基于ATmaga8的疲勞駕駛檢測裝置的設計與實現

作者：時間：2012-10-05 來源：網絡

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LED發射38 kHz的紅外線調制光束，經駕駛員頭部反射后會照射到IC3、IC4的接收窗口， IC3、IC4對接收信號進行解調，經放大處理后以高或低電平的方式送到單片機MCU的輸入口線，計算機程序將口線的值送到內存保存，供后面的程序作為判斷依據。

紅外線發射二極管LED發射的紅外線的有效檢測距離與通過紅外線發射二極管的電流是對應的，紅外線發射二極管LED的電流由三端集成穩壓器IC2的輸出電壓決定，三端集成穩壓器IC2的輸出電壓受計算機程序輸出的控制字控制。

控制字最大值是二進制11111111d,此時R1 ～R8 全部接地， R12的綜合阻值最小，三端集成穩壓器IC2的輸出電壓Vout也最小， LED發射的紅外線光束的有效距離也最小，適當調整R1～R8 的數值，可以將LED發射的紅外線光束的有效距離調整到1 cm左右。當控制字最小值是二進制00000000d,此時R1 ～R8 電阻全部懸浮， R12的綜合阻值就是R12 ,三端集成穩壓器IC2的輸出電壓Vout最大，紅外線發射二極管LED發射出的紅外線光束的有效距離也最大，適當調整R12的數值，可以將紅外線發射二極管LED發射出的紅外線光束的有效距離調整到20 cm左右。1～20 cm的有效檢測距離能夠滿足實際需要。

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。