一種手機(jī)傳感器報(bào)警器的研究

王杰 閆肖肖 陳思豪

摘要：隨著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，手機(jī)的發(fā)展速度也越來越快，手機(jī)不在只是用來通話的電話了。手機(jī)的功能越來越全面化，使得越來越多的人為之著迷，人們對(duì)手機(jī)的依賴性更加嚴(yán)重，由手機(jī)引起的人身安全事故比例逐年增加。因此在手機(jī)在給我們帶來便利、樂趣的同時(shí)，我們也要保護(hù)自己的人身安全。本文提出了一種關(guān)于對(duì)周圍環(huán)境檢測(cè)的手機(jī)報(bào)警器。

關(guān)鍵詞：手機(jī)；報(bào)警器；人身安全

近年來隨著我國(guó)智能手機(jī)的普及，手機(jī)已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，“低頭族”越來越多，大街上隨處都可以看到行人邊走路邊看手機(jī)，不注意觀察周圍的路況信息。據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）統(tǒng)計(jì)，2010年因注意力不集中而造成的傷亡人數(shù)為74200人，其中1506人與行走使用手機(jī)相關(guān)聯(lián)。行人在行走過程中執(zhí)行多種程序，會(huì)給自己的認(rèn)知受到干擾，從而快要當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，需要一些反應(yīng)時(shí)間，以至于造成事故的發(fā)生。如今防止事故發(fā)生，成為當(dāng)前社會(huì)面臨的一個(gè)重要課題。

1 造成事故的成因分析

走路時(shí)使用手機(jī)，是一項(xiàng)復(fù)雜的行為過程，基于行人的心理分析，行人使用手機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)示意圖如下圖所示。在道路行走時(shí)，行人需要整合注意力和認(rèn)知力，接收附近的實(shí)時(shí)交通信息，估算車速和車輛到達(dá)時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，道路上的其他行人的行為特征和道路表面的實(shí)時(shí)情況都會(huì)影響影響行人的判斷和認(rèn)知能力。行人在道路上使用手機(jī)時(shí)，手機(jī)會(huì)對(duì)行人的聽覺、視覺造成不同程度的干擾，這種多重任務(wù)的干擾會(huì)造成行人出現(xiàn)延遲效應(yīng)，延遲的嚴(yán)重程度與個(gè)人的生理、心理特征相關(guān)。在延遲過程中，行人會(huì)暴露在較高的車輛傷害風(fēng)險(xiǎn)中。如果交通系統(tǒng)發(fā)生變化，或者路面出現(xiàn)斷裂層，就會(huì)造成交通事故和人身安全。

行人走路時(shí)使用手機(jī)風(fēng)險(xiǎn)示意圖

Mobile phone risk diagram when pedestrians walk

2 相關(guān)人身安全防護(hù)技術(shù)研究

當(dāng)人們邊走路邊使用手機(jī)時(shí)，大多數(shù)的人感覺自己沒必要擔(dān)心這種安全事故的發(fā)生，正是由于人們有這樣的想法才會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。一旦發(fā)生這種事故，這將會(huì)帶來慘痛的代價(jià)。針對(duì)此種情況，人們提出了不同的方法，歸納起來有三種：自我控制法、人眼疲勞檢測(cè)報(bào)警器、輔助裝置的報(bào)警器。

（1）自我控制法。該方法主要是通過人為方式控制自己的行為，當(dāng)外出走在大街上、十字路口時(shí)，自己有意識(shí)的放下自己的手機(jī)，不在這種場(chǎng)合玩手機(jī)，達(dá)到自身安全保護(hù)的效果。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需通過其他物質(zhì)來輔助，只需通過自己的神經(jīng)中樞來控制自己的行為，安全性高，缺點(diǎn)是需要很高的自覺性，只有少數(shù)人能達(dá)到這種地步。實(shí)施起來對(duì)大部分人起不到作用。

（2）人眼疲勞檢測(cè)報(bào)警器。這種報(bào)警器的原理是通過激活手機(jī)的前置攝像頭來來檢測(cè)眼睛的疲勞度，通過手機(jī)程序分析，當(dāng)檢測(cè)到人眼觀看手機(jī)屏幕超過允許的時(shí)間時(shí)，發(fā)出警報(bào)，提醒行人處于危險(xiǎn)之中。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)人眼的疲勞度，一旦眼睛處于疲勞狀態(tài)，立即發(fā)出警報(bào)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是該方法需要分析大量的數(shù)據(jù)，手機(jī)耗電量大，對(duì)手機(jī)的電池壽命有一定的影響。并且不能實(shí)時(shí)檢測(cè)到周圍的環(huán)境狀況。不能有效的達(dá)到人身安全保護(hù)的效果。

（3）輔助裝置的報(bào)警器。該方法主要是通過其他輔助裝置來檢測(cè)周圍環(huán)境安全狀況。內(nèi)部裝置發(fā)出信號(hào)，通過回聲定位，接收裝置接收到信號(hào)，進(jìn)行處理分析來判斷周圍的路況，處于危險(xiǎn)中時(shí)發(fā)出警報(bào)。該方法的優(yōu)勢(shì)在于安全性能較高，數(shù)據(jù)結(jié)果較準(zhǔn)確。缺點(diǎn)是不便于攜帶。報(bào)警器報(bào)警，當(dāng)注意力集中在手機(jī)上時(shí)，報(bào)警器就沒起到報(bào)警的效果。甚至造成安全事故。

3 手機(jī)傳感器報(bào)警器的設(shè)計(jì)

針對(duì)上述報(bào)警器存在的問題，本文提出一種手機(jī)傳感器報(bào)警器，該裝置能夠有效的解決走路使用手機(jī)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，該報(bào)警器主要含有手機(jī)后置攝像頭、圖像處理系統(tǒng)、速度傳感器等的設(shè)計(jì)。通過手機(jī)后置攝像頭拍攝圖片，然后通過圖像處理程序分析，判斷前方的地貌狀況，周圍汽車速度的檢測(cè)，行人的速度。當(dāng)前方路段有一段發(fā)生故障時(shí)，手機(jī)通過攝像頭拍攝過來的圖片進(jìn)行分析。當(dāng)行人靠近危險(xiǎn)路段時(shí)，手機(jī)報(bào)警，提醒行人前方有危險(xiǎn)；通過分析車速和行人的速度，確定行人是否處于安全范圍內(nèi)，如果存在危險(xiǎn)時(shí)，手機(jī)報(bào)警，即可解決存在的潛在危險(xiǎn)；當(dāng)前方有斷裂路段時(shí)，手機(jī)通過分析斷裂路段的高度差，判斷是否存在危險(xiǎn)。

4 對(duì)當(dāng)前存在邊玩手機(jī)邊走路狀況的建議

隨著智能時(shí)代的發(fā)展，手機(jī)確實(shí)給我?guī)砹撕芏啾憷蜆啡?，但這并不代表在任何時(shí)間，任何場(chǎng)合都能玩手機(jī)。特別是在走路的時(shí)候，最好不要玩手機(jī)，因?yàn)橐粭l消息，一條新聞會(huì)把人的注意力集中在手機(jī)上，人會(huì)短暫性的忘記自己所處在什么樣的環(huán)境中，出現(xiàn)延遲效應(yīng)。正是由于自己這一疏忽，給自己或他人帶來人身安全。雖然這一設(shè)計(jì)能夠很好解決這種狀況的發(fā)生，但也只是起到輔助作用，最好，最安全的方式就是在交通復(fù)雜的地方不要玩手機(jī)。

5 總結(jié)

通過手機(jī)傳感器報(bào)警器，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)存在的危險(xiǎn)，并且這種報(bào)警器報(bào)警效果強(qiáng)，判斷危險(xiǎn)成功率高，這種設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，能夠普及使用，對(duì)人身安全有很大的幫助，這將會(huì)是社會(huì)減少事故發(fā)生的數(shù)量。

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基金項(xiàng)目：江西省自然科學(xué)基金（No.20161BAB216106）；江西省教育廳青年基金（No.GJJ151102）

作者簡(jiǎn)介：王杰（1997），男，漢族，江西人，本科在讀，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。