工程實(shí)踐開(kāi)題報(bào)告

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)軟件學(xué)院工程實(shí)踐開(kāi)題報(bào)告工程題目：指導(dǎo)老師：李春杰小組成員：彭海維王站立中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)軟件學(xué)院填表日期：年月日一、工程摘要：根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，疲勞駕駛，超速駕駛，危險(xiǎn)駕駛均是交通事故發(fā)生的重要原因。而且隨著機(jī)動(dòng)車(chē)輛的增多，物流行業(yè)的開(kāi)展。這些問(wèn)題成了危害人民生命財(cái)產(chǎn)平安的社會(huì)問(wèn)題。所以，研制能夠檢測(cè)這些危險(xiǎn)行為的系統(tǒng)。并且，給司機(jī)以提醒，防患于未然，具有重要的意義。本工程在學(xué)習(xí)了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的根底上。分析學(xué)習(xí)各種檢測(cè)危險(xiǎn)行為的方法，實(shí)現(xiàn)了一種主要基于機(jī)器視覺(jué)的危險(xiǎn)行為檢測(cè)系統(tǒng)。主要工作如下：利用圖像處理技術(shù)，檢測(cè)判斷司機(jī)是否處于疲勞狀態(tài)。譬如困倦、專注力下降。如果是，那么及時(shí)給司機(jī)以提醒。利用圖像處理技術(shù)，檢測(cè)判斷司機(jī)是否有譬如打、東張西望等等的危險(xiǎn)行為。如果有，及時(shí)給司機(jī)提醒。利用GPS傳感器獲得車(chē)速，如果超速，提醒司機(jī)減速行駛。記錄司機(jī)的連續(xù)駕車(chē)時(shí)間，超出科學(xué)時(shí)間后給司機(jī)以提醒。根據(jù)時(shí)間長(zhǎng)短，綜合整體疲勞狀態(tài)，加大提醒的力度。所有這些功能必須能夠在安卓智能上實(shí)現(xiàn)。到達(dá)一定的精確性與實(shí)用性要求。主題詞：圖像處理危險(xiǎn)駕駛安卓設(shè)備選題依據(jù)當(dāng)前社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷開(kāi)展，人們的生活方式發(fā)生了巨大的改變。僅僅在出行工具的選擇上，相對(duì)于數(shù)千年前的步行、騎馬、帆船、馬車(chē)，現(xiàn)代人的選擇變成了汽車(chē)、火車(chē)、輪船甚至飛機(jī)，不僅速度更加快捷，舒適程度上也不可同日而語(yǔ)。在這些交通工具中，汽車(chē)的使用又最為廣泛。近五十年來(lái)，世界政治局勢(shì)趨于穩(wěn)定，大規(guī)模沖突減少，經(jīng)濟(jì)、科技開(kāi)展迅速，人類(lèi)的生活水平得到進(jìn)一步提升。改革開(kāi)放三十年以來(lái)的中國(guó)，也發(fā)生了翻天覆地的變化。從建國(guó)初期長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠生產(chǎn)出第一輛中國(guó)自己的解放汽車(chē)，到如今包括公交車(chē)、長(zhǎng)短途大巴、貨車(chē)、消防車(chē)救護(hù)車(chē)警車(chē)等特種汽車(chē)在內(nèi)的各種汽車(chē)已經(jīng)成為人們生活必不可少的一局部。尤其是近十年來(lái)，私家車(chē)的迅速普及，讓汽車(chē)走進(jìn)了普通百姓的家中，成為一種重要的代步工具。然而，汽車(chē)在帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶來(lái)了環(huán)境污染、交通擁堵、平安事故等等多種問(wèn)題，其中又以平安事故頻發(fā)最為嚴(yán)重。相關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明，中國(guó)每5分鐘有一人因車(chē)禍死亡,每一分鐘有一人因車(chē)禍傷殘,每天死亡280多人,每年死亡10萬(wàn)多人。2023年，全國(guó)共發(fā)生道路交通事故265204起，造成73484人死亡、304919人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失億元。2023年全國(guó)共發(fā)生道路交通事故萬(wàn)起，造成67759人死亡、275125人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失億元。2023年，全國(guó)共接報(bào)道路交通事故3906164起。其中，涉及人員傷亡的道路交通事故219521起，造成65225人死亡、254075人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失億。自1899年發(fā)生第一起有記錄車(chē)禍以來(lái)，全球車(chē)禍累計(jì)死亡3000萬(wàn)人，交通事故造成的損失相當(dāng)沉重。〔數(shù)據(jù)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)〕中國(guó)2023年因疲勞駕駛導(dǎo)致的道路交通事故共2568起,其中死亡1353人,受傷3129人,造成的直接財(cái)產(chǎn)損失約5738萬(wàn)元。疲勞駕駛的事故率高,后果嚴(yán)重。由于很多交通事故的起因復(fù)雜，疲勞駕駛可能導(dǎo)致的超速、違規(guī)等出現(xiàn)，也可能間接引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。目前對(duì)疲勞駕駛?cè)匀粵](méi)有一個(gè)具體的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，因此，實(shí)際上因?yàn)轳{駛?cè)藛T疲勞駕駛導(dǎo)致的交通事故比例可能要比統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)高出很多。疲勞是一種主觀不適感覺(jué)，但客觀上會(huì)在同等條件下，失去其完成原來(lái)所從事的正?；顒?dòng)或工作能力。疲勞作為人們連續(xù)學(xué)習(xí)或工作以后效率下降的一種現(xiàn)象,可以分生理疲勞與心理疲勞。生理疲勞是疲勞在生理上的反響,心理疲勞是疲勞在心理上的反響。駕駛疲勞是腦力、體力同時(shí)參與的技術(shù)性疲勞。由于駕駛?cè)藙?dòng)作反復(fù)、連續(xù),且重復(fù)的次數(shù)太多,使其生理、心理上發(fā)生某種變化,出現(xiàn)駕駛機(jī)能低落的現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為注意力分散,打瞌睡,視野變窄,信息漏看,反響判斷遲鈍,駕駛操作失誤或完全喪失駕駛能力,以至發(fā)生碰撞、沖出路面等交通事故。在全球范圍內(nèi),疲勞駕駛也已成為導(dǎo)致交通平安事故的重要原因之一。根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通平安管理局的統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)的公路上，每年由于駕駛?cè)嗽隈{駛過(guò)程中進(jìn)入睡眠狀態(tài)而導(dǎo)致大約10萬(wàn)起交通事故，其中約有1500起直接導(dǎo)致死亡，萬(wàn)起導(dǎo)致人身傷害。在歐洲的情況也大致相同。據(jù)德國(guó)保險(xiǎn)公司協(xié)會(huì)估計(jì)，在德國(guó)境內(nèi)的高速公路上，大約25%的導(dǎo)致人員傷亡的交通事故都是因?yàn)槠隈{駛而引發(fā)。法國(guó)國(guó)家警察總署事故統(tǒng)計(jì)報(bào)告說(shuō)明，因疲勞瞌睡而產(chǎn)生的事故，占人身傷害事故的14.9%，占死亡事故的20.6%。日本的事故統(tǒng)計(jì)揭示,因疲勞駕駛產(chǎn)生的事故約占1.0%~1.5%。這些數(shù)據(jù)都說(shuō)明，疲勞駕駛嚴(yán)重影響行車(chē)平安,是造成交通事故的重大隱患。〔數(shù)據(jù)來(lái)自《交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)》2023年4月《疲勞駕駛與交通事故關(guān)系》，李都厚等〕以上事實(shí)說(shuō)明，危險(xiǎn)檢測(cè)已經(jīng)越來(lái)越成為一種現(xiàn)實(shí)需求。借助科技手段，開(kāi)發(fā)出一種通過(guò)檢測(cè)駕駛?cè)藛T的疲勞狀況，可以及時(shí)提醒駕駛?cè)藛T注意平安或者及時(shí)休息的設(shè)備，以減少事故的發(fā)生率，保障駕駛平安，是一種迫切的現(xiàn)實(shí)需求。同時(shí)，這也是我們作為工程人員可以做出的奉獻(xiàn)。綜上所述，危險(xiǎn)駕駛檢測(cè)工程，具有較強(qiáng)的實(shí)際意義，值得進(jìn)行深入的研究與實(shí)踐。我們希望可以開(kāi)發(fā)出一種車(chē)載嵌入式產(chǎn)品，該產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)能夠智能的判斷出駕駛?cè)藛T當(dāng)前的駕駛狀態(tài)。如果駕駛?cè)藛T疲勞，那么主要〔但不限于〕通過(guò)聲音等方式對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行提醒報(bào)警，敦促其集中注意力或盡快進(jìn)行休息。通過(guò)該種產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)對(duì)平安駕駛的保障，降低交通事故發(fā)生率，減少人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。2.國(guó)內(nèi)外技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和開(kāi)展趨勢(shì)從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始，我國(guó)已開(kāi)始了疲勞駕駛的相關(guān)研究，期間所取得的主要研究成果如下：〔1〕1998年，深圳長(zhǎng)途汽車(chē)公司的周鵬，運(yùn)用人體生理學(xué)，現(xiàn)代神經(jīng)學(xué)，電子工程學(xué)分析了駕駛員疲勞事故隱患的起因，突破了預(yù)防異常疲勞與神經(jīng)麻痹難題，提出消除疲勞事故隱患必須消除司機(jī)開(kāi)車(chē)時(shí)的異常疲勞和大腦麻痹，在國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)了“佩帶式疲勞事故預(yù)防器〞技術(shù)，并成功獲得技術(shù)專利。根據(jù)這一思想他研究了佩戴在小腿部的稱為駕駛員疲勞防止器，該系統(tǒng)能疏導(dǎo)人體經(jīng)絡(luò)，可以消除項(xiàng)、背、腰、釋部、下肢以及后側(cè)的各種不適與疼痛。佩戴在手腕部的稱為駕駛員清醒器，該系統(tǒng)在駕駛員手腕部的駕駛員清醒器輸出的仿生電場(chǎng)，促進(jìn)了人體上身及頭部的血液與體液循環(huán)，改善了駕駛員大腦的供載量，保障了感受器神經(jīng)沖動(dòng)的電脈沖傳入中樞神經(jīng)后的傳出特性。該方法佩戴將改變駕駛員的開(kāi)車(chē)習(xí)慣等，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。〔2〕車(chē)輛方向盤(pán)的操作狀況雖然與駕駛員的駕駛習(xí)慣有一定聯(lián)系，但是研究說(shuō)明還與駕駛員的身體狀態(tài)直接關(guān)聯(lián)，當(dāng)駕駛員處于疲勞狀態(tài)時(shí)，其方向盤(pán)操作的頻率也會(huì)明顯降低，如果通過(guò)在一定時(shí)間內(nèi)該情況持續(xù)出現(xiàn)那么可以判定駕駛員大腦處于遲鈍的狀態(tài)，即駕駛員已出現(xiàn)疲勞狀態(tài)。根據(jù)這一關(guān)聯(lián)特性，上海交通大學(xué)的石堅(jiān)等人于2000年通過(guò)采集和分析汽車(chē)方向盤(pán)與腳踏板操作信息來(lái)判定駕駛員的疲勞狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)防疲勞駕駛目的。態(tài)，即駕駛員已出現(xiàn)疲勞狀態(tài)。根據(jù)這一關(guān)聯(lián)特性，上海交通大學(xué)的石堅(jiān)等人于2000年通過(guò)采集和分析汽車(chē)方向盤(pán)與腳踏板操作信息來(lái)判定駕駛員的疲勞狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)防疲勞駕駛目的。該方法主要判斷方向盤(pán)操作狀況來(lái)判斷疲勞?！?〕來(lái)自吉林大學(xué)的王榮本等人提出通過(guò)采集駕駛員臉部信息來(lái)進(jìn)行疲勞狀態(tài)判定的方法，該方法的核心思想是結(jié)合駕駛員的嘴部現(xiàn)狀變化和眼睛的睜閉頻率兩種信息來(lái)檢測(cè)駕駛員的疲勞狀態(tài)，除此以外，該系統(tǒng)融合了平安車(chē)距的檢測(cè)，從而提升了該檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和全面性，一定程度上促進(jìn)了疲勞駕駛檢測(cè)的研究。該方法主要判斷嘴部和眼睛閉合程度來(lái)判斷疲勞。〔4〕首都師范大學(xué)信息工程學(xué)院的韓相軍、關(guān)永等人提出了一種采用累積差分幀和Hough變換等實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤眼睛的方法，這種方法通過(guò)分析眼睛的狀態(tài)和提取眼睛的特征參數(shù)，在一定時(shí)間內(nèi)連續(xù)統(tǒng)計(jì)眼睛閉合時(shí)間，從而計(jì)算出PERCLOS值，判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)。他們通過(guò)將這種眼睛檢測(cè)和跟蹤算法在專用的DSP上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一種用于監(jiān)測(cè)疲勞駕駛的嵌入式系統(tǒng)。該方法主要跟蹤和分析眼睛的狀態(tài)?！?〕2006年，同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室杜志剛等人研究使用日本NAC公司生產(chǎn)的EMRSR型眼動(dòng)儀，成功研發(fā)由MR主機(jī)、控制器、攝像機(jī)以及數(shù)據(jù)分析軟件等組成的疲勞檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)通過(guò)記錄瞳孔直徑變化進(jìn)行疲勞駕駛檢測(cè)?！?〕2023年，浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的吳群等人以人體在不同疲勞程度下心電信號(hào)數(shù)據(jù)和PERCLOS值作為檢測(cè)疲勞駕駛的綜合考量因素，實(shí)現(xiàn)疲勞駕駛檢測(cè)?！?〕2023年，華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院的程旭東在Viola人臉檢測(cè)的特征分類(lèi)器根底上，提出了一種新的特征分類(lèi)器訓(xùn)練方法，對(duì)搜集的睜眼圖像反芻樣本集進(jìn)行增量迭代訓(xùn)練，得到性能優(yōu)秀的睜眼圖像檢測(cè)分類(lèi)器，其睜眼圖像檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)94.5%，作者將該算法應(yīng)用在列車(chē)駕駛員輔助系統(tǒng)以檢測(cè)駕駛員狀態(tài)，預(yù)防疲勞駕駛。同樣來(lái)自華南理工的黃河那么采用基于EHMM的眼狀態(tài)檢測(cè)算法，在可重構(gòu)平臺(tái)SoPC上加以實(shí)現(xiàn)，完成疲勞駕駛中的人眼狀態(tài)檢測(cè)。以上所列舉的事例展示了疲勞駕駛檢測(cè)在國(guó)內(nèi)主要研究狀況，而國(guó)外早期的駕駛疲勞測(cè)評(píng)主要從醫(yī)學(xué)角度出發(fā)，借助醫(yī)療器械進(jìn)行。最早的研究甚至可以追溯20世紀(jì)30年代，而疲勞駕駛真正進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的研究側(cè)是從20世紀(jì)80年代由美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)交通部實(shí)施的駕駛效勞時(shí)間〔HOS〕改革、研究商業(yè)機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛時(shí)間與交通平安的關(guān)系、健全卡車(chē)和公共汽車(chē)平安管理?xiàng)l例開(kāi)始的。1993年，美國(guó)汽車(chē)聯(lián)合會(huì)(AAA)開(kāi)始研究疲勞駕駛與交通平安之間的關(guān)系，但研究目的仍停留在利用交通事故的經(jīng)驗(yàn)對(duì)司機(jī)進(jìn)行教育，研究的實(shí)施過(guò)程是讓司機(jī)作關(guān)于自身駕駛習(xí)慣和駕駛時(shí)間的評(píng)測(cè)。由于引發(fā)疲勞因素的多樣性以及個(gè)體體質(zhì)存在差異，主觀的調(diào)查方法很難成為評(píng)測(cè)駕駛疲勞的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。直到90年代中期，歐洲、日本、美國(guó)等國(guó)家陸續(xù)投入研究疲勞駕駛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并取得一系列進(jìn)展，接下來(lái)將列舉其中幾個(gè)有代表性的方法：〔1〕1999年4月美國(guó)聯(lián)邦公路管理局發(fā)表了一篇名為“用于警示駕駛員的視覺(jué)測(cè)量方法〞的學(xué)術(shù)性文章，首次提出利用PERCLOS方法檢測(cè)駕駛員疲勞駕駛狀態(tài)，該方法得到美國(guó)華盛頓大學(xué)以及國(guó)際上其他知名大學(xué)教授的認(rèn)可，PERCLOS方法也作為預(yù)測(cè)駕駛員疲勞狀態(tài)的有效方法得以快速推廣。日本先鋒公司于2004年開(kāi)發(fā)出防止司機(jī)開(kāi)車(chē)打瞌睡的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)檢測(cè)駕駛員心跳速度的變化來(lái)監(jiān)視司機(jī)是否打瞌睡，并可以在睡意來(lái)臨的15分鐘以前提醒司機(jī)注意，從而預(yù)防事故的發(fā)生。由于實(shí)驗(yàn)證明人因疲勞打瞌睡時(shí)，心跳速度會(huì)下降，所以該系統(tǒng)的核心技術(shù)之一是利用貼在方向盤(pán)上的心跳感應(yīng)器周期性檢測(cè)駕駛員的心跳速度，除此以外，該系統(tǒng)還集成用來(lái)檢測(cè)汽車(chē)速度的變化和方向盤(pán)操作頻率的設(shè)備，并利用車(chē)載導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控汽車(chē)是否蛇行，經(jīng)過(guò)綜合分析汽車(chē)和駕駛員的表現(xiàn)實(shí)現(xiàn)有效預(yù)防疲勞駕駛?！?〕卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所針對(duì)疲勞駕駛開(kāi)發(fā)了Copilot系統(tǒng)，該系統(tǒng)同樣采用PERCLOS方法檢測(cè)疲勞。系統(tǒng)采用紅外照明，利用眼睛因?qū)t外光反射而在圖像中形成光點(diǎn)的特征，以及視網(wǎng)膜對(duì)不同波長(zhǎng)紅外光的反射率不同的特點(diǎn)，分別用兩個(gè)CCD攝像機(jī)采集波長(zhǎng)為850nm和900nm紅外光照明的圖像，對(duì)所獲得兩幅圖像作差，從而得到眼睛的位置，在此根底上進(jìn)一步分析眼球的大小，從而得到駕駛員的眼睛睜開(kāi)程度，再利用PERCLOS方法對(duì)疲勞進(jìn)行判定，值得一提的是該方法因采用紅外光源，所以可消除眼鏡的影響，適用范圍更廣?！?〕ELLison研究實(shí)驗(yàn)室研制的DAS2000(TheDAS2000RoadAlertSystem)型路面警告系統(tǒng)是一種設(shè)置在公路上用計(jì)算機(jī)控制的紅外線監(jiān)測(cè)裝置，它通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的行駛方向是否正常來(lái)判斷駕駛員是否疲勞駕駛。當(dāng)車(chē)輛偏離道路中線太遠(yuǎn)、將要沖出路面時(shí)，該裝置會(huì)向駕駛員發(fā)出警告?！?〕瑞典沃爾沃汽車(chē)公司最近推出的“駕駛員警示系統(tǒng)〞通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的行駛過(guò)程，記錄并分析司機(jī)的駕駛行為，判斷車(chē)輛是否處于有效控制狀態(tài)，從而能夠主動(dòng)地預(yù)防平安事故的發(fā)生。一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)車(chē)輛處于失效控制狀態(tài)時(shí)，就及時(shí)地予以警示。選題的先進(jìn)性和實(shí)用性疲勞駕駛檢測(cè)技術(shù)的研究對(duì)平安駕駛有著極其重要的作用，綜上所述，其對(duì)道路交通平安提供保障，具有重要的社會(huì)意義。人們?cè)絹?lái)越重視汽車(chē)平安問(wèn)題，解決平安問(wèn)題已成為汽車(chē)企業(yè)引以為傲的競(jìng)爭(zhēng)力。雖然近年來(lái)出現(xiàn)了各種針對(duì)疲勞檢測(cè)的方法和技術(shù)，但是各種技術(shù)均存在著明顯缺乏，需要在實(shí)用性、準(zhǔn)確性、低本錢(qián)等等方面得到完善。選題順應(yīng)時(shí)代進(jìn)步潮流，會(huì)為該領(lǐng)域的的開(kāi)展做出一份努力。這一系統(tǒng)只要能實(shí)現(xiàn)，能提供工程要求的疲勞檢測(cè)功能其實(shí)用性也不言而喻。技術(shù)難度和工作量汽車(chē)車(chē)平安駕駛疲勞檢測(cè)技術(shù)屬于當(dāng)前熱門(mén)且前沿的技術(shù)，出現(xiàn)了很多疲勞檢測(cè)的方法，但是實(shí)現(xiàn)可靠的檢測(cè)仍存在的技術(shù)難度，主要有如下：〔1〕疲勞狀態(tài)的認(rèn)定沒(méi)有十分精確的標(biāo)準(zhǔn)，可能每個(gè)人的疲勞特征會(huì)有些許的差異，會(huì)對(duì)疲勞的檢測(cè)造成一定的影響?！?〕我們主要采用非接觸性的圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)進(jìn)行疲勞檢測(cè)，圖像識(shí)別算法本身就具有一定的難度，加之復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境需要更深入的分析和最終的編程實(shí)現(xiàn)?！?〕本次課題任務(wù)只有6個(gè)月左右的時(shí)間，結(jié)合多種模塊實(shí)現(xiàn)精確的疲勞檢測(cè)存在很大的工作量，這也將是難度挑戰(zhàn)。綜和上文中的國(guó)內(nèi)外研究成果，可以將上述所有方法粗略的分為三類(lèi)：1.對(duì)于人體醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，例如腦電，心跳等、雖然此類(lèi)系統(tǒng)能保證一定的準(zhǔn)確性，但是通常造價(jià)昂貴，一般是接觸性的檢測(cè)，不一定符合駕駛員的開(kāi)車(chē)習(xí)慣，容易給駕駛員工作帶來(lái)影響。2.檢測(cè)總體行車(chē)環(huán)境，例如車(chē)子的行車(chē)方向是否正常，但是該方法具體實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確率和快速性往往比擬差。檢測(cè)駕駛員的面部特征，尤其是眼睛的閉合程度來(lái)判斷是否疲勞是應(yīng)用最為廣泛的方法。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)以及圖像處理技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，以機(jī)器視覺(jué)為根底的疲勞檢測(cè)系統(tǒng)憑借較低的研發(fā)、制造本錢(qián)和強(qiáng)大的圖像處理技術(shù)，得到了更多研究者的青睞，加上它是一種非接觸式系統(tǒng)，對(duì)駕駛員工作沒(méi)有不良影響，更容易被消費(fèi)者接受。分析完已有研究成果，根據(jù)工程要求。我們小組決定主要采用檢測(cè)駕駛員面部特征的方法實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)駕駛檢測(cè)。雖然危險(xiǎn)駕駛檢測(cè)的研究工作已經(jīng)取得一定的成果，但是由于圖像識(shí)別的復(fù)雜性及各種復(fù)雜因素的干擾，使得開(kāi)發(fā)出具有很好精確性、實(shí)用性、方便性、低本錢(qián)特性的系統(tǒng)仍是一個(gè)值得繼續(xù)研究的課題。我們會(huì)綜合司機(jī)的頭部行為、車(chē)速、連續(xù)駕駛時(shí)間等，分析司機(jī)是否處于危險(xiǎn)駕駛狀態(tài)。危險(xiǎn)駕駛檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)是智能。因此很容易獲取，無(wú)需花費(fèi)資金采購(gòu)設(shè)備。同時(shí)對(duì)軟件推廣也帶來(lái)了便利。其中的前置攝像頭，GPS均很容易調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的功能。OpenCV函數(shù)庫(kù)應(yīng)經(jīng)提供了很多成熟的圖像處理函數(shù)，我們只需研究函數(shù)功能，通過(guò)合理的調(diào)用，靈活使用根本能夠?qū)崿F(xiàn)工程的功能要求。6.主要參考文獻(xiàn)[1]周鵬.疲勞事故隱患消除技術(shù)與方法.汽車(chē)電器,1998(4):16-17[2]石堅(jiān),卓斌.汽車(chē)駕駛員主動(dòng)平安性因素的辨識(shí)與分析.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2000，34(4):440-445[3]王榮本,郭克友．一種基于Gabor小波的駕駛員眼部狀態(tài)識(shí)別方法的研究[J].中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào),2003,8A(9):1043-1047[4]杜志剛,蔣宏,潘曉東.眼動(dòng)儀在道路交通平安與環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[A].第三屆全國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集[C].北京:人民交通出版社,2006.4:893~899[5]吳群.基于心電信號(hào)的駕駛疲勞檢測(cè)方法研究[D].浙江:浙江大學(xué),2023[6]程?hào)|旭.駕駛環(huán)境中人眼睜閉狀態(tài)跟蹤[D].中國(guó)廣州:華南理工大學(xué),2023[7]黃河.駕駛員眼狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)的SOC設(shè)計(jì)研究[D].中國(guó)廣州:華南理工大學(xué),2023[8]FletcherA,DawsonD.Field-basedValidationofAWork-relatedFatigueModelBasedOnHoursofWork[J].TransportationResearch,2001,4(1):75-88[9]SherryP.Jobstressandfatigueinrailroaddispatchers[J].UnpublishedReport,1998:68-73[10]TaubJM,TanguayPE,ClarksonD.Effectsofdaytimenapsonperformanceandmoodinacollegestudentpopulation[J].JournalofAbnormalPsychology,1985:210-217[17]JohnStern,DuanePerrin,WaltWierwille,MelissaMallis.OcularMeasuresofDriverAlertness[J].ScienceDailyMagazine,1999,(8)：25-36[11]何德功.日本創(chuàng)造通過(guò)心速變化提醒司機(jī)不打瞌睡的新系統(tǒng)[J]．駕駛園世界博覽欄目，2004，l0(8)：46-47[12]EllenMAyoob.Copilot[EB/OL]．：//ri/projects/project-435.html,2003[13]LHartley.TheDAS2000RoadAlertSystemHighTechSolutiontoDriverFatigue.://,2006[14]劉靈，鄧小燕，徐穎.汽車(chē)駕駛員監(jiān)測(cè)方法與裝置的研究現(xiàn)狀[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2006，27(12):28-31課題內(nèi)容與具體方案課題根本內(nèi)容開(kāi)發(fā)一套實(shí)時(shí)，可靠的汽車(chē)平安駕駛疲勞檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于非接觸性的對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行監(jiān)控，在駕駛?cè)藛T出現(xiàn)疲勞病癥的時(shí)候，能及時(shí)做出相應(yīng)的處理，如輕微疲勞時(shí)，通過(guò)語(yǔ)音提醒駕駛?cè)藛T注意休息，如到了深度疲勞駕駛的時(shí)候，那么自動(dòng)采取應(yīng)急操作，來(lái)減少平安事故發(fā)生的可能性。最終開(kāi)發(fā)出一套能在安卓上運(yùn)行的軟件系統(tǒng)，以安卓為硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)工程要求的功能。系統(tǒng)需求分析經(jīng)過(guò)初步的需求分析，得到系統(tǒng)的主要要求：=1\*GB3①利用圖像處理技術(shù)，檢測(cè)判斷司機(jī)是否處于疲勞狀態(tài)。譬如困倦、專注力下降。如果是，那么及時(shí)給司機(jī)以提醒。=2\*GB3②利用圖像處理技術(shù)，檢測(cè)判斷司機(jī)是否有譬如打、東張西望等等的危險(xiǎn)行為。如果有，及時(shí)給司機(jī)提醒。=3\*GB3③利用GPS傳感器獲得車(chē)速，如果超速，提醒司機(jī)減速行駛。=4\*GB3④記錄司機(jī)的連續(xù)駕車(chē)時(shí)間，超出科學(xué)時(shí)間后給司機(jī)以提醒。根據(jù)時(shí)間長(zhǎng)短，綜合整體疲勞狀態(tài)，加大提醒的力度。=5\*GB3⑤所有這些功能必須能夠在安卓智能上實(shí)現(xiàn)。到達(dá)一定的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、實(shí)用性要求。數(shù)據(jù)流圖：硬件及軟件平臺(tái)方案=1\*GB3①硬件平臺(tái)：使用容易獲取的安卓智能，需要用到前置攝像頭、GPS傳感器模塊。=2\*GB3②軟件平臺(tái)：基于Linux的Android操作系統(tǒng)。軟件開(kāi)發(fā)工具：eclipse集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，需要安裝OpenCV庫(kù)。開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：Java/C++軟件設(shè)計(jì)方案整個(gè)工程采用自頂向下以及模塊化的設(shè)計(jì)方法?！?)搭建硬件平臺(tái)安卓智能〔2)搭建軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境eclipse集成開(kāi)發(fā)環(huán)境〔3)調(diào)用攝像頭(4)圖像采集模塊(5)人臉識(shí)別模塊該模塊的功能就是要在各種復(fù)雜的情況下，如光線強(qiáng)弱問(wèn)題、駕駛員偏頭動(dòng)作等，準(zhǔn)確的識(shí)別出人臉?lè)秶?，為下一步的眼睛定位打下根底?6)眼睛狀態(tài)識(shí)別模塊眼睛狀態(tài)主要分為睜開(kāi)和閉合兩種狀態(tài)，這里通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的分析，采用P80標(biāo)準(zhǔn)，即眼瞼遮住瞳孔面積超過(guò)80%就計(jì)為眼睛閉合。該模塊要實(shí)現(xiàn)的功能就是在精確定位眼睛位置的前提下，準(zhǔn)確的識(shí)別出眼睛處于何種狀態(tài)。(7)獲取正常駕駛狀態(tài)模塊我們可以認(rèn)為司機(jī)駕車(chē)的前幾分鐘是處在精神高度集中，平安駕駛的狀態(tài)的。對(duì)這段時(shí)間司機(jī)的眼睛閉合程度的記錄，可以作為以后判斷司機(jī)是否處于疲勞狀態(tài)的參考值。因?yàn)椴煌乃緳C(jī)眼睛大小、身材都不同。因此攝像頭獲取的信息也會(huì)不同，使用同一標(biāo)準(zhǔn)做出判斷肯定是不合理的。(8)綜合分析判斷模塊對(duì)疲勞與危險(xiǎn)行為做出判斷。對(duì)疲勞的檢測(cè)：綜合駕車(chē)時(shí)間，主要采用PERCLOS判別方法，這是比擬公認(rèn)且有效的疲勞判別方法,計(jì)算公式如下。根據(jù)PERCLOS