文/紹興市上虞天閏運(yùn)輸有限公司 阮耀江

當(dāng)前，交通行業(yè)正在快速發(fā)展，出行的車輛越來(lái)越多，人們對(duì)汽車的安全性要求也越來(lái)越高。2018年，我國(guó)的交通事故發(fā)生數(shù)量為364.3萬(wàn)起，相較2017年下降了44個(gè)百分點(diǎn)，其中約11.3%的事故起因來(lái)自于駕駛員在駕駛時(shí)出現(xiàn)了精神疲勞，疲勞駕駛正成為威脅駕駛員生命的主要因素，為了保障駕駛員的安全，在汽車上設(shè)計(jì)防疲勞駕駛系統(tǒng)就顯得尤為必要。

1.DSM疲勞駕駛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

DSM疲勞駕駛監(jiān)測(cè)是一種圖像識(shí)別式檢測(cè)系統(tǒng)，利用圖像傳感器對(duì)駕駛員在駕駛時(shí)的面部狀態(tài)進(jìn)行捕捉，然后根據(jù)捕捉到的數(shù)據(jù)判斷駕駛員疲勞程度以及駕駛時(shí)的注意力集中程度。比如駕駛員在駕駛中出現(xiàn)低頭、打哈欠、閉眼等行為時(shí)，DSM疲勞駕駛監(jiān)測(cè)就會(huì)聯(lián)動(dòng)ADAS預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出警告，提醒駕駛員注意自身情況，不要疲勞駕駛，這樣一來(lái)就能有效降低因?yàn)槠隈{駛帶來(lái)的事故風(fēng)險(xiǎn)。

DSM系統(tǒng)由三個(gè)模塊組成，分別是控制模塊、輸入模塊和輸出模塊，控制模塊由DSM的單片機(jī)中最小的系統(tǒng)組成，輸入模塊通常放置在汽車的方向盤(pán)上，主要由攝像頭進(jìn)行駕駛員的狀態(tài)捕捉，獲取的數(shù)據(jù)會(huì)全部反饋到DSM系統(tǒng)的單片機(jī)中，通過(guò)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)借助算法分析，DSM系統(tǒng)就能夠判斷司機(jī)是否是處在一種疲勞駕駛的情況中，而如果要加強(qiáng)對(duì)駕駛員駕駛狀態(tài)的判斷準(zhǔn)確性，還可以額外添加監(jiān)測(cè)角位移和壓力的傳感器，通過(guò)將駕駛員的駕駛狀態(tài)以及方向盤(pán)的角度和壓力的變化來(lái)判斷駕駛員是否出現(xiàn)了精神疲勞，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在攝像頭掃描過(guò)駕駛員的面部過(guò)后，如果DSM感應(yīng)到駕駛員的表情無(wú)特殊變化，目光平穩(wěn)時(shí)，就表示駕駛員處在正常駕駛的狀態(tài)，如駕駛員的表情流露出明顯的疲勞特征，單機(jī)片會(huì)做出判斷，并控制ADAS系統(tǒng)發(fā)出響聲。DSM系統(tǒng)在防疲勞上具備極強(qiáng)的實(shí)用性，且技術(shù)成本不高，單片機(jī)的特質(zhì)也讓該系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間保持運(yùn)行穩(wěn)定，在駕車過(guò)程中可以幫助駕駛員避免疲勞駕駛帶來(lái)的行車危險(xiǎn)。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

DSM系統(tǒng)通過(guò)多方向攝像頭或者傳感器采集駕駛員的個(gè)人狀態(tài)及壓力數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)進(jìn)行分析，如果報(bào)警條件合適，ADAS系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行報(bào)警，DSM系統(tǒng)的算法模塊是可定制，其指令代碼完全兼容新舊兩代單片機(jī)，在抗干擾度方面表現(xiàn)優(yōu)異。此外，由于運(yùn)輸公司的工作特性，不可避免的存在長(zhǎng)途運(yùn)輸和高速運(yùn)輸?shù)那闆r，駕駛員要保持長(zhǎng)時(shí)間的駕駛行為，所以DSM系統(tǒng)本身也保持了超強(qiáng)的續(xù)航能力，可以為駕駛員進(jìn)行長(zhǎng)周期的精神監(jiān)測(cè)及報(bào)警服務(wù)，且運(yùn)轉(zhuǎn)速度比傳統(tǒng)的防疲勞系統(tǒng)快上8～12倍。DSM系統(tǒng)采用專用的復(fù)位電路，它的按鍵模塊能以250K/s的速度進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其系統(tǒng)電路圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)電路圖

DSM系統(tǒng)的輸出模塊安裝有漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示，可用于向駕駛員展示漢字和圖形，可以完整地記錄和顯示名稱、駕駛時(shí)間、系統(tǒng)狀態(tài)、轉(zhuǎn)角情況和報(bào)警狀態(tài)。

ADAS系統(tǒng)中設(shè)置有語(yǔ)音芯片，芯片負(fù)責(zé)錄放，利用單片機(jī)，ADAS系統(tǒng)可以直接驅(qū)動(dòng)警告，駕駛員也能通過(guò)按下鍵位進(jìn)行錄音和回放，并依靠SPI協(xié)議使用播音功能。

3.結(jié)語(yǔ)

要判斷駕駛員是否處在疲勞駕駛的狀態(tài)，最好的方法就是通過(guò)采集駕駛員的面部特征及駕駛情況來(lái)判定，DSM系統(tǒng)也是采用這種方式有效對(duì)駕駛員的情況進(jìn)行記錄并根據(jù)單片機(jī)的計(jì)算判定駕駛員是否處在疲勞狀態(tài)，從而避免駕駛員因?yàn)槠隈{駛發(fā)生事故，對(duì)自己的生命及財(cái)產(chǎn)造成不可挽回的損失。DSM系統(tǒng)的計(jì)算成本低且計(jì)算精準(zhǔn)，具有很好的實(shí)用性，因此非常適合在汽車制造過(guò)程中大力推廣，提高駕駛員的安全保障。