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大学生设计可穿戴:眼镜和手表预警疲劳驾驶

2015-06-02 10:34
论恒
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  一副眼镜和一块手表就可以分析司机身体疲惫程度,并及时给予预警提醒。这是华南师范大学(以下简称“华师”)6名学生发明的一个可穿戴式的疲劳驾驶预警系统。这个项目已经进入挑战杯广东省赛决赛,接下来将申请专利。

  疲劳驾驶是交通事故的三大“杀手”之一。一年前,华师电子信息科学与技术专业大二学生梁帅跟同学碰撞出了发明创意,花了半年时间,6个男生终于把产品雏形——疲劳驾驶预警眼镜和手表做了出来。

  与一般眼镜和手表相比,疲劳驾驶预警眼镜和手表稍微大一些和重一些。团队在眼镜上装置了小型摄像头用于提取眼睛影像,通过芯片分析眼睛眨眼频率来判断司机是否在“打瞌睡”。同时,也能通过计算司机睁眼和闭眼的时长,对其精神状态进行分析。除此之外,眼镜还装有加速度传感器,用来检测司机头部动作——当其疲劳犯困时,头部向下的角度大于清醒状态时,眼镜就会有轻微的震动,以提醒司机停止驾驶。

  手表上,团队加入了脉搏信号传感器,提取驾驶员的脉搏信号。经过一系列的分析和计算,会在手表上显示3项数据:心跳数、疲惫参数、疲惫标志。如果阈值是轻度疲惫,手表上会显示1个“!”;如果司机已经达到重度疲劳状态,则会显示“!!”标志,提醒不宜开车,适当休息。

  “眼镜和手表同时使用,同时分析眨眼频率和脉搏,精确度可以提高许多。”梁帅告诉中国青年报记者,据他所知,目前有可穿戴产品记录脉搏跳动和睡眠时间,也有车载式预警驾驶疲劳产品,但还没有专门针对司机疲劳预警的可穿戴产品面世。一旦产品投入应用,“通过检测司机是否出现疲劳状态,并提醒司机适时停止驾驶,可以减少交通事故的发生”。

  这个发明由6个学生亲自动手,一天一天打磨,从空想变成现实。为了获得人的疲惫数据,团队不厌其烦地拿自己进行试验,6个人每一周都会测试一次,一次就是一整天。

  更为艰苦的是,需要不停地收集数据并寻找合适的模块组装元件,有些元件买不到,就只能亲自动手做。为了保证能达到理想状态,更要调整无数次。“发明过程的难点就在于对于驾驶员脉搏信号和眼部图像等数据的探测,发明的模块中有复杂的检测电路,我需要对其逐个调试并修改,以提高信号检测的准确性。”梁帅说。

  在广东省的“挑战杯”之前,第一代产品雏形刚出来,正好赶上了一次省级的电子科技大赛。但在报送产品的前几天,团队想到可以尝试另一个新的电路板,效果会更好。当时去工厂专门做新的电路板时间已经来不及,为了不留遗憾,团队决定自己动手做。6个人连续奋战了4天,每天都工作到后半夜两点,终于把改善的部件做出来。“当测试完毕可以用,团队才松了口气。”梁帅说。最后,团队的可穿戴式驾驶疲劳预警系统获得了该比赛的一等奖。

  之后,团队又把目标转向了广东省“挑战杯”。因为时间充裕,团队改善了其中的元器件,使得测量和信号提取更加准确,减少之前的误差和错误率。“本次参加挑战杯比赛的作品是2.0版本。”梁帅自信地说。学校大力支持团队参加挑战杯比赛,配备了一名导师,还报销一定的费用,让团队备受鼓励。

  梁帅有一个设想,未来将疲劳驾驶预警系统连接后端的电脑系统,由电脑系统进行数据还原,进行进一步分析,便能实时掌握司机的身体变化。电脑系统与手机系统对接,当司机出现疲劳时,便能通过手机震动提醒适度休息;电脑系统与远程医疗中心对接,当司机发生突发疾病,能紧急报警,医疗中心也能及时赶到现场救治。而在佩戴的舒适性上,也会通过工艺改善。

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