计算机毕业设计论文 基于OpenCV的疲劳驾驶预警系统
《2024年基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现》范文

《基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现》篇一一、引言随着社会的发展和科技的进步,交通安全问题越来越受到人们的关注。
疲劳驾驶作为交通事故的重要原因之一,其危害性不容忽视。
为了有效减少因疲劳驾驶导致的交通事故,本文提出了一种基于深度学习的疲劳驾驶检测系统。
该系统通过深度学习算法对驾驶员的面部特征进行识别和分析,实现对驾驶员疲劳状态的实时检测和预警。
二、系统设计(一)系统架构本系统采用客户端-服务器架构,其中客户端负责实时获取驾驶员的面部图像并进行预处理,服务器端则负责接收客户端传输的图像数据,并利用深度学习算法进行疲劳状态检测。
系统架构图如下:1. 客户端:包括摄像头、图像预处理模块、数据传输模块。
2. 服务器端:包括接收模块、深度学习模块、预警模块和数据库。
(二)模块设计1. 图像预处理模块:该模块主要负责通过摄像头获取驾驶员的面部图像,并进行灰度化、归一化等预处理操作,以便后续的深度学习算法处理。
2. 深度学习模块:该模块是本系统的核心部分,采用深度卷积神经网络(CNN)对预处理后的图像进行特征提取和分类,判断驾驶员是否处于疲劳状态。
3. 预警模块:当深度学习模块判断驾驶员处于疲劳状态时,预警模块将触发警报,并向驾驶员发出语音或文字提示,提醒其休息。
4. 数据库模块:用于存储驾驶员的疲劳状态数据、历史记录等信息,以便后续的数据分析和处理。
(三)算法选择与实现本系统采用深度卷积神经网络(CNN)进行疲劳状态检测。
首先,通过大量带标签的驾驶员面部图像训练CNN模型,使其具备识别驾驶员面部特征和判断疲劳状态的能力。
然后,将预处理后的驾驶员面部图像输入到训练好的CNN模型中,通过前向传播得到驾驶员的疲劳状态判断结果。
三、系统实现(一)硬件设备本系统所需的硬件设备包括摄像头、计算机等。
其中,摄像头用于实时获取驾驶员的面部图像,计算机则负责运行客户端和服务器端的软件程序。
(二)软件开发本系统的软件开发主要包括客户端和服务器端的程序编写、数据库设计等工作。
基于RaspberryPi的opencv智能辅助疲劳驾驶系统

车 道 利 用 HO G+ S V M ,H OG算 法 的 基 本 思
图像 腐蚀 ,调 出可 以符合 条件的 范围 ,当中 要较少 杂质 干扰 因素 ,调整 光的范 围 ,利 用
H a r r 特 征提取 特征 ,并 绘制 车道线 。疲 劳检 测分 为 白天 强光和 夜晚弱 光两种 情况 .并 保 证其 鲁棒性 较好 ,对 于疲 劳检测 部分分 为 : ①视 频采集 模块 ;② 图像预 处理模 块 ;③ 人
利 用激 光测 距 传 感 器 R2 1 ( ) ( ) 来保 障 车 辆 和 周 围环 境 的安 全
关键词 : 人 脸 识 别 ; 自动 驾 驶 ;疲 劳检 测 ;传 感 器
(1 ) 图 像 处 理 分 析 。 此 部 分 利 用
脸定位模 块 ;④ 人眼 定位模块 ;⑤ 疲劳 度检 测模块 ;⑥ 脑 电波数据 分析 ;⑦ 烂合数 据 ,
激光测距传感器 R 2 1 0 0 ,脑电波 , 报警器 。如 图l 所示 ,c c d 摄像头主要 负责道 路图像的采 集,经过传输给 R a s p b e r r y P i ,R a s p b e r r y P i 上 有 利用机 器学 习 洲练 的车辆 ,行人样 本 ,并 将取得 的实 时图像在 R a s p b e r r y P i 上进行 图像
基础 上脑 电波模块 检测人体 的脑 电波 ,分 析
2 系统结构
根据 本系 统 的捕述 ,设 计 主要 由 6 部 分
组成 ,包括 电源 .R a s p b e r r y P i ,c c d摄像头 ,
过像素点 采集 ,A D C转 换成数字 图像 ,形成
电子信息工程基于图像处理的疲劳驾驶预警系统设计与实现

基于图像处理的疲劳驾驶预警系统设计与实现Design and implementation of fatigue driving earlywarning system based on image processing中文摘要在科学技术与经济的不断发展中,人们的生活水平也在大幅度的提高,但是,机动车辆的普及带来了交通肇事率居高不下。
在有关机构的调查中显示,有接近五分之一的交通事故是因为驾驶员的疲劳驾驶而发生的,因此,对于疲劳驾驶的严重性我们应该加以重视。
驾驶人员长期未休息时会出现视线模糊、动作呆板、精力不集中等现象。
驾驶员在疲劳驾驶的时候,会分成三种情况,有轻度、中度、重度。
这些情况会极大可能的导致交通事故的发生,因此,要想减少我国的交通事故的发生,首先应该从疲劳驾驶入手。
虽然我国道路交通法明确对疲劳驾驶进行界定和出具处罚条例但疲劳驾驶仍屡禁不止,因此防止司乘人员疲劳驾驶进行随车检测特别关键,现在市场上的疲劳驾驶预警系统应用还没普及,更多的因素是准确率和低成本的问题。
本文是对于识别率问题和成本问题进行研究的,首先通过明确本论文研究方向和目的,并对目前已有的疲劳驾驶预警系统进行研究和分析,在搭建方案本文首先进行图像采集和处理研究,利用基于HOG 特征训练和Opencv对人脸进行检测和特征点定位,并对识别到的人脸特征进行识别,用 PERCLOS 算法对人眼的疲劳程度进行判定达到初步预警的效果。
关键词:图像识别 Opencv 疲劳驾驶 PERCLOS算法ABSTRACTWith the continuous development of science, technology and economy, people's living standards are also greatly improved. However, the popularity of motor vehicles has brought a high traffic accident rate. According to the investigation of relevant organizations, nearly one fifth of traffic accidents are caused by drivers' fatigue driving. Therefore, we should pay attention to the severity of fatigue driving. When the driver does not rest for a long time, peoper will have blurred vision, inflexible movement and lack of concentration. When the driver is tired driving, it can be divided into three situations, mild, moderate and severe. These situations will lead to the occurrence of traffic accidents. Therefore, in order to reduce the occurrence of traffic accidents in our country, we should start with fatigue driving. Although our country's road traffic law clearly defines fatigue driving and issues punishment regulations, but fatigue driving is still prohibited for many times, so it is very important to prevent drivers and passengers from fatigue driving to carry out on-board detection. Now, the application of fatigue driving early warning system inthe market has not been popularized, and more factors are the problem of accuracy and low cost.In this paper, the problem of recognition rate and cost is studied. Firstly, the research direction and purpose of this paper are defined, and the existing fatigue driving early warning system is studied and analyzed. In the construction scheme, firstly, the image acquisition and processing research is carried out, and the face detection and feature point location are carried out by using the Hog feature training and Opencv, and the recognized face is also analyzed Features are identified, and PERCLOS algorithm is used to determine the fatigue degree of human eyes to achieve the preliminary warning effect.Keywords:Image Identification Opencv Fatigue Driving PERCLOS Algorithm目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 对疲劳驾驶背景下交通事故发生的研究 (1)1.2.2 对疲劳驾驶背景下减少交通事故发生的对策研究 (2)1.3 研究内容 (2)第二章图像处理理论和检测方法研究 (4)2.1 图像预处理 (4)2.1.1 增强图像对比度 (4)2.1.2 图像去噪 (4)2.2 图像分割与特征提取 (5)2.2.1 图像分割 (5)2.2.2 特征提取 (6)2.3 疲劳驾驶监测方法研究 (8)2.3.1 常见定位方法描述与比较 (8)2.3.2 眼部特征描述与分析 (9)2.3.3 疲劳度判定方法描述与比较 (9)2.3.4 评价指标 (10)第三章系统方案设计 (11)3.1 整体方案设计 (11)3.2 硬件方案选择 (11)3.3 软件环境搭建 (13)3.3.1 Python开发语言介绍 (13)3.3.2 Opencv介绍 (13)3.3.3 第三方库介绍 (13)第四章系统的实现与验证 (15)4.1 软件环境搭建过程 (15)4.1.1 在树莓派上拓展文件系统 (15)4.1.2 在树莓派上搭设软件环境 (15)4.2 人脸识别及眼睛定位 (16)4.2.1 人脸识别 (17)4.2.2 眼睛识别 (18)4.3 疲劳检测设计 (19)4.4 检测过程及结果 (20)第五章总结与展望 (23)参考文献 (24)致谢 .............................................................. 错误!未定义书签。
《基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现》范文

《基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现》篇一一、引言随着道路交通日益繁忙,驾驶过程中的安全成为越来越重要的问题。
其中,疲劳驾驶作为常见的交通安全隐患,对于道路交通的威胁日益严重。
基于深度学习的疲劳驾驶检测系统以其强大的数据处理和模式识别能力,能够实时监控驾驶员的状态,有效地降低疲劳驾驶的风险。
本文旨在介绍一个基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现过程。
二、系统设计(一)需求分析首先,我们明确了系统的基本需求,包括实时性、准确性和易用性。
实时性意味着系统能够及时地捕捉到驾驶员的疲劳状态并给出警告;准确性是系统检测的精确度,这是决定系统有效性的关键因素;易用性则关系到系统的普及程度。
(二)硬件设计为满足实时性和准确性要求,我们采用了高分辨率的摄像头和性能稳定的计算设备作为硬件基础。
同时,考虑到车载环境的特殊性,我们还对设备的防震、防尘等特性进行了特别设计。
(三)软件设计软件设计是本系统的核心部分,主要包括数据采集、预处理、特征提取、模型训练和结果输出等模块。
我们采用了深度学习技术中的卷积神经网络(CNN)进行特征提取和模型训练。
三、数据采集与预处理(一)数据来源数据来源主要包括实际道路行驶中的视频数据以及公开的驾驶行为数据集。
通过对这些数据进行标注,我们可以为后续的模型训练提供丰富的数据资源。
(二)数据预处理在数据预处理阶段,我们主要进行图像的归一化、去噪、裁剪等操作,以便于后续的特征提取和模型训练。
同时,我们还需对数据进行标签化处理,即根据驾驶员的疲劳状态对数据进行分类。
四、特征提取与模型训练(一)特征提取在特征提取阶段,我们采用了卷积神经网络(CNN)进行特征的自动提取。
CNN具有强大的特征提取能力,能够从原始图像中提取出有效的视觉特征。
(二)模型训练在模型训练阶段,我们使用了深度学习中的分类算法进行模型的训练。
通过大量的训练数据,我们可以优化模型的参数,提高模型的准确性和泛化能力。
此外,我们还采用了迁移学习的方法,利用预训练模型进行微调,以加快模型的训练速度和提高模型的性能。
基于OpenCV的驾驶员疲劳特征识别系统的设计

基于OpenCV的驾驶员疲劳特征识别系统的设计
郑永涛;谢伟豪;陈逸群;何俊阳
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2023(31)1
【摘要】随着计算机视觉检测技术在汽车驾驶安全领域的广泛应用,驾驶员疲劳特征识别需要突破传统小部分特征识别上的局限性和单一性,为此,该文设计了一种基于OpenCV的驾驶员疲劳特征识别系统。
该识别系统以树莓派为处理核心,利用摄像头获取所需的检测数据,综合分析驾驶员眼动、嘴型及头部姿势特征,进行疲劳判断,若处于疲劳驾驶状态,则用语音播放方式发出警告。
该系统通过多次调试验证,实时监测驾驶员的驾驶状态,能更加全面、高效识别驾驶员是否属于疲劳驾驶。
【总页数】4页(P65-68)
【作者】郑永涛;谢伟豪;陈逸群;何俊阳
【作者单位】广东工业大学华立学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN98
【相关文献】
1.基于驾驶员面部特征分析的疲劳驾驶监控系统的设计与实现
2.基于生物电特征的驾驶员疲劳检测系统的设计研究
3.基于OpenCV的图像特征智能识别系统设计
4.基于眼动特征的驾驶员疲劳预警系统设计
5.基于面部特征的驾驶员疲劳警报器设计
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疲劳驾驶预警系统(二)2024

疲劳驾驶预警系统(二)引言概述:疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因之一。
为了提高交通安全性,疲劳驾驶预警系统应运而生。
本文将就疲劳驾驶预警系统的工作原理、主要功能、实施方法、市场前景以及存在的挑战等五个方面进行阐述。
正文:一、工作原理:1.1 疲劳驾驶检测技术:包括基于生物特征的检测(如眼睛疲劳检测、脑电波检测等)、基于行为特征的检测(如方向盘操作、车辆轨迹等)以及基于环境特征的检测(如光线条件、车内温度等)等。
1.2 数据处理和分析:通过传感器采集到的数据进行处理和分析,判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的危险。
二、主要功能:2.1 疲劳检测与预警:通过对驾驶员的生物和行为特征进行实时监测,及时发出疲劳警报以避免事故发生。
2.2 驾驶环境监测:通过检测和分析驾驶环境的变化,预测潜在的危险因素,并提醒驾驶员采取相应的措施。
三、实施方法:3.1 硬件设备:疲劳驾驶预警系统主要包括摄像头、脑电波检测设备、车辆行驶数据传感器等硬件设备。
3.2 数据传输与处理:收集到的数据通过无线传输技术传输到车载计算机进行处理,并与预设的警戒值进行比较。
四、市场前景:4.1 交通安全需求的增加:随着交通事故的频发,对交通安全的需求不断提升,疲劳驾驶预警系统市场前景广阔。
4.2 技术的不断进步:随着人工智能、大数据以及物联网等技术的发展,疲劳驾驶预警系统的性能和精确度将不断提高。
五、存在的挑战:5.1 隐私与道德问题:疲劳驾驶预警系统会涉及到驾驶员的个人信息和隐私问题,需要制定相关法律法规加以保护。
5.2 技术可靠性和稳定性:系统在实际驾驶环境中的准确性和稳定性是一个关键的挑战。
总结:疲劳驾驶预警系统是提高交通安全性的重要手段之一。
通过采用多种疲劳检测技术,实现对驾驶员和驾驶环境的监测和预警,可以及时发现和避免疲劳驾驶引发的交通事故。
虽然该系统在市场前景广阔,但在面临隐私与道德问题、技术可靠性和稳定性等方面仍然存在不小的挑战,需要各方共同努力解决。
《2024年基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现》范文

《基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现》篇一一、引言随着道路交通的日益繁忙,驾驶安全已成为社会关注的焦点。
疲劳驾驶是导致交通事故的重要原因之一。
因此,开发一种能够实时检测驾驶员疲劳状态的检测系统显得尤为重要。
本文将介绍一种基于深度学习的疲劳驾驶检测系统的设计与实现。
二、系统设计(一)系统架构本系统采用模块化设计,主要包括数据采集模块、数据处理模块、深度学习模型模块和结果输出模块。
其中,数据采集模块负责收集驾驶员的面部图像数据;数据处理模块负责对收集到的数据进行预处理,以便于深度学习模型的训练和推理;深度学习模型模块是本系统的核心部分,负责实现疲劳驾驶的检测;结果输出模块则将检测结果以可视化的形式展示给用户。
(二)数据采集与预处理数据采集模块通过车载摄像头收集驾驶员的面部图像数据。
在预处理阶段,系统将对面部图像进行灰度化、归一化、去噪等操作,以提高深度学习模型的训练效果。
此外,系统还需对驾驶员的眼部状态进行精确检测,以便判断其是否处于疲劳状态。
(三)深度学习模型本系统采用卷积神经网络(CNN)作为核心的深度学习模型。
通过训练大量的驾驶员面部图像数据,模型可以学习到疲劳驾驶的特征,从而实现对疲劳驾驶的准确检测。
在模型训练过程中,系统采用批量梯度下降算法对模型参数进行优化,以提高模型的泛化能力。
(四)结果输出与反馈当系统检测到驾驶员处于疲劳状态时,将通过车载显示屏、手机APP等方式向驾驶员发出警报,提醒其注意休息。
同时,系统还将将检测结果上传至云端服务器,以便后续的数据分析和优化。
此外,系统还支持用户反馈功能,用户可以通过手机APP对系统的误报和漏报情况进行反馈,以便系统进行持续改进。
三、系统实现(一)技术选型本系统采用Python作为主要编程语言,利用TensorFlow、Keras等深度学习框架实现深度学习模型的训练和推理。
在数据采集和预处理阶段,系统使用OpenCV等计算机视觉库对图像进行处理。
基于OpenCV的疲劳驾驶检测系统的设计与实现

Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074, P. R. China May, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体, 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
II
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
目
录
摘 要............................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................... II 1 绪论 1.1 研究背景和意义 .................................................................................. (1) 1.2 国内外研究现状 .................................................................................. (2) 1.3 主要研究工作 ...................................................................................... (3) 1.4 组织结构............................................................................................... (4) 2 相关技术背景 2.1 疲劳检测的评价标准 .......................................................................... (5) 2.2 人脸检测技术概述 .............................................................................. (8) 2.3 人眼定位技术概述 .............................................................................. (9) 2.4 OpenCV 简介 ..................................................................................... (10) 2.5 本章小结............................................................................................. (16) 3 疲劳驾驶检测系统需求分析与概要设计 3.1 疲劳驾驶检测系统需求分析 ............................................................ (17) 3.2 疲劳驾驶检测系统概要设计 ............................................................ (18) 3.3 本章小结............................................................................................. (20) 4 疲劳驾驶检测系统详细设计与实现 4.1 视频采集模块 .................................................................................... (22) 4.2 人脸检测............................................................................................. (23) 4.3 图像预处理......................................................................................... (26) 4.4 二值化................................................................................................. (30)
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毕业设计(论文)基于OpenCV的疲劳驾驶预警系统学院:计算机学院专业:姓名:指导老师:计算机科学与技术学号:职称:二○一一年五月Xx学院毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺:我所呈交的毕业设计《基于OpenCV 的疲劳驾驶预警系统》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。
承诺人签名:日期:年月日基于OpenCV的疲劳驾驶预警系统摘要目前,随着我国人民生活水平的不断提高,汽车已经走进了千家万户,成为人们日常出行的一种重要的交通工具,交通事故也随之增多。
造成交通事故频频发生的重要原因是由于司机的疲劳驾驶。
因此,针对疲劳驾驶方面的研究具有极大的科研价值与设计意义。
系统设计思路是采用OpenCV开源的视频图像处理库,使用摄像头采集视频图像,对输入图像做预处理(图像灰度化、中值滤波等);通过学习训练的方法构造基于类Haar特征的层叠式分类器,利用基于类Haar特征的层叠式分类器从输入图像中直接定位人眼;把人眼部分的图像截取出来,二值化人眼图像;然后计算二值化图像中垂直方向上瞳孔的宽度大小,从而判断眼睛的状态;最后通过多次的捕捉,计算眼睛闭合的频率来得出其疲劳状态。
关键词:疲劳驾驶 OpenCV 类Haar层叠式分类器图像处理眼睛定位Driver Fatigue Early Warning System Based On OpenCVABSTRACTNow, with our continuous improvement of living standards of people, cars have entered the household, become an important daily travel transport, traffic accidents also increase. Important cause frequent traffic accidents due to driver fatigue driving.Therefore, for fatigue driving has been a significant scientific value and design significance.Design of system is the use of open source video OpenCV image processing library, the use of video cameras capture images of the input image preprocessing (image graying, median filter, etc.);constructed by learning the training class based on Haar features cascade classifier, using features of class-based Haar classifier cascade of images directly from the input locate the eye;to the human eye out of part of the image capture, binary eye images;and then calculate the binary image in the vertical directionThe width of the size of the pupil, in order to determine the state of eyes;Finally, many of the capture, calculation of the frequency of close to draw the eye fatigue state.Key words:Fatigue driving OpenCV Haar classifier cascade class Image Processing Eye location目录摘要 (I)ABSTRACT................................ 错误!未定义书签。
1前言 .. (1)1.1选题背景 (1)1.2驾驶人疲劳状态监测方法分析 (1)1.2.1基于驾驶人生理信号的检测方法 (1)1.2.2基于驾驶人生理反应特征的检测方法 (2)1.2.3基于驾驶人操作行为的检测方法 (2)1.2.4基于车辆状态信息的检测方法 (2)1.3选题目标 (3)1.4需求分析 (3)1.4.1用户需求分析 (3)1.4.2功能需求分析 (3)1.5本章小结 (4)2OpenCV介绍 (5)2.1 OpenCV背景介绍 (5)2.2 OpenCV应用领域及特点 (5)2.3 OpenCV在Visual Studio 2005下安装与配置 (5)2.3.1 OpenCV的安装 (5)2.3.2 Visual Studio 2005的安装 (8)3系统方案 (12)3.1系统总体方案 (12)3.2系统主要功能 (13)3.3系统实现原理 (14)3.4本章小结 (14)4算法分析 (15)4.1 AdaBoost算法描述 (15)4.2 眼睛定位算法 (16)4.3 基于Haar特征分类器训练生成XML步骤 (17)4.3.1 采集样本 (17)4.3.2创立样本VEC文件 (18)4.3.3训练生成XML (19)4.4 本章小结 (20)5详细设计 (21)5.1程序流程图 (21)5.2 软件设计 (22)5.2.1 获取图像 (22)5.2.2 眼睛定位 (22)5.2.3 计算眼睛的高度 (23)5.2.4报警模块 (24)5.2.5 GUI设计 (24)6系统测试 (26)6.1人脸定位及眼睛定位测试 (26)6.2系统测试结果 (27)6.3本章小结 (29)7论文总结 (30)参考文献 (31)附录 (32)谢辞 (34)1前言1.1选题背景随着交通运输业的发展,交通事故已成为当前各国所面临的严重问题。
据不完全统计,全世界每年死于交通事故的人数约为60万,因车祸受伤的人更多,每年平均约有l000万人。
在美国的重型汽车事故中,57%的灾难性事故是与驾驶员疲劳有关,它已成为事故发生的主要原因。
英国交通研究实验室(Transport Research Lab oratory)认为:驾驶疲劳导致的道路交通事故占全部交通事故的10%。
法国国家事故报告表明,因疲劳驾驶而发生车祸的占人身伤亡事故14.9%,占死亡事故的20.6%。
澳大利亚每年由于交通事故的花费约为75 亿美元。
其中,将近15亿是直接由于驾驶员疲劳而导致的。
我国交通事故呈现逐年上升的趋势,1999年我国发生道路交通事故412860起,致伤286080人,死亡83529人,造成直接经济损失21.24亿元。
因此,各国研究人员都在努力开发出一个能实时监视驾驶员警觉水平,并在任何不安全状态下能对驾驶员进行预警的系统。
本系统的设计思想是以OpenCV视频图像处理技术为核心,通过摄像头实时地获取驾驶员的脸部图像,利用脸部识别技术定位眼睛,再根据眼睛的闭合的状态判断驾驶员是否处于疲劳状态。
1.2驾驶人疲劳状态监测方法分析关于驾驶人疲劳及注意分散等安全状态的监测预警技术,由于它在交通事故预防方面的发展前景而受到各国高度的重视,研究人员根据驾驶人疲劳时在生理和操作上的特征进行了多方面的研究,一些研究成果已形成产品并开始进入市场。
驾驶人疲劳状态的检测方法可大致分为基于驾驶人生理信号、基于驾驶人生理反应特征、基于驾驶人操作行为和基于车辆状态信息的检测方法。
1.2.1基于驾驶人生理信号的检测方法针对疲劳的研究最早始于生理学。
相关研究表明,驾驶人在疲劳状态下的生理指标会偏离正常状态的指标。
因此可以通过驾驶员的生理指标来判断驾驶人是否进入疲劳状态。
目前较为成熟的检测方法包括对驾驶人的脑电信号EEG、心电信号ECG等的测量。
ECG主要被用于驾驶负担的生理测量中。
研究表明在驾驶人疲劳时ECG会明显的有规律的下降,并且HRV (心率变化)和驾驶中的疲劳程度的变化有潜在的关系。
基于驾驶人生理信号的检测方法对疲劳判断的准确性较高,但生理信号需要采用接触式测量,且对个人依赖程度较大,在实际用于驾驶人疲劳监测时有很多的局限性,因此主要应用在实验阶段,作为实验的对照参数。
1.2.2基于驾驶人生理反应特征的检测方法基于驾驶人的生理反应特征的检测方法是指利用驾驶人的眼动特性、头部运动特性等推断驾驶人的疲劳状态。
驾驶人眼球的运动和眨眼信息被认为是反映疲劳的重要特征,眨眼幅度、眨眼频率和平均闭合时间都可直接用于检测疲劳。
目前基于眼动机理研究驾驶疲劳的算法有很多种,广泛采用的算法包括PERCLOS,即将眼睛闭合时间占一段时间的百分比作为生理疲劳的测量指标。
利用面部识别技术定位眼睛、鼻尖和嘴角位置,将眼睛、鼻尖和嘴角位置结合起来,再根据对眼球的追踪可以获得驾驶人注意力方向,并判断驾驶人的注意力是否分散。
基于驾驶人生理反应特征的检测方法一般采用非接触式测量,对疲劳状态的识别精度和实用性上都较好。
1.2.3基于驾驶人操作行为的检测方法基于驾驶人操作行为的驾驶人疲劳状态识别技术,是指通过驾驶人的操作行为如方向盘操作等操作推断驾驶人疲劳状态。
Yoshihiro Takei 利用FFT对监测到的驾驶人的方向盘操作数据进行处理,研究结果在一定程度上揭示了驾驶人的方向盘操作与疲劳之间的关系。
研究指出方向盘的操作是一种有效的驾驶疲劳的判断手段。
Yabuta开发的驾驶人防疲劳装置中也使用了方向盘操作信息。
总体来说,目前利用驾驶人操作行为进行疲劳识别的深入研究成果较少。
驾驶人的操作除了与疲劳状态有关外,还受到个人习惯、行驶速度、道路环境、操作技能的影响,车辆的行驶状态也与车辆特性、道路等很多环境因素有关,因此如何提高驾驶人状态的推测精度是此类间接测量技术的关键问题。
1.2.4基于车辆状态信息的检测方法利用车辆行驶轨迹变化和车道线偏离等车辆行驶信息也可推测驾驶人的疲劳状态。
这种方法和基于驾驶人操作行为的疲劳状态识别技术一样,都以车辆现有的装置为基础,不需添加过多的硬件设备,而且不会对驾驶人的正常驾驶造成干扰,因此具有很高的实用价值。
日本三菱汽车公司开发了利用车辆横向位移量、驾驶人操作量等复合参数来识别驾驶人疲劳状态的方法,实验证明该方法的识别结果与利用驾驶人眨眼次数的识别结果基本一致。
日本庆应大学(2005)中岛研究室利用EEG评价驾驶人的睡意,研究发现车辆的横向位移量、方向盘操作量可以用来作为驾驶人疲劳状态的评价指标,而且可以实现疲劳早期预警。