一種車載疲勞駕駛監測儀

摘 要： 針對目前私駕車的不斷增加，對于安全駕駛的問題也越來越重視，除了自覺遵守交規以外，還要對日常駕駛過程中遇到的問題如疲勞駕駛進行監控和預警。以往只有高檔車才有的功能如何用到中低擋車輛上，目前市面上有很多方案，在此介紹了一個低成本的設計方案，較好地實現車載疲勞駕駛監測。并介紹一種被動監測的方法來監測駕駛員的疲勞狀態，通過采用一個低成本的手機模塊組成的監測系統，實現對駕駛員眼睛狀態的監控，以便確定駕駛員是否處于疲勞狀態。同時通過聲光報警提醒駕駛員，從而達到減少發生道路交通事故的目的。

關鍵詞： 疲勞駕駛； 監測系統； MTK6235； 聲光報警

中圖分類號： TN919?34； TP302 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）12?0121?03

0 引 言

隨著科技的進步，人們不僅希望汽車不僅是一種代步的五金工具，更希望汽車是生活及工作范圍的一種延伸，在汽車上就像呆在自己的辦公室和家里一樣，可以收聽廣播、打電話、上互聯網、處理工作。

目前生活水平不斷提高，使得私車數量也大幅增加，但隨之而來的安全問題如疲勞駕駛等問題也越來越突出，這些都對交通安全和生命財產安全都造成了嚴重的威脅。如何遏制駕駛員的疲勞駕駛，約束駕駛人員的不良駕駛行為，保障車輛行駛安全，減少道路交通事故的發生是將要面臨的一個重大問題。

駕駛疲勞是指駕駛人在長時間連續行車后，產生生理機能和心理機能的失調，而在客觀上出現駕駛技能下降的現象。駕駛人睡眠質量差或不足，長時間駕駛車輛，容易出現疲勞。駕駛疲勞會影響到駕駛人的注意、感覺、知覺、思維、判斷、意志、決定和運動等諸方面。疲勞后繼續駕駛車輛，會感到困倦瞌睡，四肢無力，注意力不集中，判斷能力下降，甚至出現精神恍惚或瞬間記憶消失，出現動作遲誤或過早，操作停頓或修正時間不當等不安全因素，極易發生道路交通事故。

引起駕駛疲勞的因素是多方面的。駕駛人的疲勞主要是神經和感覺器官的疲勞，以及因長時間保持固定姿勢，血液循環不暢所引起的肢體疲勞。駕駛人長時間坐在固定的座位上，動作受到一定限制，注意力高度集中，忙于判斷車外刺激信息，精神狀態高度緊張，從而出現眼睛模糊、腰酸背痛、反應遲鈍、駕駛不靈活等駕駛疲勞現象。形成疲勞的順序是：眼睛，頸部、肩部、腰部，主要是眼睛和身體的疲勞[1]。

目前的疲勞駕駛的預防手段主要還是采取保證充足的睡眠、良好的飲食習慣、科學的安排行車時間、良好的工作環境等方法來預防，但如何在開車途中對疲勞駕駛的監控和預警，針對疲勞駕駛的預警系統也很多，主要分為主動監測和被動監測。

主動監測是通過對駕駛員的駕駛記錄表、睡眠習慣調查表等手段來評價駕駛員的疲勞程度，這種方法比較簡單，主要是依靠駕駛員的主觀因素進行判斷，可靠性不高，無法量化疲勞駕駛的等級程度，其結果無法令人滿意。

被動監測是借助儀器對駕駛人員的駕駛行為和狀態進行實時監控并客觀評價的方法，它主要分3類：第一類是利用駕駛員疲勞時的駕駛行為來監測駕駛員的疲勞狀態，如車輛的行為軌跡；第2類是利用駕駛員疲勞時的生理特征來監測駕駛員的疲勞狀態如腦電圖、心電圖、眼部狀態等；第三類是結合疲勞時駕駛員的駕駛行為和生理特征的綜合監測方法。

本文就是介紹一種被動監測的方法來監測駕駛員的疲勞狀態，通過采用一個低成本的手機模塊組成的監測系統實現對駕駛員眼睛狀態的監控，以便確定駕駛員是否處于疲勞狀態，同時通過聲光報警提醒駕駛員。

1 車載疲勞駕駛儀的硬件組成原理

2 車載疲勞駕駛儀的實現原理

疲勞駕駛監測儀的主要是采用圖片對比的方式來進行工作的，其工作原理如下：

（1）采用該監測儀拍照一張駕駛員正常狀態下的面部照片存入該監測儀；

（2）在行車過程中，攝像頭定期采集駕駛員的頭部狀態，根據常用的PERCLOS疲勞狀態監測算法對駕駛員眼睛的狀態與正常面部狀態時眼睛的狀態進行比較，如果眼睛閉合，而且在一定時間內次數很頻繁，則認為是在疲勞駕駛[5]；

（3）在確定疲勞駕駛確認后，通過監測儀器內的合成語音文件用揚聲器播放出來，并采用LED燈組閃爍警示。

3 車載疲勞駕駛儀軟件設計環境實現

在本系統中采用了目前最流行的第三方軟件Java（J2ME）程序，它需要通過手機上已固化的Java虛擬機裝載執行。

J2me也稱為Java 2 PlatForm Micro Edition，中文意思Java平臺微型版，是針對微型平臺的Java應用，主要是為機頂盒、移動電話、PDA之類的嵌入式和移動電子設備提供的Java應用平臺，由Sun公司針對小型移動設備應用于1999年發布的，之后經2000年9月Sun公司發布針對移動通信工具MIDP開發規范后，使得J2me得到了補充和完善。

J2ME的開發工具包括3個工具：無線應用開發包、IDE開發環境、部署工具[6]。

具體如下所述：

（1）無線應用開發包

SUN公司作為Java ME的創建者，它提供了sun Java Wireless Toolkit，這是是一組用于創建 Java 應用程序的工具，目的是幫助開發人員簡化J2ME開發過程，使這些應用程序可在符合 Java Technology for the Wireless Industry （JTWI） （JSR 185） 規范和 Mobile Service Architecture （MSA） （JSR 248） 規范的設備上運行[7]。 它包含了完整的生成工具、實用程序和設備仿真器，但WTK自身不附帶Java運行環境JDK，需要在WTK安裝之前安裝JDK。

（2）IDE開發環境

J2ME主要的采用 Eclipse，它是著名的跨平臺的自由集成開發環境（IDE）。最初主要用來Java語言開發，但它的用途已不局限于Java語言，已經支持如C/C++，PHP等編程語言的插件。

4 結 語

該監測儀除了本地的車載疲勞狀態外，還具備無線傳輸擴展性，可以利用MTK6235平臺所擁有的GPRS功能，將駕駛員的面部狀態傳送到后臺管理中心進行更多的對比和分析，以便進行更精確的判斷和處理，因此該類設備的應用前景廣闊。

參考文獻

[1] 趙志新，王紹偉，霍志強.MTK手機開發入門[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2] 郁春蘭，劉越琪.網絡技術在汽車中的應用[J].電子工程師，2004（3）：59?62.

[3] 萬輝，王軍.基于ECLIPSE環境的J2ME應用程序開發[M].北京：清華大學出版社，2009.

[4] LEWISJ L. Java程序設計基礎[M].3版.王錦全，譯.北京：清華大學出版社，2004.

[5] 和凌志，郭世平.手機軟件平臺架構解析[M].北京：電子工業出版社，2009.

[6] 楊光，孫丹.J2ME程序設計實例教程[M].北京：清華大學出版社，2008.

[7] 張曉蕾.J2ME手機游戲設計案例教程[M].北京：電子工業出版社，2009.