基于二哈 2 视觉传感器的司机分心驾驶提醒系统设计与实现 简单

一、项目背景

随着道路交通流量的持续增长，驾驶员分心驾驶已成为引发交通事故的重要诱因。驾驶员在行车过程中看手机、与乘客聊天、捡拾物品等行为，会导致视线偏离前方路面，反应速度下降，大幅增加事故风险。

基于此，本项目依托 DFRobot 二哈 2（Huskylens V2）视觉传感器的注视检测功能，设计并实现一套司机分心驾驶提醒系统。该系统可实时检测驾驶员注视方向、投影角度 / 长度、俯仰角、偏航角等参数，通过判断视线偏离前方路面的时长，在超出安全阈值时触发语音提醒，及时纠正驾驶员分心行为，提升行车安全性。

二、核心硬件与技术原理

1. 核心硬件

• 主控单元：Arduino Uno 控制器，作为系统核心处理单元，负责数据接收、逻辑判断与指令下发；
• 视觉传感器：DFRobot 二哈 2（Huskylens V2），支持注视识别（GAZE RECOGNITION）、人脸朝向检测（FACE ORIENTATION）等算法，可输出注视方向投影长度、俯仰角（pitch）、偏航角（yaw）等关键参数；
• 执行单元：二哈 2 传感器内置音频播放模块，支持自定义语音文件播放；

2. 技术原理

二哈 2 视觉传感器通过内置 AI 算法识别驾驶员面部特征，实时追踪眼球注视方向，计算出注视方向相对前方路面的投影长度、俯仰角 / 偏航角等参数。系统以 “注视投影长度” 为核心判断依据：当投影长度超过设定阈值（代表视线偏离前方），且持续时长超过 3.5 秒（允许驾驶员短时观察两侧 / 后方路况），则判定为分心驾驶，触发语音提醒；若传感器未检测到有效注视数据（如驾驶员低头捡拾物品）且持续 4.5 秒，同样触发提醒，确保覆盖各类分心场景。

三、系统开发过程

1. 前期功能调试

在核心提醒功能开发前，先完成二哈 2 传感器关键功能的调试，验证数据采集与外设控制的可行性：

（1）注视检测控制舵机平台

通过二哈 2 的注视识别算法，采集注视方向的方位角、俯仰角、偏航角，驱动双舵机（分别接 Arduino 8、9 引脚）实现传感器平台的水平 / 垂直转动，确保传感器始终对准驾驶员面部，提升检测精度。核心逻辑为：

• 方位角 0~45°/315~360° 时，水平舵机向正前方微调；
• 方位角 135°~225° 时，水平舵机反向微调；
• 俯仰角超出 ±5° 阈值时，垂直舵机对应调整，使传感器保持最佳检测角度。
•  

（2）人脸朝向检测优化舵机控制

基于人脸朝向识别算法，采集人脸俯仰角、偏航角，控制舵机。

2. 分心提醒核心功能开发

（1）系统初始化

初始化 I2C 通信（二哈 2 与 Arduino 的通信方式），配置二哈 2 切换至注视识别算法，等待传感器稳定（5 秒），初始化关键变量（俯仰角、偏航角、投影长度、分心计时等）。

（2）实时数据采集

循环读取二哈 2 的注视识别数据，提取注视方向投影长度：若传感器检测到有效数据，将投影长度转换为数值型变量，作为分心判断的核心依据；若未检测到有效数据，触发无注视计时。

（3）分心判断逻辑

• 视线偏离判断：当投影长度≥100（代表视线偏离前方路面）时，启动分心计时；若计时超过 3.5 秒，触发二哈 2 播放语音提醒（“不要分心驾驶，请关注前方路面”），并重置计时标志；
• 无注视判断：若传感器持续未检测到有效注视数据超过 4.5 秒（如驾驶员低头捡东西），同样触发语音提醒，覆盖视线完全偏离的场景；
• 正常场景放行：若投影长度 < 100（视线聚焦前方）或分心时长未达阈值，重置计时，不触发提醒，允许驾驶员短时观察两侧 / 后方路况。

（4）语音提醒执行

二哈 2 传感器支持播放本地音频文件（如 fx.mp3），系统在判定分心后，调用playMusic函数播放提醒语音，音量设为 100%，确保驾驶员清晰感知。

3.硬件搭建

五、系统测试与优化

1. 功能测试

• 正常场景：驾驶员注视前方路面时，投影长度 < 100，系统无提醒，计时正常重置；
• 短时偏离：驾驶员观察两侧 / 后方路况，偏离时长≤3.5 秒，系统不触发提醒；
• 分心场景：驾驶员看手机（投影长度≥100）且持续 3.5 秒以上，系统立即播放语音提醒；
• 无注视场景：驾驶员低头捡拾物品（传感器无有效数据），持续 4.5 秒后触发提醒。

2. 优化方向

• 调整投影长度阈值：根据不同车型、驾驶位安装角度，校准投影长度判定阈值，提升判断准确性；
• 拓展提醒方式：增加蜂鸣器、灯光提醒，适配静音 / 嘈杂行车环境；
• 数据存储功能：增加 SD 卡模块，记录分心次数、时长等数据，便于后续分析驾驶习惯。

六、项目总结

本项目基于二哈 2 视觉传感器的 AI 注视识别能力，实现了一套低成本、高实用性的司机分心驾驶提醒系统。系统通过实时采集注视方向参数，结合时长阈值判断，可精准识别驾驶员分心行为并及时提醒，有效弥补了传统驾驶辅助系统的不足。

相较于同类方案，本系统具备以下优势：一是依托二哈 2 的集成化 AI 算法，无需复杂的模型训练，开发门槛低；二是支持短时视线偏离放行，兼顾行车过程中观察路况的实际需求；三是硬件集成度高，二哈 2 内置音频模块，无需额外拓展发声设备，安装便捷。