識別駕駛員是否分心駕駛墨鏡的具體實施方法分析

王浩 王燦坤 劉昊明

摘 要：隨著世界多極化的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷進步，全球各大汽車廠商生產(chǎn)的汽車中也加入了越來越多的娛樂系統(tǒng)，同時隨著時代的發(fā)展，人們在駕駛時也不愿與斷絕與外界的聯(lián)系，如駕駛員在駕駛時聽音樂、打電話等，很容易分散駕駛員的注意力，引起嚴(yán)重的交通事故。針對這種情況，筆者設(shè)計了一種可以智能識別駕駛員是否分心駕駛的墨鏡及方法，可以準(zhǔn)確的探測帶墨鏡駕駛員是否分心駕駛，且成本低、測試精準(zhǔn)，可以廣泛投入使用。

關(guān)鍵詞：駕駛員;分心駕駛;墨鏡;分析

近年來隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通事業(yè)也在進步，但隨之而來的交通事故也在不斷增加。交通事故不僅會造成人員傷亡，同時也會給家庭帶來毀滅性的打擊，嚴(yán)重危害社會秩序的穩(wěn)定性，因此我國有關(guān)部門對于交通事故也予以高度重視，逐漸探尋發(fā)生如此之多交通事故的原因。基于此，逐漸出現(xiàn)了很多探測駕駛員分心程度及預(yù)防交通事故的發(fā)明。

1 駕駛員分心駕駛的危害

隨著智能車載系統(tǒng)和手機技術(shù)的發(fā)展和普及，致使駕駛員分心駕駛的因素越來越多。同時人的注意力是有限的，尤其對于駕駛員來說。在駕駛過程中如果駕駛員分心，如與乘客閑聊、吃東西、打電話、抽煙等等行為，都會影響駕駛員的注意力，導(dǎo)致其對突發(fā)事件和危險的應(yīng)對能力大大降低，同時視線也會受到影響，無法集中注意力觀察路面，此時如果遇到突發(fā)情況極易發(fā)生交通事故，影響駕駛員正常駕駛[1]。

2 我國當(dāng)前道路交通安全現(xiàn)狀

汽車作為人類文明一大進步表現(xiàn)之一，給人們的出行帶來了極大的便利，其作用無疑是巨大的，但隨著社會進步及道路交通事業(yè)的發(fā)展，交通事故成為了交管部門重點應(yīng)對的難題，同時也是危害現(xiàn)今人們生命財產(chǎn)安全最主要的原因之一。多年來我國針對交通安全管制投入了大量的人力物力和財力，并且制定了很多相關(guān)法律法規(guī)及政策。近年來世界其他各國交通事故發(fā)生概率已經(jīng)趨于穩(wěn)定，唯有我國的道路交通安全事故仍然頻繁發(fā)生，且總體呈上升趨勢，每年因道路交通安全事故致死的人數(shù)居世界首位[2]。和過去缺乏健全的交通管理制度相比，當(dāng)今社會發(fā)生道路交通事故的原因大概率是因為駕駛員疏忽大意、盲目自信，完全沒有認(rèn)識到分心駕駛、違規(guī)超車、超速駕駛及酒駕對于自身及他人的危害，其中酒駕導(dǎo)致交通事故的概率占據(jù)一大部分，種種原因使得交通事故發(fā)生的概率仍然無法得到有效緩解[3]。

3 識別駕駛員是否分心駕駛墨鏡的研究價值

在我國當(dāng)前眾多交通事故類型之中，追尾是最為常見的一種交通事故，主要是由于前車剎車不規(guī)范，或是后車駕駛員分心駕駛，導(dǎo)致無法及時剎車減速，造成追尾。結(jié)合目前我國嚴(yán)峻的道路交通事故現(xiàn)狀及大部分駕駛員會佩戴墨鏡這一情況，筆者設(shè)計了一款可以用來探測駕駛員是否分心駕駛的墨鏡，可以有效避免駕駛員分心駕駛的情況發(fā)生，降低因分心駕駛而產(chǎn)生的道路交通事故幾率，且成本低廉、構(gòu)造簡單，可以廣泛推廣使用。

4 識別駕駛員是否分心駕駛墨鏡的具體實施方法

筆者結(jié)合當(dāng)前嚴(yán)峻的道路交通安全現(xiàn)狀及目前我國的科學(xué)技術(shù)，制定了一種可以識別駕駛員是否分心駕駛的墨鏡及具體方法，其主要包括墨鏡上的子系統(tǒng)和車載的子系統(tǒng)相結(jié)合，墨鏡的支架鼻梁橋內(nèi)部裝有加速度計以界定駕駛員正常駕駛下的加速度數(shù)據(jù)范圍，用來識別駕駛員的狀態(tài)判斷其是否佩戴墨鏡，以及運動信息的采集。同時墨鏡內(nèi)的微型處理器可以和車載子系統(tǒng)中的微型雷達數(shù)據(jù)相結(jié)合，若認(rèn)定駕駛員正處于分心駕駛狀態(tài)中，或判定為追尾風(fēng)險大，則會對駕駛員發(fā)出預(yù)警[4]。此外該墨鏡還具有無線充電的功能，當(dāng)墨鏡電量耗盡或停車不使用時可以放在墨鏡盒或架上充電，便于攜帶和使用。

4.1 識別駕駛員是否分心駕駛墨鏡概述

4.1.1 墨鏡子系統(tǒng)

墨鏡子系統(tǒng)主要由鼻梁橋中的加速度計、藍牙系統(tǒng)、電池以及無線充電設(shè)備構(gòu)成，其中：加速度計裝于墨鏡的鼻梁橋中，可以識別駕駛員的頭部信息;藍牙系統(tǒng)裝于墨鏡的樁頭內(nèi)，與加速度計相連，可以接收或發(fā)送加速度計采集到的駕駛員信息;電池裝于墨鏡的鏡腿內(nèi)部，與藍牙系統(tǒng)及加速度計相連，起到為整個墨鏡子系統(tǒng)供電的作用;無線充電裝置裝于墨鏡的鏡框內(nèi)部，在不使用時可以放于充電架上給鏡腿中的電池進行充電。

4.1.2 車載子系統(tǒng)

車載子系統(tǒng)主要由藍牙系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航、墨鏡無線充電支架、車載處理器及語音報警系統(tǒng)，其中：墨鏡無線充電支架呈四棱臺形狀，在墨鏡電量耗盡時可以放在其上進行充電，同時藍牙、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、微型處理器等都裝于墨鏡充電支架內(nèi)部，語音報警系統(tǒng)裝于墨鏡充電支架的上層;藍牙系統(tǒng)用于將接收數(shù)據(jù)，及將數(shù)據(jù)發(fā)送給微型處理器;GPS導(dǎo)航系統(tǒng)用于采集車輛的行駛速度及相關(guān)信息，通過藍牙系統(tǒng)將其發(fā)送至微型處理器;微型處理器主要通過收集各系統(tǒng)發(fā)送的信息，來判斷駕駛員是否正處于分心駕駛狀態(tài)，若認(rèn)定其正分心駕駛，則會通過語音報警系統(tǒng)進行示警[5]。

4.2 識別駕駛員是否分心駕駛墨鏡的具體實施方式

墨鏡子系統(tǒng)：加速度計裝于墨鏡的鼻梁橋內(nèi)，處于墨鏡正中的對稱線上，如此可以最為精準(zhǔn)的檢測到駕駛員的運動信息。同時加速度計由傳感器及陀螺儀構(gòu)成，加速度計可選用MPU-6500型號。藍牙系統(tǒng)裝于墨鏡的樁頭內(nèi)部，同時具備通信接口，可與加速度計相連以接受和發(fā)送加速度所采集到的數(shù)據(jù)，其中通信接口可采用IIC接口或SPI接口，同時藍牙系統(tǒng)可選用低能耗、體積小的AR3002芯片。電池位于墨鏡的鏡腿中，與藍牙系統(tǒng)、加速度計相連接并為其提供電源，電池可選用501235聚合電池[6]。

車載子系統(tǒng)：包括藍牙系統(tǒng)、無線充電裝置、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、微型處理器及語音報警系統(tǒng)。當(dāng)墨鏡電量耗盡或駕駛員不適用墨鏡時可將其放于無線充電裝置上進行充電。藍牙系統(tǒng)可用于接收墨鏡子系統(tǒng)中藍牙模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且將其發(fā)送給微型處理器，同時藍牙系統(tǒng)仍然采用AR3002芯片。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)負責(zé)采集車速，并且將其通過藍牙系統(tǒng)發(fā)送至微型處理器，其可以選用GSD4e導(dǎo)航芯片。微型處理器負責(zé)整合各方發(fā)送的數(shù)據(jù)以判定駕駛員是否正處于分心駕駛或疲勞駕駛，并且通過語音報警系統(tǒng)進行示警，其中微型處理器采用ARM9-S3C2410處理器，語音報警系統(tǒng)采用PM5020芯片。

本發(fā)明可以有效緩解佩戴墨鏡駕駛員分心駕駛的現(xiàn)狀，同時可以利用傳感技術(shù)彌補衛(wèi)星圖像識別技術(shù)的不足，本發(fā)明采用的加速度計穩(wěn)定性高，并且耗能小，同時可以進行無線電充電，便于攜帶。此外GPS導(dǎo)航系統(tǒng)可以對車速進行判定，使得在車輛低速行駛時不會觸發(fā)警報，智能化程度高，可廣泛推廣。

5 結(jié)束語

綜上所述，可知目前我國的道路交通安全情況不容樂觀，且其中造成事故的大部分因素皆是因為分心駕駛造成的，基于此筆者才針對目前的情況提出了識別駕駛員是否分心駕駛的墨鏡的研究和實行方法，目的在于希望通過本發(fā)明能夠有效的緩解因駕駛員分心駕駛而引起的重大交通事故，且本發(fā)明成本低廉、便于推廣，可以廣泛應(yīng)用，希望能夠有助于我國道路交通安全建設(shè)。

參考文獻：

[1]史聰靈，趙晨，呂敬民，等.用于識別駕駛員是否處于異常突發(fā)狀態(tài)的墨鏡及方法[P].2019.

[2]李晨.基于駕駛模擬試驗的貨車駕駛?cè)朔中鸟{駛識別研究[D].北京交通大學(xué)，2019.

[3]文鑫垚.關(guān)于分心駕駛行為的綜述[J].青海交通科技，2019（2）：24-26.

[4]夏嗣禮.基于深度學(xué)習(xí)的駕駛員分神狀態(tài)識別方法研究[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2020.

[5]于海濤.戴墨鏡駕駛員疲勞檢測方法研究[D].華中科技大學(xué)，2019.

[6]郭應(yīng)時，付銳，袁偉，等.一種基于駕駛分心狀態(tài)的預(yù)警方法及預(yù)警裝置[P].2020.