基于多源信息融合的驾驶员疲劳预警技术研究

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1、硕士学位论文基于多源信息融合的驾驶员疲劳预警技术研究ResearchonWarningTechnologyofDriverFatigueBasedonMulti-sourceInformationFusion作者姓名：谭桂玲导师(职称)：苗德华教授学科(专业)：机械工程提交论文日期：2015年03月分类号：学校代码：10066密级：学号：03M080612030基于多源信息融合的驾驶员疲劳预警技术研究ResearchonWarningTechnologyofDriverFatigueBasedonMulti-sourceInf

2、ormationFusion作者姓名：谭桂玲导师(职称)：苗德华教授一级学科：机械工程学科(专业)：机械工程年级：2012级提交论文日期：2015年03月学位授予单位：天津职业技术师范大学-i-独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签

3、名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日-ii-摘要随着我国交通事业的发展，汽车的人均拥有量逐年增多，随之而来的交通事故的发生也越来越频繁，给人们的日常

4、生活及生命财产安全带来了极大的危害。根据最新研究数据表明，引发交通事故频频发生的主要原因之一是疲劳驾驶，因此，准确地监测驾驶员疲劳状态并及时提供预警对避免疲劳驾驶起到重要的作用，同时，对减少交通事故的发生具有重要意义。论文对疲劳驾驶监测方法进行研究，建立基于人—车—行车环境的驾驶员疲劳实验系统，提出基于D-S证据理论与模糊逻辑疲劳信息融合的方法，构建了驾驶员疲劳判定的数学模型，给出判定准则。由于脑电信号可以看成判定疲劳的“金标准”，为了验证呼吸、脉搏和心率作为疲劳判定特征的重要程度，分别在清醒和疲劳状态下对驾驶员的脑电与呼吸、

5、脑电与脉搏和脑电与心率做相关性分析。通过对驾驶员进行疲劳实验，采集呼吸、脉搏、心率和脑电信号数据，应用小波分解的方法对各种生理信号进行降噪处理。降低基线漂移、肌体干扰和实验仪器的工频干扰等信号对各生理信号的噪声影响。根据各传感器采集信号的不同，分别采用不同的方法对呼吸、脉搏、心率和脑电信号进行特征提取，分析证明呼吸、脉搏和心率信号与疲劳程度具有显著相关的特性。提出基于D-S证据理论与模糊逻辑相融合的疲劳预警方法。首先通过清醒和疲劳状态下采集的数据建立疲劳样本隶属度函数，再随机测试一组未知数据，建立疲劳未知测试数据隶属度函数，把

6、疲劳样本隶属度函数和测试数据隶属度函数进行匹配，随后构造基于隶属度函数的基本概率赋值函数，确定决策规则，最后，通过决策规则对采集的测试数据进行疲劳判定。设计了驾驶疲劳监测实验系统，通过室内模拟驾驶实验和室外真实驾驶实验分别对驾驶员生理信号进行采集，得出室内和室外对反映驾驶疲劳程度的信号变化情况具有一致性；驾驶员在驾驶过程中，随着疲劳程度加深，部分脉搏、心率、脑电和呼吸生理信号会有比较明显的变化趋势。建立了包括生理信息采集模块、数据处理模块和疲劳预警模块等组成的疲劳预警系统，并将上述方法应用于嵌入式驾驶员疲劳预警系统，通过采集模

7、块的呼吸、脉搏、心率和脑电传感器对驾驶员生理信号进行采集信号，将采集到的信号输送到处理模块，对信号进行分析和判定，最后由预警模块根据判断结果对驾驶员发出警告。关键词:疲劳相关性分析，D-S证据理论，模糊逻辑，疲劳决策规则-iii-AbstractWiththedevelopmentoftransportationandincreaseofvehicleownershipinourcountry,trafficaccidentshaveincreasedatanalarmingrate,whichisdetrimentalfor

8、anindividual’ssafetyanddailylife.Accordingtothelatestresearchdata,oneofthemainreasonsfortrafficaccidentsisfatiguedriving.Asaresult,monitor