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原文传递基于驾驶员面部特征的车辆安全装置及其控制方法

专利名称：	基于驾驶员面部特征的车辆安全装置及其控制方法
摘要：	本发明公开了基于驾驶员面部特征的车辆安全装置及其控制方法，包括ECU、车门关闭传感器、坐垫压力传感器、红外夜视摄像机、蜂鸣器、制动器、雷达、车速传感器、安全气囊；各部分协同作用，一方面当驾驶员面部矢状面实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度超过5度，且持续时间1s～3s时，警告驾驶员尽快目视前方，当面部矢状面实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度超过5度，且持续时间3s以上时，警告驾驶员需尽快目视前方，并对车辆进行制动；另一方面在车辆发生正面碰撞时，基于驾驶员是否佩戴眼镜、镜框尺寸以及驾驶员面部矢状面实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度，控制安全气囊点火等级、充气量等，最大程度减轻或避免驾驶员伤害。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	洪亮;范子逸;卜纯研
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201811477647.8
公开号：	CN109733280A
分类号：	B60Q9/00(2006.01);B;B60;B60Q;B60Q9
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.基于驾驶员面部特征的车辆安全装置，其特征在于，包括：车门关闭传感器(1)、坐垫压力传感器(2)、红外夜视摄像机(3)、蜂鸣器(4)、制动器(5)、雷达(6)、车速传感器(7)、安全气囊(8)、ECU(9)；所述车门关闭传感器(1)能够探测驾驶员侧车门是否处于“关闭”状态；所述坐垫压力传感器(2)能够探测驾驶员对坐垫的压力；所述红外夜视摄像机(3)能够实时拍摄驾驶员的面部特征；所述雷达(6)能够探测本车与前方物体的距离；所述车速传感器(7)能够实时探测车辆的行驶速度；所述控制器(9)根据所述车门关闭传感器(1)、坐垫压力传感器(2)、红外夜视摄像机(3)、雷达(6)、车速传感器(7)探测的信息，对蜂鸣器(4)、制动器(5)、安全气囊(8)起控制作用。 2.根据权利要求1所述的基于驾驶员面部特征的车辆安全装置，其特征在于，所述控制器(9)对蜂鸣器(4)、制动器(5)、安全气囊(8)的控制：若驾驶员面部矢状面的实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度超过5度，且持续时间为1s至3s时，ECU(9)控制蜂鸣器(4)发出蜂鸣声，以警告驾驶员需尽快目视前方；若驾驶员面部矢状面的实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度超过5度，且持续时间为3s以上时，ECU(9)控制蜂鸣器(4)发出蜂鸣声，以警告驾驶员需尽快目视前方，同时ECU(9)控制制动器(5)对车辆进行制动；若在车辆将不可避免发生正面碰撞时，基于驾驶员是否佩戴眼镜、镜框的尺寸以及驾驶员面部矢状面的实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度，ECU(9)起爆安全气囊，并控制安全气囊(8)的点火等级、充气量等参数。 3.根据权利要求1所述的基于驾驶员面部特征的车辆安全装置，其特征在于，所述车门关闭传感器(1)安装于驾驶员侧车门的门锁处；所述坐垫压力传感器(2)安装于驾驶员座椅的坐垫中；所述红外夜视摄像机(3)安装于驾驶室的顶部前端；所述蜂鸣器(4)安装于驾驶室内；所述雷达(6)安装于车辆前端；所述车速传感器(7)安装于车轮轴上；所述安全气囊(8)安装于车辆的转向盘内。 4.根据权利要求3所述的基于驾驶员面部特征的车辆安全装置，其特征在于，所述红外夜视摄像机(3)与水平面的夹角、红外夜视摄像机(3)的左右位置可调。 5.根据权利要求3所述的基于驾驶员面部特征的车辆安全装置，其特征在于，所述红外夜视摄像机(3)在白天和夜晚均能够采集驾驶员面部特征。 6.根据权利要求1-5所述的基于驾驶员面部特征的车辆安全装置，其特征在于，还包括总开关(10)，所述总开关(10)能够启动所述基于驾驶员面部特征的车辆安全装置。 7.基于驾驶员面部特征的车辆安全装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)当驾驶员按下总开关(10)后，ECU(9)决定本发明所述的车辆安全装置开始工作； (2)车门关闭传感器(1)探测驾驶员侧车门是否处于“关闭”状态，坐垫压力传感器(2)探测驾驶员对坐垫的压力，两传感器将探测信息发送至ECU(9)，当ECU(9)确认车门已处于“关闭”状态，且根据压力信息，确认驾驶员为成人时，ECU(9)启动红外夜视摄像机； (3)驾驶员通过调节红外夜视摄像机(3)与水平面的夹角以及红外夜视摄像机(3)的左右位置，使红外夜视摄像机(3)的摄像头对准驾驶员的面部，红外夜视摄像机(3)拍摄驾驶员的面部，并将面部特征信息发送至ECU(9)； (4)当ECU(9)根据面部特征信息，确认驾驶员双眼目视前方后，才允许车辆启动(驾驶员双眼目视前方时的面部特征信息称为初始面部特征信息)； (5)ECU(9)根据初始面部特征信息，判断驾驶员是否佩戴眼镜，若佩戴眼镜，则测量镜框的尺寸；并确定驾驶员面部矢状面的初始位置； (6)在车辆行驶过程中，红外夜视摄像机实时拍摄驾驶员的面部，并将实时面部特征信息发送至ECU(9)，ECU(9)根据实时面部特征信息，确定驾驶员面部矢状面的实时位置，并计算驾驶员面部矢状面的实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度； (7)若实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度超过5度，且持续时间为1s至3s时，ECU(9)控制蜂鸣器(4)发出蜂鸣声，以警告驾驶员需尽快目视前方；若实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度超过5度，且持续时间为3s以上时，ECU控制蜂鸣器(4)发出蜂鸣声，以警告驾驶员需尽快目视前方，同时ECU控制制动器(5)对车辆进行制动，从而尽可能避免车辆发生碰撞； (8)当ECU根据雷达(6)与车速传感器(7)获得探测信息，判定车辆将不可避免发生正面碰撞时，ECU(9)基于驾驶员是否佩戴眼镜、镜框的尺寸以及驾驶员面部矢状面的实时位置水平向左或向右偏离初始位置的角度，ECU(9)起爆安全气囊(8)，并控制安全气囊的点火等级、充气量等参数，从而最大程度地减轻或避免驾驶员伤害； (9)当车辆行驶结束后，驾驶员关闭总开关，ECU(9)终止车辆安全装置工作。 8.根据权利要求7所述的基于驾驶员面部特征的车辆安全装置的控制方法，其特征在于，步骤(8)中，ECU(9)根据雷达(6)与车速传感器(7)获得的探测信息，判定车辆将不可避免发生正面碰撞的方法为：当距离小于阈值、车辆行驶速度大于阈值时，判定为将要发生正面碰撞。
所属类别：	发明专利