1 检测仪结构特色
该检测仪由单片机操控反射式红外线传感器对驾驭员头部方位进行检测，经过检测驾驭员在惯例坐姿下的头部与座椅头枕的相对方位，主动判别驾驭员是否处在疲惫驾驭状况中。
假如驾驭员处在疲惫驾驭状况中，头部必定违背正常方位而且时间超越设定值，则输出报警和制动操控信号。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个红外线接纳头组成，红外线发射二极管发射经过调制的38 kHz红外线光束，装置在座椅头枕上前方正对驾驭员头部的方位，红外线发射二极管放置在中心， 2个红外线接纳头对称放置在左右两头。
2 驾驭员头部方位剖析
在驾驭过程中，驾驭员正常和疲惫时其头部方位是不同的，侧视图如图1所示，图1 （ a）表明驾驭员在正常驾驭轿车时其头部方位与座椅头枕有几cm的较小间隔，而不是彻底赖紧头枕，由于靠紧头枕驾驭眼睛会感觉很不舒畅，不方便调查间隔轿车较近的路途状况。
图1 （ b）表明驾驭员疲惫驾驭轿车时最常见的开车睡觉姿态，也是驾驭员开始的疲惫睡觉姿态，这时驾驭员头部间隔座椅头枕一般大于15 cm，这种状况下应及时报警，假如持续2 s就应发动制动体系主动刹车。可是时间短的其他非疲惫动作，如探身操作仪表板上的开关、回头调查等短时动作也有相似的间隔改变，这时能够用时间来差异， 2 s以内康复正常方位的不作为疲惫驾驭断定。
图1 （ c）表明驾驭员在有认识地时间短歇息和闭上眼睛驾驭，但还没有彻底睡着时的姿态，但这是彻底睡着的序幕，其头部方位紧靠座椅头枕，间隔为0，这种状况下应该及时报警，发展下去就会演变成图1 （ b）的状况。
图1 驾驭员头部方位侧视图
图2为驾驭员头部的俯视图，其间圆形代表驾驭员的头部，箭头代表红外线发射和反射的道路。图2 （ a）为正常驾驭时驾驭员头部与红外线传感器的相对方位示意图，红外线从中心的红外线发射二极管发射出来到被驾驭员头部反射回左右2个红外线接纳头，所经过的间隔根本持平。
图2 （ b）表明驾驭员疲惫后的头部方位，是向左或右倾斜的状况，这与图1 （ b）的典型方位有所不同，是一种中心过渡的疲惫形状，终究也会转化到图1 （ b）的方位，这时红外线传感器将检测出左右不同的间隔，也应及时报警或输出制动信号。
图2 （ c）表明驾驭员疲惫后头部持续偏移的方位，一侧的红外线接纳头现已不能接纳到被反射回来的红外线了，在计算机程序中得到间隔无限大的成果，这说明驾驭员疲惫程度进一步增强，应及时报警或输出制动信号。
图2 驾驭员头部方位俯视图
3 检测仪的硬件规划
检测仪的硬件电路图如图3所示，图中LED为红外线发射二极管， IC3、IC4 为红外线接纳头，MCU为ATmaga8 单片机。
图3 检测仪硬件电路
LED发射38 kHz的红外线调制光束，经驾驭员头部反射后会照射到IC3、IC4的接纳窗口， IC3、IC4对接纳信号进行解调，经扩大处理后以高或低电平的办法送到单片机MCU的输进口线，计算机程序将口线的值送到内存保存，供后边的程序作为判别依据。
红外线发射二极管LED发射的红外线的有用检测间隔与经过红外线发射二极管的电流是对应的，红外线发射二极管LED的电流由三端集成稳压器IC2的输出电压决议，三端集成稳压器IC2的输出电压受计算机程序输出的操控字操控。
操控字最大值是二进制11111111d，此刻R1 ～R8 悉数接地， R12的归纳阻值最小，三端集成稳压器IC2的输出电压Vout也最小， LED发射的红外线光束的有用间隔也最小，恰当调整R1～R8 的数值，能够将LED发射的红外线光束的有用间隔调整到1 cm左右。当操控字最小值是二进制00000000d，此刻R1 ～R8 电阻悉数悬浮， R12的归纳阻值便是R12 ，三端集成稳压器IC2的输出电压Vout最大，红外线发射二极管LED发射出的红外线光束的有用间隔也最大，恰当调整R12的数值，能够将红外线发射二极管LED发射出的红外线光束的有用间隔调整到20 cm左右。1～20 cm的有用检测间隔能够满意实践需要。
4 检测仪软件规划
4. 1间隔检测办法
有用间隔检测与单片机宣布的操控字相对应，间隔检测的办法是：逐渐削减红外线发射的强度，直到接纳不到反射的红外线光束，此刻的操控字对应的间隔值便是当时驾驭员头部与座椅头枕的间隔。
4. 2 驾驭员头部方位的主动标定
单片机程序框图如图4所示，主动标定头部正常方位的程序在轿车发动发动机再延时一段时间内运转，由于疲惫驾驭不会产生在这段时间内。当行进到主路后，头部的动作逐渐安稳，这时候才是对头部进行正常方位标定的正确机遇。每次都要从头标定是由于驾驭员或许换人，每个人头部的方位不彻底相同，标定的成果也会有差异。
图4 头部正常方位的主动标定程序框图
主动标定头部正常方位的程序便是使红外线发射二极管的电流强度由强到弱逐渐减小，一起检测IC3、IC4的输出状况，判别是否到了接纳不到的临界点，这是中止发射电流强度减小的边界，一起读出此刻的操控字数值作为间隔标定。当左右2个红外线接纳头IC3、%&&&&&%4所输出的信号电平共同，一起能够坚持适当一段时间不变时，就能够用此刻的操控字作为规范间隔标定。每个操控字都对应1个实践的间隔。
4. 3 驾驭员头部违背正常方位的检测
假如某个红外线接纳头没有接纳到红外线信号，则断定为此红外线接纳头与驾驭员头部的间隔大于此刻与操控字相关联的间隔。
2个红外线接纳头所输出的信息别离反映了同一时间驾驭员头部与2个红外线接纳头的间隔，与规范间隔比较就能判别驾驭员的头部是正常方位仍是前倾、侧倾、后仰。是否输出报警和制动操控电平由计算机程序依据驾驭员头部违背正常方位后的持续时间决议。
5 试验成果剖析
将该检测仪装置在捷达和雨燕等轿车上并进行了很多的试验，对5个驾驭员的正常驾驭状况和疲惫驾驭状况进行测验，测验数据如表1所示。能够看出该检测仪能实时地盯梢和判别测验人员的疲惫状况，一起对醉酒驾驭的不正当坐姿也起到警示效果。
6 结束语
该检测仪完成了驾驭员头部方位正常与否的辨认，从而判别驾驭员是否疲惫驾驭，是简略技能的智能化使用。该检测仪能够低成本地配备现有轿车，进步安全几率，便于大规模推行，市场需求潜力巨大。
