现代汽车疲劳预警系统最新技术

驾驶员精神状态出现下滑或者进入浅睡眠时，驾驶员疲劳预警系统(Driver Alert System，DAS)会依据驾驶员精神状态指数分别给出语音提示、振动提醒等，警告驾驶员已经处于疲劳驾驶，应停车调整休息，如图8－44所示。

图8－44　驾驶员疲劳预警系统示意图

1.驾驶员疲劳预警系统的工作原理和组成

常见的疲劳监测系统工作原理主要有两方面:一是对汽车行驶轨迹或驾驶员操作行为进行监测；二是对驾驶员面部识别或身体状况进行的疲劳监测。

驾驶员疲劳预警系统结构示意图如图8－45所示，一般由信息采集单元、电子控制单元和预警显示系统等组成。

1)信息采集单元

信息采集单元主要通过传感器获取驾驶员和车辆的状态信息。驾驶员信息包括驾驶员面部特征、头部特征、眼部特征、头部运动性；车辆的行驶信息则包括行驶速度、转向盘转动角度、行驶轨迹等。

图8－45　DAS系统结构示意图

2)电子控制单元

ECU接收信息采集单元传输的信号，进行分析运算，以判断驾驶员是否处于疲劳状态。若经分析，发现驾驶员处于一定的疲劳状态，则向预警显示系统发出信号。

3)预警显示系统

预警显示系统根据ECU传递的信息，通过振动提醒、语音提示、电脉冲警示等方式对驾驶员进行预警。

2.驾驶员疲劳检测的方法

驾驶员疲劳检测主要基于驾驶员的自身特征，包括生理信号和生理反应、汽车行驶状态等方式来实现。

1)通过监测转向盘的防疲劳驾驶技术(www.xing528.com)

这项技术利用在转向盘内部布置了一个传感器，感应驾驶员对行进方向纠正的频率与速率，然后将数据返回ECU内进行识别。它会在80～180 km/h的范围内工作，并且在行程开始20 min后起动，依据驾驶方式如转向、行驶条件、驾驶时间来评估驾驶员的疲劳程度和注意力分散的情况。如果系统监测到驾驶员疲劳驾驶，车辆的仪表盘中央就会显示出一个图标，在必要时，放大闪烁该图标，并伴有提示音。若想取消当前警示状态，需要停车后开车门或重新起动汽车，如图8－46所示。

图8－46　转向盘监测

2)通过心率监测的防疲劳驾驶技术

这项技术的载体是一款能够监测驾驶员状态的智能安全带，这条安全带能够监测驾驶员的心率，以判断驾驶员是否打瞌睡，并采取必要的措施警示驾驶员。若系统没能唤醒驾驶员，系统将会起动汽车的自动巡航模式，以自动防撞与防偏离车道系统来减缓碰撞对人员的伤害，如图8－47所示。

图8－47　心率监测

3)通过监测眼睛的防疲劳驾驶技术

因为人们在犯困时会频繁地眨眼或者短时间闭眼，所以判断驾驶员是否为疲劳驾驶，选择用摄像头来监测驾驶员上下眼皮之间距离，以判断驾驶员是否处于瞌睡的状态，当系统发现驾驶员处于疲劳驾驶时，会发出报警声来提醒驾驶员，如图8－48所示。

图8－48　眼睛监测

4)通过互动问答的防疲劳驾驶技术

前几年，丹麦某公司发明了一项防疲劳驾驶技术叫作“防瞌睡领航员”(ASP)。首先驾驶员要预先录入年龄、性别、每周工作时间等个人信息，并被要求完成一些测试，以得出其驾驶危险性的预测档案。然后通过ASP系统自带算法计算，得到作为另一个判断驾驶疲劳度的标准。当日常驾驶时，ASP会与驾驶员进行一些随机的互动，比如向驾驶员提问。如果驾驶员反应过慢，经过评定后，ASP系统就会认为驾驶员疲劳，进而通过声音等方式提醒驾驶员。

5)通过检测车道偏离的防疲劳驾驶技术

这项技术在当今的汽车中最为常见，它是通过前置摄像头检测路上的行车线，以判断汽车是否偏离车道。当驾驶员精力不集中或打盹时，如果车辆偏离车道，系统会以声音或振动的方式提醒驾驶员。这项最常见的防疲劳驾驶技术在众多车型上都有配备，它需要的数据和技术成本并不高，所以是众多车型的首选。

安全预警技术是集计算机、通信、现代传感、信息融合、人工智能及自动控制等技术于一体的集成系统，是当代汽车技术的主流发展方向。随着传感器的日益先进，快速执行器、高性能ECU、先进的控制策略、计算机网络、通信技术及雷达技术在汽车上的广泛应用，安全预警技术已经开始主要向集成化、网络化和智能化3个方向发展。开发高性能的行车安全状态监控技术和信息服务平台，可为驾驶员提供有效的驾驶辅助，有效避免交通事故的发生。由于该类技术在事故预防的领域效果卓越，如今已是世界各国汽车主动安全技术的重点研究对象之一。

车辆自适应巡航控制系统、车道保持辅助系统与车辆底盘一体化控制技术协同工作，将车辆行驶状态维持在最佳水平，构成了一体化的主动安全监控平台。先进汽车主动安全控制技术将会整合和优化各项独立的主动安全装置和措施，最终形成“人－车－路”三者协同的主动安全技术。