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基于汽车驾驶员的疲劳驾驶检测系统的研究

作　者: 窦元杰
导　师: 苑玮琦
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 疲劳检测 DM6437 亮瞳效应 PERCLOS 近红外光
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 100次
引　用: 1次
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内容摘要


长时间单一的工作会使工作者感觉疲劳而且对可能出现的危险失去警觉,比如汽车驾驶员,如果驾驶过程中疲劳了,神经失去了警惕,短暂的失误就可能引起重大的灾难。在美国,全国运输安全委员会在交通事故统计中表明31%出事故的卡车驾驶员死亡,而58%的货运卡车安全事故是由于驾驶员疲劳驾驶。疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因之一,一个来自美国汽车学会的学者调查车辆行驶安全,发现疲劳驾驶是导致交通事故的第二大因素,仅次于醉酒驾驶。针对汽车驾驶员疲劳驾驶检测的要求,本文设计了一种基于TMS320DM6437视频开发平台的疲劳驾驶视觉检测系统。通过DSP的GPIO口用软件控制摄像头轴上和轴外的两种不同波长的近红外光源(850nm/950nn)交替采集驾驶员图像,根据亮瞳效应两帧图像差分后粗定位人眼,用模板检测提取人眼的边界,避免了传统的先定位人脸再定位人眼的方法。结合PERCLOS疲劳判断方法根据人眼的不同状态：正常睁开,闭合,半睁半闭,系统分别处理,最后用蜂鸣器和语音提示作为报警系统提醒驾驶员。系统包含图像采集模块、图像处理模块、疲劳判断模块和报警系统模块。摄像头采集的驾驶员图像信号经过TVP5146视频解码芯片转换为数字图像信号,存储到DSP的SDRAM中,处理器进行图像处理和疲劳判断,出现疲劳状况系统及时给出警报。这个系统不需要人为的配合,并且不会干扰驾驶员正常驾驶,会持续实时的监测目标。摄像机包括一个CMOS摄像头,近红外光源(850nm/950nm),一片高通近红外滤光片,摄像机与目标的距离适用于50cm-80cm,近红外光源和滤光片可以排除易受影响的光源,在黑暗条件下或车内有别的光照情况下也不会干扰系统运作。实验证明：系统的人眼定位快速准确,疲劳判断方法完善实用。通过仿真器和CCS软件平台,把系统软件烧写到DSP的FLASH中,脱离PC机,形成一个简单实用的系统。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-20
  1.1 研究疲劳驾驶检测的意义  11-12
  1.2 疲劳驾驶产生的原因和表现形式  12-13
  1.3 疲劳驾驶监测研究方向  13
  1.4 国内外研究背景和发展  13-18
    1.4.1 国外研究状况  13-18
    1.4.2 国内研究状况  18
  1.5 系统的研究内容和论文结构  18-20
    1.5.1 系统研究内容  18-19
    1.5.2 论文结构安排  19-20
第二章 系统设计思想  20-27
  2.1 光源设计的原理  20-23
    2.1.1 视网膜反射法  21-22
    2.1.2 视网膜反射法的优势和缺点  22-23
    2.1.3 角膜反光点发  23
    2.1.4 小结  23
  2.2 疲劳判断标准  23-26
    2.2.1 PERCLOS法的原理与发展  24-25
    2.2.2 PERCLOS方法的补充  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 系统的整体框架  27-31
  3.1 系统硬件结构  28-29
  3.2 系统软件结构  29-30
  3.3 本章小结  30-31
第四章 图像采集模块的研制  31-37
  4.1 光源的制作  32-34
  4.2 图像传感器和滤光片  34-36
  4.3 图像采集装置  36
  4.4 本章小结  36-37
第五章 图像处理算法的研究  37-47
  5.1 人眼定位算法  37-42
    5.1.1 图像平滑噪声  37-38
    5.1.2 图像差分处理  38-39
    5.1.3 图像的压缩  39-41
    5.1.4 人眼粗定位  41-42
  5.2 眼睛边界提取和状态识别  42-46
    5.2.1 人眼上下边界的提取  42-45
    5.2.2 眼睛特征参数的计算  45-46
    5.2.3 人眼的状态识别  46
  5.3 本章小结  46-47
第六章 疲劳判断及报警系统  47-53
  6.1 眼睛完全闭合时的判断方法  48-50
  6.2 眯眼情况下的疲劳判断  50
  6.3 报警系统  50-52
  6.4 本章小结  52-53
第七章 系统的嵌入式实现  53-57
  7.1 开发板介绍  53-54
  7.2 CCS软件应用  54-55
  7.3 烧写软件程序  55-56
  7.4 本章小结  56-57
第八章 结论  57-60
  8.1 课题工作总结  57-58
  8.2 后续工作展望  58-60
参考文献  60-62
在学研究成果  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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