疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)分析ppt課件

1、疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng),小組成員：高國峰 洪志豪,目錄,疲勞駕駛的現(xiàn)狀及危害 疲勞駕駛報警系統(tǒng)用到的一些方法及其弊端 國內(nèi)外駕駛報警系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀 對系統(tǒng)整體方案的設(shè)計 我們對于該系統(tǒng)未來的展望及創(chuàng)新,一、疲勞駕駛的現(xiàn)狀及危害,疲勞駕駛是當(dāng)今交通安全的重要隱患之一。駕駛?cè)嗽谄跁r，其對周圍環(huán)境的感知能力、形勢判斷能力和對車輛的操控能力都有不同程度的下降，因此很容易發(fā)生交通事故。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在2010 年至2011 年我國直接由疲勞駕駛導(dǎo)致的死亡人數(shù)分別占機動車駕駛?cè)私煌ㄕ厥驴偹劳鋈藬?shù)的11.35% 和12.5%， 大約每年有9000 人死于疲勞駕駛。因此，研究開發(fā)高性能的駕駛?cè)似跔顟B(tài)實時監(jiān)測及預(yù)警

2、技術(shù)，對改善我國交通安全狀況意義重大,二、 疲勞駕駛監(jiān)測的一些方法,駕駛?cè)似跔顟B(tài)的檢測方法可大致分為基于駕駛?cè)松硇盘?、基于駕駛?cè)松矸磻?yīng)特征、基于駕駛?cè)瞬僮餍袨楹突谲囕v狀態(tài)信息的檢測方法。 2.1基于駕駛?cè)松硇盘柕臋z測方法 針對疲勞的研究最早始于生理學(xué)。相關(guān)研究表明，駕駛?cè)嗽谄跔顟B(tài)下的生理指標(biāo)會偏離正常狀態(tài)的指標(biāo)。因此可以通過駕駛員的生理指標(biāo)來判斷駕駛?cè)耸欠襁M入疲勞狀態(tài)。目前較為成熟的檢測方法包括對駕駛?cè)说哪X電信號EEG、心電信號ECG等的測量,弊端 基于駕駛?cè)松硇盘柕臋z測方法對疲勞判斷的準(zhǔn)確性較高，但生理信號需要采用接觸式測量，且對個人依賴程度較大，在實際用于駕駛?cè)似诒O(jiān)測時有很

3、多的局限性，因此主要應(yīng)用在實驗階段，作為實驗的對照參數(shù),2.2 基于駕駛?cè)松矸磻?yīng)特征的檢測方法 基于駕駛?cè)说纳矸磻?yīng)特征的檢測方法是指利用駕駛?cè)说难蹌犹匦?、頭部運動特性等推斷駕駛?cè)说钠跔顟B(tài)。 駕駛?cè)搜矍虻倪\動和眨眼信息被認(rèn)為是反映疲勞的重要特征，眨眼幅度、眨眼頻率和平均閉合時間都可直接用于檢測疲勞。目前基于眼動機理研究駕駛疲勞的算法有很多種，廣泛采用的算法包括PERCLOS，即將眼瞼閉合時間占一段時間的百分比作為生理疲勞的測量指標(biāo)。 利用面部識別技術(shù)定位眼睛、鼻尖和嘴角位置，將眼睛、鼻尖和嘴角位置結(jié)合起來，再根據(jù)對眼球的追蹤可以獲得駕駛?cè)俗⒁饬Ψ较颍⑴袛囫{駛?cè)说淖⒁饬κ欠穹稚?2.3基于

4、駕駛?cè)瞬僮餍袨榈臋z測方法 基于駕駛?cè)瞬僮餍袨榈鸟{駛?cè)似跔顟B(tài)識別技術(shù)，是指通過駕駛?cè)说牟僮餍袨槿绶较虮P操作等操作推斷駕駛?cè)似跔顟B(tài)。對于方向盤操作頻率的變化可以顯現(xiàn)出來，當(dāng)駕駛?cè)藛T處于疲勞駕駛狀態(tài)時操作頻率會變小且伴有急劇性。 弊端 總體來說，目前利用駕駛?cè)瞬僮餍袨檫M行疲勞識別的深入研究成果較少。駕駛?cè)说牟僮鞒伺c疲勞狀態(tài)有關(guān)外，還受到個人習(xí)慣、行駛速度、道路環(huán)境、操作技能的影響，車輛的行駛狀態(tài)也與車輛特性、道路等很多環(huán)境因素有關(guān)，因此如何提高駕駛?cè)藸顟B(tài)的推測精度是此類間接測量技術(shù)的關(guān)鍵問題,2.4基于車輛行駛軌跡的檢測方法 利用車輛行駛軌跡變化和車道線偏離等車輛行駛信息也可推測駕駛?cè)说钠跔?/p>

5、態(tài)。這種方法和基于駕駛?cè)瞬僮餍袨榈钠跔顟B(tài)識別技術(shù)一樣，都以車輛現(xiàn)有的裝置為基礎(chǔ)，不需添加過多的硬件設(shè)備，而且不會對駕駛?cè)说恼ｑ{駛造成干擾，因此具有很高的實用價值。日本三菱汽車公司開發(fā)了利用車輛橫向位移量、駕駛?cè)瞬僮髁康葟?fù)合參數(shù)來識別駕駛?cè)似跔顟B(tài)的方法，實驗證明該方法的識別結(jié)果與利用駕駛?cè)苏Ｑ鄞螖?shù)的識別結(jié)果基本一致。日本慶應(yīng)大學(xué)(2005)中島研究室利用EEG評價駕駛?cè)说乃猓芯堪l(fā)現(xiàn)車輛的橫向位移量、方向盤操作量可以用來作為駕駛?cè)似跔顟B(tài)的評價指標(biāo)，而且可以實現(xiàn)疲勞早期預(yù)警,三、國內(nèi)外開發(fā)現(xiàn)狀,2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀,1） 司機瞌睡提醒器是配戴在駕駛員耳朵上利用電子平衡工作原理的警示裝置，產(chǎn)

6、品中設(shè)置了特別靈敏的檢測調(diào)節(jié)器，能測定人低頭幅度，（正常情況下司機低頭不超過30度），它自動監(jiān)視司機的坐姿，當(dāng)司機開車低頭的幅度過大時，就會發(fā)出報警聲音,刺激中樞神經(jīng)，消除睡意。行之有效地提醒司機注意安全駕駛，從而避免交通事故的發(fā)生,2）gogo850是國內(nèi)唯一已經(jīng)商業(yè)化的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng) 主要檢測駕駛員的眼睛開合情況，尤其增加了對瞳孔的識別，睜眼睡覺瞳孔很暗，即使有駕駛員睜眼睡覺也能被識別出，基于紅外圖像的處理使得產(chǎn)品在陽光下和黑暗里都能進行識別，系統(tǒng)還能對帶各類眼鏡的駕駛員進行識別，實用性很強,國外研究現(xiàn)狀,2.2.1 美國Attention Technologies 公司推出的 Driv

7、er Fatigue Monitor（DD850） 是一款基于駕駛?cè)松矸磻?yīng)特征的駕駛?cè)似诒O(jiān)測預(yù)警產(chǎn)品，產(chǎn)品外形如圖1所示。該產(chǎn)品通過紅外攝像頭采集駕駛?cè)搜鄄啃畔?，采用PERCLOS作為疲勞報警指標(biāo)，可直接安裝在儀表盤上，報警的敏感度和報警音量均可調(diào)節(jié)，目前已推廣應(yīng)用,基于紅外差頻識別眼睛睜閉情況,2.2.2 美國AssistWare Technology 公司的SafeTRAC 利用前置視頻頭對車道線進行識別，當(dāng)車輛開始偏離車道時進行報警，該產(chǎn)品也可通過車道保持狀態(tài)結(jié)合駕駛?cè)说姆较虮P操作特性判斷駕駛?cè)说钠跔顟B(tài),缺點：車道偏移報警系統(tǒng)，技術(shù)上沒有難度，市場門檻低，不僅需要改裝車輛，而且不適

8、合中國的路況，在超車、被超、并線、壓線都會存在誤報，誤報一多在關(guān)鍵時刻該報警的時候人就不再敏感了,比亞迪裝備的疲勞監(jiān)測系統(tǒng)被稱為“疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)（BAWS）”，它是基于駕駛員生理圖像反應(yīng)，由ECU和攝像頭兩大模塊組成，利用駕駛員的面部特征、眼部信號、頭部運動性等推斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，并進行報警提示和采取相應(yīng)措施的裝置。對駕乘者給予主動智能的安全保障,大眾汽車裝備的疲勞監(jiān)測系統(tǒng)被稱為“疲勞識別系統(tǒng)”，它從駕駛開始時便對駕駛員的操作行為進行記錄，并能夠通過識別長途旅行中駕駛操作的變化，對駕駛員的疲勞程度進行判斷。駕駛員轉(zhuǎn)向操作頻率變低，并伴隨輕微但急驟的轉(zhuǎn)向動作以保持行駛方向是駕駛精力不集中的典

9、型表現(xiàn)。根據(jù)以上動作的出現(xiàn)頻率，并綜合諸如旅途長度、轉(zhuǎn)向燈使用情況、駕駛時間等其他參數(shù)，系統(tǒng)對駕駛員的疲勞程度進行計算和鑒別，如果計算結(jié)果超過某一定值，儀表盤上就會閃爍一個咖啡杯的圖案，提示駕駛員需要休息，駕駛員疲勞識別系統(tǒng)將駕駛員注意力集中程度作為衡量駕駛員駕駛狀態(tài)的重要考慮因素，以致力于道路安全的提高。此外，只要打開疲勞識別系統(tǒng)，無論系統(tǒng)是否進行監(jiān)測，系統(tǒng)每隔4小時都會提醒駕駛員需要休息了,奔馳裝備的疲勞監(jiān)測系統(tǒng)被稱為“注意力輔助系統(tǒng)”，這套系統(tǒng)會不斷偵測駕駛員的行車方式。車輛上有71個傳感器，在80-180km/h間的車速范圍內(nèi)檢測縱向和橫向加速度的方向盤和踏板傳感器，系統(tǒng)可以感知到駕駛

10、員正在疲勞駕駛，之后提示應(yīng)當(dāng)適當(dāng)休息,沃爾沃裝備的疲勞監(jiān)測系統(tǒng)被稱為“駕駛員安全警告系統(tǒng)（DAC）” 。該系統(tǒng)由一個攝像頭、若干傳感器和一個控制單元組成。攝像頭裝在風(fēng)擋和車內(nèi)后視鏡之間，不斷測量汽車與車道標(biāo)志之間的距離，通過數(shù)字?jǐn)z像機發(fā)出的信號以及來自方向盤運動的數(shù)據(jù)監(jiān)測車輛行駛的路線，DAC可把異常行駛狀況和您的正常駕駛風(fēng)格進行對比；傳感器記錄汽車的運動；控制單元儲存該信息并計算是否有失去對汽車控制的危險。如果檢測到您的駕駛行為有疲態(tài)或分心的跡象出現(xiàn)，評估的結(jié)果是高風(fēng)險時，即通過聲音信號向司機發(fā)出警示。視頻,2.2.3 利用壓力傳感器，原理是在方向盤四周安裝壓力傳感器，司機一旦處于瞌睡狀態(tài)，

11、握方向盤的手會放松，由此產(chǎn)生感應(yīng)信號。 缺點：方向盤觸摸式，利用在方向盤上安裝一些傳感器來感知駕駛員是否握住方向盤，這和疲勞其實也沒有直接關(guān)系，有些人睡著了你還難從他手里取下東西呢，等人松弛了才報警估計也已經(jīng)掛了，實在有些牽強附會，并且有安裝傳感器會使方向盤操作不方便,系統(tǒng)的總體設(shè)計,三、系統(tǒng)整體方案設(shè)計,2.2.4 美國Digital Installations 開發(fā)的S.A.M.疲勞報警裝置利用置于方向盤下方的磁性條檢測方向盤轉(zhuǎn)角，如果一段時間內(nèi)駕駛員沒有對方向盤進行任何修正操作，則系統(tǒng)推斷駕駛員進入疲勞狀態(tài)，并觸發(fā)報警。 缺點：容易誤報,除了上述這些產(chǎn)品之外，還有通過手腕運動檢測疲勞的疲勞報警手鐲和可掛在眼睛腿上的利用加速度運動信息檢測頭部運動的疲勞檢測眼鏡等其它一些疲勞檢測預(yù)警產(chǎn)品,幾種常見的疲勞駕駛檢測方法的優(yōu)劣,系統(tǒng)流程圖,系統(tǒng)可分為三部分： 1駕駛員人臉圖像信息的采集與存儲 2圖像的處理（人臉檢測及人眼定位） 3疲勞駕駛判定及預(yù)警,四 對疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)未來的展望,對駕駛?cè)似跔顟B(tài)監(jiān)測方法與裝置的研究, 對于預(yù)防由疲勞駕駛引起的交通事故有重要意義, 其應(yīng)用前景廣闊, 可以預(yù)見在未來很長一段時間內(nèi)都將是汽車安全技術(shù)領(lǐng)域的一個熱點方向。但是，駕駛?cè)说钠跔顟B(tài)受多種因素影響，到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)非常有效的指標(biāo)或模型能夠