驾驶员疲劳驾驶实时检测系统设计与研究

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1、分类号：TP391.4单位代码：10190研究生学号：201301038密级：无硕士学位论文驾驶员疲劳驾驶实时检测系统设计与研究DesignandResearchonReal-TimeFatigueDrivingDetectionSystemforDriver研究生姓名：周鹏飞专业：机械工程指导教师姓名：唐新星指导教师职称：副教授2016年4月长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《驾驶员疲劳驾驶实时检测系统设计与研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内

2、容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年

3、月日校内指导教师签名：年月日硕士学位论文摘要随着汽车持有量的持续增加和公路级别的不断提高，全世界的公路交通事故频繁发生，交通安全问题日益严重。有关部门调查结果显示，驾驶员疲劳驾驶是导致重大交通事故的主要原因之一。因此研究和设计一套准确、高效的驾驶员疲劳驾驶检测系统，及时地对驾驶员进行疲劳驾驶预警具有重要的意义和实用价值。基于面部特征状态的疲劳检测方法因其具有非接触性、实时性好、准确性高等优点，已经成为疲劳检测的主流研究方向。本文结合吉林省教育厅“十二五”资助项目（编号：2015097）、吉林省发改委资助项目（编号：2015Y06

4、7），在对国内外疲劳驾驶检测技术进行了广泛调研的基础上，运用机器视觉、图像处理、目标检测及特征提取等技术对与疲劳有关的外在生理特征进行检测和状态分析，并依据相应疲劳判断准则，建立了基于驾驶员面部特征的疲劳驾驶检测系统。该检测系统主要包括四个模块：图像捕捉模块、图像预处理模块、特征检测提取模块和特征分类识别模块。本文对其中特征检测提取和特征分类识别模块做了重点研究，主要包括驾驶员人脸检测、人脸跟踪定位、面部特征检测与状态识别以及基于面部特征的疲劳状态识别与分析。本文主要研究内容如下：首先，运用计算机、摄像头、VisualStudi

5、o等软硬件设备构建检测系统平台。在对采集的图像进行预处理的基础上，选择MB-LBP特征作为分类特征，运用AdaBoost算法和级联的方法训练人脸分类器，根据得到分类器进行人脸检测和定位，实现对驾驶员人脸区域的实时检测。针对Camshift跟踪算法的不足，提出结合卡尔曼滤波器预测的Camshift跟踪算法，实现对人脸区域的实时跟踪；其次，使用梯度回归树算法，对已标定人脸特征点位置的样本图像进行训练，得到人脸模型，使用该模型对检测出的人脸进行眼睛和嘴巴特征定位。然后使用椭圆拟合算法，设置阈值判断眼睛和嘴巴的状态，并依照相应疲劳判断准

6、则识别驾驶员的疲劳程度。最后，为验证所提出的疲劳驾驶检测算法的准确性，本文在本田家用轿车上进行了疲劳驾驶检测试验，通过安置在前挡风玻璃上的带有红外功能的COMS摄像头采集驾驶员面部图像，使用计算机作为数据处理平台进行数据计算与分析。试验内容包括驾驶员人脸区域检测与跟踪、面部特征检测与特征状态识别、以及基于面部特征的疲劳状态识别与分析。试验结果表明，该系统具有很好的准确性、实时性和鲁棒性。关键词：疲劳检测AdaBoost算法人脸跟踪梯度增进回归树算法椭圆拟合I硕士学位论文AbstractWiththequantityofautom

7、obileandtheroadrankcontinueincreasing,theworldroadaccidentoccursfrequently,trafficsafetyenvironmentisworsedaybyday.Aninvestigationshowedthatthedriverfatiguedrivingisamajorcauseforfataltrafficaccidents.Therefore,ithasgreatsignificanceandapplicationvaluetostudyanddesig

8、nanaccurateandefficientdriverfatiguedetectionsystemtowarnthedrowsydrivinginreal-time.Becauseoftheadvantagesofnon-contact,real-time,