一種疲勞駕駛檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于疲勞駕駛檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種疲勞駕駛檢測(cè)方法及裝置。所述疲勞駕駛檢測(cè)方法包括：步驟a：實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員的頭部慣性數(shù)據(jù)；步驟b：根據(jù)所述頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷被測(cè)人員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)，如果被測(cè)人員處于疲勞駕駛狀態(tài)，執(zhí)行步驟c；步驟c：觸發(fā)警告裝置發(fā)出警報(bào)。本發(fā)明有利于降低誤判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性；不會(huì)影響駕駛員的正常駕駛，且不會(huì)受外界環(huán)境及光線等因素的影響；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)，容易在市場(chǎng)上普及。
【專利說(shuō)明】
一種疲勞駕駛檢測(cè)方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于疲勞駕駛檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種疲勞駕駛檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 疲勞駕駛被列為釀成交通事故的最主要原因，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在諸多導(dǎo)致交通事故發(fā)生 的原因中，由于疲勞駕駛造成的占了35%~45%，如何快速及時(shí)的檢測(cè)到司機(jī)的疲勞狀態(tài) 已經(jīng)成為當(dāng)下智能運(yùn)輸裝置的研究熱點(diǎn)。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)疲勞駕駛檢測(cè)的方法大致可以分成三大類，第一類是基于對(duì)駕駛 員生理信號(hào)特征的檢測(cè)，主要包括:腦電信號(hào)(EEG)、肌電信號(hào)(EMG)、心電信號(hào)(EGG)，例如 專利CN 105212924 A、CN 105105773 A、CN 104952210 A等，這些專利中的疲勞駕駛檢測(cè)裝 置可以做到識(shí)別率很高，但是大多屬于侵入式檢測(cè)，會(huì)嚴(yán)重影響駕駛員的正常駕駛，而且設(shè) 備成本高，難以在市場(chǎng)上普及。
[0004] 第二類是基于對(duì)駕駛員個(gè)體特征的檢測(cè)，主要特征包括有:頭部動(dòng)作、瞳孔直徑、 眼睛特征等；例如，申請(qǐng)公布號(hào)為CN 105249976 A的發(fā)明提出了一種基于頭部監(jiān)測(cè)的司機(jī) 疲勞駕駛檢測(cè)方法及裝置，采用圖像處理的方法，通過(guò)獲取司機(jī)在駕駛過(guò)程中的視頻信息， 根據(jù)視頻信息提取司機(jī)的眼部特征、嘴部特征、頭部晃動(dòng)特征信息來(lái)判斷司機(jī)是否疲勞駕 駛。類似這種采用圖像的方法，通過(guò)眼臉活動(dòng)情況判斷疲勞程度的設(shè)計(jì)，對(duì)環(huán)境光線要求比 較高，而且駕駛員如果戴眼鏡的話會(huì)增加測(cè)量的難度。
[0005] 第三類是基于對(duì)車輛參數(shù)的檢測(cè)，包括:方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)、車輛運(yùn)行速度、車輛側(cè)位 移等。例如，一款名為Wakeman的疲勞提醒頭環(huán)，主要技術(shù)是利用九軸傳感器感應(yīng)司機(jī)用戶 是否低頭，如果檢測(cè)到用戶低頭，就通過(guò)震動(dòng)電極提醒司機(jī)抬頭看路，而從注意力開(kāi)始下降 到低頭瞌睡這一狀態(tài)的過(guò)程很長(zhǎng)，所以在這一過(guò)程中駕駛員會(huì)一直處于疲勞駕駛的危險(xiǎn) 中，而且只通過(guò)低頭這一個(gè)特征來(lái)判斷瞌睡，識(shí)別率低、誤判率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種疲勞駕駛檢測(cè)方法及裝置，旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技 術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題之一。
[0007] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種疲勞駕駛檢測(cè)方法，包括：
[0008] 步驟a:實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員的頭部慣性數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟b:根據(jù)所述頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷被 測(cè)人員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)，如果被測(cè)人員處于疲勞駕駛狀態(tài)，執(zhí)行步驟c;
[0010]步驟c:觸發(fā)警告裝置發(fā)出警報(bào)。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:在所述步驟b中，所述根據(jù)所述頭部慣性數(shù) 據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)還包括:通過(guò)慣性傳感器將所述頭部慣性數(shù)據(jù)輸出至MCU，通過(guò)MCU對(duì) 所述頭部慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理;所述頭部慣性數(shù)據(jù)包括加速度、角速度和空間磁場(chǎng)信息； 所校正處理包括:校正加速度計(jì)、校正磁力計(jì)、校正陀螺儀。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:在所述步驟b中，所述根據(jù)所述頭部慣性數(shù) 據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)還包括:利用所述慣性傳感器融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，并向所述MCU 輸出融合后的四元數(shù);所述MCU將輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的姿態(tài)四元數(shù)進(jìn)行融合，得 出所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:在所述步驟b中，所述根據(jù)所述頭部姿態(tài)數(shù) 據(jù)判斷被測(cè)人員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)具體包括：
[0014] 步驟bl:判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn)角速 度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟b2;如果偏轉(zhuǎn)角速度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟c;
[0015] 步驟b2:判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn)角度沒(méi) 有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則重新執(zhí)行步驟a;如果偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟c。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:在所述步驟c后還包括:所述MCU將所述頭 部姿態(tài)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至網(wǎng)絡(luò)終端。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例采取的另一技術(shù)方案為:一種疲勞駕駛檢測(cè)裝置，包括：
[0018] 慣性傳感器:用于實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員的頭部慣性數(shù)據(jù)；
[0019] MCU主控模塊:根據(jù)所述慣性傳感器所采集的頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，根 據(jù)所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷被測(cè)人員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)；
[0020] 警報(bào)模塊:用于在所述MCU主控模塊判定被測(cè)人員處于疲勞駕駛狀態(tài)時(shí)發(fā)出警報(bào)。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:所述M⑶主控模塊還包括數(shù)據(jù)校正單元;所 述慣性傳感器將所述頭部慣性數(shù)據(jù)輸出至所述MCU主控模塊，所述數(shù)據(jù)校正單元對(duì)所述頭 部慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理;所述頭部慣性數(shù)據(jù)包括加速度、角速度和空間磁場(chǎng)信息;所校正 處理包括:校正加速度計(jì)、校正磁力計(jì)、校正陀螺儀。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:所述M⑶主控模塊還包括數(shù)據(jù)融合單元;所 述慣性傳感器還用于融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，并向所述MCU輸出融合后的四元數(shù);所述數(shù) 據(jù)融合單元將輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的姿態(tài)四元數(shù)進(jìn)行融合，得出所述頭部姿態(tài)數(shù) 據(jù)。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:所述M⑶主控模塊還包括速度判斷單元和 角度判斷單元；
[0024] 速度判斷單元：用于判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如 果偏轉(zhuǎn)角速度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，通過(guò)角度判斷單元判斷偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值;如 果偏轉(zhuǎn)角速度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，觸發(fā)所述警報(bào)模塊發(fā)出警報(bào)；
[0025] 角度判斷單元：用于判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果 偏轉(zhuǎn)角度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則通過(guò)所述慣性傳感器重新采集頭部慣性數(shù)據(jù);如果偏轉(zhuǎn)角 度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，觸發(fā)所述警報(bào)模塊發(fā)出警報(bào)。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括:所述裝置還包括射頻模塊，所述M⑶主控模 塊還包括數(shù)據(jù)輸出單元，所述數(shù)據(jù)輸出單元用于通過(guò)所述射頻模塊將所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)傳 輸至網(wǎng)絡(luò)終端。
[0027] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)裝 置通過(guò)佩戴頭戴式眼鏡進(jìn)行疲勞檢測(cè)，有利于實(shí)時(shí)檢測(cè)，不會(huì)影響駕駛員的正常駕駛，且不 會(huì)受外界環(huán)境及光線等因素的影響;通過(guò)慣性傳感器實(shí)時(shí)采集頭部慣性數(shù)據(jù)，并結(jié)合DMP和 卡爾曼融合算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，糾正偏轉(zhuǎn)角的偏差，既具有良好的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能，又具有長(zhǎng) 期的穩(wěn)定靜態(tài)性能;本發(fā)明采取兩個(gè)以上的參數(shù)值做處于疲勞駕駛狀態(tài)的判斷依據(jù)，降低 誤判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性;本發(fā)明設(shè)有USB接口充電，功耗低且充電方便；同時(shí)，本發(fā)明結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)，容易在市場(chǎng)上普及。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)方法的流程圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞檢測(cè)裝置的外觀示意圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞檢測(cè)裝置的電路圖；
[0031] 圖4為I2C總線時(shí)序圖；
[0032]圖5和圖6為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸不意圖；
[0033]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0035] 實(shí)驗(yàn)證明，頭部姿態(tài)與疲勞的關(guān)系密切，例如，當(dāng)人體處于疲勞狀態(tài)時(shí)，頭部一般 無(wú)法正視前方，頭部的中軸線與頭部重心線會(huì)存在一定的夾角，而且大多數(shù)人進(jìn)入疲勞狀 態(tài)時(shí)，頭部會(huì)突然向某一個(gè)方向傾斜。受這一思路的啟發(fā)，本發(fā)明使用MEMS慣性傳感技術(shù)， 充分發(fā)揮其低成本、檢測(cè)精確度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款頭戴式的眼鏡，眼鏡內(nèi)部嵌入了頭部 姿態(tài)參數(shù)測(cè)量節(jié)點(diǎn)用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)司機(jī)是否正常駕駛，將頭部?jī)A斜姿態(tài)角和旋轉(zhuǎn)角速度作為 判斷依據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到頭部?jī)A斜角度或旋轉(zhuǎn)角速度大于閾值時(shí)，采用語(yǔ)音提醒及震動(dòng)刺激的 方式令駕駛員保持清醒，并提醒駕駛員找地方停車休整。本發(fā)明具體的實(shí)時(shí)方式請(qǐng)參閱以 下實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明。
[0036] 請(qǐng)參閱圖1，是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)方法的流程圖。本發(fā)明實(shí)施例的疲勞 駕駛檢測(cè)方法包括以下步驟：
[0037] 步驟100:佩戴并啟動(dòng)疲勞檢測(cè)裝置，進(jìn)行裝置初始化設(shè)置；
[0038] 在步驟100中，疲勞檢測(cè)裝置為頭戴式眼鏡，被測(cè)人員通過(guò)佩戴該頭戴式眼鏡進(jìn)行 疲勞檢測(cè)，佩戴方便，并有利于進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。該頭戴式眼鏡上設(shè)有開(kāi)關(guān)按鈕，通過(guò)開(kāi)關(guān)按 鈕控制疲勞檢測(cè)裝置的啟動(dòng)或關(guān)閉。頭戴式眼鏡設(shè)有供電模塊，通過(guò)鋰電池供電，功耗較 低；并設(shè)有USB充電接口，通過(guò)USB接口進(jìn)行充電，充電方便。具體如圖2和圖3所示，圖2是本 發(fā)明實(shí)施例的疲勞檢測(cè)裝置的外觀示意圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞檢測(cè)裝置的電路圖。 疲勞檢測(cè)裝置設(shè)有電源供電電路，供電模塊包括穩(wěn)壓電路、電源開(kāi)關(guān)、充電電路、聚合物鋰 電池;USB充電接口、充電電路、聚合物鋰電池、電源供電電路依次連接，充電電路、電源開(kāi)關(guān) 和穩(wěn)壓電路依次連接。
[0039] 裝置開(kāi)始工作之前，需要完成硬件資源的初始化設(shè)置，確保各子程序功能的實(shí)現(xiàn) 及裝置的穩(wěn)定性，具體初始化設(shè)置包括:裝置時(shí)鐘初始化設(shè)置為168MHz、串口、I2C接口和1/ 〇接口初始化、慣性傳感器初始化、語(yǔ)音芯片初始化、震動(dòng)器初始化、定時(shí)器初始化，設(shè)定定 時(shí)器定時(shí)時(shí)間，并設(shè)置慣性傳感器的采樣率;配置RCC_PLLCFGR寄存器。
[0040] 步驟200:判斷定時(shí)器是否中斷，如果定時(shí)器中斷，執(zhí)行步驟300;如果定時(shí)器沒(méi)有 中斷，繼續(xù)執(zhí)行步驟200;
[0041] 在步驟200中，本發(fā)明實(shí)施例采用定時(shí)器中斷的方式對(duì)慣性傳感器的慣性數(shù)據(jù)采 集及輸出進(jìn)行控制，即判斷到定時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)定時(shí)器進(jìn)入中斷，慣性傳感器開(kāi)始采 集頭部慣性數(shù)據(jù)。
[0042]步驟300:慣性傳感器實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員在駕駛過(guò)程中頭部慣性數(shù)據(jù)；
[0043]在步驟300中，慣性傳感器采集的頭部慣性數(shù)據(jù)包括加速度、角速度和空間磁場(chǎng)信 息，通過(guò)對(duì)加速度、角速度和空間磁場(chǎng)信息進(jìn)行處理能夠還原出剛體在空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 本發(fā)明實(shí)施例中的慣性傳感器為MPU9150慣性傳感器，MPU9150慣性傳感器整合了三軸陀螺 儀+三軸加速度+三軸磁場(chǎng)，其使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低廉、測(cè)量精度高、體積小、重量輕、功 耗低、易集成，適用于疲勞駕駛檢測(cè)裝置中?？梢岳斫?，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，還可以采用 其他類型的傳感器。
[0044] 步驟400:慣性傳感器將慣性數(shù)據(jù)輸出至M⑶，通過(guò)M⑶對(duì)慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理；
[0045] 在步驟400中，MCU(微控制單元，Microcontroller Unit)通過(guò)I2C總線與慣性傳感 器電性連接，其中，I2C總線由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線SCL構(gòu)成串行總線，可發(fā)送和接收數(shù) 據(jù)，工作時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)線SCL傳送時(shí)鐘脈沖，數(shù)據(jù)線SDA傳送數(shù)據(jù)。一次完整的數(shù)據(jù)傳輸包括 起始、應(yīng)答/非應(yīng)答、停止信號(hào)，以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位;其數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程具體如圖4所示，為I2C 總線時(shí)序圖。
[0046] 由于慣性傳感器采集到的慣性數(shù)據(jù)中會(huì)夾雜有一些噪聲和誤差，直接輸出的加速 度、角速度及陀螺儀值偏差較大，不能直接用于數(shù)據(jù)融合求解頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，因此，慣性傳 感器采集到慣性數(shù)據(jù)后將慣性數(shù)據(jù)輸出至MCU，MCU采用I2C總線方式讀取慣性傳感器輸出 的慣性數(shù)據(jù)，并對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)及陀螺儀的慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理。具體地，MCU對(duì)慣性 數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理包括以下步驟：
[0047] 步驟401:校正加速度計(jì)；
[0048]在步驟401中，加速度計(jì)測(cè)量的是某一時(shí)刻的合加速度，包括重力加速度和運(yùn)動(dòng)加 速度，當(dāng)慣性傳感器靜置時(shí)只有重力加速度，利用這一特性可以通過(guò)對(duì)不同姿勢(shì)靜置時(shí)測(cè) 得的數(shù)據(jù)計(jì)算出加速度傳感器的偏移。公式(1)為三軸加速度計(jì)的誤差輸出模型：
[0049]
[0050]在公式（1)中，
ax，ay，a z為對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的加速度值，ax '，ay '，az '為實(shí)際的傳感器的 加速度輸出值，Ko表示加速度計(jì)的零偏值，K1表示加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)。加速度計(jì)校正的方 式為:首先測(cè)試多組三軸加速度計(jì)的靜置值，然后對(duì)多組靜置值進(jìn)行求平均，得出加速度計(jì) 的零偏值Κο,然后進(jìn)行對(duì)應(yīng)原式進(jìn)行相減求加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)(scalefactor，陀螺儀輸 出量與輸入角速率的比值)Ku [00511 步驟402:校正磁力計(jì)；
[0052]在步驟402中，磁力計(jì)的誤差輸出模型類似于加速度計(jì)，因此可以利用與加速度計(jì) 相似的校正方法對(duì)磁力計(jì)進(jìn)行校正。
[0053] 步驟403:校正陀螺儀；
[0054]在步驟403中，陀螺儀在靜止的時(shí)候理論值應(yīng)該為零，所以將傳感器靜置一段時(shí) 間，讀取這段時(shí)間內(nèi)的η個(gè)讀數(shù)gi，再對(duì)這些值取平均值，即可得到陀螺儀的零偏值a，如公 式⑵：
[0055]
[0056]在MCU中把慣性傳感器輸出的三軸陀螺儀數(shù)據(jù)減去零偏值a就可以得到校正后的 角速度值：
[0057] Gi = gi-a (3)
[0058] 步驟500:利用慣性傳感器內(nèi)置的DMP(數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理)融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)， 并向MCU輸出融合后的四元數(shù)；
[0059] 步驟600 :MCU根據(jù)卡爾曼融合算法將DMP輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的姿態(tài)四 元數(shù)進(jìn)行融合，得出頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，并執(zhí)行步驟700及步驟1000;
[0060] 在步驟600中，完成加速度計(jì)、磁力計(jì)及陀螺儀的慣性數(shù)據(jù)校正后，利用慣性傳感 器內(nèi)置的DMP(數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理)能夠快速融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，輸出穩(wěn)定的姿態(tài)角，但由 于DMP沒(méi)有融合磁力計(jì)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)角在使用一段時(shí)間后會(huì)偏離正確位置。因此，本發(fā)明 實(shí)施例通過(guò)在MCU中加入卡爾曼融合算法，將DMP輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的姿態(tài)四元 數(shù)進(jìn)行融合，從而糾正偏轉(zhuǎn)角的偏差，既具有良好的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能，又具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定靜態(tài) 性能。
[0061] 步驟700:判斷頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn)角速度沒(méi) 有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟800;如果偏轉(zhuǎn)角速度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟900;
[0062] 步驟800:判斷頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn)角度沒(méi)有超 過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則重新執(zhí)行步驟300;如果偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟900;
[0063]在步驟700和步驟800中，偏轉(zhuǎn)角速度及偏轉(zhuǎn)角度的判斷順序也可以進(jìn)行任意調(diào)整 或組合，即，也可先判斷偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，再判斷偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥 值。在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，還可將偏轉(zhuǎn)角速度及偏轉(zhuǎn)角度同時(shí)作為判斷依據(jù)，會(huì)降低誤 判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，還可以選擇其他參數(shù)值作為判斷依據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，經(jīng)過(guò) 模擬疲勞駕駛實(shí)驗(yàn)得出，優(yōu)選的，偏轉(zhuǎn)角度的預(yù)設(shè)閾值為45°，偏轉(zhuǎn)角速度的預(yù)設(shè)閾值為 126.7° /s，該閥值也可根據(jù)實(shí)際檢測(cè)進(jìn)行設(shè)定。
[0064] 步驟900:判定被檢測(cè)者處于疲勞駕駛狀態(tài)，觸發(fā)警報(bào)裝置發(fā)出警報(bào)；
[0065] 在步驟900中，警報(bào)裝置的警報(bào)方式包括:語(yǔ)音警報(bào)、震動(dòng)警報(bào)、或語(yǔ)音警報(bào)+震動(dòng) 警報(bào)。并可預(yù)先錄入多種語(yǔ)音警報(bào)的警報(bào)方式，例如音樂(lè)、警鈴或語(yǔ)音警告等，用戶可根據(jù) 需求對(duì)語(yǔ)音提醒方式進(jìn)行調(diào)整，并可對(duì)語(yǔ)音提警報(bào)的聲音大小及震動(dòng)警報(bào)的震動(dòng)頻率進(jìn)行 設(shè)定。
[0066]步驟1000:M⑶將頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)終端。
[0067]在步驟1000中，基于對(duì)駕駛員正常駕駛干擾性、使用場(chǎng)地及實(shí)用性的考慮，為了得 到更加真實(shí)、自然的頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，本發(fā)明采用無(wú)線通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線通信方式 包括4G、WIFI或藍(lán)牙等，由于藍(lán)牙具有低功耗、快速連接、成本低、體積小等眾多優(yōu)點(diǎn)，本發(fā) 明實(shí)施例優(yōu)選為藍(lán)牙通信方式。具體數(shù)據(jù)傳輸方式為:從設(shè)備的藍(lán)牙模塊（即頭戴式眼鏡） 與MCU之間利用串口通信，首先初始化從設(shè)備的串口，包括設(shè)置串口波特率、中斷分級(jí)、串口 使能等，藍(lán)牙模塊串口經(jīng)過(guò)一系列初始化后，當(dāng)串口有來(lái)自MCU端的慣性數(shù)據(jù)包輸入時(shí)，可 以從串口讀出慣性數(shù)據(jù)包并存放在一個(gè)buf數(shù)組中。網(wǎng)絡(luò)終端(個(gè)人PC或手機(jī)等)接另一個(gè) 藍(lán)牙模塊(主設(shè)備），兩個(gè)藍(lán)牙模塊根據(jù)藍(lán)牙協(xié)議棧建立連接，完成無(wú)線數(shù)據(jù)通信，流程圖如 圖5和圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
[0068] 網(wǎng)絡(luò)終端接收到慣性數(shù)據(jù)包后，可以實(shí)時(shí)顯示慣性數(shù)據(jù)的波形、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、及回放 歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)波形顯示能從直觀上反應(yīng)采集到的數(shù)據(jù)的誤差特點(diǎn)和器件的（零點(diǎn))漂移波 動(dòng)規(guī)律特性，并且可以將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入MTLAB等工具進(jìn)行后續(xù)疲勞檢測(cè)算法的研究。
[0069] 本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)方法通過(guò)佩戴頭戴式眼鏡進(jìn)行疲勞檢測(cè)，有利于實(shí) 時(shí)檢測(cè)，不會(huì)影響駕駛員的正常駕駛，且不會(huì)受外界環(huán)境及光線等因素的影響;通過(guò)慣性傳 感器實(shí)時(shí)采集頭部慣性數(shù)據(jù)，并結(jié)合DMP和卡爾曼融合算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，糾正偏轉(zhuǎn)角的偏 差，既具有良好的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能，又具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定靜態(tài)性能;本發(fā)明采取兩個(gè)以上的參數(shù) 值做處于疲勞駕駛狀態(tài)的判斷依據(jù)，降低誤判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性;本發(fā)明設(shè)有USB充電 接口，功耗低且充電方便;同時(shí)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)，容易在市場(chǎng)上普及。
[0070] 請(qǐng)參閱圖7,是本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)裝置的流程圖。本發(fā)明實(shí)施例的疲勞 駕駛檢測(cè)裝置包括初始化模塊、慣性傳感器、MCU主控模塊、警報(bào)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和供電 模塊;具體地：
[0071] 初始化模塊：用于在啟動(dòng)疲勞檢測(cè)裝置時(shí)，對(duì)裝置進(jìn)行初始化設(shè)置;其中，裝置開(kāi) 始工作之前，需要完成硬件資源的初始化設(shè)置，確保各子程序功能的實(shí)現(xiàn)及裝置的穩(wěn)定性， 具體初始化設(shè)置包括:裝置時(shí)鐘初始化設(shè)置為168MHz、串口、I2C接口和I/O接口初始化、慣 性傳感器初始化、語(yǔ)音芯片初始化、震動(dòng)器初始化、定時(shí)器初始化，設(shè)定定時(shí)器定時(shí)時(shí)間，并 設(shè)置慣性傳感器的采樣率;配置RCC_PLLCFGR寄存器。
[0072] 慣性傳感器:用于判斷定時(shí)器是否中斷，如果定時(shí)器中斷，實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員在駕 駛過(guò)程頭部慣性數(shù)據(jù)，并將慣性數(shù)據(jù)輸出至MCU主控模塊;其中，本發(fā)明實(shí)施例采用定時(shí)器 中斷的方式對(duì)慣性傳感器的慣性數(shù)據(jù)采集及輸出進(jìn)行控制，即判斷到定時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值 時(shí)定時(shí)器進(jìn)入中斷，慣性傳感器開(kāi)始采集頭部慣性數(shù)據(jù)。慣性傳感器采集的頭部慣性數(shù)據(jù) 包括加速度、角速度和空間磁場(chǎng)信息，通過(guò)對(duì)加速度、角速度和空間磁場(chǎng)信息進(jìn)行處理能夠 還原出剛體在空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明實(shí)施例中的慣性傳感器為MPU9150慣性傳感器， MPU9150慣性傳感器整合了三軸陀螺儀+三軸加速度+三軸磁場(chǎng)，其使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低 廉、測(cè)量精度高、體積小、重量輕、功耗低、易集成，適用于疲勞駕駛檢測(cè)裝置中?？梢岳斫猓?在本發(fā)明其他實(shí)施例中，還可以采用其他類型的傳感器。
[0073] M⑶主控模塊：用于對(duì)慣性傳感器輸出的慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理后，得出頭部姿態(tài) 數(shù)據(jù)、根據(jù)得出頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷駕駛狀態(tài)、并通過(guò)射頻模塊傳輸頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)包;MCU主 控模塊通過(guò)I2C總線與慣性傳感器電性連接，其中，I2C總線由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線SCL 構(gòu)成串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，工作時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)線SCL傳送時(shí)鐘脈沖，數(shù)據(jù)線SDA傳送 數(shù)據(jù)。具體地，M⑶主控模塊包括數(shù)據(jù)校正單元、數(shù)據(jù)融合單元、速度判斷單元、角度判斷單 元和數(shù)據(jù)輸出單元。
[0074]數(shù)據(jù)校正單元:用于讀取慣性傳感器輸出的慣性數(shù)據(jù)，并對(duì)加速度計(jì)、磁力計(jì)及陀 螺儀的慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理;具體校正方式包括：
[0075] -、校正加速度計(jì);加速度計(jì)測(cè)量的是某一時(shí)刻的合加速度，包括重力加速度和運(yùn) 動(dòng)加速度，當(dāng)慣性傳感器靜置時(shí)只有重力加速度，利用這一特性可以通過(guò)對(duì)不同姿勢(shì)靜置 時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出加速度傳感器的偏移。公式(1)為三軸加速度計(jì)的誤差輸出模型：
[0076]
[0077]在公式（1)中，ax，ay，az為對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的加速度值，a x '，ay '，az '為實(shí)際的傳感器的 加速度輸出值，Ko表示加速度計(jì)的零偏值，K1表示加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)。加速度計(jì)校正的方 式為:首先測(cè)試多組三軸加速度計(jì)的靜置值，然后對(duì)多組靜置值進(jìn)行求平均，得出加速度計(jì) 的零偏值Κο,然后進(jìn)行對(duì)應(yīng)原式進(jìn)行相減求加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)(scalefactor，陀螺儀輸 出量與輸入角速率的比值)Ku
[0078]二、校正磁力計(jì);磁力計(jì)的誤差輸出模型類似于加速度計(jì)，因此可以利用與加速度 計(jì)相似的校正方法對(duì)磁力計(jì)進(jìn)行校正。
[0079]三、校正陀螺儀;陀螺儀在靜止的時(shí)候理論值應(yīng)該為零，所以將傳感器靜置一段時(shí) 間，讀取這段時(shí)間內(nèi)的η個(gè)讀數(shù)gi，再對(duì)這些值取平均值，即可得到陀螺儀的零偏值a，如公 式⑵：
[0080]
[0081] 在MCU主控模塊中把慣性傳感器輸出的三軸陀螺儀數(shù)據(jù)減去零偏值a就可以得到 校正后的角速度值：
[0082] Gi = gi-a (3)
[0083] 慣性傳感器:還用于通過(guò)內(nèi)置的DMP融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，并向M⑶主控模塊 輸出融合后的四元數(shù)；
[0084] 數(shù)據(jù)融合單元：用于根據(jù)卡爾曼融合算法將DMP輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的 姿態(tài)四元數(shù)進(jìn)行融合，得出頭部姿態(tài)數(shù)據(jù);其中，完成加速度計(jì)、磁力計(jì)及陀螺儀的慣性數(shù) 據(jù)校正后，利用慣性傳感器內(nèi)置的DMP能夠快速融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，輸出穩(wěn)定的姿態(tài) 角，但由于DMP沒(méi)有融合磁力計(jì)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)角在使用一段時(shí)間后會(huì)偏離正確位置。因此， 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在MCU主控模塊中加入卡爾曼融合算法，將DMP輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì) 算出的姿態(tài)四元數(shù)進(jìn)行融合，從而糾正偏轉(zhuǎn)角的偏差，既具有良好的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能，又具有 長(zhǎng)期的穩(wěn)定靜態(tài)性能。
[0085] 速度判斷單元：用于判斷頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏 轉(zhuǎn)角速度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，通過(guò)角度判斷單元判斷偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值;如果偏 轉(zhuǎn)角速度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，判定被檢測(cè)者處于疲勞駕駛狀態(tài)，觸發(fā)警報(bào)模塊發(fā)出警報(bào)；
[0086] 角度判斷單元：用于判斷頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn) 角度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則通過(guò)慣性傳感器重新采集頭部慣性數(shù)據(jù);如果偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)預(yù) 設(shè)閾值，則判定被檢測(cè)者處于疲勞駕駛狀態(tài)，觸發(fā)警報(bào)模塊發(fā)出警報(bào);其中，偏轉(zhuǎn)角速度及 偏轉(zhuǎn)角度的判斷順序也可以進(jìn)行任意調(diào)整或組合，即，也可先判斷偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè) 閥值，再判斷偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值。在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，還可將偏轉(zhuǎn)角速度 及偏轉(zhuǎn)角度同時(shí)作為判斷依據(jù)，會(huì)降低誤判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，還可以選擇其他參數(shù)值 作為判斷依據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)模擬疲勞駕駛實(shí)驗(yàn)得出，優(yōu)選的，偏轉(zhuǎn)角度的預(yù)設(shè) 閾值為45°，偏轉(zhuǎn)角速度的預(yù)設(shè)閾值為126.7°/s，該閥值也可根據(jù)實(shí)際檢測(cè)進(jìn)行設(shè)定。
[0087] 數(shù)據(jù)輸出單元:用于通過(guò)射頻模塊將頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)終端;其中，網(wǎng)絡(luò)終 端接收到慣性數(shù)據(jù)包后，可以實(shí)時(shí)顯示慣性數(shù)據(jù)的波形、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、及回放歷史數(shù)據(jù)。通過(guò) 波形顯示能從直觀上反應(yīng)采集到的數(shù)據(jù)的誤差特點(diǎn)和器件的（零點(diǎn))漂移波動(dòng)規(guī)律特性，并 且可以將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入MTLAB等工具進(jìn)行后續(xù)疲勞檢測(cè)算法的研究，提高本發(fā)明的可擴(kuò) 展性強(qiáng)。
[0088] 射頻模塊：用于實(shí)現(xiàn)M⑶主控模塊與網(wǎng)絡(luò)終端之間的數(shù)據(jù)傳輸;其中，射頻模塊至 少包括4G、WIFI或/和藍(lán)牙模塊等，本發(fā)明實(shí)施例僅以藍(lán)牙模塊為例進(jìn)行說(shuō)明，以藍(lán)牙進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綖?從設(shè)備的藍(lán)牙模塊（即頭戴式眼鏡)與MCU主控模塊利用串口通信，首先 初始化從設(shè)備的串口，包括設(shè)置串口波特率、中斷分級(jí)、串口使能等，藍(lán)牙模塊串口經(jīng)過(guò)一 系列初始化后，當(dāng)串口有來(lái)自MCU主控模塊的慣性數(shù)據(jù)包輸入時(shí)，可以從串口讀出慣性數(shù)據(jù) 包并存放在一個(gè)buf數(shù)組中。網(wǎng)絡(luò)終端接另一個(gè)藍(lán)牙模塊(主設(shè)備），兩個(gè)藍(lán)牙模塊根據(jù)藍(lán)牙 協(xié)議棧建立連接，完成無(wú)線數(shù)據(jù)通信。
[0089] 警報(bào)模塊:用于在MCU主控模塊判定被檢測(cè)者處于疲勞駕駛狀態(tài)時(shí)發(fā)出警報(bào)提醒； 中，警報(bào)模塊的警報(bào)提醒方式包括:語(yǔ)音提醒、震動(dòng)提醒、或語(yǔ)音提醒+震動(dòng)提醒等。并可預(yù) 先錄入多種語(yǔ)音提醒的提醒方式，例如音樂(lè)、警鈴或語(yǔ)音警告等，用戶可根據(jù)需求對(duì)語(yǔ)音提 醒方式進(jìn)行調(diào)整，并可對(duì)語(yǔ)音提醒的聲音大小及震動(dòng)提醒的震動(dòng)頻率進(jìn)行設(shè)定。
[0090] 供電模塊:用于為疲勞檢測(cè)裝置的各個(gè)模塊供電；其中，疲勞檢測(cè)裝置設(shè)有電源供 電電路，供電模塊包括穩(wěn)壓電路、電源開(kāi)關(guān)、充電電路、聚合物鋰電池;USB充電接口、充電電 路、聚合物鋰電池、電源供電電路依次連接，充電電路、電源開(kāi)關(guān)和穩(wěn)壓電路依次連接。
[0091] 本發(fā)明實(shí)施例的疲勞檢測(cè)裝置為頭戴式眼鏡，被測(cè)人員通過(guò)佩戴該頭戴式眼鏡進(jìn) 行疲勞檢測(cè)，佩戴方便，并有利于進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。該頭戴式眼鏡上設(shè)有開(kāi)關(guān)按鈕，通過(guò)開(kāi)關(guān) 按鈕控制疲勞檢測(cè)裝置的啟動(dòng)或關(guān)閉。
[0092] 本發(fā)明實(shí)施例的疲勞駕駛檢測(cè)裝置通過(guò)佩戴頭戴式眼鏡進(jìn)行疲勞檢測(cè)，有利于實(shí) 時(shí)檢測(cè)，不會(huì)影響駕駛員的正常駕駛，且不會(huì)受外界環(huán)境及光線等因素的影響;通過(guò)慣性傳 感器實(shí)時(shí)采集頭部慣性數(shù)據(jù)，并結(jié)合DMP和卡爾曼融合算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，糾正偏轉(zhuǎn)角的偏 差，既具有良好的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能，又具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定靜態(tài)性能;本發(fā)明采取兩個(gè)以上的參數(shù) 值做處于疲勞駕駛狀態(tài)的判斷依據(jù)，降低誤判率，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性;本發(fā)明設(shè)有USB接口 充電，功耗低且充電方便;同時(shí)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)，容易在市場(chǎng)上普及。
[0093] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種疲勞駕駛檢測(cè)方法，包括： 步驟a:實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員的頭部慣性數(shù)據(jù)； 步驟b:根據(jù)所述頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷被測(cè)人 員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)，如果被測(cè)人員處于疲勞駕駛狀態(tài)，執(zhí)行步驟c; 步驟c:觸發(fā)警告裝置發(fā)出警報(bào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞駕駛檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟b中，所述根據(jù)所 述頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)還包括:通過(guò)慣性傳感器將所述頭部慣性數(shù)據(jù)輸出至 MCU，通過(guò)MCU對(duì)所述頭部慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理;所述頭部慣性數(shù)據(jù)包括加速度、角速度和 空間磁場(chǎng)信息;所校正處理包括:校正加速度計(jì)、校正磁力計(jì)、校正陀螺儀。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞駕駛檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟b中，所述根據(jù)所 述頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)還包括:利用所述慣性傳感器融合加速度和陀螺儀數(shù) 據(jù)，并向所述MCU輸出融合后的四元數(shù);所述MCU將輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的姿態(tài)四 元數(shù)進(jìn)行融合，得出所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的疲勞駕駛檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟b中，所述根據(jù)所 述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷被測(cè)人員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)具體包括： 步驟bl:判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn)角速度沒(méi) 有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟b2;如果偏轉(zhuǎn)角速度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟c; 步驟b2:判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn)角度沒(méi)有超 過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則重新執(zhí)行步驟a;如果偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，執(zhí)行步驟c。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的疲勞駕駛檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟c后還 包括:所述MCU將所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至網(wǎng)絡(luò)終端。6. -種疲勞駕駛檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 慣性傳感器:用于實(shí)時(shí)采集被測(cè)人員的頭部慣性數(shù)據(jù)； MCU主控模塊:根據(jù)所述慣性傳感器所采集的頭部慣性數(shù)據(jù)計(jì)算頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所 述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷被測(cè)人員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)； 警報(bào)模塊:用于在所述MCU主控模塊判定被測(cè)人員處于疲勞駕駛狀態(tài)時(shí)發(fā)出警報(bào)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的疲勞駕駛檢測(cè)裝置，其特征在于，所述MCU主控模塊還包括數(shù) 據(jù)校正單元;所述慣性傳感器將所述頭部慣性數(shù)據(jù)輸出至所述MCU主控模塊，所述數(shù)據(jù)校正 單元對(duì)所述頭部慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理;所述頭部慣性數(shù)據(jù)包括加速度、角速度和空間磁 場(chǎng)信息;所校正處理包括:校正加速度計(jì)、校正磁力計(jì)、校正陀螺儀。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的疲勞駕駛檢測(cè)裝置，其特征在于，所述MCU主控模塊還包括數(shù) 據(jù)融合單元;所述慣性傳感器還用于融合加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，并向所述MCU輸出融合后的 四元數(shù);所述數(shù)據(jù)融合單元將輸出的四元數(shù)與磁力計(jì)計(jì)算出的姿態(tài)四元數(shù)進(jìn)行融合，得出 所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的疲勞駕駛檢測(cè)裝置，其特征在于，所述MCU主控模塊還包括速 度判斷單元和角度判斷單元； 速度判斷單元：用于判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角速度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏 轉(zhuǎn)角速度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，通過(guò)角度判斷單元判斷偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值;如果偏 轉(zhuǎn)角速度超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，觸發(fā)所述警報(bào)模塊發(fā)出警報(bào)； 角度判斷單元：用于判斷所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的偏轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)設(shè)閥值，如果偏轉(zhuǎn) 角度沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則通過(guò)所述慣性傳感器重新采集頭部慣性數(shù)據(jù);如果偏轉(zhuǎn)角度超 過(guò)預(yù)設(shè)閾值，觸發(fā)所述警報(bào)模塊發(fā)出警報(bào)。10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的疲勞駕駛檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括 射頻模塊，所述MCU主控模塊還包括數(shù)據(jù)輸出單元，所述數(shù)據(jù)輸出單元用于通過(guò)所述射頻模 塊將所述頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)終端。
【文檔編號(hào)】A61B5/18GK105943052SQ201610370952
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】寧運(yùn)琨, 孫浩, 趙國(guó)如, 李慧奇, 謝高生
【申請(qǐng)人】深圳先進(jìn)技術(shù)研究院