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宁波驾校-基于ADSP—BF609的驾驶员疲劳检测系统研究
2022-04-10 00:14:41
  核心词:宁波驾校 - 基于 ADSP—BF609  驾驶员 疲劳 检测 系统 研究 
  二值化后,提取非皮肤器官(如眼镜架、眼睛、头发、眉毛等)。该算法综合考虑头发、镜框、眉毛和歪头等因素,自上而下扫描眼睛感兴趣区域的二值图像,过滤其连通域,最后根据其连通域的位置、大小等信息确定眼睛位置。疲劳判断模块:根据PERCLOS原理判断驾驶员的疲劳状态。眼睛定位模块:在人脸区域,根据颜色和位置关系实现眼睛的精确定位。驾驶员状态包括生理指标和行为,如EEG、ECG、低头、眨眼和其他与疲劳相关的项目,可以检测到。通过对驾驶员的检测,可以直接判断驾驶行为。获得眼睛位置后,选择合适的阈值,对眼睛进行二值化,区分瞳孔和周围区域,并计算瞳孔占据的面积。根据肤色模型建立的二值图像,分析连通域,最后根据肤色区域的面积和位置分布判断人脸的位置。该肤色模型能更好地区分面部区域和非面部区域。该装置在真实的车辆环境下分早晚三组进行测试,每组模拟20次。运营结果统计见表1。随着车辆疲劳驾驶检测的广泛推广,车辆和道路的安全水平将大大提高。目前,检测是否存在疲劳驾驶的方法主要有两种:基于驾驶员状态的检测方法和基于车辆运行状态的检测方法。检测车辆运行状态是指检测车辆的运行轨迹以及驾驶员在驾驶过程中对车辆的控制。
  1、例如
  例如,在疲劳驾驶过程中,驾驶员对车辆的操作减少,车辆容易缓慢左右转弯。其中m是平均值,C是协方差。
  2、在YCbCr空间中对色度直方图进行归一化后
  在YCbCr空间中对色度直方图进行归一化后,肤色符合二维高斯模型,如所示。YCbCr和RGB之间的转换公式如所示。在测试过程中,志愿者通过闭上眼睛和频繁眨眼来模拟疲劳驾驶状态,并通过观察设备是否在规定时间内响应来判断设备的运行状况。在该系统中,P的阈值为40%,在疲劳判断中应用最为广泛,即当闭眼时间占单位时间的40%以上时,视为疲劳状态;相反,如果闭眼时间小于40%,则视为非疲劳状态。在一定时间内,p值将直接反映驾驶员是否疲劳。在训练和正常检测后,将实时计算的面积与正常状态下的面积进行比较,以判断眼睛是否闭上,并计算一段时间内的眨眼频率。系统软件框图如图3所示。通过SCCB协议,ov10633中的寄存器可以编程,并且可以设置自动白平衡和伽马校正等功能。同时,还可以设置图像的输出分辨率和输出频率,以确保系统以最佳性能运行。图像采集模块:主要负责接收摄像头采集到的图像,并将采集到的图像转换成系统所需的图像格式。系统软件的后期算法需要对RGB格式的数据进行处理,因此需要对图像格式进行转换以获得RGB格式的图像。它是ADI的高性能产品,强大的性能可以满足设备对实时性的严格要求。该芯片针对嵌入式视觉应用进行了优化,并配备了名为"流水线视觉处理器"的高性能视频分析加速器。这两种检测方法在理论上是可行的,但在实际应用中各有不足。通过对车辆行驶状况的间接检测,可以判断驾驶员的状态。
  3、系统采用基于视觉的驾驶员疲劳检测方法
  系统采用基于视觉的驾驶员疲劳检测方法,直接检测驾驶员的眼睛区域,计算驾驶过程中的眨眼频率,从而判断驾驶员是否处于疲劳状态。该系统主要包括:图像采集模块、外围电路、检测算法模块和反馈输出模块。鉴于死亡人数居高不下,开发一种防止驾驶员疲劳驾驶的装置尤为重要,宁波驾校这对改善道路交通状况具有重要意义。系统框图如图1所示。可见,疲劳驾驶对人们的生活造成越来越多的危害。该装置通过安装在车内后视镜下的图像传感器实时采集驾驶员面部的图像信息,并利用图像处理算法对采集到的图像进行处理,最终得到驾驶员是否疲劳的结果。当识别结果为疲劳驾驶时,通过LED和蜂鸣器对驾驶员进行危险警告。基于视觉的检测方法是非接触测量,对驾驶过程没有影响。与其他检测方法相比,具有较高的实用性。统计显示,从2007年到2009年,疲劳驾驶导致的交通事故死亡人数占交通事故死亡总数的10%以上。硬件框图如图2所示。Adsp-bf609是Adi公司推出的高性能双核DSP处理器,采用Adi公司的微信号架构。
  4、Ov10633cmos图像传感器具有高达100万像素的分辨率和并行输出引脚
  Ov10633cmos图像传感器具有高达100万像素的分辨率和并行输出引脚,可以输出YUV图像格式。疲劳驾驶作为交通事故的主要原因之一,已引起社会的广泛关注。根据建立的肤色模型,计算每个像素与肤色之间的相似度并进行二值化。YUV422和RGB之间的转换公式如所示。然后,利用连通域算法,根据每个皮肤区域的面积和位置,合并相关区域并去除杂质,最终实现人脸的定位。然而,随着汽车保有量的增加,道路交通事故日益增多。人脸定位模块:在全景图像上检测肤色和头发,实现人脸的定位。SCCB协议是omnivision公司开发的串行摄像机控制总线。它用于CMOS图像传感器芯片中寄存器的读写。系统通电后,需要初始化CMOS图像传感器,设置图像的开窗位置、开窗尺寸和颜色工作模式。这些参数由相应内部寄存器的值控制,可以通过SCCB总线进行设置。随着经济的快速发展,汽车作为一种交通工具,对人们的生活产生了越来越广泛的影响。
  5、在软件中
  在软件中,ov10633内部寄存器通过SCCB协议编程,输出1280*800YUV422格式的图像数据。YUV颜色空间的基本特征是分离亮度信号和色度信号,Y代表亮度信号,u代表蓝色色差信号,V代表红色色差信号。颜色空间的变换是将RGB颜色空间映射到YCbCr颜色空间,因为人类肤色在YCbCr颜色空间中能更好地反映肤色的聚类特征。在眼睛定位模块获得面部区域后,面部定位模块首先对该区域进行二值化。该设备在前3分钟内进行训练,以获得正常条件下驾驶员的瞳孔面积。PERCLOS疲劳检测算法广泛应用于机器视觉系统中。检测结论:共检测120人,其中误判17人,准确率约85.8%。驾驶员的疲劳状态可以在三个时间段内检测到。在各种疲劳驾驶检测方法中,基于视觉的方法具有非接触、精度高、实时性强等优点。因此,这种检测方法将是未来的发展趋势。随着软件功能和算法的进一步优化,使用中的一些障碍将被克服。
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