莫长江　李俊宏　骆绮健　陈明波

摘要：针对系统对实时图像处理的需求，本文提出了一种基于ZYNQ AP SoC的安全驾驶系统设计方案。本系统由ZYNQ架构中的PL（FPGA）部分负责驱动CMOS摄像头，将采集的图像进行灰度转换，传给PS（ARM）部分运行Adaboost算法，对图像进行人脸检测，从而获取驾驶员的眼睛和嘴巴的坐标值、面积值和张开度，并利用OpenCV的PERCLOS算法制定疲劳状态标准，给出预警信息。同时，ARM通过USB驱动摄像头，实现行车记录，并通过酒精浓度传感器采集车内酒精浓度，实现酒驾预警。通过实验表明，本系统性能稳定，实现了保障安全驾驶的目的。

关键词：ZYNQ AP SoC；OpenCV；疲劳检测；行车记录

DIO：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.011

引言

疲劳驾驶和酒驾是严重的交通违法行为，驾驶员疲劳行车时，会造成反应迟钝、困倦、四肢无力，不能及时发现路面交通情况以采取准确的驾驶操控措施，极易发生交通事故。据交通部统计，2015年间，由于驾驶员疲劳驾驶导致的交通事故占总数的10.64%，在重特大交通事故中约占45%。在美国，每年与疲劳驾驶相关的车祸夺去了15000人的生命。而酒后的驾驶员会出现视觉障碍、运动反射神经迟钝、判断力降低。有数据显示，在中国，每年因酒驾导致的交通事故占40%-50%，可见，车辆装备具有疲劳检测和酒驾提醒的安全驾驶系统的必要性。

1 硬件系统架构及方案

基于ZYNQ AP SoC（ZYNQ All Prog rammable 50C）的安全驾驶系统的硬件系统如图1所示，系统主要由高速CMOS图像传感器Ov7725、130万像素USB网络摄像头、Zynq-7000可扩展处理芯片、数据存储单元DDR3、HDMI显示屏、酒精传感器和喇叭等组成。Xilinx公司的Zynq-7000可……