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 周紀層

摘要：目前市場上的酒駕主要靠交警同志的臨時檢查進行防范，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，結合嵌入式系統(tǒng)，設計和實現(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，隨時隨地的能夠對駕駛員進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OPENCV技術對駕駛員的面部進行分析，以保證取證的準確性的酒駕檢測系統(tǒng)，經測試，系統(tǒng)運行順利，可靠性高，可隨時隨地的進行實測，有很高的市場價值。

二、系統(tǒng)總體結構

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，整體結構如圖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容，并可利用OPENCV技術實現(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行測試，靈敏度及準確性都很高。

繼電器是一種電磁開關，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，當確認后，繼電器切斷電路，汽車禁止啟動。

三、OPENCV介紹與設計

OPENCV是一個跨平臺計算機視覺庫，其主體程序由C進行編寫，可以運行在包括Linux、window等在內的多種操用系統(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內嵌多種算法，可以有效地進行圖像處理和實現(xiàn)機器視覺。

OPENCV具有開源性質，使用方便。

在本系統(tǒng)中，我們利用OPENCV進行面部表情的識別，將人正常情況下的面部特征導入到相應模型庫中，并利用卷積神經網絡對表情進行識別，借助OPENCV所提供的庫接口，進行表情識別，以判斷駕駛員是否屬于酒駕。

圖3是利用卷積神經網絡和OPENCV進行貓狗識別的圖片，準確性高，實時性強

四、系統(tǒng)總結

項目設計了一個基于OPENCV技術的酒駕監(jiān)測系統(tǒng)，整個系統(tǒng)結構清晰，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行監(jiān)測，因此，系統(tǒng)具有良好的市場前景。

基金項目：大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目 項目編號201810084001。