基于人工智能辅助的疲劳驾驶诊断方法研究

基于人工智能辅助的疲劳驾驶诊断方法研究

徐铭翊

身份证号码：321111200212085314

摘要：本文公开了驾驶监控技术领域的一种人工智能辅助的长途货车司机疲劳驾驶提醒装置，采集单元：用于采集使用者施加在方向盘上的位置信息和频次变化信息；行驶状态判断单元：用于采集车辆行驶过程中出现突发状况时出现的状态信息，同时接收变化频次信息，并将频次变化信息和状态信息进行对比得到判断信息；提醒单元：用于接收位置信息和判断信息，并根据位置信息和判断信息通过语音对使用者进行提醒，用以在一定程度上解决现有技术中存在的使用的数据采集模块对司机面部的方向盘转动进行识别，在面对具有自动驾驶功能的汽车时，容易产生误判，从而可能造成提醒不及时引发安全事故的问题。

关键词：人工智能；疲劳驾驶提醒；辅助装置

1背景技术

随着机动车数量的不断增长，交通安全成了人们关注的一个大问题。很多情况下，疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因之一。现有技术中常采用检测使用者生理反应和生理信号的方式对使用者进行疲劳检查，从而使用者进行及时的提醒，但该方案需要借助医学专业检测工具，检测成本过高。

为解决上述问题，中国专利号CN105389948A公布了一种预防司机疲劳驾驶的系统，包括车速判断模块、数据采集模块、状态识别模块、控制模块和提醒模块；车速判断模块用于判断车辆的行车速度是否大于一预设时速值；数据采集模块用于在车辆的行车速度大于所述预设时速值时，采集驾驶员在驾驶过程中的有关面部和方向盘的连续多帧图像；状态识别模块用于根据采集的连续多帧图像判断方向盘在一定时间内是否发生转动；控制模块用于在方向盘在一定时间内没有发生转动时判定驾驶员处于疲劳驾驶状态，并控制所述提醒模块发出提醒信息。

上述方案解决了现有技术中存在的需要解决专业检测工具，检测成本过高的问题，但该方案使用的数据采集模块对司机面部的方向盘转动进行识别，在面对具有自动驾驶功能的汽车时，容易产生误判，从而可能造成提醒不及时引发安全事故，因此，有必要提出一种人工智能辅助的长途货车司机疲劳驾驶提醒装置，用以在一定程度上解决现有技术中存在的使用的数据采集模块对司机面部的方向盘转动进行识别，在面对具有自动驾驶功能的汽车时，容易产生误判，从而可能造成提醒不及时引发安全事故的问题。

2研究内容

本文的目的是提供一种人工智能辅助的长途货车司机疲劳驾驶提醒装置，用以在一定程度上解决现有技术中存在的使用的数据采集模块对司机面部的方向盘转动进行识别，在面对具有自动驾驶功能的汽车时，容易产生误判，从而可能造成提醒不及时引发安全事故的问题。

为了实现上述目的，本文的技术方案如下：一种人工智能辅助的长途货车司机疲劳驾驶提醒装置，包括：

采集单元：用于采集使用者施加在方向盘上的位置信息和频次变化信息；采集单元还能用于采集使用者的语言信息，提醒单元根据语言信息对使用者进行语音提醒。

行驶状态判断单元：用于采集车辆行驶过程中出现突发状况时出现的状态信息，同时接收变化频次信息，并将频次变化信息和状态信息进行对比得到判断信息；

提醒单元：用于接收位置信息和判断信息，并根据位置信息和判断信息通过语音对使用者进行提醒。提醒单元还能用于在对使用者进行提醒的次数超过设定次数后，持续通过语音对使用者进行提醒，直至位置信息和图片信息出现变化。提醒单元还能用于在对使用者进行语音提示的过程中，对使用者进行灯光提示。

识别单元：用于采集使用者面部的图片信息，提醒单元根据图片信息对使用者进行语音提醒。

连接单元：连接单元用于在设定时间内，提醒单元对使用者提醒的次数超过设定值时，查询同行司机，寻求使用者许可后，请求与同行司机建立通话，获取该司机许可后，建立使用者与该司机的通话连接。连接单元还能用于在提醒单元对使用者进行提醒的次数超过设定次数后，对同行司机进行语音提示。

更新单元：用于接收语言信息，并根据语言信息对提醒单元的数据库进行调整。

采用上述方案后实现了以下原理及有益效果：本方案通过采集单元等的设置，使得本方案能够通过采集使用者手握方向盘的变化频次与车辆行驶过程中的突发状况类型对照情况以及使用者手握方向盘的位置变化来判断使用者的疲劳程度，从而对使用者进行语音和灯光等方面的提醒，在一定程度上达到使用者避免因疲劳造成事故发生，同时本方案还能通过采集使用者的面部图片信息和语言信息，当使用者面部出现如闭眼等疲惫特征或发出与疲劳相关的词语时，对使用者进行提醒，增加本方案的准确性，还能通过语言信息对提醒单元的数据库进行调增，增加本方案的趣味性，本方案还能在多次对使用者进行提醒后，延长提醒时间，从而确保使用者被唤醒，进一步降低发生事故的几率，本方案通过连接单元的设置，使得本放在多次对使用者进行提醒后，建立使用者与同行司机的通话连接，在一定程度上增强使用者的警觉性，同时也能对同行司机进行提醒，在一定程度上避免撞车等事故发生，本方案在一定程度上解决了现有技术中存在的使用的数据采集模块对司机面部的方向盘转动进行识别，在面对具有自动驾驶功能的汽车时，容易产生误判，从而可能造成提醒不及时引发安全事故的问题。

3具体实施方式

一种人工智能辅助的长途货车司机疲劳驾驶提醒装置，包括：

采集单元4，包括压力传感器和麦克风等，采集使用者手握方向盘的位置和改变握姿的频率，同时通过采集使用者语言。

例如：使用者握住方向盘的上部或下部，使用者在1min内更换手握方向盘的动作A次，则此时使用者的变化频次为A次/min。

行驶状态判断单元1：包括控制器和第一摄像头等，采集车辆行驶过程中出现突发状况类型，同时接收频次变化信息，并对事故类型和频次变化进行对比，判断突发状况出现时，使用者的疲劳程度。

例如：当使用者驾驶车辆遇到压线等状况时，此时使用者更换手握方向盘位置的频率应为B次/min，采集单元4采集的使用者实际更换手握方向盘的频率为C次/min，若B大于或等于C，则此时使用者处于正常状态，若B小于C，则此时使用者处于疲劳状态。

提醒单元3，包括，和LED灯管等，用于接收位置信息和判断信息，播放语音与使用者对话，对使用者进行提醒，提醒单元3还能用于接收使用者的语言信息，当使用者语言中出现与疲劳相关的词语时，提醒单元3对使用者进行语音提醒，同时在对使用者进行语音提醒时，闪烁灯光对使用者进行眼部刺激，并在多次对使用者进行提醒后，持续播放语音对使用者进行提醒，直至位置信息和图片信息出现变化，。

例如：当使用者Ts内手握方向盘的位置没有改变，或由于更换手握方向盘位置的频率与实际突发状况不对应而被认为为疲劳状态时，提醒单元3播放如“您出现疲劳状态，请注意行车安全。”对使用者进行提醒，还能在当使用者发出“我好累”等与疲劳相关的词语时，提醒单元3播放“检测到您出现疲惫状态，请注意行驶安全”等语音对使用者进行提醒，同时在对使用者进行语音提醒时，闪烁灯光对使用者进行眼部刺激，进一步对使用者进行提醒，在1小时内对使用者提醒D次后，持续播放语音，直至使用者手握方向盘的位置改变或使用者面部疲劳状态缓解。

识别单元2，包括第二摄像头，采集使用者面部的照片信息，当使用者面部出现闭眼等疲劳特征时，提醒单元3对使用者进行报警。

例如：当识别单元2采集的使用者面部照片中，使用者出现闭眼时，提醒单元3播放“检测到您异常闭眼，请注意行车安全。”等对使用者进行提醒。

连接单元6：设定时间内，提醒单元3对使用者提醒的次数超过设定数值后，连接单元6查询同行司机，并寻求使用者许可，获得使用者许可后，请求该同行司机的许可，获取该司机的许可后，建立使用者与该司机的连接，使得使用者能与该司机进行通话，同时在提醒单元3对使用者提醒的次数超过设定次数后，连接单元6能想同行司机发送语音信息进行提醒。

例如：当E小时内，提醒单元3对使用者提示的次数为F次，且F次大于设定值H次时，连接单元6查询同行司机，并播放“查询到以下司机，是否建立通话”等寻求使用者许可，当使用者许可后，想同行司机发送信息寻求许可，获取该司机许可后，建立使用者与该司机的通话连接，使得使用者能与该司机进行通话，同时，在G小时内，提醒单元3对使用者提示的次数为I次，且I次大于设定值J次时，连接单元6向同行司机播放如“前方司机处于高度疲劳状态，请注意避让”等语音信息。

更新单元5：接收使用者发出的语言，对语言进行分析，得出使用者偏好，从而对提醒单元3的语音数据库进行更新。

例如：使用者发出的语言中提到“小品”等字样，更新单元5对提醒单元3数据库进行更新后，使用者出现疲惫时，更新单元5播放“检测到您处于疲劳状态，为您播放相声小品选段……”等语音进行提示。

结语

本文所研究的人工智能辅助的长途货车司机疲劳驾驶提醒装置，其最终目的是改善道路交通安全。目前在疲劳驾驶提醒装置方面已开展了较多研究，但只有部分研究成果能够走出实验室，走进驾驶员的日常生活，仍需要进一步完善产学研的深度融合。对于长途货车司机而言，长时间驾车行驶更容易产生疲劳情况，而通过对长途货车司机进行疲劳提醒，能够让他们及时停车休息，保证行车安全。

参考文献

[1]陈见哲.疲劳驾驶检测方法研究进展[J].汽车实用技术，2023，48(21):179-186.

[2]朱浩.基于深度学习与计算机视觉的驾驶行为检测系统设计[D].南京邮电大学，2023.

[3]陈宏涛，杨军，吕彦霖.基于计算机视觉的智能安全驾驶监测系统设计[J].电脑编程技巧与维护，2023，(10):128-131.

[4]林梅，徐佳富，王宇辰等.基于人工智能的汽车驾驶员精神状态监测系统研究[J].科技创新与应用，2023，13(25):27-32.

[5]孔鑫禹.基于深度学习的调车司机工作状态智能监测技术研究[D].大连交通大学，2023.