如何使用VCSEL红外光源实现DMS系统的方案

司机在驾驶过程中使用手机、吸烟、疲劳驾驶等不良驾驶行为严重影响交通安全，所以对驾驶员危险行为检测的DMS系统就尤为重要。本文将为大家介绍基于VCSEL红外光源的DMS解决方案。

一、DMS市场概况

DMS（Driver Monitor Status ）防疲劳预警系统：利用DMS摄像头获取图像，通过视觉跟踪、目标检测、动作识别等技术对驾驶员的驾驶行为及生理状态进行检测，当驾驶员发生疲劳分心、打电话、抽烟、未系安全带等危险情况时，在系统设定时间内报警以避免事故发生。

在欧洲，已经开始要求2022年在汽车出厂时必须配备DMS系统。

根据JT/T883-2018相关国标要求，DMS系统需要检测到疲劳驾驶、长时间不目视前方、抽烟、接打电话、驾驶员不在驾驶位置、双手脱离方向盘、驾驶员未系安全带等行为。

二、DMS应用方案介绍

本文介绍的DMS系统图像采集部分集VCSEL红外泛光灯TARA2000、CMOS数字图像传感器、串行器于一体，图像处理部分使用M1808核心板。

采用比LED更先进的VCSEL红外光源TARA2000，功率高，照射面均匀，可将940nm波长的红外光均匀的照射到驾驶员面部;通过高像素CMOS数字图像传感器，可以采集1080p高清图像;图像数据转为串行数据，通过同轴电缆传输，有更强的抗干扰能力。

图1 图像采集模块

1. TARA2000

· 940nm红外波;

· 采用VCSEL（垂直腔面发射激光器）为发光源，红外光束在内部;

· 通过反射和衍射使照射更均匀，拥有更高的转换效率;

· 体积小，灯珠体积为4.1mm*4.1mm*1.38mm;

· 功率大，单颗灯珠最高能提供2.3W的光输出功率;

· 符合AEC-102标准。

2. CMOS数字图像传感器

· 具有出色的微光性能;

· 高达1080p 60 fps的全高清支持，可提供出色的视频性能;

· 支持线性或高动态范围捕获;

· 片上带有锁相环振荡器。

3. M1808核心板

· MPU采用高性能64位的Cortex™-A35处理器，工作频率可达1.6GHz;

· 集成NPU（神经网络处理单元）协处理器，峰值算力高达3.0TOPs;

· 支持INT8/INT16/FP16混合运算;

· 视频处理单元支持1080P视频编解码，支持摄像头视频信号输入;

· 可实现人脸检测及属性分析、人脸识别、姿态分析、目标检测及识别、图像处理等一系列功能。

图3 M1808核心板

三、DMS方案支持

针对DMS系统的设计繁琐、开发周期长等痛点，ZLG推出完整的DMS系统解决方案，可实现对长闭眼、打电话、抽烟、打哈欠等行为的检测，可提供完整的软硬件支持、完全开放的底层驱动，并可提供对应的评估套件，降低客户开发难度，方便客户快速开发。