论文部分内容阅读
随着交通技术的快速发展,交通安全事故的发生也在不断的增多,给人们的生活、财产和生命带来了严重的威胁。其中由于疲劳驾驶而导致的交通事故比例非常大,因此,预防疲劳驾驶能有效的减少交通事故的发生。然而,目前市场上还没有成熟的疲劳驾驶监控系统的产品出现,原因主要有：一是有些算法不成熟,难以实现；二是系统的适用性、鲁棒性差,不能应对复杂的驾驶环境。大量研究表明,对人眼的疲劳状态进行监控是驶疲劳监控方法中具有绝对优势的一种方法,论文基于这种方法,提出了基于JZ4755实现实时监控人眼状态的驾驶疲劳监控系统。论文根据国内外提出的优秀疲劳检测方案,在总结各种方法的基础上,提出了基于北京君正公司的ARM芯片JZ4755实现实时疲劳驾驶监控系统。具体内容如下：(1)综述本课题的研究背景、意义和研究现状,分析发展趋势。介绍人眼疲劳监控系统的相关知识,简述数字图像去噪、增强、特征提取、图像分割等相关算法。详细介绍了基于850nm和940nm的近红外波长切换而产生亮瞳效应的CCD摄像头的改装方案。介绍PERCLOS参数原理及在本系统中的具体应用。(2)概述国内外目前比较典型的人脸识别算法,结合系统论述基于Haar特征的AdaBoost人脸检测算法的原理,训练步骤和应用于本系统中的设计方案。概述典型的人眼定位算法,并详细论述了kalman滤波跟踪算法的原理和步骤。(3)详细论述了本系统设计的算法：通过8051单片机切换CCD上不同红外波长LED灯交替采集具有亮瞳效应的图像,图像经中值滤波以及差分后,利用灰度积分投影粗定位出人眼区域。提取人眼区域后,再用最大类间方差法(Otsu)对原图像进行二值化处理,通过Sobel算子提取人眼的轮廓,然后计算PERCLOS相关参数判驾驶员的疲劳状况。精确定位到人眼后通过kalman滤波跟踪算法实现人眼跟踪。(4)通过matlab进行实验仿真并选取和改进算法,给出了实验处理效果。详细介绍了系统硬件设计方案,论述采用CPU主频400MHz的JZ4755的芯片架构和在系统中的功能,介绍基于该芯片的linux等软件开发方法和步骤。论述了车载安全系统的主要功能：驾驶疲劳监控、防眩光、防盲区、行车记录和GPS导航等。