鄧增 牛東義

摘要：酒駕、毒駕和疲勞駕駛以及駕駛?cè)藛T情緒不穩(wěn)定等都是交通肇事的主要原因。預(yù)防此類交通事故，除了依靠法律規(guī)范、強化駕駛?cè)藛T的素養(yǎng)外，還要依靠先進的科學(xué)技術(shù)?；谀X電波的安全駕駛眼鏡“安全魔鏡”設(shè)計，這種設(shè)計的要素：首先是通過駕駛員的現(xiàn)象來判斷駕駛?cè)藛T狀態(tài)，其次是用什么設(shè)備來確認駕駛員的狀態(tài)，第三是根據(jù)駕駛?cè)藛T的狀態(tài)怎樣控制車輛狀態(tài)的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：安全魔鏡，腦電波，車載電腦，人和車的狀態(tài)，無人駕駛

一、選題背景：

1、現(xiàn)代汽車已成為人們生活出行的重要工具。

2、駕駛?cè)藛T的素養(yǎng)令人擔(dān)憂，尤其酒駕、毒駕和疲勞駕駛已嚴重的危害公共安全。

3、目前還沒有一種能夠有效預(yù)先判斷酒駕、毒駕和疲勞駕駛的方法和手段，是交管人員現(xiàn)場初步判斷，再對嫌疑對象進一步進行尿檢和血檢來確認。這種方法具有滯后性和危險性

二、選題的目的和意義：

其目的是有針對性的提出一種能夠有效防止或杜絕酒駕、毒駕以及疲勞駕駛行為發(fā)生的技術(shù)設(shè)想。其意義在于建立一個安全文明的交通環(huán)境，維護公共安全，切實保護個人的生命和財產(chǎn)。

三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

目前國內(nèi)外關(guān)于預(yù)防酒駕、疲勞駕駛的研究較多，比如利用“酒精鎖[1]”，這種方式不足在于他是被動檢測；有人提出用“人面部表情[2]”判斷疲勞駕駛，也有人提出針對“眼睛狀態(tài)變化情況[3]”來判斷疲勞駕駛，這兩種都要用到攝像頭，攝像頭易受車內(nèi)霧氣和駕駛員穿戴等（戴墨鏡、面紗）的干擾；還有人提出利用“腦電波來判斷酒駕[4]”和“疲勞駕駛[5]、[6]”。

從現(xiàn)象看酒后、疲勞時人表現(xiàn)出的行為與正常時不同，研究表明人在酒后和疲勞時腦電波都與正常時不同。醫(yī)學(xué)研究證明癲癇患者在發(fā)病時有抽搐、吐白沫等現(xiàn)象且腦電波與正常時不同，這說明現(xiàn)象是本質(zhì)的外在表現(xiàn)。現(xiàn)有資料中還沒有關(guān)于吸毒后腦電波的研究內(nèi)容。然吸毒者吸毒后易產(chǎn)生幻覺，極度興奮等行為與正常時明顯不同。則通過酒駕、疲勞駕駛、癲癇患者發(fā)病時的腦電波與正常情況不同的特例，可推斷人在吸毒后腦電波應(yīng)該與正常時不同。因此就可以用腦電波的特點來判斷人的狀態(tài)。

資料反映對腦電波的采集方式除了醫(yī)院用的機器外，一種是“便攜式腦電儀[5]”，一種是“帶電極的便攜頭套[6]”這兩種設(shè)備若用在汽車上既不美觀也不實用。所以設(shè)計一款能采集腦電波且具有無線傳輸功能的眼鏡“安全魔鏡”，車載電腦用它采集的腦電波判斷駕駛?cè)藛T的狀態(tài)，并根據(jù)不同的狀態(tài)使車輛在有人駕駛和無人駕駛或者停車狀態(tài)之間切換，確保道路交通安全。

四、模型設(shè)計：如圖右所示

設(shè)計一款眼鏡。鏡片可根據(jù)駕駛?cè)藛T的情況和個人喜好定制，眼鏡腿設(shè)置為樹枝狀，在樹枝末端裝上采集腦電波的傳感器，在左側(cè)眼鏡腿內(nèi)安裝信號處理、發(fā)送和通信的芯片，右邊眼鏡腿安裝工作電源和開關(guān)。

五、工作原理如右圖所示

六、工作過程：

（一）、“安全魔鏡”與車載電腦相互匹配。當(dāng)駕駛?cè)藛T啟動車輛后，車載電腦先控制車輛怠速，再與“安全魔鏡”通信匹配（如手機與藍牙耳機匹配一樣），確認駕駛?cè)藛T已打開“安全魔鏡”。

（二）、對駕駛員的狀態(tài)初檢?！鞍踩хR”與車載電腦匹配完成后，進入對駕駛員狀態(tài)的初檢程序。

1、若駕駛員沒有按要求佩戴“安全魔鏡”，則沒有信號傳輸給車載電腦，車載電腦就會發(fā)出燈光和聲音信號提示駕駛員正確佩戴“安全魔鏡”或切換到無人駕駛模式。

2、若狀態(tài)初檢中如判斷駕駛?cè)藛T是醉酒狀態(tài)，則車載電腦會發(fā)出安全警報同時提醒駕駛?cè)藛T選擇無人駕駛模式，如果駕駛?cè)藛T選擇有人駕駛，則車載電腦提示“您已醉酒，不適合駕車，請選擇無人駕駛模式”。若駕駛?cè)藛T堅持選擇有人駕駛，車載電腦控制發(fā)動機熄火，使車輛無法起步。

3、若狀態(tài)初檢中發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)藛T涉嫌吸毒，車載電腦除了控制發(fā)動機熄火還會發(fā)出報警信號，使設(shè)計好的特定信號傳輸?shù)浇煌ü芾聿块T或公安部門。

4、若狀態(tài)初檢中判斷駕駛?cè)藛T狀態(tài)疲勞則于酒駕的處理方式相同。

（三）、“安全魔鏡”與車載電腦建立時時通信。能時時采集駕駛?cè)藛T的腦電波，使車載電腦能及時的確認駕駛?cè)藛T的狀態(tài)。

1、當(dāng)駕駛?cè)藛T半途摘下或者沒有正確佩戴“安全魔鏡”，車載電腦會及時發(fā)出警報提醒駕駛?cè)藛T正確佩戴“安全魔鏡”。如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有正確佩戴“安全魔鏡”，車載電腦會強制將車輛切換到無人駕駛狀態(tài)，并尋找最近的停車地點停車。

2、在車輛行駛中如果車載電腦根據(jù)“安全魔鏡”傳輸?shù)哪X電波信息判斷駕駛?cè)藛T進入疲勞狀態(tài)，車載電腦通過聲音和燈光信號提醒駕駛?cè)藛T主動切換到無人駕駛，并輸入目的地，當(dāng)駕駛?cè)藛T狀態(tài)不佳且對車載電腦的提示沒有反應(yīng)時，車載電腦則予以強制切換并找最近停車點停車。

3、車輛在行駛中，車載電腦判斷“安全魔鏡”傳輸?shù)鸟{駛員腦電波異常，是癲癇病發(fā)作或者是其他疾病發(fā)作，則會立即切換到無人駕駛，并打開安全警報燈同時通過設(shè)定的信號發(fā)送SOS求救信號，并將病人帶到最近的醫(yī)院。

七、基本功能

1、如普通眼鏡

2、能進行駕駛?cè)藛T狀態(tài)初檢

3、能時時確認駕駛?cè)藛T的狀態(tài)

4、若每個人的腦電部不同，則可以融入車輛防盜系統(tǒng)

參考文獻：

[1]讓汽車識別酒駕助力打擊酒駕風(fēng)暴[J]，特別報道 2012.2.16

[2]楊秋鳳、桂衛(wèi)華、周書仁，疲勞駕駛面部表情識別算法[J]，計算機應(yīng)用研究，2008.10，第25卷第10期

[3]王瓊、王歡、趙春霞、楊靜宇，基于眼睛狀態(tài)識別的駕駛員疲勞檢測[J]，南京理工大學(xué)學(xué)報，2010.8，第34卷第40期

[4]歐居尚，基于腦電波分析技術(shù)的安全駕駛實驗研究[J]，西南交通大學(xué)學(xué)報，2011.8，第46卷第4期

[5]周佳萍、張朋柱，基于可穿戴式腦電儀傳感器的疲勞狀態(tài)研究[J]，計算機應(yīng)用研究，2017.7.21

[6]張博陽、蘇寶林、盛桂敏，基于腦電波的駕駛員疲勞駕駛監(jiān)測研究[J]，河南科技，2015（11）