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。     

疲劳驾驶与交通事故关系

对国内外道路交通事故数据进行了统计,分析了疲劳驾驶事故中驾驶人特征、事故时段分布及高速公路上交通事故主要成因,研究了疲劳驾驶对操作行为的影响和驾驶人疲劳产生的原因,提出了疲劳驾驶预防对策。分析结果表明:30岁以下男驾驶人、3年以下驾龄和10年左右驾龄的驾驶人是疲劳驾驶事故的高发群体;2:00~6:00与15:00~16:00是疲劳驾驶事故的高发时段;高速公路上疲劳驾驶引发的交通事故比例远高于普通公路;疲劳驾驶产生的原因主要包括长时间驾驶、睡眠不足或质量差、生理节律、驾驶人因素等。通过保证驾驶人有充足的睡眠与短暂休息,合理安排行车时间及使用疲劳预警装置等方法,可以有效预防疲劳的产生,减少疲劳驾驶事故的发生。     

高速公路交通事故的主要原因

一、高速公路交通事故原因综合分析 首先,我们从高速公路交通事故总的统计数据看一看引发大量事故的原因。现将沪蓉高速公路和京珠高速公路(这两条高速公路是国家重点建设项目“两纵两横”国道主干线重要的一纵和一横)经过湖北省境内的几条典型路段在2002年度事故的多发原因整理如下（见表1)。     

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。     

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...     

欧洲人告别疲劳驾驶

有很多交通事故与司机疲劳驾驶或超速行车有着直接的关系。因此，为了遏制事故，许多国家都采取了一些必要的措施，以克服疲劳驾驶的现象。然这些措施似乎都不很得力，没能从根本上解决问题。最近笔重访欧洲，天天与汽车打交道，发现欧洲人的交通安全意识有了很大的改变。     

高速公路驾驶安全方法

介绍了高速公路的构成特点，详细阐述了高速公路安全驾驶的方法，希望对广大驾驶员有所帮助。     

疲劳驾驶的转向特征研究

为有效地实现疲劳提前预警,研究了心电信号(ECG)和转向特征随驾驶时间的变化规律.通过试验,分析了ECG信号的4个指标随时间的变化趋势,进行了显著性分析之后,运用主成分分析方法建立了综合的ECG评价指标来分辨驾驶员的疲劳状态.分析了驾驶员在不同驾驶状态,不同的道路线形下的转向行为,应用转向熵方法分析了转向数据,结果表明...     

基于脑电分析的连续驾驶疲劳高发时间判断

采用脑电测试的方法,辅以经过特殊设计的注意力测试手段,以室内模拟的方法,以脑电为基本指标,研究在驾驶过程中最可能出现疲劳的时间.参考经典的脑电指标,分析了12个被试者在时长为3.5h的室内试验中的疲劳曲线,结合注意力评价以及被试者主观监测结果,得出被试者在实验开始之后的100～120 min是最容易出现疲劳,注意力分散严重.根据疲劳试验结论以及实验中的其他发现,给出关于驾驶疲劳的有效防治建议.     

疲劳驾驶的转向特征研究

为有效地实现疲劳提前预警,研究了心电信号(ECG)和转向特征随驾驶时间的变化规律。通过试验,分析了ECG信号的4个指标随时间的变化趋势,进行了显著性分析之后,运用主成分分析方法建立了综合的ECG评价指标来分辨驾驶员的疲劳状态。分析了驾驶员在不同驾驶状态,不同的道路线形下的转向行为,应用转向熵方法分析了转向数据,结果表明:相比清醒状态,疲劳状态下的转角熵升高了57.1%。     

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.      

基于汇编语言程序设计的疲劳驾驶预警系统的实现

介绍了疲劳预警驾驶装置的功能与系统的总体设计和各模块的设计,该系统采用汇编语言开发。     

疲劳驾驶转向特征指标的个体差异敏感度分析

个体差异是影响疲劳驾驶识别的重要因素. 为研究基于转向行为的疲劳驾驶识别受个体差异的影响,本文对疲劳驾驶转向特征指标的个体差异敏感度进行分析. 通过实车试验获得自然驾驶数据,对正常和疲劳状态下的指标进行Kruskal-Wallis(KW)检验,以H 统计量表示指标有效性;以H 统计量最大的单被试为基础逐一与其他被试组成双被试组合,采用线性模型拟合双被试组合的H 统计量和指标个体差异度,以斜率绝对值表征指标个体差异敏感度. 研究获得9 个转向特征指标的个体差异敏感度,结果表明,敏感度越低,指标有效性受个体差异影响越小,其中方向盘转角标准差的个体差异敏感度最低为2.056. 本研究可为转向特征指标的性能评估及疲劳驾驶识别模型的特征选择提供参考.     

疲劳驾驶成为“隐形杀手”

从交通事故的大量案例分析中得出的结论认为,疲劳驾驶已成为当前世界各国交通安全不容忽视的“隐形杀手”。因此,进一步探求驾驶疲劳的成因和预防措施,成为交通管理工作者的当务之急。     

疲劳驾驶——在悬崖边上打瞌睡

2005年,疲劳驾驶造成的死亡人数高达数干人。如何避免疲劳驾驶,你了解吗? 2005年5月,为庆祝儿子满月,陈某与朋友聚会到深夜,开车回家时,因疲劳驾驶不能正常控制车辆,与路边树木相撞,陈某当场死亡,车内的朋友也因此受伤．车辆报废。原本愉快的聚会却成了他     

疲劳驾驶转向特征指标的个体差异敏感度分析

个体差异是影响疲劳驾驶识别的重要因素. 为研究基于转向行为的疲劳驾驶识别受个体差异的影响,本文对疲劳驾驶转向特征指标的个体差异敏感度进行分析. 通过实车试验获得自然驾驶数据,对正常和疲劳状态下的指标进行Kruskal-Wallis(KW)检验,以H 统计量表示指标有效性;以H 统计量最大的单被试为基础逐一与其他被试组成双被试组合,采用线性模型拟合双被试组合的H 统计量和指标个体差异度,以斜率绝对值表征指标个体差异敏感度. 研究获得9 个转向特征指标的个体差异敏感度,结果表明,敏感度越低,指标有效性受个体差异影响越小,其中方向盘转角标准差的个体差异敏感度最低为2.056. 本研究可为转向特征指标的性能评估及疲劳驾驶识别模型的特征选择提供参考.     

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。     

疲劳预警分级提示下的驾驶行为响应特征

确定疲劳预警提示时机是车载疲劳预警提示技术中的关键和难点,通过驾驶员对预警提示的驾驶行为响应特征来判断提示时机的合理性是解决该问题的新思路. 通过开展在疲劳分级预警提示环境下的驾驶模拟试验,采集驾驶员眼动（眼闭合时间比例）和车道偏移（车道偏移标准差、车道偏移均值、车道越线面积）指标,并通过成对Wilcoxon signed-rank检验,分析不同等级预警提示前后15 s时间内关键驾驶行为指标的差异. 研究结果表明:在设定的疲劳分级规则下,一般疲劳预警提示后,车道偏移标准差均值显著下降0.129 1,车道越线面积均值显著下降8.574 4;在严重疲劳预警提示后,眼闭合时间比例显著下降0.044 9,但车道偏移标准差和车道越线面积均未发生显著改变,驾驶员应该尽快停车休息.      

基于生理信号的驾驶疲劳声音对策有效性实验

为了有效减轻驾驶疲劳、减少交通事故,研究了脑电信号(EEG)和心电信号(ECG)随驾驶时间的变化规律,分析EEG和ECG的原始数据与指标之间的相关性,用主成份分析法确定了驾驶疲劳综合评价指标.采用正交实验法,在驾驶模拟舱内验证声音刺激作为驾驶疲劳对策的有效性.研究结果表明:驾驶员在疲劳状态下,对单一声音刺激存在警觉反应;声强和刺激间隔时间影响显著,频率和刺激时间影响较小,且声强70 dB、频率5 800 Hz、刺激时间7 s和刺激间隔时间30 s的声音对策减轻疲劳的效果最好.     

山区高速公路连续下坡路段驾驶行为分析

基于驾驶员在交通事故发生过程中的核心地位,介绍山区高速公路线形方面的不足,在阐述影响连续下坡路段驾驶车速因素的基础上,分别对云南某一高速公路上车辆运行车速的分布特征及不同车型的连续行驶速度进行分析,得出相关的结论,进而制定"以人为本"的高速公路运营管理理念,为提高山区高速公路的安全性提供理论依据。