基于ATmaga8的疲勞駕駛檢測裝置的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
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LED發(fā)射38 kHz的紅外線調(diào)制光束，經(jīng)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(jìn)行解調(diào)，經(jīng)放大處理后以高或低電平的方式送到單片機(jī)MCU的輸入口線，計算機(jī)程序?qū)⒖诰€的值送到內(nèi)存保存，供后面的程序作為判斷依據(jù)。
紅外線發(fā)射二極管LED發(fā)射的紅外線的有效檢測距離與通過紅外線發(fā)射二極管的電流是對應(yīng)的，紅外線發(fā)射二極管LED的電流由三端集成穩(wěn)壓器IC2的輸出電壓決定，三端集成穩(wěn)壓器IC2的輸出電壓受計算機(jī)程序輸出的控制字控制。
控制字最大值是二進(jìn)制11111111d,此時R1 ～R8 全部接地， R12的綜合阻值最小，三端集成穩(wěn)壓器IC2的輸出電壓Vout也最小， LED發(fā)射的紅外線光束的有效距離也最小，適當(dāng)調(diào)整R1～R8 的數(shù)值，可以將LED發(fā)射的紅外線光束的有效距離調(diào)整到1 cm左右。當(dāng)控制字最小值是二進(jìn)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(wěn)壓器IC2的輸出電壓Vout最大，紅外線發(fā)射二極管LED發(fā)射出的紅外線光束的有效距離也最大，適當(dāng)調(diào)整R12的數(shù)值，可以將紅外線發(fā)射二極管LED發(fā)射出的紅外線光束的有效距離調(diào)整到20 cm左右。1～20 cm的有效檢測距離能夠滿足實(shí)際需要。
4 檢測儀軟件設(shè)計
4. 1距離檢測方法
有效距離檢測與單片機(jī)發(fā)出的控制字相對應(yīng)，距離檢測的方法是：逐漸減少紅外線發(fā)射的強(qiáng)度，直到接收不到反射的紅外線光束，此時的控制字對應(yīng)的距離值就是當(dāng)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(biāo)定
單片機(jī)程序框圖如圖4所示，自動標(biāo)定頭部正常位置的程序在汽車啟動發(fā)動機(jī)再延時一段時間內(nèi)運(yùn)行，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/疲勞">疲勞駕駛不會發(fā)生在這段時間內(nèi)。當(dāng)行駛到主路后，頭部的動作逐步穩(wěn)定，這時候才是對頭部進(jìn)行正常位置標(biāo)定的正確時機(jī)。每次都要重新標(biāo)定是因?yàn)轳{駛員可能換人，每個人頭部的位置不完全一樣，標(biāo)定的結(jié)果也會有差異。
圖4 頭部正常位置的自動標(biāo)定程序框圖
自動標(biāo)定頭部正常位置的程序就是使紅外線發(fā)射二極管的電流強(qiáng)度由強(qiáng)到弱逐步減小，同時檢測IC3、IC4的輸出狀態(tài)，判斷是否到了接收不到的臨界點(diǎn)，這是停止發(fā)射電流強(qiáng)度減小的界限，同時讀出此刻的控制字?jǐn)?shù)值作為距離標(biāo)定。當(dāng)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(dāng)一段時間不變時，就可以用此時的控制字作為標(biāo)準(zhǔn)距離標(biāo)定。每個控制字都對應(yīng)1個實(shí)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(guān)聯(lián)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(biāo)準(zhǔn)距離比較就能判斷駕駛員的頭部是正常位置還是前傾、側(cè)傾、后仰。是否輸出報警和制動控制電平由計算機(jī)程序根據(jù)駕駛員頭部偏離正常位置后的持續(xù)時間決定。
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
將該檢測儀安裝在捷達(dá)和雨燕等汽車上并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，對5個駕駛員的正常駕駛狀態(tài)和疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)如表1所示?？梢钥闯鲈摍z測儀能實(shí)時地跟蹤和判斷測試人員的疲勞狀態(tài)，同時對醉酒駕駛的不正當(dāng)坐姿也起到警示作用。
6 結(jié)束語
該檢測儀完成了駕駛員頭部位置正常與否的識別，進(jìn)而判斷駕駛員是否疲勞駕駛，是簡單技術(shù)的智能化應(yīng)用。該檢測儀可以低成本地裝備現(xiàn)有汽車，提高安全幾率，便于大規(guī)模推廣，市場需求潛力巨大。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/170806.htm
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