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工程实践开题报告
项目题目：嵌入式汽车危险驾驶检测系统的实现
指导老师：李春杰
小组成员：彭海维王站立
中国科学技术大学软件学院
填表日期：年 月曰
一、项目摘要：
根据调查数据显示，疲劳驾驶，5%。这些数据都表明，疲劳驾驶严重影响行车安 全，是造成交通事故的重大隐患。（数据来自《交通运输工程学报》2010年4月 《疲劳驾驶与交通事故关系》，作者：李都厚等）
以上事实说明，危险检测已经越来越成为一种现实需求。借助科技手段，开 发出一种通过检测驾驶人员的疲劳状况，可以及时提醒驾驶人员注意安全或者及 时休息的设备，以减少事故的发生率，保障驾驶安全，是一种迫切的现实需求。 同时，这也是我们作为工程人员可以做出的贡献。
综上所述，危险驾驶检测项目，具有较强的实际意义，值得进行深入的研究 与实践。我们希望可以开发出一种车载嵌入式产品，该产品应当能够智能的判断 出驾驶人员当前的驾驶状态。如果驾驶人员疲劳，则主要（但不限于）通过声音 等方式对驾驶人员进行提醒报警，敦促其集中注意力或尽快进行休息。通过该种 产品实现对安全驾驶的保障，降低交通事故发生率，减少人民生命财产的损失。
国内外技术应用现状和发展趋势
从上世纪九十年代开始，我国已开始了疲劳驾驶的相关研究，期间所取得的 主要研究成果如下：
（1） 1998年，深圳长途汽车公司的周鹏，运用人体生理学，现代神经学，电子 工程学分析了驾驶员疲劳事故隐患的起因，突破了预防异常疲劳与神经麻痹难 题，提出消除疲劳事故隐患必须消除司机开车时的异常疲劳和大脑麻痹，在国内 外首创了 “佩带式疲劳事故预防器”技术，并成功获得技术专利。根据这一思想 他研究了佩戴在小腿部的称为驾驶员疲劳防止器，该系统能疏导人体经络，可以 消除项、背、腰、释部、下肢以及后侧的各种不适与疼痛。佩戴在手腕部的称为 驾驶员清醒器，该系统在驾驶员手腕部的驾驶员清醒器输出的仿生电场，促进了 人体上身及头部的血液与体液循环，改善了驾驶员大脑的供载量，保障了感受器 神经冲动的电脉冲传入中枢神经后的传出特性。该方法佩戴将改变驾驶员的开车****惯等，实现较为复杂。
（2） 车辆方向盘的操作状况虽然与驾驶员的驾驶****惯有一定联系，但是研究表 明还与驾驶员的身体状态直接关联，当驾驶员处于疲劳状态时，其方向盘操作的 频率也会明显降低，如果通过在一定时间内该情况持续出现则可以判定驾驶员大 脑处于迟钝的状态，即驾驶员已出现疲劳状态。根据这一关联特性，上海交通大 学的石坚等人于2000年通过采集和分析汽车方向盘与脚踏板操作信息来判定驾 驶员的疲劳状态，从而实现了预防疲劳驾驶目的。态，即驾驶员已出现疲劳状态。 根据这一关联特性，上海交通大学的石坚等人于2000年通过采集和分析汽车方 向盘与脚踏板操作信息来判定驾驶员的疲劳状态，从而实现了预防疲劳驾驶目 的。该方法主要判断方向盘操作状况来判断疲劳。
（3） 来自吉林大学的王荣本等人提出通过采集驾驶员脸部信息来进行疲劳状态 判定的方法，该方法的核心思想是结合驾驶员的嘴部现状变化和眼睛的睁闭频率 两种信息来检测驾驶员的疲劳状态，除此以外，该系统融合了安全车距的检测， 从而提升了该检测系统的准确性和全面性，一定程度上促进了疲劳驾驶检测的研 究。该方法主要判断嘴部和眼睛闭合程度来判断疲劳。
（4） 首都师范大学信息工程学院的韩相军、关永等人提出了一种采用累积差分 帧和Hough变换等实时图像处理技术进行检测和跟踪眼睛的方法，这种方法通 过分析眼睛的状态和提取眼睛的特征参数，在一定时间内连续统计眼睛闭合时 间，从而计算出PERCLOS值，判断驾驶员的疲劳状态。他们通过将这种眼睛检 测和跟踪算法在专用的DSP上进行实验，设计和开发了一种用于监测疲劳驾驶 的嵌入式系统。该方法主要跟踪和分析眼睛的状态。
（5） 2006年，同济大学道路与交通工程教育部重点试验室杜志刚等人研究使用 日本NAC公司生产的EMRSR型眼动仪，成功研发由MR主机、控制器、摄像 机以及数据分析软件等组成的疲劳检测系统，该系统可实现通过记录瞳孔直径变 化进行疲劳驾驶检测。（6） 2008年，浙江大学计算机科学与技术学院的吴群等 人以人体在不同疲劳程度下心电信号数据和PERCLOS值作为检测疲劳驾驶的 综合考量因素，实现疲劳驾驶检测。
（7） 2010年，华南理工大学电子与信息学院的程旭东在Viola人脸检测的特征 分类器基础上，提出了一种新的特征分类器训练方法，对搜集的睁眼图像反刍样 本集进行增量迭代训练，得到性能优秀的睁眼图像检测分类器，其睁眼图像检测 准确率高达
%,作者将该算法应用在列车驾驶员辅助系统以检测驾驶员状 态，预防疲劳驾驶。同样来自华南理工的黄河则采用基于EHMM的眼状态