人眼疲劳检测系统

1、不规范驾驶检测系统概要设计说明书2014年12月10日 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 引言2 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 1.1编写目的2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.2背景21.3定义4 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.4参考资料4 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 总体设计5 HYPERLINK

2、 l bookmark27 o Current Document 2.1需求规定5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 2.2运行环境52.2.1硬件环境52.2.2软件环境5 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 2.3基本设计概念和处理流程62. 3. 1 概述62.3.2系统处理流程7 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 接口设计83.1内部接口8 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 系统数据结构设计

3、9 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 4.1总体逻辑结构设计9系统出错处理设计10 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 5.1出错信息10 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 5.2补救措施101.引言1.1编写目的该说明书是在充分理解系统可行性分析的基础上，为以后的详细 设计及编码设计做了概要性的说明。是详细设计和系统编码实现的依 据。通过该报告能够了解本系统的体系结构，实现方案等。同时，这 份概要设计说明书对整个系统的功能模块进行了划分和描述，为

4、下一 步的详细设计和代码实现指明了方向，提出了纲要。本文档的读者主 要为本小组的成员。1-2背景当今，汽车已走近千家万户，人们在享受汽车带来便捷生活的同 时，也不得不面对日益严峻的交通安全问题。目前，国内的交通安全 形势非常严峻，大型交通事故频发。据不完全调查统计，在2012年 至2013年我国直接由疲劳驾驶导致的死亡人数分别占机动车驾驶交 通肇事总死亡人数的16.35%,大约每年有10020人死于疲劳驾驶导 致的车祸，公安部交通管理局发布的2012年全国道路交通事故情况 显示，2012年，全国共发生道路交通事故238351起，其中造成人员 伤亡的公有210812起，造成61284人死亡，14

5、9528人受伤，直接 财产损失10.9亿元，分析近几年来的全国道路交通事故情况，其中 疲劳驾驶导致的严重交通事故占很大的比例。因此，研究开发高性能 的驾驶员疲劳状态及行为实时监测及预警技术，对改善我国交通安全 状况和保护人民群众的生命财产安全意义重大。目前，国外在这方面的研究已经有了一定的成果，并且相关的车 辆生产厂家已经安装了最新研制的疲劳驾驶驶监测系统：奔驰新E级在方向盘内部的传感器可以感应我们对航向纠正的速 率和频度。并在仪表盘中央的显示屏上显示一个小咖啡杯的图标，以 提醒驾驶者需要休息了。日本丰田开发的系统是针对驾驶者眼部的侦测，内置在驾驶者前 方的摄像头会记录驾驶者的眼部状态，如果系

6、统侦测驾驶者的眼睛已 经闭上超过一段时间，车内会立即发出警报提醒驾驶者。国内关于这方面的研究起步较晚，更多的是处于实验室阶段，但 是也有了相应的产品：亚迪汽车已经安装了自己研制的疲劳监控系 统，该系统主要由摄像头和ECU两大模块组成。车内的感应摄像头 可以实时监控驾驶员的面部情况，在车辆行驶过程中，驾驶员闭眼试 驾或未目视前方的时间超过设定的安全阀值，系统便会发出警示，提 醒驾驶员注意驾驶安全。1-3定义定义说明OpenCVopen source computer vision library 是Intel开源视觉库项目，是由大量的 C/C+函数组成的，其实现了对多操作 系统的支持OTSU是一

7、种自适应的图像分割技术,乂被称 为最大类间法边缘图像中灰度发生急剧变化的区域边界1.4参考资料.曾强，王玉，赵娟.基于ARM的人眼疲劳检测系统J.视频应 用与工程.2011 年,35 (13) :106-108曹倩霞.基于眼睑运动的司机疲劳检测D.中南大学，2005郑培，宋正河，周一鸣.基于PERCLOS的机动车驾驶员驾驶疲劳的识别算法J.中国农业大学学报.2002,7(2):104-107.王宏彬，李灯熬，赵菊敏，熊玉虎.利用OpenCV实现Android 系统下的人脸检测J.软件工程与技术.2011年32 (12)： 4-7.刘江伟.基于人眼检测的驾驶员疲劳状态识别技术D.哈尔滨 工业大学

8、，2008.总体设计2.1需求规定用户打开Android手机的摄像头，使得手机的摄像头始终对准驾 驶员的面部，系统则一直检测每一帧图像，判断驾驶员的驾驶状态， 针对驾驶员的状态给予相应的警示。用户端流程：2.2运行环境 2. 2.1硬件环境配置有Android os的手机2. 2. 2软件环境eclipse + android 2.3.3 SDK + OpenCV2.4.92.3基本设计概念和处理流程2. 3.1概述该系统主要流程是获取视频图像中的一帧帧图像数据，从图像中 检测出人脸的部分，进而检测出人眼以及嘴巴部分，并且将这些部分 用矩形框画出。本文设计并实现了基于Android平台的实时疲

9、劳检测预警系统， 系统能快速的定位到人脸和人眼，采用的是摄像头的直接图像采集， 能有效的避免和监测者的接触，提高了监测系统的适用性，适合驾驶 条件下的疲劳检测。同时该系统借助了 Aiidroid-OpenCV函数库，进 行图像的相关计算，有效的减少了系统的开发难度和缩减了系统的开 发时间。可实现如下功能：（1）人脸识别（2）人眼识别（3）嘴巴检测（4）疲劳报警（5）头部转动检测接口设计3.1内部接口Iingpioc.medlanBlur()以及 Iingpioc.equalizeHist()在预处理阶段利用 Aiidioid-OpenCV 中 的接口 Iingpioc.mediaiiBlurO

10、、 Lngproc.equalizeHist()实现去噪处理和直方图的均衡化。detectMultiScale()在嘴巴定位阶段利用andioid-OpenCV中的分类器构建函数去加载该特征 haarcascade_mcs_mouth.xml文件，在利用分类器本身的成员函数： detectMultiScaleO对嘴部的image进行检测。在人眼定位阶段利用andioid-OpenCV中的分类器构建函数去加载该特征 haarcascade_nghteye_2splitsi_big.xnil 和 haaicascade_nghteye_2splitsr_big.xml 文 件，在利用分类器本身的成

11、员函数：detectMultiScaleO对眼部的image进行检测。内部接口图示如下:系统数据结构设计4.1总体逻辑结构设计MyCvViewBase引用FpsMeterFpsMeter suifaceChanged() suifaceCieated() suifaceDestroyedOinitO measuieO diawQ继承FdActivity setContentView(F dViewQ) onCreateOptionsMenuO onOptionsItemSelected()引用FdViewIiiputStreamFileFileOutputStieambyteCascadeClassifierMediaPlaye