基于ZigBee的疲勞駕駛警示系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

　　2.2 傳感信息獲取技術(shù)

　　駕駛員面部圖像通過(guò)紅外攝像機(jī)和 LED 來(lái)獲取，其中用于照明的LED 能夠發(fā)出光譜分別為850nm 和950nm 的光線。當(dāng)使用不同紅外光譜的時(shí)候，眼睛瞳孔會(huì)呈現(xiàn)出不同顏色。當(dāng)用 850nm 紅外光照明，瞳孔呈現(xiàn)出紅色，即俗稱的紅眼效應(yīng)；而用 950nm 紅外光照明，瞳孔卻呈現(xiàn)出黑色。兩幅圖像除了瞳孔以外，臉部其它部位都是一樣的。通過(guò)比較這兩幅圖像，就可以很容易定位到眼部，再通過(guò)一系列圖像處理來(lái)得到面部的參數(shù)和實(shí)現(xiàn)眼部跟蹤。另外，使用紅外LED 在減少周圍光線干擾確保圖像質(zhì)量的同時(shí)，還能減少對(duì)駕駛員視覺(jué)的干擾，因?yàn)樗墓饩€幾乎是看不到的。眼部對(duì)比情況如圖3

圖3 眼部探測(cè)對(duì)比圖 (a)紅眼；(b)黑眼；(c)差分圖像

圖4 紅外CCD 攝像頭

　　為了能夠同時(shí)得到圖3 的(a)、(b)兩幅圖像，可以采用圖4 所示的紅外攝像頭裝置，當(dāng)入射光照到中間的分光片（它可以將入射激光線分離為反射/ 透射比為 1 的兩束光線)的時(shí)候，能將入射光線平行分成兩束，再分別經(jīng)過(guò)850nm 和950nm 的濾光片進(jìn)入到攝像頭中，這樣在同一時(shí)刻得到的兩幅圖像除了瞳孔顏色不同，其它的都是一樣的。為了在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量圖像數(shù)據(jù)的處理，DSP 圖像處理芯片采用TMS320DM642，它的圖像處理速度能達(dá)到每秒25 幀以上，也就是能在40ms 內(nèi)完成對(duì)一幀圖像的運(yùn)算處理，再加上CCD 攝像頭是PAL 制每秒25 幀的，這些設(shè)備足夠完成實(shí)時(shí)的圖像處理，完成對(duì)駕駛員眨眼頻率加快、眼睛閉合緩慢、打哈欠的疲勞特征的提取和計(jì)算。

　　車道偏移檢測(cè)即基于車輛的行為來(lái)間接地反應(yīng)司機(jī)的疲勞跡象。我們將 CCD 攝像頭朝向汽車行駛方向，監(jiān)測(cè)車輛的行駛方向，同時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向燈。如果汽車方向改變而轉(zhuǎn)向燈沒(méi)有開(kāi)啟，則認(rèn)為駕駛員有進(jìn)入疲勞駕駛的可能。車輛行為的檢測(cè)不是基于人為表現(xiàn)活動(dòng)，這樣能互補(bǔ)面部檢測(cè)的不足和人為差異，同時(shí)在駕駛員不是由于疲勞而是因?yàn)槠渌蛩兀ㄈ缡謾C(jī)、音樂(lè)、小孩）造成注意力不集中判斷錯(cuò)誤的時(shí)候，也能給予一定得提醒。