行车安全问题一直以来都是汽车研发领域的热点。统计资料表明，行车过程中的驾驶人注意力分散是造成汽车近距离碰撞和大部分道路交通事故的重要原因。因此，及时监测驾驶人的注意力状态并且采取相应措施，对预防交通事故发生，减少经济损失有着重要的意义。本文以计算机视觉理论为基础，采用对驾驶人没有干扰的近红外光源以及能够消除光照条件影响的相应波长滤光片，配合双目相机系统进行注意力状态监测。该方法不受光照条件影响，不仅适应于白天驾驶环境，也适用于夜间驾驶环境。主要研究内容如下。1、双目视觉系统的建立和标定。双目视觉系统的标定是进行立体匹配和三维信息重建的前提。首先，构建双目视觉系统，完成双目视觉系统的标定。根据系统的实际需要，采用平面棋盘格为标定参照物，运用张正友标定法进行单个相机标定获取每个相机的内参数和外参数。然后结合两个相机的相对位置关系完成双目视觉系统标定。2、红外人脸图像的预处理及定位。驾驶人面部定位是获取眼睛特征信息的基础。首先采用高斯平滑法进行驾驶人人脸图像平滑处理。然后，运用最大类间方差分割法分割驾驶人人脸图像。最后，利用水平投影法和垂直投影法实现红外人脸区域定位。3、驾驶人眼睛特征提取。获取有效的眼睛特征信息是进行视线方向估计的重要依据。根据已经定位的红外人脸区域，将其重新划分获取眼睛区域的初始位置。采用八连通区域标记法标记眼睛区域以完成精确定位。为了准确估计驾驶人的视线方向，需要在精确定位眼睛区域的基础上，检测瞳孔和普尔钦斑点的位置。采用固定阈值分割法重新分割眼睛区域，通过形态学滤波处理，利用最小二乘椭圆拟合法获得瞳孔的位置。运用基于Harris角点检测的方法获取普尔钦斑点的位置。4、驾驶人注意力状态监测。根据提取的眼睛特征信息进行驾驶人注意力状态监测。对已获得瞳孔和光斑位置的红外图像进行立体匹配获取对应特征点。然后，结合双目视觉系统标定所提取的内外参数矩阵进行三维重建，得到三维空间坐标。利用瞳孔-角膜反射的三维视线估计方法实现驾驶人视线方向估计。根据驾驶人视线偏离前方路面的持续时间是否超过2秒来判断驾驶人是否处于注意力分散状态。运用Visual Studio2008开发双目视觉系统注意力状态监测的相关算法和软件系统。采集不同驾驶人的红外人脸图像进行实验，获得驾驶人注意力状态信息，为以后的研究工作提供了技术支持。