驾驶员精神疲劳检测方法综述
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疲劳驾驶检测算法判断标准
疲劳驾驶检测算法的判断标准主要包括以下几个方面:
1. 眼睛状态:检测驾驶员眼睛是否闭合过久、眼球运动是否异常等。
2. 头部姿态:检测驾驶员头部姿态是否异常,如是否长时间低头、仰头等。
3. 眨眼频率:通过检测驾驶员的眨眼频率来判断其是否疲劳。
正常的眨眼频率应该在每分钟15-30次左右,如果低于这个范围,则可能表示驾驶员已经疲劳。
4. 眼睛闭合时间:检测驾驶员眼睛闭合的时间是否过长,如果过长则可能表示驾驶员已经疲劳。
5. 嘴巴状态:检测驾驶员嘴巴是否闭合过久、有无打哈欠等表现。
6. 车辆状态:检测车辆是否在直线行驶、车速是否稳定等,来判断驾驶员是否处于疲劳状态。
当算法通过以上几种方式检测到驾驶员可能处于疲劳状态时,会采取相应的措施,如发出警告、自动减速、紧急刹车等,以避免发生交通事故。
dms疲劳驾驶检测标准DMS疲劳驾驶检测标准:保障道路交通安全的关键随着智能化技术的发展,驾驶员监控系统(DMS)已经成为提高道路交通安全的有效工具。
本文将深入探讨DMS在检测疲劳驾驶方面的应用,以及其如何通过数据分析和处理,预防和纠正疲劳驾驶,从而保障道路交通安全。
一、疲劳驾驶对交通安全的影响疲劳驾驶是导致道路交通事故的重要原因之一。
长时间的驾驶、缺乏休息,或是违反正常的生物钟节律,都会导致驾驶员的身体和精神状态下降,从而影响其驾驶行为。
这类行为主要包括注意力不集中、反应迟钝、操作失误等,从而引发交通事故。
据统计,由疲劳驾驶引发的事故占道路交通事故总量的比例高达20%,因此,解决疲劳驾驶问题对提高道路交通安全具有重要意义。
二、DMS疲劳驾驶检测技术原理DMS通过集成传感器、摄像头、GPS等设备,实时收集驾驶员的面部特征、行为表现和车辆运行状态等数据。
其中,对于疲劳驾驶的检测,主要依赖于对驾驶员面部特征的识别和分析。
通过对驾驶员的眼部特征(如眨眼频率、眼睛闭合时间等)、面部表情(如困倦、疲惫等)以及头部运动(如点头、摇头等)进行监测和分析,DMS能够有效地判断驾驶员是否出现疲劳驾驶现象。
三、常见DMS疲劳驾驶检测标准及实施方法为了解决疲劳驾驶问题,不同国家或地区针对此问题制定了相关法律法规,同时采用了DMS系统作为技术手段。
具体实施方法主要包括以下几点:1. 设定阈值:为DMS系统设定特定的阈值,如眼部特征监测中眨眼频率过低、眼睛闭合时间过长等,一旦监测数据超过这些阈值,系统就会判断驾驶员可能处于疲劳状态。
2. 行为分析:通过对面部表情和头部运动的监测,分析驾驶员的行为模式。
如出现长时间连续闭眼、点头等行为,系统会发出警报。
3. 数据分析与处理:DMS系统对收集的数据进行深入分析,通过模式识别技术识别出可能存在的疲劳驾驶行为,并立即发出警报,提醒驾驶员注意交通安全。
4. 数据存储与反馈:DMS系统能够存储和分析历史数据,以便对驾驶员的疲劳状态进行长期观察和评估,同时为改进驾驶行为和交通安全策略提供依据。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法1. 引言1.1 疲劳驾驶的危害疲劳驾驶是指由于长时间驾驶、睡眠不足、身体状况欠佳等原因导致驾驶者精神疲劳、注意力不集中的状态。
疲劳驾驶是道路交通安全的一大隐患,具有以下危害:1. 增加交通事故的风险:疲劳驾驶会降低驾驶者的反应速度和判断能力,增加事故发生的可能性。
据统计,疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因之一。
2. 威胁驾驶者和乘客的安全:疲劳驾驶会导致驾驶者无法保持对路况的关注,从而增加发生车祸的风险,不仅危及自己的生命安全,也危及乘客和其他道路使用者的生命安全。
3. 影响驾驶者的健康:长期疲劳驾驶会影响驾驶者的身体健康,可能导致各种疾病的发生,如心血管疾病、肌肉疲劳等,严重影响生活质量。
4. 法律责任:疲劳驾驶是违反交通法规的行为,在发生事故时可能会被追究法律责任,承担相应的法律后果。
及时有效地检测和预防疲劳驾驶成为了保障交通安全的重要举措。
1.2 疲劳驾驶检测的重要性疲劳驾驶是指在长时间驾驶或睡眠不足的情况下驾驶车辆,会导致驾驶员的注意力、反应能力和判断能力下降,增加发生交通事故的风险。
疲劳驾驶是交通安全的重要隐患,据统计,全球因疲劳驾驶导致的交通事故占比不容忽视。
为了减少疲劳驾驶造成的交通事故,疲劳驾驶检测变得至关重要。
疲劳驾驶检测可以通过监测驾驶员的生理特征或行为特征来判断是否处于疲劳状态。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法是一种有效的手段。
通过监测驾驶员手在方向盘上的动作和力的变化,可以及时发现疲劳驾驶行为,并提醒驾驶员及时休息或换班。
疲劳驾驶检测的重要性在于能够有效减少疲劳驾驶带来的安全隐患,保障道路交通安全。
通过科学有效的疲劳驾驶检测方法,可以及时发现并防范疲劳驾驶行为,降低交通事故的发生率,减少人员伤亡和财产损失。
研究和应用基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法具有重要的现实意义和前景。
2. 正文2.1 基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法概述疲劳驾驶是造成交通事故的重要原因之一,严重威胁着驾驶人和他人的生命安全。
车载测试中的驾驶员疲劳度评估方法研究随着现代社会的发展,交通工具逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
无论是长途驾驶还是日常通勤,驾驶员的疲劳度评估一直是一个备受关注的话题。
为了保障交通安全和司机健康,车载测试中的驾驶员疲劳度评估方法成为研究的热点之一。
本文将探讨车载测试中的驾驶员疲劳度评估方法及其研究进展。
一、驾驶员疲劳度的危害性驾驶员疲劳是导致交通事故的重要原因之一。
疲劳驾驶会导致反应能力下降、判断力减弱、专注力不集中等问题,影响驾驶员对道路状况的判断和应对能力。
据统计,疲劳驾驶是造成交通事故的第二大原因,仅次于酒驾。
因此,准确评估驾驶员疲劳度对于提高交通安全具有重要意义。
二、传统的驾驶员疲劳度评估方法1. 主观评价法主观评价法是最常用的一种驾驶员疲劳度评估方法。
通常通过驾驶员自我报告或专家观察来进行评估。
这种方法具有操作简单、成本低廉的优点,但是受到主观因素的影响较大,评估结果的客观性和准确性不高。
2. 生理学指标法生理学指标法通过检测驾驶员的生理参数来评估其疲劳程度。
常用的生理指标包括心率、眼动、皮肤电阻等。
这种方法可以客观反映驾驶员的生理状态,但是设备成本较高,使用起来不够方便。
三、新兴的驾驶员疲劳度评估方法1. 基于车载传感器的评估方法随着汽车技术的不断发展,车载传感器成为驾驶员疲劳度评估的新工具。
通过在车辆上安装传感器,可以实时监测驾驶员的驾驶行为和生理指标。
通过分析驾驶员的车速、转向角度、加减速度等信息,结合生理指标如心率、眼动等,可以准确评估驾驶员的疲劳程度。
2. 基于人工智能的评估方法人工智能技术的发展为驾驶员疲劳度评估提供了新的思路。
通过训练机器学习模型,可以识别和预测驾驶员的疲劳状态。
这种方法可以克服传统方法的主观性和主观评价法的局限性,提高评估的客观性和准确性。
四、车载测试中的驾驶员疲劳度评估方法研究进展目前,车载测试中的驾驶员疲劳度评估方法研究已取得了一些进展。
一方面,研究人员提出了一些新的评估指标和算法,如驾驶行为特征提取、深度学习等。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法随着车辆数量和出行频率的增加,长时间驾驶对驾驶员的身体和心理状态产生了不可忽视的影响。
疲劳驾驶已成为导致交通事故的主要原因之一。
因此,疲劳驾驶检测一直是智能交通系统研究的焦点之一。
本文针对方向盘监控的疲劳驾驶检测方法进行分析和研究。
一、疲劳驾驶检测方法概述目前疲劳驾驶检测主要分为两种方法:基于生理信号的检测和基于行为特征的检测。
前者主要依靠生理传感器、眼动仪、心率仪等设备测量驾驶员的生理状态,后者则主要依靠视频监测、声音检测等设备检测驾驶员的行为特征。
由于生理传感器价格昂贵,便携性差,需与特定设备配合使用,基于行为特征的检测方法成为主流。
基于行为特征的疲劳驾驶检测方法主要利用智能驾驶辅助系统,分析和提取驾驶员的驾驶行为特征,检测疲劳状态。
这些特征包括车辆加速度、方向盘操作、车道偏移、脸部表情、视觉疲劳等。
其中,方向盘监控是一种简单、有效的方法,因此受到了广泛关注。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法是通过智能终端的摄像头,对方向盘的转动进行实时监测和分析。
疲劳驾驶对方向盘的操作会产生一些明显的异常,如频繁改变方向、方向盘上下晃动、手握方向盘松散等,这些异常表现反映了驾驶员的疲劳和不适。
当在一定时间内检测到多次异常时,系统会判断驾驶员处于疲劳状态并提醒驾驶员。
第一步:采集方向盘数据摄像头拍摄方向盘,将方向盘图像转换为计算机可处理的数字信号。
第二步:提取方向盘特征利用图像处理技术,提取方向盘的轮廓和边缘等特征。
第三步:建立疲劳模型根据采集的数据和特征,建立疲劳模型。
疲劳模型通过监测驾驶员的方向盘操作,识别疲劳驾驶的特征和模式,提高疲劳驾驶检测的准确性。
第四步:疲劳检测与预警通过与疲劳模型进行比对,判断是否出现驾驶员疲劳行为,再由系统发出相应警报提醒驾驶员。
优点:(1)简单易行,不需要驾驶员佩戴传感器等额外设备。
(2)低成本,方便实施。
(3)无侵入性,不会对驾驶员的舒适度产生影响。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法随着社会的发展和人们对汽车出行的需求不断增加,交通安全问题也越来越受到关注。
疲劳驾驶成为了导致交通事故的重要原因之一。
据统计,全球每年因疲劳驾驶而造成的交通事故数量不计其数,人员伤亡和财产损失都是不可估量的。
为了解决这一问题,科学家和工程师们努力探寻有效的疲劳驾驶检测方法。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法便是应运而生的一种解决方案。
这种方法通过监测驾驶员手部在方向盘上的行为来判断驾驶员是否处于疲劳状态,从而及时提醒驾驶员注意安全,防止交通事故的发生。
下面,我们将详细介绍这种检测方法的工作原理、优势和应用情况。
工作原理基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法依托于先进的计算机视觉和机器学习技术。
通常情况下,这种系统会通过摄像头或传感器来捕捉驾驶员手部在方向盘上的姿态和动作。
检测手部是否持续在方向盘上、手部的位置是否稳定、是否频繁移动等。
一旦系统发现驾驶员的手部行为出现异常,比如长时间未在方向盘上或频繁摆动,就会通过警示音、震动等方式及时提醒驾驶员。
优势相比传统的疲劳驾驶检测方法,基于方向盘监控的方法具有多个优势。
这种方法不需要驾驶员额外佩戴设备,通过监控方向盘即可实现疲劳驾驶检测,操作简单方便。
系统可以实时监测驾驶员的状态,一旦发现异常情况可以及时提醒,大大减少了交通事故的发生几率。
通过机器学习技术,系统还可以根据不同驾驶员的行为习惯进行个性化的分析,提高了检测的精确度和准确性。
应用情况基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法已经在一些汽车厂商的高端车型中得到应用。
比如通用汽车的一些车型就配备了这种系统,通过摄像头和计算机视觉技术来监测驾驶员的疲劳状态。
一旦系统检测到驾驶员处于疲劳状态,就会自动触发提醒,保障驾驶员和车辆的安全。
除了汽车厂商,一些科研机构和创业公司也对这一技术进行了深入研究和开发。
他们希望通过不断的创新和技术进步,将基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法推广到更多的汽车中,为驾驶员提供更加全面和有效的驾驶辅助。
疲劳驾驶检测方法汇报人:2023-12-14•引言•疲劳驾驶检测方法分类•基于生理信号的检测方法目录•基于车辆行为的检测方法•基于驾驶员行为的检测方法•各种方法的优缺点比较与选择建议01引言疲劳驾驶时,驾驶员的反应速度和判断能力会明显下降,容易发生交通事故。
增加交通事故风险影响行车安全违反交通法规疲劳驾驶可能导致驾驶员疲劳驾驶,从而影响行车安全,甚至危及生命。
疲劳驾驶是一种违法行为,违反了交通法规,会受到相应的法律处罚。
030201疲劳驾驶的危害通过检测疲劳驾驶,可以及时发现驾驶员的疲劳状态,从而采取相应措施,避免交通事故的发生。
保障交通安全通过检测疲劳驾驶,可以提醒驾驶员注意行车安全,避免疲劳驾驶带来的危害。
提高行车安全通过检测疲劳驾驶,可以促进交通文明的发展,提高驾驶员的交通意识和法律意识。
促进交通文明疲劳驾驶检测的重要性02疲劳驾驶检测方法分类03肌电信号通过分析肌肉疲劳时的电活动特征,如肌肉自发电和诱发电位等,判断驾驶员的疲劳程度。
01脑电信号通过分析脑电信号的频率和振幅等特征,判断驾驶员是否疲劳。
02心电信号利用心电信号的变异性和形态学特征,以及与大脑皮层活动的关系,反映驾驶员的疲劳状态。
通过监测车辆行驶轨迹是否偏离车道线或出现蛇形行驶等异常行为,判断驾驶员是否疲劳。
车辆行驶轨迹偏离分析车辆行驶速度的变化趋势和波动性,判断驾驶员是否疲劳。
车辆行驶速度变化通过计算车辆横摆角速度和侧向加速度等参数,评估车辆横向稳定性,判断驾驶员是否疲劳。
车辆横向稳定性通过监测驾驶员的视线方向和变化情况,判断驾驶员是否疲劳。
驾驶员视线变化分析驾驶员手部动作的频率和幅度等特征,判断驾驶员是否疲劳。
驾驶员手部动作通过分析驾驶员驾驶行为模式的变化情况,如长时间连续驾驶、急刹车等,判断驾驶员是否疲劳。
驾驶员行为模式基于驾驶员行为的检测方法03基于生理信号的检测方法通过监测驾驶员的心率变化,判断其是否疲劳。
当驾驶员疲劳时,心率会相应减慢。
监测驾驶员状态常用方法
监测驾驶员状态常用方法
随着汽车技术的不断发展,越来越多的汽车制造商开始关注驾驶员状
态监测技术。
这种技术可以帮助驾驶员保持警觉,减少事故的发生。
目前,监测驾驶员状态的常用方法主要有以下几种:
1. 眼动追踪技术
眼动追踪技术是一种通过追踪驾驶员眼睛的运动来监测其状态的技术。
这种技术可以检测驾驶员的疲劳程度、注意力集中程度和视觉反应速
度等。
当驾驶员的眼睛移动缓慢或者停留时间过长时,系统会发出警
报提醒驾驶员需要休息。
2. 生理信号监测技术
生理信号监测技术是一种通过监测驾驶员的生理信号来判断其状态的
技术。
这种技术可以监测驾驶员的心率、呼吸频率、皮肤电阻和脑电
波等。
当驾驶员的生理信号出现异常时,系统会发出警报提醒驾驶员
需要休息。
3. 语音识别技术
语音识别技术是一种通过识别驾驶员的语音来判断其状态的技术。
这种技术可以检测驾驶员的语速、音调和语气等。
当驾驶员的语音出现异常时,系统会发出警报提醒驾驶员需要休息。
4. 面部表情识别技术
面部表情识别技术是一种通过识别驾驶员的面部表情来判断其状态的技术。
这种技术可以检测驾驶员的情绪、疲劳程度和注意力集中程度等。
当驾驶员的面部表情出现异常时,系统会发出警报提醒驾驶员需要休息。
总的来说,监测驾驶员状态的技术可以帮助驾驶员保持警觉,减少事故的发生。
不同的监测技术可以结合使用,以提高监测的准确性和可靠性。
未来,随着技术的不断发展,监测驾驶员状态的技术将会越来越普及,成为汽车安全的重要组成部分。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法
疲劳驾驶是一种危险行为,会导致交通事故的发生。
为了减少疲劳驾驶导致的交通事故,许多汽车制造商研发了基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法依靠车辆安装的摄像头对驾驶员进行监控,通过分析驾驶员的面部特征和行为来判断是否处于疲劳驾驶状态。
该方法主要有以下几个步骤:
1. 驾驶员面部特征提取:通过摄像头采集驾驶员的面部图像,并利用图像处理技术提取面部特征,如眼睛位置、眼睛状态、嘴部状态等。
2. 面部特征分类:将提取的面部特征输入分类器进行分类,判断驾驶员的状态,如清醒、疲劳、分心等。
3. 驾驶状态判定:根据分类器的结果,判断驾驶员的状态是否为疲劳驾驶。
如果判定为疲劳驾驶,系统将发出警报,提醒驾驶员休息。
该方法的优点是使用了非侵入性的检测方式,不需要驾驶员佩戴任何传感器,对驾驶员没有干扰。
基于方向盘监控的方法可以实时监测驾驶员状态,对降低疲劳驾驶导致的交通事故具有一定的作用。
该方法也存在一些问题。
面部特征受到光照、角度等因素的影响,可能导致检测的准确性不高。
该方法无法提供驾驶员的具体疲劳程度,只能判断是否处于疲劳驾驶状态。
该方法只能在白天或者光线良好的环境下进行有效监测。
基于方向盘监控的疲劳驾驶检测方法在提醒驾驶员注意安全方面起到了一定的作用。
由于现阶段技术限制和存在的问题,该方法仍然需要进一步改进和完善。
疲劳驾驶检测方法汇报人:日期:CATALOGUE目录•引言•疲劳驾驶概述•疲劳驾驶检测技术•疲劳驾驶预警系统设计•实验与分析•结论与展望01引言研究背景与意义疲劳驾驶的危害01疲劳驾驶是导致交通事故的重要原因之一,严重危害人们的生命财产安全。
传统检测方法的局限性02传统的疲劳驾驶检测方法主要基于生理指标,如心电图、脑电图等,但这些方法具有侵入性,且受限于实验条件,难以在实际场景中广泛应用。
研究意义03研究新型的疲劳驾驶检测方法,提高检测准确性和实时性,对于预防和减少交通事故具有重要意义。
研究内容本研究旨在开发一种基于机器学习的疲劳驾驶检测方法,通过分析驾驶员的驾驶行为和车辆行驶状态,判断驾驶员是否疲劳驾驶。
收集实际驾驶场景下的车辆行驶数据,包括车辆速度、方向盘操作等。
同时,通过摄像头等设备记录驾驶员的面部表情和肢体动作。
利用机器学习算法对采集的数据进行特征提取,并构建分类模型,对疲劳驾驶和非疲劳驾驶进行分类。
通过交叉验证等方法评估模型的性能,并根据评估结果对模型进行优化,提高模型的准确性和实时性。
本研究方法可广泛应用于公共交通、物流运输等领域,帮助企业和政府部门提高道路安全水平。
研究内容与方法数据采集模型评估与优化应用场景特征提取与模型训练02疲劳驾驶概述疲劳驾驶是指驾驶员在长时间驾驶车辆后,出现身体和精神状态下降,无法继续安全驾驶的情况。
疲劳驾驶是一种潜在的安全隐患,容易引发交通事故。
疲劳驾驶可能导致驾驶员反应迟钝、判断失误,增加交通事故的风险。
疲劳驾驶会影响驾驶员的注意力和集中力,使其难以应对突发情况。
疲劳驾驶的成因长时间连续驾驶,缺乏休息和睡眠。
饮食不规律,营养不足,影响身体和精神状态。
工作压力过大,精神紧张,身体疲劳。
环境因素,如恶劣天气、道路状况等影响驾驶安全。
03疲劳驾驶检测技术总结词基于生理信号的检测技术是通过采集和分析驾驶员的生理信号,如心电图、脑电波等,来判断其是否疲劳。
详细描述该技术主要通过在驾驶员座位上安装传感器,实时监测驾驶员的心电图、脑电波等生理信号。
ELECTRONICS WORLD·探索s观察
驾驶员精神疲劳检测方法综述
武警工程大学信息工程系 徐龙顺
【摘要】针对进十几年来驾驶疲劳检测技术的发展,对驾驶员疲劳检测相关技术和方法进行综述。基于驾驶员的疲劳
检测方法主要分为基于行为特征的检测方法和基于生理信号的检测方法;基于车辆的检测方法主要通过检测车辆行驶
参数来间接判断驾驶员是否疲劳。详细介绍了过去几十年大家公认的驾驶疲劳检测技术的可行方法,并介绍了相关产
品及其优缺点,最后探讨了驾驶员疲劳检测技术的技术难点及发展趋势。
【关键词】疲劳检测;生理信号;车辆行为
0引言
精神疲劳作为大脑在认知和行为控制过程中产生的 心理生理现象,对驾驶过程中的安全有着极大的负面影 响,研究驾驶疲劳检测技术,对于降低交通事故的频率 有着极为重要的意义。 目前主要从两个方面检测驾驶员的疲劳情况:一是 从车辆着手,记录并分析车辆行驶路线、速度变化情况 以及方向盘转动特征等,提取参量特征进而判断驾驶员 状态;二是从驾驶员入手,主观方面,主要是通过自我 调查问卷的形式了解驾驶员生活方式等进行辅助判断, 客观方面,主要是通过检测驾驶员的生理信号以及眨眼 频率和面部表情等特征来判断驾驶员状态。 1 基于车辆行为的驾驶疲劳检测 随着驾驶时间的增加,驾驶员精神疲劳程度逐渐加 大,注意力下降,进而对于驾驶环境的认知能力下降, 反应时间增加,对车辆的控制精度降低,从而驾驶员对 汽车的操作变量及车辆行驶路线等参量的特征会出现变 化,因此可以通过车辆行驶状态参数判断驾驶员疲劳状 态。利用驾驶员驾驶时间、方向盘转角等设计基于单片 机的疲劳驾驶检测系统,成本低,算法简单。这些技术 相对成熟且成本较低,但是其灵敏度不高,且易受外界 环境影响,比如车道偏离报警系统检测驾驶员疲劳状 况,只有在车道边沿有白色标志线的高速路段和城区路 段才能使用。 ·66· 电·争t■I● 2基于驾驶员行为特征的驾驶疲劳检测 从驾驶员行为特征着手,主要通过检测驾驶员面部
特征变化来判断疲劳,主要包括眨眼频率、眼睛转动速
度、眼睛闭合度、闭眼持续时间占空比、嘴部状态、头
部位置等参量,提取其特征量,以相应的算法判别驾驶
员是否疲劳。
2.1眼睛行为参量
眼睛行为包括眨眼频率、瞳孔大小、眼睛闭合度、
眼睛转动速度、闭眼持续时间占空比等,前人的研究主
要是通过截取驾驶员驾驶时的图像,通过图像处理来检
测驾驶员眼睛状态。相关人眼快速检测算法较多,反映
出眼睛行为是判断疲劳驾驶的经济有效指标,且技术相
对成熟。但利用眼睛状态来判断驾驶员疲劳状况,视线
跟踪技术也面临很多问题,如在被测人头自由转动的情况
下,视线很难准确跟踪到,导致示警系统不能始终如一正
确地告诉驾驶员疲劳出现。
2.2面部表情与头部运动
驾驶员在精神疲劳时往往会在脸部表现出来,进
而面部表情与正常状态时有明显差异,通过提取驾驶
员打哈气频率及头部转角参数特征可以有效检测驾驶员
状态,但面部识别系统同样要求用户必须在摄像头范围
内,影响用户体验。
3基于驾驶员生理信号的驾驶疲劳检测
主要通过检测驾驶员脑电信号、心电信号、血压、
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肌电信号、眼电信号等生理信号来检测驾驶员疲劳状
态,生理信号检测驾驶员疲劳状态客观有效,且准确率 高,尤其是脑电信号,被誉为“黄金标准”。 3.1脑电信号 大脑是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的 高级神经中枢,通过精密的电子仪器,从头皮上将脑部 的电位变化放大,并记录下来,就是脑电图,共有a、 B、0、6四个波段,反映大脑不同的状态。 作为世界消费领域生物传感技术的领导者,美国 NeuroSky公司开发了一款意念控制的头戴式设备,通 过检测脑电信号n和B波段的变化判断用户注意力和放 松度,当脑波位于B波段时,大脑处于专注状态,而位 于。波段是处于放松状态。脑电信号的四个波段进行简 单计算如(0+a)/B有很明显的变化,表明利用脑电 信号不同波段的运算法则提取特征量对于判别驾驶员精 神疲劳有重要意义。更早的研究有功率谱分析等经典信 号处理方法,将脑电信号视为平稳信号,而有研究则表 明,脑电信号具有非线性特征,复杂度、近似熵等非线 性特征逐渐被用来分析脑电信号变化规律。便携式无线 脑电信号采集设备的发展,大大减小了用户采集脑电信 号时的厌烦情绪,为日后脑电信号的理论研究走向应用 奠定了基础,脑电信号正成为研究驾驶员疲劳状态的最 可靠指标之一。 3.2心电信号 心电信号是指心脏活动时心肌激动产生的生物电信 号,与脑电信号相比,众多非接触式的心电信号采集设 备也为其在驾驶疲劳检测中的应用奠定了基础。对心电 信号的研究主要是提取心率参量,观察其心率变异性, 心率变异性是指心率节奏快慢或RR间期随时间所发生的 变化情况,反映心脏自主神经系统对心血管系统的调控 以及该系统对各种影响因素的应答。 驾驶员疲劳前后心电信号的时域、频域及非线性特 征均有明显不同。参加模拟驾驶任务后,受试者交感神 经活动增加而副交感神经活动降低,表明心电信号变化 特征可以作为检测驾驶员疲劳状态的指标之一。 3.3肌电信号和眼电信号 眼电图是测量在视网膜色素上皮和光感受器细胞之 间存在的视网膜静电位,日本著名眼睛厂商JINS在2014 年召开发布会,推出了一款利用眼部潜在传感技术来检
测受试者疲劳程度的智能眼镜,通过检测受试者8个方向
的眼部活动来判断用户疲劳状态。
肌电图可以确定周围神经、神经元、神经肌肉接头
及肌肉本身的功能状态,用sEMG信号的时频分析可以评
估驾驶员肌肉疲劳状态。
4展望
综合来看,通过车辆行为参数来判别技术上较容
易实现,成本较低,但易受外界影响;随着生理信号非
接触式采集设备的发展,生理信号疲劳检测相关理论也
越来越成熟,受到越来越多的关注。在过去的20多年,
驾驶疲劳检测技术得到了突飞猛进的发展,相关理论体
系已经趋于完善,但仍存在不少问题。一是个体差异问
题,二是用户体验问题。众多己成形的产品没有广泛推
广开来,主要是由于检测失误率较大,还没有达到用户
期望的效果,由于采集设备的繁琐,影响用户驾驶时的
舒适度也是一重要原因。由于大量数据的采集及计算分
析,造成系统延迟较大,设备成本高等问题也是影响设
备推广的关键因素。
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电子世界 ·67·