基于心率識(shí)別的自動(dòng)剎車裝置

■上海市晉元高級中學(xué) 王 正 冷春波 劉 好

由于壓力、環(huán)境等的影響，因高血壓、高血脂等原因引起的腦梗、心梗等突發(fā)疾病的發(fā)病率持續(xù)增高。尤其在開車過程中，駕駛員的身體健康關(guān)系到整車人及鄰近車內(nèi)人員、行人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

駕駛員在突發(fā)疾病狀況下，不能有效地控制自己的身體，實(shí)現(xiàn)安全剎車、停車。目前的汽車安全輔助系統(tǒng)大多針對特定性能缺陷或零件設(shè)備的不穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)。如當(dāng)汽車輪胎胎壓不穩(wěn)定或輪胎溫度異常時(shí)，通過警示燈提醒其他車輛“本車存在爆胎隱患”，也有針對疲勞駕駛、酒后駕駛、車內(nèi)CO2含量等進(jìn)行語音提醒的設(shè)計(jì)。然而，這些都不能幫助駕駛員在突發(fā)疾病時(shí)剎車或安全停車。

我們擬設(shè)計(jì)一款基于心率識(shí)別的自動(dòng)剎車裝置，該裝置能監(jiān)測駕駛員的心率，在其心率出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)剎車。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及搭建

選用可穿戴的心率傳感器，通過心率傳感器將模擬信號(hào)輸入Arduino板中，若心率異常且超出一定范圍，則Arduino板輸出信號(hào)控制電機(jī)及繩子拉動(dòng)腳剎剎車（如圖1）?；谛穆首R(shí)別的自動(dòng)剎車裝置應(yīng)用的元器件及功能見表1。

依據(jù)設(shè)計(jì)原理圖，搭建自動(dòng)剎車裝置，圖2和圖3分別為該裝置的原型打樣圖和成型打樣圖。

圖1 基于心率識(shí)別的自動(dòng)剎車裝置設(shè)計(jì)原理圖

表1 基于心率識(shí)別的自動(dòng)剎車裝置元器件及功能

圖2 基于心率識(shí)別的自動(dòng)剎車裝置原型打樣

圖3 基于心率識(shí)別的自動(dòng)剎車裝置成型打樣

二、研究結(jié)論

本研究利用Arduino開源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈并自動(dòng)剎車的功能。無線心率傳感器可使測試者自由活動(dòng)。本裝置無需改變原有剎車系統(tǒng)，直接在外部安裝即可，節(jié)省成本，方便投入使用。

自動(dòng)駕駛技術(shù)是一種通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的技術(shù)，安全問題是其關(guān)鍵問題之一。本系統(tǒng)可以綜合考慮駕駛員的身體狀況，結(jié)合實(shí)時(shí)車速以及前后、左右車輛和行人的距離等因素，采用不同的剎車策略，降低高速行駛時(shí)自動(dòng)剎車的危險(xiǎn)。