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信息融合技术在嵌入式驾驶疲劳检测中的应用研究

发布时间:2020-09-30 13:42
   道路交通事故频繁发生,给人们造成了严重的人身伤害和经济损失。据统计,驾驶员的疲劳驾驶是造成道路交通事故的一个重要原因,驾驶疲劳问题也已引起了全世界的关注。因此有效地对驾驶疲劳进行实时检测和预防,对减少因驾驶疲劳引起的道路交通事故,有十分重要的意义。由于嵌入式系统具有易于部署、方便可靠、低功耗的特点,嵌入式驾驶疲劳检测系统已经成为研究驾驶疲劳检测系统的主要方向。本文对国内外驾驶疲劳检测技术进行了研究和总结,针对单一的基于数字图像处理的驾驶疲劳特征检测方法的局限性,提出基于卫星定位信息和非图像的多种驾驶疲劳特征信息检测,结合使用模糊理论和人工神经网络对多种驾驶疲劳特征信息进行融合检测判断,最后经过实验验证了其有效性。本文的主要工作和成果如下: (1)对信息融合技术的基本原理及其功能结构模型进行了研究和总结,对常用的信息融合算法的特点及应用情况进行了分析和比较,提出了实际应用中融合算法选择需要考虑的问题。 (2)通过对疲劳的评价方法和驾驶疲劳的评价方法的研究,重点比较了基于视觉的驾驶疲劳评价方法和基于车辆行为特征的评价方法,并对驾驶时间和驾驶路段对驾驶疲劳产生的影响进行了研究,针对视觉方法的缺陷,提出了基于驾驶时间、驾驶路段和车辆行为特征的驾驶疲劳的综合评价方法。 (3)对驾驶时段和驾驶路段信息的提取进行了研究,提出了一种结合卫星定位信息与电子地图提取驾驶时段与驾驶路段信息的方法,并详细阐述了从GPS(Global Positioning System)信息中提取实时时间和位置信息的实现过程。 (4)对车辆变向与驾驶员反应不一致情况、方向盘动作状态和连续驾驶时间与驾驶疲劳的相应关系进行了研究,并从车辆行为中提取出三种新的特征参数车辆变向与驾驶员反应不一致比例(Inconsistent percentage of direction changing and driver reaction, DCDR)、方向盘持续不动时间比例(Continuous fixed time percentage of steering wheel, CPSW)和连续驾驶时间比例(Percentage of continuous driving time, PCDT)作为融合参数进行综合判断。 (5)提出了一种在驾驶疲劳检测中应用TS(Takagi-Sugeno)模糊神经网络技术融合多种疲劳特征的新检测方法。从GPS信息中提取时间信息和位置信息,结合电子地图获得路段信息,并从驾驶行为和车辆行为中提取出DCDR、CPSW和PCDT值,然后通过TS模糊神经网络融合这几种疲劳特征参数求得综合疲劳值,再将求得的疲劳值与PVT(Psychomotor Vigilance Task)测试的量化值进行对比评价,并进行等级评定。最后通过仿真实验验证了该方法具有一定的有效性。
【学位单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2011
【中图分类】:TP202;TP368.12
【部分图文】:

报警装置,向盘,转向盘


浙江工业大学硕士学位论文PERCLOS 值,然后与预先设定的阈值比较来判定驾。统S.A.M.(steering attention monitor)。系统装置示意程中转向盘非正常运动的装置,各种车辆均能适用进行方向盘操作时动作也有所减缓,频率也减小向盘进行修正,如果转向盘持续不运动时间过长就把转向盘持续不运动时间超过 4 秒作为非正常运运动状态的检测是通过转向盘连接杆上的磁性带实展,通过判断转角的大小也可以对方向盘动作状态

示意图,样车,示意图,驾驶员


图 1-2 AWAKE 系统样车示意图样车示意图如图 1-2 所示,系统包括两大部分,驾驶Diagnosis Module, HDM)和驾驶员报警系统(Driv检测模块是基于多个参数的检测,不仅可以对眼睑等直接反应驾驶员疲劳的信息以及车道线跟踪、车辆行为的信息进行有效识别,而且将驾驶员的疲劳程觉、声音和触觉报警器构成的组合报警。可根据系的声光刺激方式来提高驾驶员的警觉性。系统。2005 年,Volvo 汽车公司推出了一项新的技对人为因素的因人而异,提出通过监测车辆行驶过虚假警报的几率。系统主要是通过对车辆行驶的运效控制状态,在驾驶员失去对车辆的控制之前及时

驾驶疲劳,驾驶员,公共实验室,黑暗环境


构建了国内最早基于 PERCLOS 的驾驶疲劳实验测评系统检测系统实际应用中实时和非接触式的要求[5]。2002 年眼睛的闭合时间和频率来识别驾驶疲劳的驾驶防瞌睡装投影快速定位人脸和人眼,最后利用阈值分割及边缘检测通学院研究提出了一种纵横向车道偏离警告的“车道偏驶员疲劳状态注意力不集中或驾驶员放弃转向操作出现的情况获得最大安全行驶速度,提醒驾驶员将车辆速度限制理论研究和实践,国内也已经出现了商业化的驾驶疲劳预的几位博士组建的中国单片机公共实验室南京研发中心出来的 gogo850 是目前国内唯一一款商业化的驾驶疲劳预示[25]。该系统对驾驶疲劳的判断是根据 PERCLOS 算法实阳光下和黑暗环境中的识别。

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 简小刚;贾鸿盛;石来德;;多传感器信息融合技术的研究进展[J];中国工程机械学报;2009年02期

2 李峰,曾超,徐向东;驾驶防瞌睡装置中人眼快速定位方法研究[J];光学仪器;2002年Z1期

3 丁锋;姜秋喜;张楠;;多传感器数据融合发展评述及展望[J];舰船电子对抗;2007年03期

4 杨海燕;蒋新华;聂作先;;驾驶员疲劳检测技术研究综述[J];计算机应用研究;2010年05期

5 孙玮;李晓莹;;避免疲劳驾驶的“驾驶员警示系统”[J];交通世界(运输·车辆);2006年01期

6 刘志强;汪e

本文编号:2830913


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