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疲劳驾驶检测系统的FPGA设计与硬件实现
| 论文题名： | 疲劳驾驶检测系统的FPGA设计与硬件实现 |
| 关键词： | 驾驶疲劳检测;红外图像;图像采集;亮瞳分割;Perclos算法;FPGA芯片 |
| 摘要： | 从国家发布的交通事故统计分析表中可知,2001年至2011年中,我国有90万人死于交通事故,2012年,据美国NHTSA给出的数据,有33561人葬身于交通事故。造成车祸的原因是多方面的,在这些原因中疲劳驾驶是交通事故的头号“通缉犯”,而且是重大交通死亡事故的最主要原因。相关科学研究表明,减少疲劳驾驶可以大幅度减少交通事故,是遏制交通事故的一种重要的手段。 本文在综合考虑国内外现行方法的基础上,设计出一套性价比高的、实用性高的、稳定性高的,以ADV7183B和XC6SLX75芯片为核心控制器的疲劳驾驶检测系统。该系统能够在实际驾驶中监控疲劳状态,减少交通事故的发生率,更好地保护驾驶员及乘车人员的安全。 系统利用人眼在850nm红外光源的照射下产生“亮瞳”效应,提出一种利用图像处理技术,基于 FPGA的疲劳驾驶检测系统。此系统由三大模块构成,前端为图像采集模块,中间为片上系统模块,而后端为显示与报警模块。在图像采集模块中采用中心波长为850nm、峰值透射率为91.79％的光学干涉滤光片,配以适当的红外光源以增强CCD传感器的效果,进而得到更好的红外图像。在该系统中,采用改进型的简化PCNN(Pulse Coupled Neural Network)模型,采用硬件描述语言VHDL在FPGA芯片内进行相关的实时处理,实现对“亮瞳”的准确分割,并依据Perclos算法进行相应的计算,判断与得到驾驶员的疲劳状态。最后,通过外接显示模块实时显示出人眼的状态和最终判断结果,在驾驶员处于疲劳时候实时进行警告或进行其他相关处理。 本设计是以FPGA为平台,设计出了一种基于行为学并利用图像处理方法的非接触式疲劳检测系统。通过大量的实验表明,设计可以实现实时、准确、稳定的疲劳判断。而且,该系统具有移植性好和具有较高的集成度等优势,并且为疲劳驾驶检测方向提供了一定的可行性价值,具有一定的实用意义。 |
| 作者： | 杜基赫 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 高潮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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