基于头部位置特征的疲劳驾驶检测仪

基于头部位置特征的疲劳驾驶检测仪

基于头部位置特征的疲劳驾驶检测仪
针对目前严重的疲劳驾驶行为，研制了一种疲劳驾驶检测装置。在座椅头枕上前方正
对驾驶员头部的位置安装1个红外线发射二极管和2个红外线接收头，由单片机控制红外
线发射的电流强度，同时检测接收头的信息就可以检测头部的相对位置。如果驾驶员处
在疲劳驾驶状态中，头部必定偏离正常位置并且时间超过设定值，则输出报警和制动控
制信号。在几种典型车辆上对该系统进行了实验，验证了方法的正确性和有效性，并能
达到较高的测量精度。

　　1　检测仪结构特点

　　该检测仪由单片机控制反射式红外线传感器对驾驶员头部位置进行检测，通过检测
驾驶员在常规坐姿下的头部与座椅头枕的相对位置，自动判断驾驶员是否处在疲劳驾驶
状态中。

　　如果驾驶员处在疲劳驾驶状态中，头部必定偏离正常位置并且时间超过设定值，则
输出报警和制动控制信号。检测仪中的反射式红外线传感器由1个红外线发射二极管和2
个红外线接收头组成，红外线发射二极管发射经过调制的38
kHz红外线光束，安装在座椅头枕上前方正对驾驶员头部的位置，红外线发射二极管放置
在中间， 2个红外线接收头对称放置在左右两边。

　　2　驾驶员头部位置分析

　　在驾驶过程中，驾驶员正常和疲劳时其头部位置是不同的，侧视图如图1所示，图1
（a）表示驾驶员在正常驾驶汽车时其头部位置与座椅头枕有几cm的较小距离，而不是
完全靠紧头枕，因为靠紧头枕驾驶眼睛会感觉很不舒服，不方便观察距离汽车较近的道
路情况。

　　图1 （
b）表示驾驶员疲劳驾驶汽车时最常见的开车睡眠姿势，也是驾驶员最初的疲劳睡眠姿势
，这时驾驶员头部距离座椅头枕一般大于15 cm,这种情况下应及时报警，如果持续2
s就应启动制动系统自动刹车。但是短暂的其他非疲劳动作，如探身操作仪表板上的开关
、回头观察等短时动作也有类似的距离变化，这时可以用时间