康洪波 孟祥林 郭新蕊 王連鵬 周曉寧 周紀(jì)層

摘要：目前市場(chǎng)上的酒駕主要靠交警同志的臨時(shí)檢查進(jìn)行防范，漏洞大，容易讓駕駛員心存僥幸。為了提高酒駕檢測(cè)的普遍性，本文利用OPENCV技術(shù)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套酒駕測(cè)試系統(tǒng)，可以有效地防止駕駛員酒駕的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：酒駕檢測(cè);樹(shù)莓派;OPENCV;酒精測(cè)試傳感器

一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

酒駕一直是交通法規(guī)嚴(yán)格禁止的行為，卻總有個(gè)別駕駛員心存僥幸。由于酒駕所引起的各種事故給個(gè)人，社會(huì)，國(guó)家?guī)?lái)了不小的損失，所以，隨時(shí)隨地的能夠?qū)︸{駛員進(jìn)行酒駕的測(cè)試是解決這一問(wèn)題的根本所在，基于此，本課題利用嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可以實(shí)測(cè)駕駛員呼出氣體酒精含量，同時(shí)以O(shè)PENCV技術(shù)對(duì)駕駛員的面部進(jìn)行分析，以保證取證的準(zhǔn)確性的酒駕檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行順利，可靠性高，可隨時(shí)隨地的進(jìn)行實(shí)測(cè)，有很高的市場(chǎng)價(jià)值。

二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)由嵌入式系統(tǒng)作為核心，嵌入式系統(tǒng)采取64位樹(shù)莓派作為控制核心，其上連接著攝像頭、有害氣體傳感器（MQ3）、繼電器等，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

樹(shù)莓派是64位基于Liunx的，體積只有卡片大小的嵌入式芯片，其上具有4個(gè)USB接口和40針的GPIO引腳，攝像頭可以直接連接USB口，四核處理器可以更有效讀取視頻內(nèi)容，并可利用OPENCV技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)。

有害氣體傳感器我們采用的是MQ3傳感器，可以有效的對(duì)酒精等氣體進(jìn)行測(cè)試，靈敏度及準(zhǔn)確性都很高。

繼電器是一種電磁開(kāi)關(guān)，可以放置在汽車啟動(dòng)電路中，起到接通和繼開(kāi)電路的作用。

圖2是我們系統(tǒng)實(shí)物連線圖。

整個(gè)系統(tǒng)由MQ3采集數(shù)據(jù)，傳入樹(shù)莓派，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)打開(kāi)攝像頭，由OPENCV分析駕駛員面部，檢測(cè)是否是駕駛員呼出氣體酒精含量超標(biāo)，當(dāng)確認(rèn)后，繼電器切斷電路，汽車禁止啟動(dòng)。

三、OPENCV介紹與設(shè)計(jì)

OPENCV是一個(gè)跨平臺(tái)計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)，其主體程序由C進(jìn)行編寫，可以運(yùn)行在包括Linux、window等在內(nèi)的多種操用系統(tǒng)是，可以采用多種語(yǔ)言作為語(yǔ)言接口，本設(shè)計(jì)采用Python作為編寫語(yǔ)言，并與氣體傳感器和繼電器一起，形成一個(gè)有效的系統(tǒng)。

OPENCV內(nèi)嵌多種算法，可以有效地進(jìn)行圖像處理和實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)。

OPENCV具有開(kāi)源性質(zhì)，使用方便。

在本系統(tǒng)中，我們利用OPENCV進(jìn)行面部表情的識(shí)別，將人正常情況下的面部特征導(dǎo)入到相應(yīng)模型庫(kù)中，并利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)表情進(jìn)行識(shí)別，借助OPENCV所提供的庫(kù)接口，進(jìn)行表情識(shí)別，以判斷駕駛員是否屬于酒駕。

圖3是利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和OPENCV進(jìn)行貓狗識(shí)別的圖片，準(zhǔn)確性高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)

四、系統(tǒng)總結(jié)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)基于OPENCV技術(shù)的酒駕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，執(zhí)行效率高。

由于采取了樹(shù)莓派作為控制核心，節(jié)能效果很好，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性高，可以有效地對(duì)駕駛員的酒駛狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此，系統(tǒng)具有良好的市場(chǎng)前景。

基金項(xiàng)目：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)201810084001。