司机疲劳实时检测系统

摘要

司机驾驶疲劳是引发车祸的主要来源之一，测试出司机的疲劳状态并对司机给予警告，可以减少事故的发生。经调查表明，司机在疲劳状态时会打瞌睡，而且眨眼频率增加。如果能检测出司机这些面部表情的变化，并给以警告，就可避免因为司机疲劳而产生的车祸。 近年来半导体技术的快速发展，使人工视觉信号的处理成为可能，绝大部分应用也由最初的非实时应用转向高速实时应用。本文所介绍的系统就是实时检测司机的疲劳状态，并给予警告。所采用的硬件平台是以TI公司生产的TMS320C6xxx处理器为核心的图像处理平台，时钟频率为600MHz，彩色CCD摄像头采集视频信号，将得到的PAL制式的YUV4：4：4格式的信号输入到处理平台进行处理，将处理后的信号输出到液晶显示屏显示。 本系统采用实时操作系统DSP/BIOS搭建系统整体结构。系统建立了两个任务和两个软件中断，任务间通过信号量和邮箱进行调度。一个任务负责初始化系统硬件资源，然后该任务挂起，进入系统图像处理任务，定位司机的嘴巴和眼睛，并分析是否处于疲劳状态，一旦发现眼睛或者嘴巴疲劳，立即唤醒软件中断报警。眼睛报警的软件中断优先级高于嘴巴报警的优先级。 DSP芯片的功能越来越强大，使信号处理系统的研究重点重新由硬件转移到软件算法上，特别是在图像实时处理领域。本文所介绍的司机疲劳实时检测系统是建立在一定的环境下，即司机的驾驶室内，通过安装摄像头的位置和调节焦距，可以得到一个以司机头部为主体的图像。对于司机面部器官的检测，首先要确定司机的脸部，我们采用帧间差分法和肤色检测相结合的方法。实际生活中运动物体的颜色与人的肤色相近，而且基本外形也差不多的情况是很罕见的，因此先提取运动区域再进行肤色判断和人脸定位。在准确定位脸部的基础上，眼睛和嘴巴的检测综合运用了多种图像处理相结合的方法。采取由出粗到精，逐步定位的策略，在准确定位了眼睛和嘴巴的区域后，再进行疲劳判断分析。本文介绍了多种检测眼睛和嘴巴的方法，并加以分析比较，然后详细阐述了本文所采用的方法。 目前，由于驾驶员疲劳驾驶导致的交通事故逐年递增。用图像的方法对驾驶员的驾驶状态进行实时监控，是解决该问题的较好方案。本文所采用的硬件平台能够很好的满足图像语音实时处理的要求，且系统结构合理，软件算法准确高效，实时性强。该系统能够准确实时的检测司机的状态，并在疲劳时给予语音警报。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

第2章 系统硬件结构

第3章 系统软件结构设计

第4章 系统软件实现

第5章 司机疲劳实时检测算法

5.1系统环境分析

5.2总体设计

5.3 YUV信号分离

5.4脸部定位

5.5图像预处理

5.6眼睛疲劳检测

5.7嘴巴疲劳检测

5.8本章小结

第6章总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况