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1、中圖分類號：TP391論文編號：102870118-S112學(xué)科分類號：080402碩士學(xué)位論文基于多信息融合的實(shí)時(shí)疲勞檢測與預(yù)警系統(tǒng)研究研究生姓名唐杰學(xué)科、專業(yè)測試計(jì)量技術(shù)及儀器研究方向機(jī)器視覺指導(dǎo)教師陳仁文教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonReal-timeFatigueDetectionandAlarmSystem
2、BasedonInformationFusionAThesisinMeasurementandTestingTechnology&InstrumentsbyTangJieAdvisedbyProf.ChenRenwenSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMar,2018承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或
3、撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近年來，人們對于物流效率的高度需求，迫使駕駛員必須在有限的時(shí)間內(nèi)將貨物送到，造成貨運(yùn)司機(jī)的長時(shí)間駕駛，于是人類不可避免的疲勞感成為了駕駛事故多發(fā)的主要因素。而目前已有的疲勞檢測方法都存在計(jì)算復(fù)雜度高，耗時(shí)長，對硬件環(huán)境要求高等困難。本文
4、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套多信息融合的實(shí)時(shí)人臉疲勞檢測和預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Android攝像頭獲取駕駛員臉部視頻，通過改進(jìn)的CFAN快速實(shí)現(xiàn)人臉關(guān)鍵點(diǎn)的粗定位，然后通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和形態(tài)學(xué)相互結(jié)合的方法進(jìn)行人眼和嘴部狀態(tài)的分析，最后根據(jù)眼部和嘴部狀態(tài)進(jìn)行疲勞狀態(tài)分析。在該算法的基礎(chǔ)上本文搭建了一個(gè)基于Android和PC平臺的實(shí)時(shí)疲勞檢測和預(yù)警系統(tǒng)。論文主要工作如下：（1）人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位研究。對比分析了級聯(lián)回歸模型和深度模型的特點(diǎn)，對深度模型中的CFAN算法進(jìn)行了改進(jìn)，加快了關(guān)鍵點(diǎn)定位的速度。（2）人臉關(guān)鍵點(diǎn)狀態(tài)判別。根據(jù)人臉器官“三庭五眼”的幾
5、何分布特點(diǎn)，對人眼和嘴部的待檢測區(qū)域進(jìn)行了分割。然后通過形態(tài)學(xué)的方法得到人眼和嘴部的橢圓輪廓，繼而利用最小二乘法進(jìn)行橢圓擬合，從而以此來描述臉部關(guān)鍵點(diǎn)的疲勞狀態(tài)。但是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該方法在外界環(huán)境的干擾較大時(shí)，準(zhǔn)確性較差?；谠摲N情況，本文使用融合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和形態(tài)學(xué)的方式將人眼的狀態(tài)進(jìn)行分類并驗(yàn)證。（3）實(shí)時(shí)疲勞檢測與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。開發(fā)了服務(wù)器端和android前端的相應(yīng)軟件，通過android車載端和服務(wù)器端之間的數(shù)據(jù)交換，基本上實(shí)現(xiàn)了車載端、中控中心顯示端和服務(wù)器端的實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警各項(xiàng)功能。關(guān)鍵詞：視頻，信息融合，疲勞檢測，人臉
6、關(guān)鍵點(diǎn)定位，預(yù)警I基于多信息融合的實(shí)時(shí)疲勞檢測與預(yù)警系統(tǒng)研究ABSTRACTInrecentyears,thehighdemandforlogisticsefficiencyforcesthedrivertodeliverthegoodswithinalimitedtime,causingthedrivertodriveforalongtime.Therefore,theinevitablefatigueofthehumanracehasbecomethemaindriverofaccidents.However,theexistingm
7、ethodshavehighcomputationalcomplexity,longtimeconsumingandhighdifficultyinhardwareenvironment.Thispaperdesignsandimplementsamulti-informationfusionreal-timefacefatiguedetectionandpre-warningsystem.ThesystemtakesadvantageofAndroidcamerafordriver’sfacevideo.ThroughimprovedC
8、FAN,thecoarsepositioningoffacekeypointcanberealizedquickly.Then,theanalysisofhumaneyesandmouthis
