一台远程 监控主机、 监控管理软件、 视频采集卡、 监控指挥大屏幕组成。 0015 本发明主要应用于道路交通安全领域的职业驾驶人疲劳状态远程监控预警研究。 本发明的优点在于创造了一种针对于职业驾驶人驾驶习惯和驾驶行为的疲劳状态远程监 控预警技术和系统， 实现远程指挥监控预警中心对职业驾驶人真实驾驶状态远程监控， 当 职业驾驶。

16、人出现疲劳的状态和危险情况时， 远程指挥监控预警中心能及时的给远程预警信 息， 并在必要时制动车辆， 有效地避免事故的发生， 确保营运车辆及职业驾驶人的安全， 显 著提高营运运输安全性， 充分发挥科技创新对交通安全保障的重要支撑作用。 0016 本系统布局合理， 结构紧凑， 安装、 使用方便， 易于维护。 本发明根据疲劳驾驶状态 的分级进行分级预警， 预警策略完善， 预警方法宜人， 预警手段优化， 提高预警有效性和宜 人性。 0017 附图说明 0018 下面对本发明做进一步的详细说明 0019 图 1 是本发明所设计的远程监控预警系统拓扑结构图。 0020 图 2 是本发明设计的预警传输系统。

17、结构图。 0021 具体实施方式 0022 在图 1 中， 车载移动平台上摄像机采集现场实时视频信号， 通过线缆接收到 CDMA 说 明 书 CN 101558998 B3/3 页 5 集群视频传输系统主机上。摄像机视频经过主机的视频压缩编码模块压缩， 通过智能无线 通讯终端发射到 CDMA 网络， 视频信息再通过 CDMA 无线网络传输到互联网， 利用 VPDN 技术 实现加密功能， 连接到计算机网络的远程指挥监控预警中心， 远程指挥监控预警中心控制 视频服务器接收并控制前端传回的视频图像并录像。 0023 四台网络解码器通过局域网与视频服务器相连， 并将视频服务器传输过来的数字 视频信号转换成模拟视频信号， 再通过光纤传输和矩阵系统接入到 TV、 DLP、 COMPUTER 上。 0024 在图 2 中， 使用 GPS 模块实现远程监控的预警， 采取短消息和打电话预警方法。当 远程监控中心的监控人员发现驾驶人有疲劳征兆或者出现疲劳状态时， 可以根据疲劳等 级， 采用宜人化预警方式实现远程预警， 避免事故的发生。车载 GPS 接收机接收到短消息的 提示， 并有语音将短消息内容进行播放， 起到对职业驾驶人进行预警的作用。 说 明 书 CN 101558998 B1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 。