基于OPENCV的酒駕監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)

康洪波 孟祥林 郭新蕊 王連鵬 周曉寧 周紀(jì)層

摘要：目前市場上的酒駕主要靠交警同志的臨時檢查進(jìn)行防范，漏洞大，容易讓駕駛員心存僥幸。為了提高酒駕檢測的普遍性，本文利用OPENCV技術(shù)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計和實現(xiàn)了一套酒駕測試系統(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;樹莓派;OPENCV;酒精測試傳感器

一、系統(tǒng)簡介

酒駕一直是交通法規(guī)嚴(yán)格禁止的行為，卻總有個別駕駛員心存僥幸。由于酒駕所引起的各種事故給個人，社會，國家?guī)砹瞬恍〉膿p失，所以，隨時隨地的能夠?qū)︸{駛員進(jìn)行酒駕的測試是解決這一問題的根本所在，基于此，本課題利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了一個可以實測駕駛員呼出氣體酒精含量，同時以O(shè)PENCV技術(shù)對駕駛員的面部進(jìn)行分析，以保證取證的準(zhǔn)確性的酒駕檢測系統(tǒng)，經(jīng)測試，系統(tǒng)運行順利，可靠性高，可隨時隨地的進(jìn)行實測，有很高的市場價值。

二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

整個系統(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)實現(xiàn)機器視覺。

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

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

圖2是我們系統(tǒng)實物連線圖。

整個系統(tǒng)由MQ3采集數(shù)據(jù)，傳入樹莓派，當(dāng)超過閾值時，系統(tǒng)報警，同時打開攝像頭，由OPENCV分析駕駛員面部，檢測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。

三、OPENCV介紹與設(shè)計

OPENCV是一個跨平臺計算機視覺庫，其主體程序由C進(jìn)行編寫，可以運行在包括Linux、window等在內(nèi)的多種操用系統(tǒng)是，可以采用多種語言作為語言接口，本設(shè)計采用Python作為編寫語言，并與氣體傳感器和繼電器一起，形成一個有效的系統(tǒng)。

OPENCV內(nèi)嵌多種算法，可以有效地進(jìn)行圖像處理和實現(xiàn)機器視覺。

OPENCV具有開源性質(zhì)，使用方便。

在本系統(tǒng)中，我們利用OPENCV進(jìn)行面部表情的識別，將人正常情況下的面部特征導(dǎo)入到相應(yīng)模型庫中，并利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對表情進(jìn)行識別，借助OPENCV所提供的庫接口，進(jìn)行表情識別，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)行貓狗識別的圖片，準(zhǔn)確性高，實時性強

四、系統(tǒng)總結(jié)

項目設(shè)計了一個基于OPENCV技術(shù)的酒駕監(jiān)測系統(tǒng)，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，執(zhí)行效率高。

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

基金項目：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目 項目編號201810084001。