司机疲劳驾驶检测系统设计

司机疲劳驾驶检测系统设计

摘要：随着社会经济的发展，商用长途运输车越来越多，司机为了追求经济效益，经常罔顾交通法的规定疲劳驾驶，而一些私家车也因为各种各样的原因经常铤而走险疲劳驾驶，酿成很多人间惨剧。为了减少减轻司机的精神压力并对疲劳及时提示预警，本论文以计算机视觉技术为主体，设计实用操作简单的疲劳驾驶检测系统，辅助驾驶员安全驾驶。

我们从影片中看到美军3g单兵作战系统雏形：通过3g网络将移动、分散的单兵头盔系统进行联网，就能将单兵的声音、图像、gps定位送到后台中心，中心指挥人员通过电子屏幕就能知晓战场情况，听到单兵的实时图像、声音，准确掌握单兵所在的地理位置，并根据战场情况实时发出指令。第三章 系统功能介绍 实时音视频监控，可以实时听到看到车上的具体情况 公交自动报站，站点信息统计、路单 司机和乘务员考勤 公交乘客刷卡led广告发布 实时定位，实时了解车辆所在位置 录像回放和轨迹回放功能，查看在历史时间段车辆的音视频信息和轨迹电子围栏，划定车辆行驶区域或者线路 车辆调度与分配 超速、紧急按钮、聚众等报警功能远程断油断电功能，当司机没有按规定的线路行驶，或在接私活，远程断油断电停车记录司机驾驶习惯，随时提醒司机在驾车过程中不能打电话，不能聊天，文明驾驶 各种报表功能，acc记录，车辆速度记录，里程记录等数字对讲功能，司机和中心管理人员、司机与司机进行语音对讲 手机客户端功能，智能手机随时随时可查询车辆当前视频和位置3.1本地实时监控及录像车载前端采用高清晰、全天候车载摄像机，可将车内情况实时采集至车载主机中，每辆车安装2个摄像头，可对车内外的全部范围进行拍摄，也可以通过车内的车载屏可以观察车内外的情况。第二章 系统方案概述 2.1系统简介 该系统是我司专门为针对车辆监控与管理而设计的一套完整的系统，系统采用了北斗/gps定位技术，gis地理信息技术，h.264音视频编解码技术，rfid刷卡技术、数字集群对讲技术,ccd图像传感技术，智能调度，3g/4g无线传输通讯技术，流媒体技术,数据库管理技术，计算机应用等多种科技前沿的专业技术，并结合公司的专有车载电源管理技术，车载防震技术，实现前端采集车辆的音视频数据、经纬度信息、速度转向、行驶信息等数据，并将这些信息存储在本地存储介质（sd卡或硬盘）中，并且利用3g网络传输到管理中心，实现实时音视频监控，实时定位监控，语音对讲，超速报警，线路偏移报警，信息统计，里程统计，轨迹回放，各种统计报表，实现安全、科学、高效的调度和管理。

关键词：疲劳驾驶 人脸检测 肤色检测 交通安全疲劳判断

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目录

摘要 Abstract

1.疲劳驾驶检测系统研究背景与意义 ............................................................................................................... 2.疲劳驾驶检测系统研究与实现2.1国内外疲劳驾驶检测系统研究现状

加拿大交通伤害研究基金会( t irf) beirness等通过全国范围内的民意调查发现, 57% 的驾驶人认为疲劳驾驶是一个严重的问题, 50% 以上的被调查者有过疲劳驾驶的经历, 20% 的驾驶人( 相当于410 万加拿大驾驶人) 在过去的一年中至少有一次在驾驶过程中睡着或打盹[ 5]。图 1 疲劳驾驶事故统计fig. 1 疲劳驾驶事故中驾驶人特征从驾驶人个体因素分析, 不同年龄驾驶人发生疲劳驾驶交通事故情况不同, 国外许多研究发现,30 岁以下的年轻男驾驶人是最容易因疲劳驾驶而发生交通事故的群体。设计出的基于人眼特征疲劳驾驶检测系统由视频采集模块、图像预处理模块、人脸检测模块、人眼定位模块、人眼状态识别模块、疲劳判定和疲劳报警模块组成。

2.3.3疲劳程度的综合判定

............................................................................................................................................................................. 3.基于人脸特征的列车司机疲劳驾驶检测与识别系统研究 ........................................................................... 3.1研究内容及目标............................................................................................................................................ 3.1.1基于人脸特征的疲劳驾驶检测与识别算法开发 ..................................................................................... 3.1.2疲劳驾驶检测与识别算法OSP移植 3.2基于Adaboost算法的人脸检测 3.2.1人脸检测技术概述 3.2.2Adaboost人脸检测算法

3.3基于Adaboost算法的人脸检测软件实现 3.3.1.样本训练过程 3.3.2人脸检测程序

3.4人眼检测与人眼状态分析算法 3.4.1基于Adaboost的人眼检测算法 3.4.2人眼级联分类器效果分析 3.4.3人眼状态分析算法

4.基于贝叶斯网络的驾驶疲劳程度识别模型 4.1基于贝叶斯网络模型的驾驶疲劳程度识别 4.2驾驶疲劳程度识别模型 4.2.1驾驶疲劳贝叶斯网络结构 4.2.2贝叶斯网络条件概率表的确定 4.2.3驾驶疲劳程度贝叶斯网络识别模型 4.3模型有效性验证

5.基于FPGA的疲劳驾驶检测系统设计 5.1疲劳驾驶检测系统总体设计方案 5.1.1系统红外光源原理 5.1.2系统总体设计

5.2系统硬件设计与实现 5.2.1系统硬件总体架构 5.2.2图像采集电路设计

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5.2.3主控板设计 5.2.4辅助电路设计

5.2.5系统硬件电路的物理测试

6.基于 NiosII 多核驾驶疲劳检测系统设计 6.1系统介绍

6.2系统关键模块设计 6.2.1图像采集模块设计 6.2.2图像处理算法

6.2.3图像处理算法硬件加速的实现 6.2.4数据存储模块设计

7.疲劳驾驶预警系统的研究进展....................................................................................................................... 7.1预警系统的组成及工作原理 7.2典型的疲劳驾驶预警系统 7.3疲劳驾驶预警系统比较 7.4发展趋势

8.新型多功能驾驶员状态监测系统设计 8.1无线脑电信号采集和分析 8.1.1情绪预警 8.1.2疲劳监测 8.1.3突发疾病监测 8.2酒精监测

9.多源信息融合在驾驶疲劳检测中的应用 9.1驾驶疲劳特征

9.1.1PERCLOS值的计算

9.1.2行驶方向改变与驾驶员反应不一致情况 9.1.3方向盘动作状态 9.1.4连续驾驶时间 9.1.5实际时间参数

9.2模糊神经网络疲劳识别 9.2.1疲劳度量化

9.3智能控制技术在汽车疲劳驾驶监控中的应用研究 9.3.1硬件描述

本书参考古籍文献近百种，引用了大量文献史料，体现了作者在史料的搜集整理上所费功夫颇深。所述数据的存储和处理在文献“用于rds-tmc的位置参考规则”中公开，该文献为欧洲陆路运输远程(telematics)实施协调组织，地理位置参考工作小组，cord项目v2056，交货号no d010，1995年八月编制。（4）最后列出作者所查阅的国内外参考文献（6篇以上，含1篇外文，写法与正文部分参考文献的的格式一致），且所列文献必须是综述作者阅读过的材料，不允许将所列文献中引用而自己并未阅读的文献列入。

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1.研究背景与意义

经调查认定，事故直接原因是：事故车辆驾驶人王百明行经事故地点时超速行驶、疲劳驾驶，致使车辆向道路右侧偏离，正面冲撞秦岭1号隧道洞口端墙。 2 1 陕西省公路局, 陕西 西安 710068)摘 布及高速公路上交通事故主要成因, 研究了疲劳驾驶对操作行为的影响和驾驶人疲劳产生的原因,提出了疲劳驾驶预防对策。事故调查组经调查认定，事故的直接原因是事故车辆驾驶人王百明行经事故地点时超速行驶、疲劳驾驶，致使车辆向道路右侧偏离，正面冲撞秦岭1号隧道洞口端墙。

随着我国生活水平的提高，人们的衣食住行等方面有了很大的改善，在交通方面更是有了质的飞跃。四通八达的道路、便捷的交通工具大大地缩短了人与人的距离，其中汽车保有量更是与日俱增，一个家庭拥有两辆以上的小车已经不是什么新鲜的事情。但是，汽车在带给人们方便的同时，随之而来的交通事故也源源不断。据统计，我国交通事故死亡人数己连续10多年居世界第一。我国在滚滚车轮下丧生的人数，短短十几年间己从每年5万多人增长到10多万人，是交通事故死亡人数居世界第二位国家的两倍。其中，驾驶员疲劳造成交通事故的占总数的20%左右，占特大交通事故的40%以上。同样，在国外情况也不容乐观。疲劳驾驶检测系统 据美国国家公路交通安全委员会的估计，在美国大约发生56000次与睡眠有关的交通事故，其中约40000人次受伤和1550人死亡。1965年美国俄克拉荷马州收费公路局发表了1953年至1964年2128名机动车驾驶员发生车辆碰撞事故的调查结果:22%的驾驶员打吨驾驶，48%的交通事故归结于疲劳驾驶疲劳。

由此可以知道，疲劳驾驶正逐渐成为交通事故的主要原因之一，成为马路上的“第一杀手”，如果我们能积极开展疲劳检测的工作，提醒驾驶者，很大程度上就能预防和减少交通事故的发生，使得公民的出行更加安全。因此，研究出一套疲劳检测的系统对社会和民众都有不可估量的社会意义和经济价值。

一套好的检测系统必须要有成熟而完善的算法。本文对疲劳检测系统的实现方法进行研究，以期提高疲劳检测的速度和准确度。如果能将好的算法应用于疲劳检测系统之中，无疑能更有效的预防驾驶员疲劳驾驶而引起不必要的人员伤亡和经济损失。

2. 疲劳驾驶检测系统研究与实现

2.1国内外疲劳驾驶检测系统研究现状

对疲劳驾驶的研究在国外最早可以追溯到20世纪30年代，但实际上，投入真正研究的却还是从上世纪RO年代美国国会通过的汽车驾驶状态与交通安全之间的关系研究开始的。进入上世纪90年代，疲劳驾驶的科研工作得到了人们更大的重视，取得了一系列卓有成效的成果。

2.1.1国外疲劳驾驶检测系统的研究成果

早期的疲劳驾驶测评主要是从医用角度出发，借助医疗器件进行生理特征测量的。疲劳驾驶的实质性的研究工作是从20世纪80年代由美国国会批准交通部研究交通安全和机动车驾驶的关系，并健全汽车安全管理条例开始的。由此把疲劳驾驶的研究提高到了立法高度，保证了开展疲劳驾驶研究的有效性、合法性和持续性。其研究工作大概可以分为两大类:一是研究疲劳磕睡产生的原因和其他诱发因素，寻找能够降低这种危险的方法:二是研制智能报警系统，防止驾驶员磕睡状态下驾驶。20世纪90年代，美国对疲劳驾驶电子装置的研发

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工作发展的较快。在各国研制的装置中具有代表性的成果有:

(1)美国研制的打磕睡驾驶员侦探系统DDDS(The Drowsy Driver DetectionSystem)。采用多普勒雷达和信号处理方法，可获取驾驶员烦躁不安的情绪活动、眨眼频率和持续时间等疲劳数据，用以判断驾驶员是否打磕睡或睡着。该系统可制成体积较小的仪器，安装在驾驶室内驾驶员头顶上方，完全不影响正常的驾驶活动。

在世界技能大赛中，选手要做的，就是精确掌握各种色彩的构成，需要一边印刷一边用眼睛结合仪器测试每一种颜色的误差，所要求达到的误差是人眼早已不能分辨的。欧米茄计时仪器在纽沙特尔(neuchatel)、日内瓦及基龙·特丁顿 (kew-teddinton) 天文台所举办的精确比赛中，赢取了93项世界纪录，当中有72项是新纪录，包括1936年基龙·特丁顿天文台的所有精确项目中，以100分为满分，欧米茄计时仪器拿取97.8 分的高纪录，往后在同项测试中均未有被其它计时仪器打破此佳绩。仪器校正.仪器校验.仪器校准.仪器检测.仪器计量.仪器外校.内校员培训，第三方权威认证机构力学类计量校准:各类电子称、电子天平、机械天平、架盘天平、磅秤、砝码、粘度计、插拔力试验机、拉力计、推拉力计、张力计、扭力扳手、扭矩仪、扭力起子、扭力天平、压力表、测试指、纸箱抗压试验机、摇摆测试仪、邵氏橡胶硬度计、洛氏/维氏/显微硬度计、突拉试验机、拉压力试验机、木材含水率测试仪、耐磨试验机…….玩具类计量校准:试验手指、试验销、小球测试仪、压力头、假手指、跌落地板、光电转速表、模厚仪、奶嘴测试仪、锐利尖点测试仪、锐利边缘测试仪、声级计、秒表。