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基本信息
- 項目名稱：
- 基于眼睛和嘴部特征融合的疲勞監(jiān)測告警系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本課題主要利用人疲勞時的生理特征與疲勞的關(guān)系，通過檢測這些生理特征來監(jiān)測測試者的疲勞狀態(tài)。如嘴部、眼部狀態(tài)等監(jiān)測方法，這些方法測量的結(jié)果比較準(zhǔn)確。并且本系統(tǒng)在實時性和準(zhǔn)確性等方面都有突出表現(xiàn)，計算機配置要求低。
- 詳細(xì)介紹：
- 本課題主要利用人疲勞時的生理特征與疲勞的關(guān)系，通過檢測這些生理特征來監(jiān)測測試者的疲勞狀態(tài)。如嘴部、眼部狀態(tài)等監(jiān)測方法，這些方法測量的結(jié)果比較準(zhǔn)確。并且本系統(tǒng)在實時性和準(zhǔn)確性等方面都有突出表現(xiàn)，計算機配置要求低。 本課題所研究系統(tǒng)相對于以前的狀態(tài)監(jiān)測方法主要有以下幾個優(yōu)點： 1.狀態(tài)監(jiān)測準(zhǔn)確性高，即使較快速度眨眼以及打哈欠都能準(zhǔn)確檢測到。監(jiān)測準(zhǔn)確率在95%以上。 2.監(jiān)測速度快，實時性能突出，在目前的主流配置計算機上都能達(dá)到20幀/秒以上的處理速度。 3.疲勞檢測等級劃分可靠。本系統(tǒng)所采用的疲勞等級劃分依據(jù)來自中國民航大學(xué)對多人進(jìn)行多次采樣試驗得出的疲勞數(shù)據(jù)，結(jié)果真實可靠。 4.設(shè)備要求簡單，除了計算機以外只需要額外配置一個攝像頭即可。 5.系統(tǒng)界面友好，實用性高。還同時具有以往數(shù)據(jù)查詢已經(jīng)疲勞狀態(tài)告警功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 該系統(tǒng)設(shè)計用于航空塔臺調(diào)度員、駕駛員等對象的疲勞度監(jiān)控。通過Adaboost算法對監(jiān)測對象臉部進(jìn)行定位，并在此基礎(chǔ)上對眼部與嘴部進(jìn)行精確定位，對其行為特征進(jìn)行采樣分析，判定其當(dāng)前的疲勞狀態(tài)，根據(jù)不同的疲勞等級給出相應(yīng)的疲勞警告，提醒監(jiān)測對象及時休息。彌補了單獨定位精度不高的問題，同時也能有效的滿足實時性的要求 。此外，系統(tǒng)還實現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲管理的功能，方便用戶對以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1. 系統(tǒng)采用Adaboost人臉檢測算法作為基本檢測算法，在此基礎(chǔ)上通過對瞳孔的特征檢測以及臉部幾何特征的結(jié)合能準(zhǔn)確有效的定位眼睛和嘴部。采集眼部和嘴部的特征信息，從而得到準(zhǔn)確的疲勞度信息。采用PERCLOSE值以及打哈欠的頻率對當(dāng)前用戶進(jìn)行疲勞度等級判定。同時，系統(tǒng)還能對當(dāng)前用戶所處環(huán)境的光照條件，實時的進(jìn)行圖像二值化閾值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證圖像信息的有效性以及處理結(jié)果的正確性。處理信息還能實時的在用戶面板上顯示，讓用戶了解自己當(dāng)前的疲勞程度，提醒用戶適時休息。 2. 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲管理。系統(tǒng)檢測參數(shù)可以根據(jù)不同用戶的自身條件進(jìn)行修改，符合當(dāng)前用戶使用的最佳效果。 3. 對數(shù)據(jù)實行按用戶管理，方便用戶查詢以及核對以往數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月，河北工業(yè)大學(xué)，河北工業(yè)大學(xué)校團委舉辦“挑戰(zhàn)杯”活動中獲得特等獎。
作品所處階段
- 用戶試運行階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 委托開發(fā)
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 設(shè)備要求簡單，系統(tǒng)處理實時性高，且定位準(zhǔn)確，狀態(tài)監(jiān)測精確，同時，系統(tǒng)還能對當(dāng)前用戶所處環(huán)境的光照條件，實時的進(jìn)行圖像二值化閾值調(diào)整，保證圖像信息的有效性以及處理結(jié)果的正確性。操作界面簡單明了，易用性，安全性，穩(wěn)定性都較高，符合市場要求。
同類課題研究水平概述
- 疲勞是一種長時間或反復(fù)受到刺激后而產(chǎn)生的復(fù)雜的生理和心理現(xiàn)象,所以分為心里疲勞和心理疲勞。目前，研究人員對生理與心理疲勞檢測均進(jìn)行了深入研究。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，心理疲勞與生理疲勞互為因果，互相影響，常常相伴發(fā)生，因而只有將這兩種疲勞的檢測聯(lián)系起來研究，才能從整體上把握疲勞檢測的實質(zhì)。據(jù)此，目前的疲勞檢測方法主要有以下幾種： 1、血液生化指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)血液是造成患有慢性疲勞癥（CFS）的人大腦變化的主要原因。血清中血清肌酸激酶(CK)活性的變化和血清睪酮/皮質(zhì)醇的比值是比較常見的血液生化指標(biāo)。然而，通過化驗血樣來了解人體的疲勞程度的測量方法具有人體侵入式，有創(chuàng)傷的缺點，會造成被檢測者的心理恐慌，所以，這種檢測方法不易被接受。2、尿液生化指標(biāo)由于體液檢測無創(chuàng)傷，因此是目前生化測試中理想的方式，其中尿液檢測最為普及。3、腦電波是一種神經(jīng)電信號，它是腦活動的直接反映。據(jù)研究表明，EEG 是廣泛采用的用于評定中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化的指標(biāo)之一。人們通過分析入睡過程的腦電變化來評價疲勞和困倦狀態(tài)，也可以通過計算腦電信號的小波包能量比例值對睡眠狀態(tài)進(jìn)行評估。4、心電信號的檢測也是疲勞檢測一個重要的方向。據(jù)研究表明，心率（HR）和心率變異性（HRV）能客觀地反映疲勞，又容易從心電信號中提取。5、基于眼部運動參數(shù)人在疲勞的時候，眼部運動將出現(xiàn)明顯特征，比如，眨眼頻率，眼瞼平均閉合時間，眼瞼重新張開時間，眼睛掃視運動，整個眨動過程的時間（眼瞼閉合過程的時間，保持閉合的時間，重新張開的時間）。這些眼部運動參數(shù)可以利用EOG，視頻圖像采集，紅外反射傳感器等方法得到。 本系統(tǒng)主要利用人疲勞時的生理特征與疲勞的關(guān)系，通過檢測這些生理特征來監(jiān)測測試者的疲勞狀態(tài)。如嘴部、眼部狀態(tài)等測量方法，這些方法測量的結(jié)果比較準(zhǔn)確。 并且本系統(tǒng)在實時性和準(zhǔn)確性等方面都有突出表現(xiàn)，設(shè)備要求相對簡單，計算機配置要求低，十分適合推廣使用。
