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原文传递驾驶疲劳检测技术的研究

论文题名：	驾驶疲劳检测技术的研究
关键词：	疲劳检测;疲劳驾驶;交通事故;人脸检测算法;卡尔曼滤波;眼睛检测算法
摘要：	目前，在频繁发生的交通事故中，司机的驾驶疲劳已成为引发交通事故的重要因素之一。因此，如何有效地检测和预防驾驶疲劳，对于减少交通事故发生，有着十分重要的现实意义。本文对现有的驾驶疲劳检测方法进行了深入地比较，详细分析了当前检测方法中的技术关键和难点，提出了两种基于视觉的驾驶疲劳检测方法--自然光照条件下的驾驶疲劳检测和红外光照条件下的驾驶疲劳检测。系统采用摄像机拍摄驾驶员的脸部区域，从中提取驾驶员的眼睛状态特征，据此判断驾驶员是否发生疲劳。主要研究工作如下： (1)研究了在疲劳检测系统中必不可少的图像预处理技术。自然光照条件下，采用邻域均值滤波法进行图像预处理，以消除随机噪声，此法对彩色图像运算量小，速度快。红外光照条件下，利用中值滤波法消除图像中存在的孤立噪声，此法能很好保护图像的边缘信息，为图像的边缘提取处理提供了保证。 (2)设计了改进的人脸检测算法。自然光照条件下，根据肤色在色度空间分布的聚类性，建立了基于YCbCr空间的椭圆聚类肤色模型，以此进行图像二值化，将肤色区域与非肤色区域分离开来。相较其他人脸分割的方法，此法降低了图像对光照的敏感性，对于人脸缩放，旋转等几何变化鲁棒性也很好，另外由于颜色信息计算速度快，过程简单，此法满足系统实时性的要求。红外光照条件下，采用Otsu自适应阈值的方法把红外图像转变为二值图像，将人脸与背景分离开来。人脸的定位采用的是改进的积分投影算法，相较于传统算法缩小了人脸区域，为整个系统的快速性打下了很好的基础。 (3)采用卡尔曼滤波的方法对脸部区域进行预测与跟踪，提高了人脸跟踪的准确度和速度。 (4)提出了新的眼睛检测算法。自然光照条件下，采用积分投影与数学形态学进行眼睛的定位与检测。红外光照条件下，由于眼睛的成像边缘丰富、层次清晰，采用sobel边缘检测与hough变换相结合的方法定位和检测瞳孔，取得了很好的眼睛定位效果。最后利用检测出的眼睛参数计算PERCLOS值来判断是否疲劳。本文详细论述了上述两种方法的特点和适用性，并完成了大量的实验。实验表明这两种方法能够准确地定位眼睛及检测眼睛的疲劳状态，具有较好的实用性和可靠性。
作者：	钟国
专业：	精密仪器及机械
导师：	金施群
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文