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中国科学技术大学软件学院
《软件工程实验》项目环节
开题报告
项目名称:汽车安全驾驶疲劳检测系统的研制成员名单:李卓泉、毕研儒、章鑫、黎明
指导教师:叶勇
工程领域:科研
开题时间:
中国科学技术大学软件学院
填表日期:2013年10月22日
一、 简况 名称
中文 汽车安全驾驶疲劳检测系统的研制
英文 The development of the car safety driving fatigue detection
system
项目组成员名单 姓名 学号 项目中的分工
签 章
李卓泉 SA13226398 系统架构设计、系统移植、 图像采集模块实现 毕研儒 SA13226130 系统移植、显示界面设计、 算法分析与实现 章鑫 SA13226346 算法分析、报警模块设计与实现、 文档编写 黎明 SA13226341 图像识别、疲劳检测算法实现
中英文摘要
摘要
基于视觉的疲劳驾驶检测技术是疲劳检测领域的前沿技术。本课题从汽车安全驾驶疲劳检测系统研制的实际问题出发,对驾驶疲劳特征进行分析研究,同时基于疲劳特征进一步研究疲劳检测的方法。
为了实现准确的疲劳检测,以ARM9处理器为核心结合实时LINUX操作系统,设计一套实时、便捷、非接触、可扩展的实用驾驶安全疲劳检测系统。该系统主要以非接触性的图像识别技术为核心,以PERCLOS疲劳驾驶检测方法主,辅以其的检测方法。
Abstract
Based on visual fatigue driving detection technology is a cutting-edge technology in the field of fatigue detection. This topic from the car safety driving fatigue test system developed according to the practical problems of research and analyze characteristics of driving fatigue, at the same time, based on the fatigue characteristic of further study on the fatigue test method.
In order to realize accurate fatigue detection, real time LINUX operating system with ARM9 processor as the core, designs a set of real-time, convenient and non-contact driving safety, the utility of the extensible fatigue detection system. This system mainly by the non-contact image recognition technology as the core, with PERCLOS fatigue test method of Lord, supplemented by their testing methods.
主题词中文驾驶疲劳检测图像识别嵌入式
英文Driver’s Fatigue Supervising/ Imageidentification / Embedded
二、选题依据
1.阐述该选题的研究意义,或工程设计的价值和意义,国内外概况和发展趋势,选题的先进性和实用性,技术难度及工作量。
(1)选题的研究意义
驾驶疲劳是指驾驶车辆时,由于驾驶作业引起的身体上的变化、心理上的疲劳以及客观测定驾驶机能低落的总称。近几年,道路交通高速发展,汽车保有量也在不断攀升,在给人们生活带来方便的同时,也不可避免地带来了交通事故等诸多问题。事故中人的因素占的比例最大,疲劳驾驶正成为汽车驾驶者的头号杀手。美国国家公路运输安全管理局从2002年以来的数据表明100000起车祸中有1500起是与驾驶人疲劳有关的。据澳大利亚联邦议会统计:在2000年,司机疲劳驾驶造成的交通事故占所有交通事故的20%到30%[1]。法国国家警察总署事故报告表明,因疲劳瞌睡而发生车祸的,占人身伤害事故的14.9%,占死亡事故的20.6%;据德国保险公司协会估计,在德国境内的高速公路上,大约有25%的导致人员伤亡的交通事故都是因为疲劳驾驶而引发[2]。我国的统计资料显示,由于人因造成的安全事故占事故总数的80%以上,而这其中由疲劳引起的则占相当大的比例[3]。
因此,开发一套实时车载的疲劳检测系统有非常重要的意义。将有效降低交通事故的发生率,避免一定的安全事故发生。
(2)设计目的及工程设计的价值和意义
设计目的简而言之就是要实现准确的驾驶疲劳检测。
交通事故并不是在驾驶疲劳一产生时就发生,所以如果能找到一种方法,在驾驶中实时监测驾驶人的机能状态,若在潜在交通事故发生前给驾驶人发出警报,则可避免类似的交通事故[8]。研究开发高性能的驾驶人安全状态监测及预警技术,对改善我国交通安全状况意义重大。
现存的各种检测方法大多数都侧重于驾驶员疲劳时所表现出的某个特征来进行研究,由于驾驶员个体之间都普遍存在差异,且其工作环境也存在差异,为了提高
疲劳状态检测的可靠性,有必要综合以往的各种检测方法,研究出一种适合于广大驾驶员疲劳的检测方法,从而进一步提高疲劳预警装置的可靠性。这种方法将成为驾驶员疲劳监测技术的发展趋势
设计一种汽车疲劳检测系统,系统结合多种目前相对成熟有效的疲劳检测方法,且当检测到驾驶疲劳时,以多种方式对驾驶员进行报警。如果该系统能得以实现,将会广泛应用到汽车电子领域,源于安全考虑,大多数顾客肯定愿意接受这一系统,市场前景将十分可观。
( 3 )国内外概况和发展趋势
疲劳驾驶检测技术作为热门的前沿技术,近年来,有越来越多的商业公司,研究机构等参与进来。对疲劳检测采用了多种检测方法加以实现。
1、日本丰田公司基于人疲劳的生理特征,设计了一款像手表的一样的装置,通过驾驶人员的佩戴,来测量脉搏、心律等信息,通过分析这些信号判断驾驶人员的疲劳状况。
2、奔驰公司研究的“疲劳识别”辅助系统能检测驾驶员的疲劳程度。该系统的红外线摄像机记录驾驶员的眨眼频率以及每次闭眼的时间,一旦发现闭眼时间过长,系统就会报警,同时该系统也使用其它的生理检测如脑电图(EEG等)来判别疲劳状态。
3、西班牙的防磕睡系统ADS(Anti-Drowsine System)[22]测量驾驶员驾驶时手对方向盘的握力,由于驾驶员处于疲劳状态时,手对方向盘的握力会变松,甚至松开。
4、国内研究人员利用信息融合技术实现疲劳检测:杨英等提出了驾驶员嘴巴与眼睛状态双目标疲劳状态判别法。
从国内外的研究状态来看,疲劳检测有广阔的应用价值。因此这一前沿技术,肯定会在不断研究和实现中得到完善。
(4)选题的先进性和实用性
疲劳驾驶检测技术的研究对安全驾驶有着极其重要的作用,综上所述,其对道路交通安全提供保障,具有重要的社会意义。虽然近年来出现了各种针对疲劳检测的方法和技术,但是各种技术均存在着不足,仍需要不断的完善与发展。