疲劳驾驶监测系统核心算法的研究与实现

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1、UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目疲劳驾驶监测系统核心算法的研究与实现学科专业通信与信息系统学号201221010217作者姓名+董庆然指导教师____________马争教授分类号________________________________密级UDC^1学位论文疲劳驾驶监测系统核心算法的研究与实现(题名和副题名）董庆然(作者姓名）指导教师______________马争___________

2、_____教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期抓论文答辩日mict；5.(^学位授予单位和日期电子科技大学年n月答辩委员会主席„虔U名________________评阅人注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的F究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的适方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用

3、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谢意。作者签名:曰期：2〇/[年{月丨’曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技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。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）曰期：年^月丨<曰RESEARCHANDIMPLEMENTATI

4、ONOFTHECOREALGORITHMINDRIVERFATIGUEMONITORINGSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:QingranDongAdvisor:ProfessorZhengMaSchool:SchoolofCommunicationandInformationEnginee

5、ring摘要摘要驾驶员疲劳驾驶是引发交通事故的一个重要原因。为了减少疲劳驾驶引发的交通事故，可以设法在驾驶员进入疲劳状态时及时给驾驶员提醒。为了达到此目的需要一套实时准确的疲劳驾驶监测系统。人们已提出了许多疲劳驾驶监测方法。在这各种方法中，基于图像处理的监测算法是重要的一类。但是因为人脸本身的复杂性，以及外部环境的复杂性，使得各种基于图像处理的算法的实时性和鲁棒性等仍然有大问题。人脸关键点定位算法是人脸相关的图像处理任务常用的基础算法。该类算法在人脸识别和表情识别中已有很多应用，而在疲劳驾驶监测中应用较

6、少且应用不够充分。因此，本文将以人脸关键点定位算法为重点，同时研究并实现疲劳驾驶监测系统核心算法的其他三个子模块。本文主要完成了如下工作：（1）构建建模和测试所需的数据库。因为所有的具有人工标注的人脸数据库都缺少含有疲劳相关的面部信息的人脸图像，所以我们通过整合多个现有数据库并加入额外采集的人脸图像制作了针对疲劳驾驶监测的数据库。（2）研究了混合模型算法用于疲劳相关信息获取。本文介绍了ASM、AAM、STASM、CLM四种主流人脸关键点定位算法的基本原理。主要从人脸关键点定位和人脸局部状态信息获取两个角

7、度出发对这四种算法进行了对比实验，对比了四种算法在不同人脸点集上的定位效果，并分析总结出各种算法的性能特点。以此实验的基础上，给出了混合人脸关键点定位算法，并对可行性进行了进一步的实验分析。（3）设计疲劳驾驶监测系统核心算法的四个子模块：人脸检测、图像增强、人脸关键点定位和疲劳判定。人脸检测模块以基于AdaBoost的人脸检测算法为核心。图像增强模块以去除光照干扰为主要目的。人脸关键点定位模块以混合定位算法为基础。疲劳判定模块以眼部为例，采用了PERCLOS疲劳判定准则。（4）针对疲劳驾驶监测的需要和特

8、性，优化各个子模块的性能，最后将各个子模块组合为一个整体。特别是通过充分利用关键点定位算法的跟踪能力，在保证算法准确性的前提下，提高了算法的速度。我们实现了整个核心算法，进行了模拟测试。从实验结果看，该系统具有较好的性能。关键词：疲劳驾驶监测，人脸关键点定位，人脸检测，PERCLOSIABSTRACTABSTRACTDriverfatigueisanimportantcauseoftrafficaccidents.Inordertoredu