疲劳驾驶检测方法研究与软件设计

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1、专业硕士学位论文疲劳驾驶检测方法研究与软件设计作者姓名：刘高凯学号：2013919298学科专业：电子与通信工程研究方向：信息智能检测理论与技术指导教师：何鹏教授答辩日期：2016年6月齐齐哈尔大学ProfessionalmasterdegreethesisResearchandSoftwareDesignofDriverFatigueDetectionAuthor:GaokaiLiuStudentid:2013919298Major:ElectronicandcommuincationengineeringResearchdirection:

2、InformationintelligentdetectiontheoryandtechnologyTutor:Prof.HePengQiqiharUniversity学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：日期：

3、年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于齐齐哈尔大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本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和汇编本学位论文。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要近年来，随着汽车城市化的进程越来越快，物流运输业也在飞速发展，驾驶员队伍不断壮大。与此同时，道路交通事故也越来越多。研究表明，疲劳驾驶是交通事故发生的重要原因之一。因此，深入研究

4、疲劳驾驶检测的相关技术是十分必要的，且具有极大的社会意义。目前，基于图像处理的疲劳驾驶检测技术因其非接触、速度快、抗干扰能力强等优点，引起了国内学者的极大兴趣，迅速成为研究热点。随着检测技术的不断进步，人们对检测准确度的需求也越来越高。本文对其中的一些算法进行了深入的研究并作了改进工作，同时设计了基于Android系统的疲劳驾驶检测软件。具体的研究内容如下：首先，提出了基于非线性粒子群和最小二乘法的人眼轮廓拟合算法。在最小二椭圆拟合中，所有的边缘点都参与了拟合，但由于一些偏差较大边缘点的存在，降低了拟合的准确度。针对这一点，本文以点到待拟合椭圆

5、的代数距离为目标函数，建立优化椭圆参数模型。首先基于优化后的边缘点利用最小二乘法获得椭圆初始参数值，然后通过提出的非线性粒子群算法不断地迭代寻优，最终得到最佳逼近椭圆。实验结果表明改进后的算法提高了拟合的准确度。第二，对卡尔曼滤波跟踪模型以及MeanShift算法进行了深入的研究，针对MeanShift算法在人眼运动较快时容易出现丢失帧的问题，本文采用一种基于卡尔曼与MeanShift相结合的眼睛跟踪算法并建立匀变速卡尔曼滤波跟踪模型。首先，将前两帧眼睛的中心位置及协方差作为滤波器的观测值，并利用滤波器预测在当前帧中眼睛的可能位置，将它作为Me

6、anShift的输入值。然后，基于眼睛的灰度分布特征，在预测的邻域内使用MeanShift迭代算法搜索与人眼模板最为相似的目标。仿真实验表明提出的方法有很好的跟踪效果。本文首先基于VisualStudio2010和OpenCV完成了算法的验证。此外，针对现实的需要，本文设计了一款基于Android系统的疲劳驾驶检测软件，测试结果表明，该软件实现了对疲劳驾驶的有效检测，并且后续疲劳驾驶检测系统功能的开发也可在此软件上进行。关键词：粒子群；卡尔曼滤波；PERCLOS；C++；Android-I-AbstractRecently,carisbecom

7、ingmoreandmorewithfasturbanizationprocess,theindustryoflogistictransportationisrapidlydeveloping,andthesumofdriversismorethanever.Atthesametime,theroadtrafficaccidentsarealsomoreandmore.Studieshaveshownthatfatigueisoneoftheimportantreasonsfortheincreasinglyserioustrafficacci

8、dents.Therefore,furtherstudyoftechnologyrelatedtofatiguedetectionisverynece