基于PERCLOS的列车司机驾驶疲劳检测研究

发布时间：2017-12-13 18:34

本文关键词：基于PERCLOS的列车司机驾驶疲劳检测研究

【摘要】：列车行车安全把握着铁路运输的命脉,列车司机的驾驶疲劳是影响列车行车安全最主要的因素,如何实时检测列车司机的驾驶疲劳状态并及时预警,从而有效减少列车行车事故的发生,已成为当下的研究热点。本文利用机器视觉,研究一种的非接触式的、准确的、实时的、鲁棒性好的列车司机驾驶疲劳检测方法,该方法通过图像处理的方式提取眼部PERCLOS特征值(单位时间内眼睛处于闭合状态时间所占的比例),进而判断列车司机的疲劳状态。论文的研究内容包括： (1)研究一种由粗到精的快速准确的人脸检测定位方法。首先建立了高斯肤色模型并分割出图像中的肤色区域,目的是尽量缩小人脸的存在范围,提高人脸检测速度。然后采用人脸检测率最高的AdaBoost算法训练出级联的人脸分类器。最后使用人脸分类器在去除了大量背景的肤色区域中准确定位人脸位置,作为人眼的检测区域。 (2)提出一种结合人眼分类器和动态人眼模板匹配法的人眼检测定位方法,该方法利用连续图像帧之间人眼位置和形态的连续性,首先采用人眼分类器在人脸区域内准确定位人眼并分割出人眼子图像作为人眼模板,然后采用模板匹配法在相邻若干帧图像的人脸区域快速定位人眼。为了进一步提高人脸的检测速度,本文采用卡尔曼滤波法在连续图像帧中预测人眼位置,将预测的人眼位置与下一帧肤色区域做对比,合理的将人脸和人眼检测定位过程融合起来,大大降低了人脸检测耗时,实现了人脸、人眼的快速准确定位。 (3)针对目前人眼状态识别方法的鲁棒性低和耗时多等问题,本文提出一种结合眼部宽高比和白黑像素比的人眼状态识别方法,该方法根据人眼外形和黑白像素构成在不同开闭状态的差异,可以快速准确的识别出图像中的人眼状态。本文选取PERCLOS方法作为驾驶疲劳检测方法,以该方法的P80标准为依据,计算连续图像帧中列车司机眼部PERCLOS特征值,判断列车司机的驾驶疲劳状态。综合以上研究内容,本文建立了列车司机驾驶疲劳检测系统,验证了所研究驾驶疲劳检测方法的有效性、准确性、实时性和鲁棒性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U298

【参考文献】

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1 张辉;张道勇;何最红;;灰度等级处理中的OSTU动态阈值法研究[J];传感器世界;2008年07期

2 戴亚文,王三武,王晓良;基于灰度信息的多特征模板匹配法[J];电测与仪表;2004年04期

3 王芳;;基于肤色及五官特征的人脸检测方法[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年01期

4 李志凌;其曼古力;;色彩模式在图像处理中的应用探析[J];电脑知识与技术;2012年06期

5 蒋永馨;王孝通;徐晓刚;黄华;;一种基于光照补偿的图像增强算法[J];电子学报;2009年S1期

6 宋义伟;夏芹;朱学峰;;驾驶员疲劳驾驶监测方法研究的进展[J];自动化与信息工程;2007年04期

7 王宇;程耀瑜;;基于Kalman滤波原理的运动目标跟踪[J];信息技术;2008年10期

8 储钢;徐晓梅;李新海;卢玉川;;铁路机车乘务员的驾驶疲劳调查[J];环境与健康杂志;2008年12期

9 冯军红,刘桂林,高立新,段立娟;基于小样本训练集的肤色模型建立方法[J];计算机工程与应用;2003年28期

10 邱炯;李伟生;;结合图像增强和肤色分割的人脸检测新方法[J];计算机工程与应用;2011年26期