长途客车驾驶员疲劳状态辨识与预警
发布时间：2021-01-19 19:42
疲劳驾驶会影响驾驶员的反应能力、执行能力以及判断能力,对道路行车安全危害极大。而长途客车驾驶员在公路运输中的角色非常重要,其职业特点使其成为疲劳驾驶的多发群体;由长途客车驾驶员疲劳导致的事故多为重、特大事故,易引发群死群伤的严重后果。尽管各国法律都对持续驾驶时间进行了规定,但即使是在规定的驾驶时间内也可能由于个人原因产生疲劳。对于长途客车驾驶员来讲,即使意识到处于疲劳状态,为了保证运输任务也会选择继续驾驶。因此进行长途客车驾驶员疲劳监测预警的研究对长途客车驾驶员安全行驶具有重大意义。已有研究中针对长途客车驾驶员的研究较少,为了筛选有效的表征参数,首先面向长途客车驾驶员开展了有关疲劳症状的调查问卷,并采用改进的层次分析法（AHP）对问卷结果进行分析,研究发现反应迟钝和方向盘操作失误是权重值排在前两位的疲劳症状。以此为基础,设计了疲劳特性研究试验,进行了长途客车驾驶员疲劳状态辨识研究与预警系统的开发,论文主要研究内容如下:1)长途客车驾驶员疲劳表征参数优选采用双因素方差分析对转向操纵参数、车辆侧向参数以及反应能力参数进行了优选。对时间因素及疲劳因素的交互效应进行统计分析,筛选出了方向盘紧握...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 长途客车道路运输安全形势
1.1.2 驾驶疲劳定义及形成原因
1.2 研究现状综述
1.2.1 长途客车驾驶员疲劳研究现状
1.2.2 驾驶员疲劳状态判别研究现状
1.2.3 疲劳预警系统研究现状
1.3 研究现状分析总结
1.4 研究内容及技术路线
第2章 长途客车驾驶疲劳试验设计
2.1 驾驶疲劳主观调查数据分析
2.1.1 调查数据的获取
2.1.2 基于改进AHP方法的疲劳症状研究
2.1.3 疲劳对操纵特性及反应能力的影响分析
2.2 疲劳特性研究试验
2.2.1 试验平台及设备
2.2.2 试验人员及场景
2.2.3 试验过程
2.3 道路试验
2.3.1 试验人员及路线
2.3.2 试验设备
2.3.3 试验过程
2.4 小结
第3章 长途客车驾驶员疲劳特性研究及参数优选
3.1 参数优选方法概述
3.2 方向盘操纵参数优选
3.2.1 方向盘转角统计参数优选
3.2.2 方向盘转角经验类统计参数优选
3.2.3 方向盘转角速度统计参数优选
3.2.4 方向盘转角速度经验类参数优选
3.3 车辆侧向运动参数优选
3.3.1 侧向运动特征分析
3.3.2 侧向运动参数优选
3.4 反应能力参数优选
3.4.1 反应时间特征分析
3.4.2 反应时间参数优选
3.5 小结
第4章 长途客车驾驶员疲劳状态辨识模型
4.1 理论基础分析
4.1.1 HMM建模理论
4.1.2 HMM基本算法
4.2 基于GM-HMM的疲劳辨识模型构建
4.2.1 模型结构选择
4.2.2 GM构建
4.2.3 GM-HMM离线训练
4.3 基于前向-后向算法的疲劳状态识别
4.3.1 模型识别过程
4.3.2 基于模型识别准确率的个体差异性分析
4.4 考虑反应时间检测时机的模型研究
4.4.1 基于状态参数的GM-HMM疲劳初判模型
4.4.2 基于道路试验的模型修正与优化
4.5 小结
第5章 基于图像识别的长途客车驾驶员疲劳状态表征信息采集技术
5.1 图像处理基础理论
5.1.1 图像处理方法概述
5.1.2 摄像头标定原理
5.2 方向盘转动角度检测方法研究
5.2.1 图像采集平台构建
5.2.2 感兴趣区域提取
5.2.3 图像预处理
5.2.4 基于标记点跟踪的转角检测
5.3 基于结构化道路的车辆侧向速度检测方法
5.3.1 思路设计
5.3.2 基于理论车速的感兴趣区域计算
5.3.3 摄像头标定
5.3.4 图像预处理
5.3.5 基于标志线识别的车辆侧向速度检测方法
5.4 小结
第6章 驾驶员疲劳状态监测与预警系统开发
6.1 系统总体设计
6.1.1 系统软硬件的功能需求分析
6.1.2 嵌入式图像处理系统的特点
6.2 基于ARM的嵌入式系统开发
6.2.1 硬件平台设计
6.2.2 嵌入式软件体系结构
6.2.3 系统界面开发设计
6.3 预警系统识别准确率试验验证
6.3.1 道路试验
6.3.2 测试结果分析
6.4 小结
第7章 全文总结及展望
7.1 全文总结
7.2 论文创新性
7.3 工作展望
参考文献
附录
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转向盘图像的驾驶员疲劳检测方法研究[J]. 蒋鹏民,李海标,黄名柏,时君. 汽车技术. 2018(09)
[2]营运长途客车驾驶员疲劳累积规律及模型研究[J]. 裴玉龙,刘颖慧,翟博韬. 交通信息与安全. 2017(01)
[3]基于无侵入测量指标的个体差异化驾驶疲劳检测[J]. 胥川,裴赛君,王雪松. 中国公路学报. 2016(10)
[4]基于方向盘转角近似熵与复杂度的驾驶人疲劳状态识别[J]. 李作进,李仁杰,李升波,王文军,成波. 汽车安全与节能学报. 2016(03)
[5]港珠澳大桥桥梁工程施工安全管理研究[J]. 张大永. 人力资源管理. 2016(09)
[6]驾驶员反应时间研究[J]. 耿岚鑫,刘凇男,刘大学. 交通节能与环保. 2015(02)
[7]基于脑电信号分类的高速公路上驾驶疲劳识别[J]. 罗旭,王宏,王福旺. 汽车工程. 2015(02)
[8]基于粒子群优化与支持向量机的驾驶员疲劳等级判别[J]. 王琳虹,李世武,高振海,冀秉魁. 哈尔滨工业大学学报. 2014(12)
[9]基于转向盘操作的疲劳驾驶检测方法[J]. 金立生,李科勇,牛清宁,高琳琳. 交通信息与安全. 2014(05)
[10]长途客车驾驶员疲劳状态脑电特征分析[J]. 王福旺,王宏. 仪器仪表学报. 2013(05)
博士论文
[1]基于反应时间的驾驶员疲劳状态监测与预警技术研究[D]. 郭梦竹.吉林大学 2017
[2]基于信息融合的疲劳驾驶检测方法研究[D]. 牛清宁.吉林大学 2014
[3]基于驾驶行为个体特征的酒后驾驶状态识别方法研究[D]. 张兴俭.北京工业大学 2014
[4]夜间高速公路长途大型客车驾驶员心电与操作行为特征研究[D]. 钱宇彬.长安大学 2011
[5]基于视频图像分析与信息融合的驾驶员疲劳检测技术研究[D]. 朱淑亮.山东大学 2011
硕士论文
[1]基于脑电数据的道路与模拟试验驾驶负荷相似模型研究[D]. 陈发城.吉林大学 2018
[2]长途客运驾驶员出车前疲劳状态便捷检测方法研究[D]. 刘颖慧.东北林业大学 2017
[3]面向车道偏离预警系统的驾驶员无意识车道偏离识别方法研究[D]. 张利丹.吉林大学 2015
[4]基于驾驶行为特征与眼动特征的疲劳驾驶辨识方法研究[D]. 汪宴宾.西南交通大学 2015
[5]桥梁工程项目施工安全管理与评价研究[D]. 秦炜.西安建筑科技大学 2014
[6]基于Android智能移动终端的汽车疲劳驾驶预警系统的研究与实现[D]. 石磊.南京邮电大学 2013
[7]营运长途客车驾驶员疲劳累积实验研究[D]. 翟博韬.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于转向操作和车辆状态的疲劳驾驶检测方法研究[D]. 屈肖蕾.清华大学 2012
[9]基于嵌入式平台的疲劳驾驶状态参数信息融合研究[D]. 方志辉.太原理工大学 2011
[10]基于眼部信息的疲劳驾驶检测方法研究[D]. 刘莉.湖南大学 2011
本文编号：2987601
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 长途客车道路运输安全形势
1.1.2 驾驶疲劳定义及形成原因
1.2 研究现状综述
1.2.1 长途客车驾驶员疲劳研究现状
1.2.2 驾驶员疲劳状态判别研究现状
1.2.3 疲劳预警系统研究现状
1.3 研究现状分析总结
1.4 研究内容及技术路线
第2章 长途客车驾驶疲劳试验设计
2.1 驾驶疲劳主观调查数据分析
2.1.1 调查数据的获取
2.1.2 基于改进AHP方法的疲劳症状研究
2.1.3 疲劳对操纵特性及反应能力的影响分析
2.2 疲劳特性研究试验
2.2.1 试验平台及设备
2.2.2 试验人员及场景
2.2.3 试验过程
2.3 道路试验
2.3.1 试验人员及路线
2.3.2 试验设备
2.3.3 试验过程
2.4 小结
第3章 长途客车驾驶员疲劳特性研究及参数优选
3.1 参数优选方法概述
3.2 方向盘操纵参数优选
3.2.1 方向盘转角统计参数优选
3.2.2 方向盘转角经验类统计参数优选
3.2.3 方向盘转角速度统计参数优选
3.2.4 方向盘转角速度经验类参数优选
3.3 车辆侧向运动参数优选
3.3.1 侧向运动特征分析
3.3.2 侧向运动参数优选
3.4 反应能力参数优选
3.4.1 反应时间特征分析
3.4.2 反应时间参数优选
3.5 小结
第4章 长途客车驾驶员疲劳状态辨识模型
4.1 理论基础分析
4.1.1 HMM建模理论
4.1.2 HMM基本算法
4.2 基于GM-HMM的疲劳辨识模型构建
4.2.1 模型结构选择
4.2.2 GM构建
4.2.3 GM-HMM离线训练
4.3 基于前向-后向算法的疲劳状态识别
4.3.1 模型识别过程
4.3.2 基于模型识别准确率的个体差异性分析
4.4 考虑反应时间检测时机的模型研究
4.4.1 基于状态参数的GM-HMM疲劳初判模型
4.4.2 基于道路试验的模型修正与优化
4.5 小结
第5章 基于图像识别的长途客车驾驶员疲劳状态表征信息采集技术
5.1 图像处理基础理论
5.1.1 图像处理方法概述
5.1.2 摄像头标定原理
5.2 方向盘转动角度检测方法研究
5.2.1 图像采集平台构建
5.2.2 感兴趣区域提取
5.2.3 图像预处理
5.2.4 基于标记点跟踪的转角检测
5.3 基于结构化道路的车辆侧向速度检测方法
5.3.1 思路设计
5.3.2 基于理论车速的感兴趣区域计算
5.3.3 摄像头标定
5.3.4 图像预处理
5.3.5 基于标志线识别的车辆侧向速度检测方法
5.4 小结
第6章 驾驶员疲劳状态监测与预警系统开发
6.1 系统总体设计
6.1.1 系统软硬件的功能需求分析
6.1.2 嵌入式图像处理系统的特点
6.2 基于ARM的嵌入式系统开发
6.2.1 硬件平台设计
6.2.2 嵌入式软件体系结构
6.2.3 系统界面开发设计
6.3 预警系统识别准确率试验验证
6.3.1 道路试验
6.3.2 测试结果分析
6.4 小结
第7章 全文总结及展望
7.1 全文总结
7.2 论文创新性
7.3 工作展望
参考文献
附录
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转向盘图像的驾驶员疲劳检测方法研究[J]. 蒋鹏民,李海标,黄名柏,时君. 汽车技术. 2018(09)
[2]营运长途客车驾驶员疲劳累积规律及模型研究[J]. 裴玉龙,刘颖慧,翟博韬. 交通信息与安全. 2017(01)
[3]基于无侵入测量指标的个体差异化驾驶疲劳检测[J]. 胥川,裴赛君,王雪松. 中国公路学报. 2016(10)
[4]基于方向盘转角近似熵与复杂度的驾驶人疲劳状态识别[J]. 李作进,李仁杰,李升波,王文军,成波. 汽车安全与节能学报. 2016(03)
[5]港珠澳大桥桥梁工程施工安全管理研究[J]. 张大永. 人力资源管理. 2016(09)
[6]驾驶员反应时间研究[J]. 耿岚鑫,刘凇男,刘大学. 交通节能与环保. 2015(02)
[7]基于脑电信号分类的高速公路上驾驶疲劳识别[J]. 罗旭,王宏,王福旺. 汽车工程. 2015(02)
[8]基于粒子群优化与支持向量机的驾驶员疲劳等级判别[J]. 王琳虹,李世武,高振海,冀秉魁. 哈尔滨工业大学学报. 2014(12)
[9]基于转向盘操作的疲劳驾驶检测方法[J]. 金立生,李科勇,牛清宁,高琳琳. 交通信息与安全. 2014(05)
[10]长途客车驾驶员疲劳状态脑电特征分析[J]. 王福旺,王宏. 仪器仪表学报. 2013(05)
博士论文
[1]基于反应时间的驾驶员疲劳状态监测与预警技术研究[D]. 郭梦竹.吉林大学 2017
[2]基于信息融合的疲劳驾驶检测方法研究[D]. 牛清宁.吉林大学 2014
[3]基于驾驶行为个体特征的酒后驾驶状态识别方法研究[D]. 张兴俭.北京工业大学 2014
[4]夜间高速公路长途大型客车驾驶员心电与操作行为特征研究[D]. 钱宇彬.长安大学 2011
[5]基于视频图像分析与信息融合的驾驶员疲劳检测技术研究[D]. 朱淑亮.山东大学 2011
硕士论文
[1]基于脑电数据的道路与模拟试验驾驶负荷相似模型研究[D]. 陈发城.吉林大学 2018
[2]长途客运驾驶员出车前疲劳状态便捷检测方法研究[D]. 刘颖慧.东北林业大学 2017
[3]面向车道偏离预警系统的驾驶员无意识车道偏离识别方法研究[D]. 张利丹.吉林大学 2015
[4]基于驾驶行为特征与眼动特征的疲劳驾驶辨识方法研究[D]. 汪宴宾.西南交通大学 2015
[5]桥梁工程项目施工安全管理与评价研究[D]. 秦炜.西安建筑科技大学 2014
[6]基于Android智能移动终端的汽车疲劳驾驶预警系统的研究与实现[D]. 石磊.南京邮电大学 2013
[7]营运长途客车驾驶员疲劳累积实验研究[D]. 翟博韬.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于转向操作和车辆状态的疲劳驾驶检测方法研究[D]. 屈肖蕾.清华大学 2012
[9]基于嵌入式平台的疲劳驾驶状态参数信息融合研究[D]. 方志辉.太原理工大学 2011
[10]基于眼部信息的疲劳驾驶检测方法研究[D]. 刘莉.湖南大学 2011
本文编号：2987601
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