基于頭部位置特征的疲勞駕駛檢測儀

4　檢測儀軟件設計

　　4. 1距離檢測方法

　　有效距離檢測與單片機發出的控制字相對應，距離檢測的方法是：逐漸減少紅外線發射的強度，直到接收不到反射的紅外線光束，此時的控制字對應的距離值就是當前駕駛員頭部與座椅頭枕的距離。

　　4. 2　駕駛員頭部位置的自動標定

　　單片機程序框圖如圖4所示，自動標定頭部正常位置的程序在汽車啟動發動機再延時一段時間內運行，因為疲勞駕駛不會發生在這段時間內。當行駛到主路后，頭部的動作逐步穩定，這時候才是對頭部進行正常位置標定的正確時機。每次都要重新標定是因為駕駛員可能換人，每個人頭部的位置不完全一樣，標定的結果也會有差異。

圖4　頭部正常位置的自動標定程序框圖

　　自動標定頭部正常位置的程序就是使紅外線發射二極管的電流強度由強到弱逐步減小，同時檢測IC3、IC4的輸出狀態，判斷是否到了接收不到的臨界點，這是停止發射電流強度減小的界限，同時讀出此刻的控制字數值作為距離標定。當左右2個紅外線接收頭IC3、IC4所輸出的信號電平一致，同時能夠保持相當一段時間不變時，就可以用此時的控制字作為標準距離標定。每個控制字都對應1個實際的距離。

　　4. 3　駕駛員頭部偏離正常位置的檢測

　　如果某個紅外線接收頭沒有接收到紅外線信號，則判定為此紅外線接收頭與駕駛員頭部的距離大于此時與控制字相關聯的距離。

　　2個紅外線接收頭所輸出的信息分別反映了同一時刻駕駛員頭部與2個紅外線接收頭的距離，與標準距離比較就能判斷駕駛員的頭部是正常位置還是前傾、側傾、后仰。是否輸出報警和制動控制電平由計算機程序根據駕駛員頭部偏離正常位置后的持續時間決定。

　　5　實驗結果分析

　　將該檢測儀安裝在捷達和雨燕等汽車上并進行了大量的實驗，對5個駕駛員的正常駕駛狀態和疲勞駕駛狀態進行測試，測試數據如表1所示。可以看出該檢測儀能實時地跟蹤和判斷測試人員的疲勞狀態，同時對醉酒駕駛的不正當坐姿也起到警示作用。

　　6　結束語

　　該檢測儀完成了駕駛員頭部位置正常與否的識別，進而判斷駕駛員是否疲勞駕駛，是簡單技術的智能化應用。該檢測儀可以低成本地裝備現有汽車，提高安全幾率，便于大規模推廣，市場需求潛力巨大。