解析汽車駕駛員防疲勞駕駛報警系統的設計的論文
1、方案設計
1.1 系統方案
首先用攝像頭採集出駕駛員眼部和駕駛員的臉部和眼部區域的資訊，然後在眼部區域中分析眼睛特徵，並根據眼部運動的影象特點,採用影象資訊的跟蹤方法對眼部資訊進行跟蹤，進一步提高駕駛員眼部區域的檢測準確度，最後根據系統檢測出駕駛員眼睛的閉合時間的快慢和眨眼的頻率等資訊來判斷駕駛員是否處於疲勞駕駛的狀態。當汽車駕駛員沒有處於疲勞狀態時，該報警系統將會自動休眠，十五分鐘以後，系統進行復位，並重新開始新的檢測。
1.2 工作原理
當駕駛員將汽車起動後，車輛有一定的速度後，報警系統的攝像頭啟動。將會獲取駕駛員的'臉、眼的區域資訊，然後進行影象資訊的處理，並將處理後的資訊輸進行車電腦中。ECU會將輸入的資訊做識別、整合處理，然後，電腦將處理後的訊號輸出到報警裝置。如果駕駛員有疲勞駕駛的行為，則就會指示報警系統就會進行燈光閃爍並且蜂鳴聲想起提醒駕駛員存在疲勞駕駛的風險。提醒駕駛員採取相應措施避免疲勞駕駛。
2、系統結構及實現
2.1 硬體結構
疲勞監測系統的硬體由三個電路部分組成。攝像頭，DSP 系統板和音視訊壓縮板。攝像頭輸出駕駛員的眼部和臉部區域資訊等標準視訊訊號。DSP 系統板包括DSP 系統電路、CPLD譯碼電路以及儲存器擴充套件電路和網路通訊介面電路。音視訊壓縮板則包括視訊採集電路，電源模組和非同步序列通訊電路以及音訊編解碼電路。而疲勞監測系統的外部介面有多個電源輸入介面，包括音訊輸入輸出介面和網路通訊介面以及報警輸出介面。DSP 系統電路包括儲存器擴充套件和DSP 括配置以及時鐘的電路。這其中DSP 系統為該報警系統的最重要控制部分。主要完成駕駛員眼部區域資訊的判斷和識別、疲勞判斷和視訊編碼以及網路傳輸控制等各項任務。網路介面部分則由乙太網控制器組成，提供自適應乙太網介面。CPLD 譯碼電路為FLASH提供分頁和片選訊號為UART 的兩個通道提供片選訊號，為ESAM 模組提供資料的輸入及輸出通道和復位訊號。視訊解碼器將轉換成數字訊號。非同步序列介面晶片為TL16C550C，提供RS—48 介面，用來控制解碼器或其它配套監控裝置。電源模組輸入為12 伏的電壓，其中12伏電壓給攝像頭提供電壓，電壓經過處理、降壓後得到5 伏、3 伏和1.4 伏的電壓，其中一點四伏的電壓給DSP 和其它電路提供電壓。
2.2 軟體資訊的處理
車載攝像頭採集的是駕駛員的影象資訊，並不是車輛的資訊，並將其輸入到行車電腦，車載攝像頭一般會採集司機的頭部、臉部、眼睛、最主要的還是對駕駛員眼睛的資訊進行採集。然後行車電腦會對採集的資訊進行加工、處理、分析、判斷。司機在駕車的清醒階段，眼睛睜開的大小程度基本上是沒有變化的，而在輕度疲勞駕駛階段，眼睛睜開的幅度會發生改變，眼睛會變小。有時候眼睛處於半閉的狀態。但是在中度和重度疲勞階段，司機很有可能會出現巧眼閉眼等情況，甚至會出現閉眼幾秒鐘的嚴重情況。因此，通過對司機眼睛的定位，進而判斷駕駛員是否存在眩眼的情況，就可以辨別駕駛員是否處於疲勞駕駛的行為狀態。
2.3 報警裝置的設計
語音報警器裝置使用8031 微控制器設計, 報警訊號是通過高電平或低電平訊號(與汽車的ECU 系統相連線)，從外部輸入的訊號經過輸入電路，並通過8255 並行介面送往8031 處理。如果其中某一個引數超出限制，相應該引數報警迴路的低電平或者高電平相應的訊號輸入到8031 微控制器中，通過驅動閃光電路使相應的指示燈發出閃爍現象,並通過放音電路進行語音包報警。下圖中EPROM為微控制器的程式儲存器。另外語音報警器還具有三個功能按鈕。復位電路：通過8031 微控制器，將預先設定好存在程式儲存器中的程式讀取，然後通過並行介面分別輸送到放音電路和閃光電路，擦除所有使用過的報警和靜音標誌，並重新設定語音報警器的引數設定。
靜音電路：通過8031 微控制器，將預先設定好存在程式儲存器中的程式讀取，然後通過並行介面，將讀取的程式輸送到放音電路，此時，報警聲音停止，只有燈的閃爍來提醒報警，該電路只是燈光閃爍，不出聲音，直至此電路報警解除。
檢驗電路：通過8031 微控制器，將預先設定好存在程式儲存器中的程式讀取，然後通過並行介面將讀取出來的程式輸送到每個電路的迴路中，用來檢驗每個電路的狀況，置便會自動檢驗燈光閃動並回放所有電路相應語音，語音回放完畢以後該電路燈滅。
3、結論
在對比其他報警系統後得出該報警系統的優點明顯，易於普及並且效果顯著，功能全面的報警器的方案。並對其功能結構等方面組成進行分析和研討，得出其工作原理，很好的解決了問題。在這次設計中上，形成了疲勞駕駛預警系統的整體設計方案。設計了司機防疲勞駕獨系統，介紹了每一個數據處理的與原理，分析了系統的工作原理，具有良好的實用價值。本次報警系統，可準確有效地檢測到駕駛員的疲勞駕駛狀態，在研究了目前現有的報警系統後，發現此係統有較高的精準性，功能全面，並最終得出了這種系統的優越效能。
