基于ZigBee的疲劳驾驶警示系统的研究与设计

　　2.2 传感信息获取技术

　　驾驶员面部图像通过红外摄像机和 LED 来获取，其中用于照明的LED 能够发出光谱分别为850nm 和950nm 的光线。当使用不同红外光谱的时候，眼睛瞳孔会呈现出不同颜色。当用 850nm 红外光照明，瞳孔呈现出红色，即俗称的红眼效应；而用 950nm 红外光照明，瞳孔却呈现出黑色。两幅图像除了瞳孔以外，脸部其它部位都是一样的。通过比较这两幅图像，就可以很容易定位到眼部，再通过一系列图像处理来得到面部的参数和实现眼部跟踪。另外，使用红外LED 在减少周围光线干扰确保图像质量的同时，还能减少对驾驶员视觉的干扰，因为它的光线几乎是看不到的。眼部对比情况如图3

图3 眼部探测对比图 (a)红眼；(b)黑眼；(c)差分图像

图4 红外CCD 摄像头

　　为了能够同时得到图3 的(a)、(b)两幅图像，可以采用图4 所示的红外摄像头装置，当入射光照到中间的分光片（它可以将入射激光线分离为反射/ 透射比为 1 的两束光线)的时候，能将入射光线平行分成两束，再分别经过850nm 和950nm 的滤光片进入到摄像头中，这样在同一时刻得到的两幅图像除了瞳孔颜色不同，其它的都是一样的。为了在有限的时间内完成大量图像数据的处理，DSP 图像处理芯片采用TMS320DM642，它的图像处理速度能达到每秒25 帧以上，也就是能在40ms 内完成对一帧图像的运算处理，再加上CCD 摄像头是PAL 制每秒25 帧的，这些设备足够完成实时的图像处理，完成对驾驶员眨眼频率加快、眼睛闭合缓慢、打哈欠的疲劳特征的提取和计算。

　　车道偏移检测即基于车辆的行为来间接地反应司机的疲劳迹象。我们将 CCD 摄像头朝向汽车行驶方向，监测车辆的行驶方向，同时监测转向灯。如果汽车方向改变而转向灯没有开启，则认为驾驶员有进入疲劳驾驶的可能。车辆行为的检测不是基于人为表现活动，这样能互补面部检测的不足和人为差异，同时在驾驶员不是由于疲劳而是因为其他因素（如手机、音乐、小孩）造成注意力不集中判断错误的时候，也能给予一定得提醒。