一種行車記錄儀設(shè)計(jì)

文/崔曉云 羅增彬 陳靜 潘德周 連春雨 孫霞

一種行車記錄儀設(shè)計(jì)

文/崔曉云 羅增彬 陳靜 潘德周 連春雨 孫霞

近年來(lái)，車輛增多,事故發(fā)生頻率迅速增長(zhǎng)，針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種行車記錄儀。裝置由主控模塊、顯示模塊、轉(zhuǎn)換模塊、執(zhí)行模塊、信息采集模塊、傳感器、通訊裝置、高清攝像頭、GPS定位和雙鏡像雷達(dá)檢測(cè)裝置組成。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)駕駛員醉酒、疲勞駕駛、超速行駛、違章行駛或發(fā)生突發(fā)情況的檢測(cè)，消除了安全隱患，減少了交通事故的發(fā)生。

安全行駛 傳感器 GPS定位 雙鏡像雷達(dá)

1 引言

隨著車輛的不斷增多，事故發(fā)生頻率迅速增長(zhǎng)，超過(guò)15%是因?yàn)槌僭斐傻?，超過(guò)30%的車禍?zhǔn)怯捎谄诙a(chǎn)生的，我國(guó)每年因酒駕發(fā)生的交通事故多達(dá)幾萬(wàn)起,導(dǎo)致死亡的事故約有50%以上,被大家稱為交通事故的“一號(hào)殺手”。鑒于此，我們研發(fā)了一種行車記錄儀，能夠有效的保障駕駛員行車安全，減小交通壓力，減輕交通管理人員的工作量。

為了保證行車安全，減少了交通事故的發(fā)生，設(shè)計(jì)了一種行車記錄儀。裝置運(yùn)用車載多傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員行為信息與生理信息，判斷駕駛員及車輛的安全性，并采取相應(yīng)的報(bào)警和防護(hù)措施，減少由于疲勞駕駛、酒駕、超速與違章行駛等引發(fā)的交通事故。本裝置的設(shè)計(jì)及研究對(duì)非接觸式駕駛員狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與研究具有重要的作用。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

一種行車記錄駛儀集檢測(cè)、控制、通信為一體，硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示，采用單片機(jī)作芯片作為控制核心，裝置包括主控模塊、顯示模塊、轉(zhuǎn)換模塊、執(zhí)行模塊、信息采集模塊、傳感器、通訊裝置、高清攝像頭、GPS定位和雙鏡像雷達(dá)檢測(cè)裝置。

裝置進(jìn)入工作狀態(tài)后，車子啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始給蓄電池充電，可以通過(guò)有關(guān)部門(mén)發(fā)布的即時(shí)信息提醒駕駛員限號(hào)信息，當(dāng)車牌限號(hào)時(shí)啟動(dòng)車子會(huì)將信號(hào)發(fā)送到云端，相關(guān)部門(mén)就可以通過(guò)云端的信息來(lái)判斷是否違章，可以檢測(cè)是否疲勞駕駛或超速行駛，還可以檢測(cè)行駛中周圍其他車輛是否有違章行駛，車子啟動(dòng)后Opence人臉識(shí)別計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)開(kāi)始工作，即將到達(dá)三個(gè)小時(shí)的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)播放優(yōu)美輕柔的音樂(lè)使駕駛員能減小疲勞。通過(guò)用AdaboostCamshift和perclos可以檢測(cè)是否疲勞駕駛，測(cè)量到疲勞時(shí)控制最高時(shí)速。自動(dòng)測(cè)量是否酒駕與身體突發(fā)狀況，如果喝酒車子將無(wú)發(fā)啟動(dòng)，身體突發(fā)時(shí)能自動(dòng)通知他人與自動(dòng)減速停車。

3 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 控制模塊

圖1：總體設(shè)計(jì)框圖

控制模塊采用Atmega128單片機(jī)作為處理器。Atmega128單片機(jī)具備先進(jìn)的指令集以及單周期指令執(zhí)行時(shí)間，數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz。

3.2 傳感器模塊

利用高清攝像頭、光照傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、酒精傳感器、二氧化碳傳感器、雙鏡像雷達(dá)檢測(cè)裝置及GPS模塊采集駕駛員狀態(tài)、臉部信息、酒精濃度數(shù)據(jù)、自身及四周車輛的速度。

4 軟件設(shè)計(jì)

控制器軟件設(shè)計(jì)：

上電后先進(jìn)行初始狀態(tài)設(shè)置。隨后進(jìn)入循環(huán)檢測(cè)工作狀態(tài)。每次循環(huán)命令各處傳感器采集當(dāng)前圖像、酒精濃度、車輛速度數(shù)據(jù)。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波處理后，運(yùn)用模糊PID控制算法，得到輸出控制信號(hào)，控制報(bào)警裝置、通信模塊、顯示模塊、執(zhí)行模塊。

5 結(jié)論

行車記錄儀能對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛員的駕駛狀態(tài)和行車情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的、非接觸式的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，系統(tǒng)具備準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，能準(zhǔn)確采集和判斷駕駛狀態(tài)，完整準(zhǔn)確地發(fā)送信息；且在突發(fā)狀況時(shí)能迅速作出反應(yīng)。不會(huì)給駕駛員的駕駛操作、視覺(jué)和心理狀態(tài)造成任何妨礙、干擾和負(fù)擔(dān)。其能很好地保證行車安全，減少交通事故的發(fā)生，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

[1]曹守威.對(duì)酒駕、醉駕行為的認(rèn)識(shí)和構(gòu)想[J].法制與社會(huì),2012(12)：245-249.

[2]譚小強(qiáng).基于DSP技術(shù)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)中車道偏離識(shí)別方法的研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2010.

[3]李曉靜,劉書(shū)倫.基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式酒駕智能辨識(shí)系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012,34(11)：33-36.

[4]王斐,王少楠,王惜慧,等.基于腦電圖識(shí)別結(jié)合操縱特征的駕駛疲勞檢測(cè)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2014,35(02)：398-404.

[5]楊森,李月娥,張翀昊.基于STC89C52RC單片機(jī)的防酒駕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].山西大學(xué)學(xué)報(bào),2015,38(03)：494-500.

[6]徐建君.基于人臉特征的列車司機(jī)疲勞駕駛檢測(cè)與識(shí)別系統(tǒng)研究[D].成都：西南交通大學(xué),2010.

[7]王學(xué)峰,曹健.汽車行駛記錄儀的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車電器,2005(05)：1-2.

[8]程如中,趙勇,戴勇,等.基于Adaboost方法的車載嵌入式疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào),2012,48(05)：719-726.

崔曉云（1995-），女，山東濰坊人,本科生，自動(dòng)化（電氣技術(shù)教育方向）專業(yè)。

作者單位 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院天津市 300222

天津市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201610066003）。