基于ZigBee的疲勞駕駛警示系統(tǒng)的研究與設(shè)計

　　2.2 傳感信息獲取技術(shù)

　　駕駛員面部圖像通過紅外攝像機和 LED 來獲取，其中用于照明的LED 能夠發(fā)出光譜分別為850nm 和950nm 的光線。當使用不同紅外光譜的時候，眼睛瞳孔會呈現(xiàn)出不同顏色。當用 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。通過比較這兩幅圖像，就可以很容易定位到眼部，再通過一系列圖像處理來得到面部的參數(shù)和實現(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，還能減少對駕駛員視覺的干擾，因為它的光線幾乎是看不到的。眼部對比情況如圖3

圖3 眼部探測對比圖 (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)的時候，能將入射光線平行分成兩束，再分別經(jīng)過850nm 和950nm 的濾光片進入到攝像頭中，這樣在同一時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到每秒25 幀以上，也就是能在40ms 內(nèi)完成對一幀圖像的運算處理，再加上CCD 攝像頭是PAL 制每秒25 幀的，這些設(shè)備足夠完成實時的圖像處理，完成對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算。

　　車道偏移檢測即基于車輛的行為來間接地反應(yīng)司機的疲勞跡象。我們將 CCD 攝像頭朝向汽車行駛方向，監(jiān)測車輛的行駛方向，同時監(jiān)測轉(zhuǎn)向燈。如果汽車方向改變而轉(zhuǎn)向燈沒有開啟，則認為駕駛員有進入疲勞駕駛的可能。車輛行為的檢測不是基于人為表現(xiàn)活動，這樣能互補面部檢測的不足和人為差異，同時在駕駛員不是由于疲勞而是因為其他因素（如手機、音樂、小孩）造成注意力不集中判斷錯誤的時候，也能給予一定得提醒。