基于视频图像信息提取的疲劳驾驶检测技术研究

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1、南京理工大学硕士论文基于视频图像信息提取的疲劳驾驶检测技术研究摘要机动车辆与日俱增，随之而来的车辆交通安全问题也越来越受到社会的广泛关注。调查表明，疲劳驾驶在造成交通事故的危险因素中高居第三位，在死亡交通事故原因中居首位。因此，研制疲劳驾驶检测预警系统，对于避免交通事故，提高交通安全性有着重要意义。本文在研习了国内外相关研究的基础上，分析对比各种疲劳检测方法，深入研究了基于视觉的非接触式、实时的驾驶疲劳检测方法。以视频图像信息提取和处理理论为基础，研究探讨了基于视觉的疲劳驾驶检测的关键技术，包括人脸检测、眼睛定位与跟踪、眼睛特征提取与状态识

2、别、疲劳状态分析。首先采用了实时性较好的基于肤色检测的人脸定位方法，将肤色与非肤色区域进行分离，较为准确地定位人脸区域；在关键环节眼睛定位中，选择了积分投影函数与混合投影函数相结合的方法，精确定位了眼睛中心，同时将KaliIlall滤波与MeanShifl算法相结合的眼睛跟踪方法融合到实验中，实现了对序列视频中头部旋转或倾斜情况下的连续眼睛检测和定位；在此基础上对眼睛进行特征提取，主要分析了决定眼睛状态的关键特征，包括虹膜、眼角、上眼睑，并对传统眼睛模型进行了修正，利用上眼睑与下眼睑的高度差来判断眼睛的状态；最后选取目前公认最有效的疲劳分析

3、方法PERCLOS法，结合眨眼频率对疲劳状态进行分析。基于上述研究所实现的疲劳检测软件系统，能够实时地检测驾驶者的眼睛状态并进行疲劳识别，在实验室环境下获得了较好的实验效果。关键词：疲劳检测，肤色检测，眼睛定位，眼睛特征，PERCLOS声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：生盛砷年占月弓口日学位论文使用授

4、权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：球艟泗7年17月扣日南京理工大学硕士论文基于视频图像信息提取的疲劳驾驶检测技术研究1绪论1．1疲劳驾驶行为的研究意义驾驶疲劳是指驾驶员由于睡眠不足或长时间持续驾驶造成的反应能力下降，这种下降表现在驾驶员困倦、打瞌睡、驾驶操作失误或完全丧失驾驶能力。驾驶疲劳反映在生理与心理两个方面，生理反映包括神经系统的功能、血

5、液和眼睛的变化；心理反映包括反应时间延长、注意力分散、动作不协调。美国印第安那大学对交通事故原因的调查研究发现：85％的事故与驾驶员有关，车辆和环境因素只占15％t11。驾驶员在事故发生前一瞬间的行为故障直接导致了事故的发生，这些行为包括知觉的延迟、对环境的决策错误、对危险情况的处理不当等。在所有的驾驶员错误中，最常见的是知觉延迟和决策错误，这些错误会产生注意力不集中、反应迟钝、操作不当等，产生这些错误的根本原因就是驾驶疲劳。2005年，由世界卫生组织于作出的报告《世界预防道路交通伤害报告》中提到，疲劳驾驶在“影响事故发生的十大危险因素"中

6、高居第三位。而这“十大"中与疲劳驾驶有间接关系的还有几条。近年来损失惨重的特大交通事故都直接或间接地与驾驶员疲劳驾驶有关。据调查交通事故总数的20％左右是由于驾驶员疲劳驾驶所造成。而疲劳驾驶在死亡交通事故的原因中占22％-一30％，在死亡交通事故原因中居首位，可以想象疲劳驾驶对道路交通安全的危害性。美国国家公路交通安全管理局NHTSA(NationalHighwayTrafficSafetyAdnlillis似ioID最近几年的调查显示【2】：每年平均有56000起车祸与疲劳驾驶相关，造成76000人受伤，1544人死亡(占交通事故死亡总人

7、数的3．7％)，调查还显示有27％的受访者表示有过开车打瞌睡的经历。2004年美国国家交通安全委员会NTSB(TheNationalTransportationSafetyBoard)检查了107起由驾驶员造成的卡车交通事故，表明有58％的交通事故与驾驶员疲劳驾驶有关【3】。美国汽车联合会AAA(AmericanAutomobileAssociation)的交通安全部初步估计41％～59％的重型卡车交通事故与疲劳驾驶有关【4】。美国卡内基梅隆大学在驾驶模拟器上的研究表明【5】：机动车辆重大事故中有9．1％归因于疲劳驾驶，而夜晚疲劳驾驶重大事

8、故率达19．9％。2005年1月20日，我国道路交通安全工作部际联席会议第3期《道路交通安全工作简报》的统计结果显示：2004年全国发生的一次死亡10人以上的55起群死群伤特大交