基于眼部特征的疲劳驾驶检测算法研究

疲劳驾驶是交通事故的一个重要致因,文章从驾驶员的面部特征入手,通过肤色特性找到图像中的人脸区域,并采用积分投影法和边缘检测对驾驶员眼睛进行定位,选取眼睛区域面积与人眼图像面积的比值作为眼睛状态评判指标;建立睁眼、半闭眼、闭眼3种状态下的人眼样本,依据3σ准则得到相应的区间范围,从而识别驾驶员的眼部状态,实现一种适合于疲劳驾驶检测系统的改良算法。     

融合机器视觉与高精度定位的高速公路疲劳驾驶行为检测方法

为提高高速公路场景下疲劳驾驶检测的准确率,降低在驾驶员面部易受遮挡、光线复杂的驾驶舱内的疲劳驾驶检测的误判率,提出一种兼顾检测精度与实时性、结合高精度定位与机器视觉的高速公路疲劳驾驶行为检测方法。首先,使用多任务卷积神经网络与FaceNet算法实现驾驶员身份识别,运用改进的实用面部特征点检测器（Practical Facial Landmark Detector, PFLD）算法检测人脸关键点。然后,考虑视频设备工作状态不稳定对疲劳驾驶行为识别产生干扰的场景,基于行驶车辆的轨迹数据,提出纵向位移波动斜率（Slope of Longitudinal Displacement Fluctuation, SLDF）,以弥补单一视频设备检测易受光线、遮挡等干扰因素影响的缺陷。随后,使用SLDF指标和3个面部疲劳特征识别疲劳驾驶,并在传统支持向量机（Support Vector Machines, SVM）中加入量子粒子群优化算法,提升SVM分类准确度和缩短运算时间。最后,为验证模型性能进行实车试验,结果表明,复杂场景下疲劳驾驶识别准确率达86.8%,计算时间为3.017 s,与现有其他数据融合...     

基于DCNN与HMM融合的疲劳驾驶检测方法研究

首先提出一种深度卷积神经网络(DCNN)与隐马尔可夫模型(HMM)融合的疲劳驾驶检测方法,针对眼睛和嘴巴状态单一特征,构建3层DCNN来识别眼睛和嘴巴闭合状态;再针对训练样本人工标记困难的问题,提出结合人工标记、采用Dlib特征点检测和疲劳参数加权获取驾驶员疲劳等级的方法进行标记;最后,针对疲劳驾驶是一个从状态良好到重...     

基于 UKF 非线性人眼跟踪的驾驶员疲劳检测

为解决驾驶员疲劳检测算法中头部快速移动、人眼非线性跟踪以及实际疲劳表情的识别问题,提出了一种新的基于UKF眼跟踪算法的驾驶员疲劳检测方法.根据近似非线性函数的概率分布比近似其函数更容易的原则,利用UT无迹变换,选择一组确定的Sigma点集逼近驾驶员人眼运动状态的后验概率密度函数,进行人眼非线性跟踪.在驾驶员人眼非线性跟踪基础上,通过计算PERCLOS值,进行现实驾驶条件下驾驶员疲劳的跟踪检测.实验结果表明,该方法不仅可以增强对驾驶员头部旋转、快速移动以及光照变换的鲁棒性,而且可以比传统的Kalm an滤波算法提供更精确的计算估计.     

基于多特征融合的疲劳驾驶检测

针对疲劳驾驶检测的特征源单一、辨识率低和实时性差等问题,提出基于多特征融合的疲劳驾驶检测方法。通过SSD目标检测算法进行人脸检测,利用轻量级模型PFLD实现人脸关键点定位。以眼部纵横比、嘴部纵横比和头部姿态为疲劳特征源,提取相关特征,对不同驾驶员疲劳阈值进行标定,基于改进的PERCLOS算法实现疲劳驾驶判定。仿真结果表明：多特征融合疲劳检测系统对自建数据集和YAW数据集的疲劳特征辨识率分别达到了90.5%和94.12%,在实时视频流上的执行效率达到31.59 ms,实现疲劳预警。     

疲劳驾驶检测技术发展研究

分析了目前常见的疲劳驾驶检测方法,包括检测驾驶员的个体特征、生理信号以及车辆的运动参数等。介绍了国内外典型疲劳驾驶检测产品,并对疲劳驾驶检测技术的发展趋势进行了展望。     

用于检测疲劳驾驶的自适应脸部定位方法

针对疲劳驾驶视觉检测技术中驾驶员脸部定位快速性与准确性难以同时满足的情况,提出了一种将肤色和面部几何特征相结合的自适应脸部定位方法。该方法对YCbCr空间肤色相似度和传统Otsu闾值分割算法进行改进,降低了计算复杂度,采用新的区域连通和区域标记算法定位出脸部位置。最后,根据人脸几何特征对脸部区域做进一步确认：试验结果表明,该方法能对驾驶员图像脸部进行快速、准确定位。     

基于云模型的驾驶疲劳检测方法

疲劳驾驶是导致交通事故的重要原因。因此实时监测驾驶员的疲劳状态具有重要的现实意义。文中针对人的眼动行为存在随机性及模糊性的特点,采用不确定性的云概念,建立基于Perclos和眨眼时间均值的双条件单规则发生器,然后在此基础上构造基于双条件单规则发生器的疲劳检测模型。最后通过在模拟实验平台上采集驾驶员的眼动数据,将眼动特征数据输入基于双条件单规则发生器的疲劳检测模型进行疲劳识别判断。实验结果表明:该模型的平均识别率达到80.2%。在同组实验数据下,使用云模型方法比采用K最近邻(KNN)及支持向量机分类算法的检测率都要高。     

无侵入测量指标的驾驶疲劳检测性能评估

为了准确检测驾驶疲劳状态,利用高仿真度驾驶模拟器进行模拟实验,采集了驾驶行为和眼动数据,并进行了主观疲劳程度调查.在此基础上,设计了23种无侵入检测指标,从与疲劳的相关性、二元检测性能、对道路线形的敏感性和个体一致性4方面,评估了指标的性能并按综合性能排序.研究结果表明:眼闭合时间比例与主观疲劳程度（Karolinska sleepiness scale,KSS）的相关性最高,为0.443;二元检测性能最好的是眼闭合时间比例和车道偏移标准差;眼动指标在曲-直路段的变化幅度均低于20%;当KSS为7时,除车中心越线时间比例外,其余指标均存在显著的个体差异;综合性能最高的指标依次为车道偏移标准差、闭眼时间比例和越线期间横向平均速度.      

基于车辆运行数据的疲劳驾驶状态检测

疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因之一,及时检测疲劳驾驶,并提醒驾驶员集中注意力,对保证安全行车具有重要意义.本文基于CAN(Controller Area Network)总线采集的车辆运行状态数据,提取了18项与驾驶行为相关的特征,并采用随机森林算法对疲劳驾驶进行识别,结果表明整体的识别准确率为0.785,其中召回率为0.61,即61%的疲劳驾驶状态可被识别出来.实验表明,基于车辆运行状态的疲劳驾驶检测具有一定的效果,且与其他客观的疲劳驾驶检测方法(基于驾驶员生理指标和图像面部特征)相比,具有简单方便,不影响驾驶,且成本低的优势.     

沥青路面疲劳当量温度计算方法研究

我国现行沥青路面设计规范以15℃作为测定沥青混合料疲劳性能的试验温度,忽略了地区之间存在明显的温度差异。根据路面弹性力学层状理论,对控制应力与应变两种疲劳加载模式进行分析,讨论了适用于路面实际疲劳状况的加载模式。分析了影响沥青路面疲劳寿命的因素,并采用SHELL方法,根据Miner法则计算疲劳当量温度,提出了日疲劳当量温度的计算公式,计算了我国8地区的年疲劳当量温度,讨论了不同地区疲劳当量温度的取值范围和取值方法。此研究结果为提高路面结构分析精度提供了可靠的温度参数依据。     

一种新的图像中人眼定位方法

采用一种人脸-人眼两层结构的定位方法.首先利用YCbCr空间的肤色模型粗定位可能的人脸区域,然后利用支持向量机的训练结果组成分类器,对人眼进行初检,最后根据人脸特征完成信息融合,最终标定人眼.实验结果表明:该方法在简单及复杂背景下都能够得到较高的定位速度和精确度,具有较好的鲁棒性.     

基于最小外接矩形的集料颗粒形状特征快速评价方法研究

针对集料颗粒形状传统测量方法速度慢、效率低的不足,应用格雷厄姆算法将复杂图像进行凸壳处理,采用改进的凸壳边界旋转法,提出了一种基于最小外接矩形的集料颗粒形状特征的快速评判方法,并结合实例对两种评价方法从算法求解、耗时缩短率以及测量误差等方面进行了对比分析。结果表明:基于最小外接矩形的集料颗粒形状特征快速评价测量误差极小,平均相对误差为2.40%,且快捷、方便,可应用于批量集料颗粒的形状特征评价。     

用Barkhausen杂讯研究中碳钢的低周疲劳损伤特性

用磁无损检测技术中的Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ杂讯法评估中碳负的底周疲劳过程,表明Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ杂讯的幅值Ｂ随循环周次Ｎ的增长而变化,可以利用Ｂ和Ｎ的关系曲线来评估材料的损伤特性。     

基于脑电信号的高速公路驾驶疲劳检测研究

高速公路驾驶环境单调枯燥,容易使驾驶员产生驾驶疲劳,影响行车安全。通过检测高速公路模拟环境下驾驶员脑电信号特征,验证了采用脑电信号作为驾驶疲劳检测指标的合理性。结果表明,β和(α+θ)β两项指标对驾驶疲劳反应最敏感,可作为表征高速公路驾驶疲劳的脑电指标;在80~100min时间段内,驾驶员驾驶疲劳状态趋势尤为明显,应采取适当措施来减缓疲劳,从而降低由于疲劳驾驶引起的道路交通事故。实验结果可为高速公路驾驶疲劳预警和道路安全设计提供理论支撑。     

基于振动分析的曲轴疲劳仿真方法研究

铁路全面提速对机车柴油机曲轴的可靠性提出了更高的要求.从可靠性研究中最关键的疲劳仿真技术入手,运用有限元法,以模态和动力响应仿真为研究基础,从曲轴的振动特性到疲劳寿命预测进行了较深入的方法研究.提出了一些此类问题的关键技术,最后又以机车新产品开发中常用的单缸试验机曲轴作为应用对象,对所提出的技术路线予以验证.     

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

为了有效地实现GPS/DR (Global Positioning System/Dead Reckoning) 组合导航系统的信息融合, 提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性, 分析了传统的利用全球定位系统(GPS) 与航位推算系统(DR) 跟踪车辆位置方法的特点, 结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点, 在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术, 构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器, 使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证, 从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题, 给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出, 组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位, 定位误差最小, 同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。     

一种钢构件疲劳可靠度的计算方法

在我国现有的钢构件疲劳可靠度计算中,均采用疲劳寿命服从对数正态分布的假定, 根据失效率函数h(n),从可靠度的角度出发,指出了这一假定有不合理之处,并且采用疲劳寿命服从威布尔分布的假定,提出了一种新的钢构件疲劳可靠度的计算方法,并通过算例证明了其合理性.     

机翼结构件的疲劳测试

在交变载荷作用下, 在机翼腹板结构件表面粘贴应变花, 实时监测疲劳试验时试件的应力应变状况, 采用X射线确定了疲劳破坏后的试件表面和内部裂纹的大小与位置, 分析了结构件结构损伤的部位和损伤程度, 预测了结构件的裂纹扩展寿命。测试结果表明: 在40kN正弦交变压缩载荷作用下, 试件的疲劳寿命约为100万次, 符合疲劳寿命分布预期1万~100万次; 疲劳试验测得的应力与理论计算结果有相近的变化趋势, 误差约为10%;高锁螺栓和薄板断裂破坏是该处过大的载荷和绕x轴的弯矩共同导致的; 估算的疲劳裂纹扩展寿命为10 183次。     

齿轮装置轮齿早期疲劳裂纹的诊断方法研究

对比分析了 Hilbert变换和双谱分析法在相位信息提取中的差异 ,并利用双谱分析法 ,对某一对齿轮进行故障分析和监测 ,查明了故障 ,并及时地预防更大故障的发生。