基于ZigBee的疲勞駕駛警示系統的研究與設計

　　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(xiàn)。當使用不同紅外光譜的時(shí)候，眼睛瞳孔會(huì )呈現出不同顏色。當用 850nm 紅外光照明，瞳孔呈現出紅色，即俗稱(chēng)的紅眼效應；而用 950nm 紅外光照明，瞳孔卻呈現出黑色。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)得到面部的參數和實(shí)現眼部跟蹤。另外，使用紅外LED 在減少周?chē)饩€(xiàn)干擾確保圖像質(zhì)量的同時(shí)，還能減少對駕駛員視覺(jué)的干擾，因為它的光線(xiàn)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(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，當入射光照到中間的分光片（它可以將入射激光線(xiàn)分離為反射/ 透射比為 1 的兩束光線(xiàn))的時(shí)候，能將入射光線(xiàn)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)間內完成大量圖像數據的處理，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，這些設備足夠完成實(shí)時(shí)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(chē)道偏移檢測即基于車(chē)輛的行為來(lái)間接地反應司機的疲勞跡象。我們將 CCD 攝像頭朝向汽車(chē)行駛方向，監測車(chē)輛的行駛方向，同時(shí)監測轉向燈。如果汽車(chē)方向改變而轉向燈沒(méi)有開(kāi)啟，則認為駕駛員有進(jìn)入疲勞駕駛的可能。車(chē)輛行為的檢測不是基于人為表現活動(dòng)，這樣能互補面部檢測的不足和人為差異，同時(shí)在駕駛員不是由于疲勞而是因為其他因素（如手機、音樂(lè )、小孩）造成注意力不集中判斷錯誤的時(shí)候，也能給予一定得提醒。