TWI663581B - 車輛駕駛員防瞌睡整合系統與車輛駕駛員防瞌睡方法 - Google Patents

Abstract

一種車輛駕駛員防瞌睡整合系統，包括：眼部狀態監測單元、後座狀態監測單元、安全帶狀態監測單元、車速監測單元、乘員提醒單元、駕駛員提醒單元、以及處理單元。眼部狀態監測單元用以監測駕駛員的眼部狀態。後座狀態監測單元用以監測車輛的後座狀態。安全帶狀態監測單元用以監測車輛的後座安全帶狀態。車速監測單元用以監測車輛的車速。乘員提醒單元用以發出乘員提醒信號。駕駛員提醒單元用以發出駕駛員提醒信號。處理單元用以根據接收到的眼部狀態監測信號、後座狀態監測信號、安全帶狀態監測信號、車速信號進行判斷以控制駕駛員提醒單元及乘員提醒單元。

Description

車輛駕駛員防瞌睡整合系統與車輛駕駛員防瞌睡方法

本發明涉及一種車輛駕駛員防瞌睡整合系統與車輛駕駛員防瞌睡方法。

車輛的駕駛員長時間駕駛或夜間行車時，可能會因為疲勞而打瞌睡，因此市面上出現了許多不同的防瞌睡裝置，以防止駕駛員打瞌睡。然而，這些防瞌睡裝置都僅針對如何提醒或喚醒駕駛員做改善，仍有不足之處。並且，後座乘客也無法清楚得知其駕駛員是否是在瞌睡狀態中開車，造成後座乘客的疑慮。

有鑑於此，本發明人本於多年從事相關產品之開發與設計，有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的在於提供一種車輛駕駛員防瞌睡整合系統與車輛駕駛員防瞌睡方法，以解決上述問題。

本發明提供的一種車輛駕駛員防瞌睡整合系統，適用於一車輛，包括：一眼部狀態監測單元，用以監測駕駛員的眼部狀態，並對應輸出眼部狀態監測信號，該眼部狀態監測信號被用於判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態；一後座狀態監測單元，用以監測該車輛的後座狀態，並對應輸出後座狀態監測信號，該後座狀態監 測信號被用於判斷該車輛的後座是否有乘員；一安全帶狀態監測單元，用以監測該車輛的後座安全帶狀態，並對應輸出安全帶狀態監測信號，該安全帶狀態監測信號被用於判斷該車輛的後座安全帶是否繫上；一車速監測單元，用以監測該車輛的車速，並對應輸出車速信號，該車速信號被用於判斷該車輛是否行駛中；一乘員提醒單元，用以發出乘員提醒信號；一駕駛員提醒單元，用以發出駕駛員提醒信號；及一處理單元，電性耦接於該眼部狀態監測單元、該後座狀態監測單元、該安全帶狀態監測單元、該車速監測單元、該乘員提醒單元及該駕駛員提醒單元，該處理單元用以根據接收到的該眼部狀態監測信號、該後座狀態監測信號、該安全帶狀態監測信號、該車速信號進行判斷以控制該駕駛員提醒單元及該乘員提醒單元，且在判斷出該車輛行駛中時該駕駛員是進入瞌睡狀態且該車輛的後座是有乘員時，控制該駕駛員提醒單元與該乘員提醒單元同時間分別發出表示為該駕駛員進入瞌睡狀態的該駕駛員提醒信號與該乘員提醒信號。

優選地，該眼部狀態監測單元具有鏡架，且該鏡架包含有相連接的鏡框與鏡腳，該鏡框設置有至少一用於採集眼動波信號的電極，該鏡腳設置有至少一用於採集眼部影像信號的影像擷取單元。

優選地，該眼部狀態監測信號包含眼動波信號及眼部影像信號，該處理單元用以根據該眼動波信號及該眼部影像信號判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態。

優選地，車輛駕駛員防瞌睡整合系統更包括一觸碰監測單元，用以監測該車輛的方向盤狀態，並對應輸出方向盤狀態監測信號，該方向盤狀態監測信號被用於判斷該車輛的方向盤是否被該駕駛者觸碰。

優選地，該處理單元更用以根據該方向盤狀態監測信號判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態。

優選地，該後座狀態監測單元為重量感測器，設置在該車輛的後座。

優選地，該安全帶狀態監測單元為接觸開關，設置在該車輛的後座安全帶。

優選地，該乘員提醒單元為震動元件、發音元件、或發光元件之一或其組合，設置在該車輛的後座安全帶。

優選地，該駕駛員提醒單元為震動元件、發音元件、或發光元件之一或其組合，設置在該鏡架。

本發明另提供的一種車輛駕駛員防瞌睡方法，包括步驟如下：提供上述的車輛駕駛員防瞌睡整合系統；利用該車速監測單元監測該車輛的車速，並判斷該車輛是否行駛中；若判斷出該車輛是行駛中，利用該後座狀態監測單元監測該車輛的後座狀態，並判斷該車輛的後座是否有乘員；若判斷出該車輛的後座是有乘員，利用該安全帶狀態監測單元監測該車輛的後座安全帶狀態，並判斷該車輛的後座安全帶是否繫上；若判斷出該車輛的後座安全帶是繫上，利用該眼部狀態監測單元監測該駕駛員的眼部狀態，並判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態；及若判斷出該駕駛員是進入瞌睡狀態，控制該駕駛員提醒單元與該乘員提醒單元同時間分別發出表示為該駕駛員進入瞌睡狀態的該駕駛員提醒信號與該乘員提醒信號。

是以，本發明提供的車輛駕駛員防瞌睡整合系統與車輛駕駛員防瞌睡方法，可在判斷出駕駛員是進入瞌睡狀態且判斷出車輛的後座是有乘員時，控制駕駛員提醒單元與乘員提醒單元同時間分別發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號與乘員提 醒信號，藉此不僅可透過駕駛員提醒單元來起到喚醒駕駛員的作用，同時更可透過乘員提醒單元來提醒乘員其駕駛員在打瞌睡，以使乘員喚醒駕駛員，有效解決了現有技術的不足，從而更好、更充分地保障了行車時的駕駛員與乘員的生命安全。

1‧‧‧眼部狀態監測單元

10‧‧‧鏡架

11‧‧‧鏡框

111‧‧‧電極

12‧‧‧鏡腳

121‧‧‧影像擷取單元

2‧‧‧後座狀態監測單元

3‧‧‧安全帶狀態監測單元

4‧‧‧車速監測單元

5‧‧‧乘員提醒單元

6‧‧‧駕駛員提醒單元

7‧‧‧處理單元

71‧‧‧第一處理器

72‧‧‧第二處理器

8‧‧‧觸碰監測單元

900‧‧‧車輛

901‧‧‧後座

902‧‧‧後座安全帶

9021‧‧‧鎖扣

9022‧‧‧插扣

9023‧‧‧帶體

903‧‧‧方向盤

S103~S121‧‧‧步驟

圖1為本發明的車輛駕駛員防瞌睡整合系統的示意圖。

圖2為本發明的車輛駕駛員防瞌睡整合系統的眼部狀態監測單元的應用示意圖。

圖3為本發明的車輛駕駛員防瞌睡整合系統的安全帶狀態監測單元的應用示意圖。

圖4為本發明的另一車輛駕駛員防瞌睡整合系統的示意圖。

圖5為本發明的車輛駕駛員防瞌睡整合系統的觸碰監測單元的應用示意圖。

圖6為本發明的又一車輛駕駛員防瞌睡整合系統的示意圖。

圖7為本發明的方法流程示意圖。

為能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明的權利範圍作任何的限制，且本發明的概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

請參考圖1至圖3，本實施例的車輛駕駛員防瞌睡整合系統，包括有眼部狀態監測單元1、後座狀態監測單元2、安全帶狀態監測單元3、車速監測單元4、乘員提醒單元5、駕駛員提醒單元6、以及處理單元7。

眼部狀態監測單元1用以監測駕駛員的眼部狀態，並對應輸 出眼部狀態監測信號，且眼部狀態監測信號被用於判斷駕駛員是否進入瞌睡狀態。在實務上，眼部狀態監測單元1可以是一眼動波監測眼鏡或一眼部影像監測眼鏡。眼動波監測眼鏡是透過設置於眼鏡上的電極來採集眼動波的變化狀況，然後將眼動波信號輸出，並對眼動波信號進行信號判讀來分辨人員是否進入瞌睡狀態。眼部影像監測眼鏡則是透過設置於眼鏡上的影像擷取單元來採集眼部影像的變化狀況，然後將眼部影像信號輸出，並對眼部影像信號進行信號判讀來分辨人員是否進入瞌睡狀態。

在本實施例中，眼部狀態監測單元1可以是一整合式監測眼鏡(如圖2)，具有鏡架10，且鏡架10包含有相連接的鏡框11與鏡腳12，且鏡框11設置有至少一電極111，而鏡腳12設置有至少一影像擷取單元121，電極111與影像擷取單元121分別用於採集眼動波信號及眼部影像信號，亦即所述眼部狀態監測信號，並輸出至處理單元7，處理單元7可根據眼動波信號的強弱來分辨駕駛員是否進入瞌睡狀態，當眼動波信號很強時，表示有很強的眼球運動，代表駕駛員是清醒的，當眼動波信號降低時，代表駕駛員已開始進入瞌睡狀態，並且處理單元7更可根據眼部影像信號進行補助判斷，亦即根據眼部影像信號對應的影像為睜眼影像或閉眼影像進行輔助判斷，也就是當眼動波信號降低且眼部影像信號對應的影像為閉眼影像時，處理單元7即能更加準確的判斷出駕駛員是進入瞌睡狀態。

後座狀態監測單元2用以監測車輛900的後座狀態，並對應輸出後座狀態監測信號，且後座狀態監測信號被用於判斷車輛900的後座901是否有乘員。在實務上，後座狀態監測單元2可以是一重量感測器(如圖3)，設置在車輛900的後座901。當後座901上坐有乘員時，重量感測器在感測乘員重量後可輸出表示有乘員 的感測信號，亦即所述後座狀態監測信號至處理單元7，處理單元7即可判斷出車輛900的後座901是有乘員。

安全帶狀態監測單元3用以監測車輛900的後座安全帶狀態，並對應輸出安全帶狀態監測信號，且安全帶狀態監測信號被用於判斷車輛900的後座安全帶902是否有繫上。在實務上，安全帶狀態監測單元3可以是一設置在後座安全帶902的接觸開關(如圖3)，也可以說是設置在後座安全帶902的鎖扣9021內的接觸開關。當後座安全帶902的插扣9022插入後座安全帶902的鎖扣9021內時，使接觸開關閉合後可輸出表示有繫上的開關信號，亦即所述安全帶狀態監測信號至處理單元7，處理單元7即可判斷出車輛900的後座安全帶902是有繫上。

車速監測單元4用以監測車輛900的車速，並對應輸出車速信號，且車速信號被用於判斷車輛900是否行駛。在實務上，車速監測單元4可以是一霍爾效應車速感測器或一光電式車速感測器，設置在車輛900的車輪或變速箱，但也可以是整合較易及成本較低的GPS車速感測器，設置在鏡架10或後座安全帶902上。

乘員提醒單元5用以發出乘員提醒信號，而駕駛員提醒單元6則用以發出駕駛員提醒信號。乘員提醒單元5與駕駛員提醒單元6分別為震動元件、發音元件、或發光元件之一或其組合。在實務上，震動元件可為震動馬達，發音元件可為蜂鳴器，而發光元件可為發光二極體。因此，乘員提醒信號與駕駛員提醒信號可分別為震動信號、聲音信號、或光信號之一或其組合。在本實施例中，乘員提醒單元5可設置於後座安全帶902(如圖3)，也就是後座安全帶902的帶體9023上或後座安全帶902的鎖扣9021上，而駕駛員提醒單元6較佳是設置於鏡架10上，但也可以設置於車輛900的儀表板上。另外，應可理解的是，乘員提醒單元5也可設置於 副駕駛座的安全帶上，也就是副駕駛座安全帶的帶體上、或副駕駛座安全帶的鎖扣上。

處理單元7可為單或多個微處理器(MCU)或為嵌入式控制器，控制整個系統的協同工作。在本實施例中，如圖1所示，處理單元7電性耦接於眼部狀態監測單元1、後座狀態監測單元2、安全帶狀態監測單元3、車速監測單元4、乘員提醒單元5、以及駕駛員提醒單元6。處理單元7用以根據接收到的眼部狀態監測信號、後座狀態監測信號、安全帶狀態監測信號、車速信號進行判斷以控制駕駛員提醒單元6及乘員提醒單元5。因此，當處理單元7根據眼部狀態監測信號判斷出駕駛員是進入瞌睡狀態且根據後座狀態監測信號判斷出車輛900的後座901是有乘員時，即控制駕駛員提醒單元6與乘員提醒單元5同時間分別發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號，藉此不僅可透過駕駛員提醒單元6來達到喚醒駕駛員的作用，同時更可透過乘員提醒單元5來提醒乘員其駕駛員在打瞌睡，以使乘員喚醒駕駛員，有效解決了現有技術的不足，從而更好、更充分地保障了行車時的駕駛員與乘員的生命安全。再者，表示為駕駛員進入瞌睡狀態的乘員提醒信號可以是一相對低強度更高強度的震動信號，可使昏睡中的乘員被安全帶震醒，進而迫使乘員驚醒以喚醒駕駛員。

作為一種優選的方案，如圖4、5所示，車輛駕駛員防瞌睡整合系統還可包括有一觸碰監測單元8，電性耦接於處理單元7。在實務上，觸碰監測單元8可以是至少一電阻式觸碰感測器或一電容式觸碰感測器，設置在車輛900的方向盤903。並且，觸碰監測單元8用以監測車輛900的方向盤狀態，亦即監測方向盤903是否被觸碰，也可以說是監測駕駛員的手部是否放在或握住車輛900 的方向盤903，並對應輸出方向盤狀態監測信號，亦即高/低電平的觸碰信號。藉此，透過監測駕駛員的手部是否放在或握住車輛900的方向盤903，來輔助判斷駕駛員目前是否在打瞌睡，進而更確保行車安全。因此，處理單元7除了可根據眼部狀態監測信號進行判斷，更可根據方向盤狀態監測信號進行輔助判斷，並當判斷出駕駛員是進入瞌睡狀態且根據後座狀態監測信號判斷出車輛900的後座901是有乘員時，即控制駕駛員提醒單元6與乘員提醒單元5同時間分別發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號。更細部來說，處理單元7可根據方向盤狀態監測信號判斷車輛900的方向盤903未被觸碰一預定時間(3秒鐘)後仍未被觸碰，判斷駕駛員是進入瞌睡狀態。

作為一種優選的方案，如圖6所示，處理單元7可包含有第一微處理器71及第二微處理器72，而第一微處理器71可設置於鏡架10的適當位置處，而第二微處理器72可設置於後座安全帶902的適當位置處，並且第一微處理器71與第二微處理器72可透過有線或無線連接。在本實施例中，第一微處理器71電性耦接於車速監測單元4、眼部狀態監測單元1與駕駛員提醒單元6之間，而第二微處理器72電性耦接於後座狀態監測單元2、安全帶狀態監測單元3與乘員提醒單元5之間。當第一微處理處器71根據眼部狀態監測信號及車速信號判斷出車輛900行駛中駕駛員是進入瞌睡狀態，會發出第一同步信號至第二微處理器72，以使駕駛員提醒單元6與乘員提醒單元5同時間分別發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號。另外，當第二微處理處器72根據後座狀態監測信號及安全帶狀態監測信號，判斷出乘員的後座安全帶902未繫上，會發出第二同步信號至第一微處理器71，以使駕駛員提醒單元6與乘員提醒單元5同時間分別發 出表示為後座安全帶902未繫上的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號，前述信號可以僅為閃爍的光信號，可使駕駛員看到後提醒乘員繫上安全帶。

由上述的實施例，本發明可以歸納出一種車輛駕駛員防瞌睡方法，其流程示意圖請參考圖7所示，並請斟酌參考圖1至圖6。本發明的車輛駕駛員防瞌睡方法適用於一車輛駕駛員防瞌睡整合系統(例如上述實施例之車輛駕駛員防瞌睡整合系統)。

首先，於步驟S103中，利用車速監測單元4監測車輛900的車速。進入步驟S105。

於步驟S105中，判斷車輛900是否行駛中。

若步驟S105的判斷結果為是時，亦即判斷出車輛900是行駛中，進入步驟S107。

於步驟S107中，利用後座狀態監測單元2監測車輛900的後座狀態。進入步驟S109。

於步驟S109中，判斷車輛900的後座901是否有乘員。

若步驟S109的判斷結果為否時，亦即判斷出車輛900的後座901未有乘員，跳至步驟S110。於步驟S110中，利用眼部狀態監測單元1監測駕駛員的眼部狀態。進入步驟S112。於步驟S112中，判斷駕駛員是否進入瞌睡狀態。若步驟S112的判斷結果為是時，進入步驟S114。於步驟S114中，控制駕駛員提醒單元6發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號。

若步驟S109的判斷結果為是時，亦即判斷出車輛900的後座901是有乘員，進入步驟S111。

於步驟S111中，利用安全帶狀態監測單元3監測車輛900的後座安全帶狀態。進入步驟S113。

於步驟S113中，判斷車輛900的後座安全帶902是否繫上。

若步驟S113的判斷結果為否時，亦即判斷出車輛900的後座安全帶902未繫上，進入步驟S115。於步驟S115中，控制駕駛員提醒單元6與乘員提醒單元5同時間分別發出表示為乘員未繫上安全帶的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號。跳回步驟S111。

若步驟S113的判斷結果為是時，亦即判斷出車輛900的後座安全帶902是繫上，進入步驟S117。

於步驟S117中，利用眼部狀態監測單元1監測駕駛員的眼部狀態。在優選方案中，還可利用觸碰監測單元8監測車輛900的方向盤903是否被觸碰。

於步驟S119中，判斷駕駛員是否進入瞌睡狀態。

若步驟S119的判斷結果為是時，亦即判斷出駕駛員是進入瞌睡狀態，進入步驟S121。

於步驟S121中，控制駕駛員提醒單元6與乘員提醒單元5同時間分別發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號。

綜合以上所述，本發明提供的車輛駕駛員防瞌睡整合系統與車輛駕駛員防瞌睡方法，可在判斷出駕駛員是進入瞌睡狀態且判斷出車輛的後座是有乘員時，控制駕駛員提醒單元與乘員提醒單元同時間分別發出表示為駕駛員進入瞌睡狀態的駕駛員提醒信號與乘員提醒信號，藉此不僅可透過駕駛員提醒單元來起到喚醒駕駛員的作用，同時更可透過乘員提醒單元來提醒乘員其駕駛員在打瞌睡，以使乘員喚醒駕駛員，有效解決了現有技術的不足，從而更好、更充分地保障了行車時的駕駛員與乘員的生命安全。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

Claims (10)

1. 一種車輛駕駛員防瞌睡整合系統，適用於一車輛，包括：一眼部狀態監測單元，用以監測駕駛員的眼部狀態，並對應輸出眼部狀態監測信號，該眼部狀態監測信號被用於判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態；一後座狀態監測單元，用以監測該車輛的後座狀態，並對應輸出後座狀態監測信號，該後座狀態監測信號被用於判斷該車輛的後座是否有乘員；一安全帶狀態監測單元，用以監測該車輛的後座安全帶狀態，並對應輸出安全帶狀態監測信號，該安全帶狀態監測信號被用於判斷該車輛的後座安全帶是否繫上；一車速監測單元，用以監測該車輛的車速，並對應輸出車速信號，該車速信號被用於判斷該車輛是否行駛中；一乘員提醒單元，用以發出乘員提醒信號；一駕駛員提醒單元，用以發出駕駛員提醒信號；及一處理單元，電性耦接於該眼部狀態監測單元、該後座狀態監測單元、該安全帶狀態監測單元、該車速監測單元、該乘員提醒單元及該駕駛員提醒單元，該處理單元用以根據接收到的該眼部狀態監測信號、該後座狀態監測信號、該安全帶狀態監測信號、該車速信號進行判斷以控制該駕駛員提醒單元及該乘員提醒單元，且在判斷出該車輛行駛中時該駕駛員是進入瞌睡狀態且該車輛的後座是有乘員時，控制該駕駛員提醒單元與該乘員提醒單元同時間分別發出表示為該駕駛員進入瞌睡狀態的該駕駛員提醒信號與該乘員提醒信號。
2. 如請求項1所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該眼部狀態監測單元具有鏡架，且該鏡架包含有相連接的鏡框與鏡腳，該鏡框設置有至少一用於採集眼動波信號的電極，該鏡腳設置有至少一用於採集眼部影像信號的影像擷取單元。
3. 如請求項2所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該眼部狀態監測信號包含眼動波信號及眼部影像信號，該處理單元用以根據該眼動波信號及該眼部影像信號判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態。
4. 如請求項1所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，更包括一觸碰監測單元，用以監測該車輛的方向盤狀態，並對應輸出方向盤狀態監測信號，該方向盤狀態監測信號被用於判斷該車輛的方向盤是否被該駕駛者觸碰。
5. 如請求項4所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該處理單元更用以根據該方向盤狀態監測信號判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態。
6. 如請求項1所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該後座狀態監測單元為重量感測器，設置在該車輛的後座。
7. 如請求項1所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該安全帶狀態監測單元為接觸開關，設置在該車輛的後座安全帶。
8. 如請求項1所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該乘員提醒單元為震動元件、發音元件、或發光元件之一或其組合，設置在該車輛的後座安全帶。
9. 如請求項2所述之車輛駕駛員防瞌睡整合系統，其中該駕駛員提醒單元為震動元件、發音元件、或發光元件之一或其組合，設置在該鏡架。
10. 一種車輛駕駛員防瞌睡方法，包括步驟如下：提供一如請求項1的車輛駕駛員防瞌睡整合系統；利用該車速監測單元監測該車輛的車速，並判斷該車輛是否行駛中；若判斷出該車輛是行駛中，利用該後座狀態監測單元監測該車輛的後座狀態，並判斷該車輛的後座是否有乘員；若判斷出該車輛的後座是有乘員，利用該安全帶狀態監測單元監測該車輛的後座安全帶狀態，並判斷該車輛的後座安全帶是否繫上；若判斷出該車輛的後座安全帶是繫上，利用該眼部狀態監測單元監測該駕駛員的眼部狀態，並判斷該駕駛員是否進入瞌睡狀態；及若判斷出該駕駛員是進入瞌睡狀態，控制該駕駛員提醒單元與該乘員提醒單元同時間分別發出表示為該駕駛員進入瞌睡狀態的該駕駛員提醒信號與該乘員提醒信號。