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1、第46卷第4期航空计算技术Vol.46No.42016年7月AeronauticalComputingTechniqueJul.2016飞行员疲劳监测中的人眼定位及状态判别研究王剑楠,潘文平,李英浩(南京航空航天大学民航学院,江苏南京210016)摘要:飞行员驾驶疲劳是影响飞行安全的重要因素之一。常用基于人眼识别的方法对飞行员进行疲劳监测,其关键是人眼定位及状态判别。利用改进的平均合成滤波器算法定位人眼,根据模糊综合评价思想,判定人眼睁开闭合状态,根据PERCLOS疲劳检测方法对飞行员进行疲劳监测。实
2、验表明,改进的人眼定位方法具有更高的精确度和鲁棒性,提出的人眼状态判定方法能够满足疲劳监测需要。为最终构建一种机载的、实时的、非接触式的飞行员疲劳监测系统提供了理论基础。关键词:疲劳驾驶;人眼定位;平均合成滤波器;模糊综合评价中图分类号:V328文献标识码:A文章编号:1671-654X(2016)04-0078-05ResearchonHumanEyeLocationandConditionRecognitioninPilotFatigueMonitoringWANGJian-nan,PANWen-
3、ping,LIYing-hao(CollegeofCivilAviation,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Pilotfatigueisoneoftheimportantfactorsthataffectflightsafety.Weusuallymonitorpilotfa-tiguebyeyes.Thekeyishowtolocateeyesandrecognizethestat
4、eofeyes.Inthispaper,wefirstlyusetheimprovedaveragesyntheticexactfilteralgorithmtolocatetheeyes.Then,wejudgewhethertheeyesareopenorclosedaccordingtofuzzycomprehensiveevaluationmethod.Finally,wemonitorthepilot′sfa-tiguestatebyPERCLOSfatiguedetectionmethod
5、.Theexperimentsshowthattheimprovedeyelocationalgorithmiswithhigheraccuracyandrobustness,andthejudgementmethodofeyestatecansatisfiytherequirementoffatiguemonitoring.Thetheoreticalbasisisprovidedforthefinalconstructionofanair-borne,real-time,non-contactpi
6、lotfatiguemonitoringsystem.Keywords:fatiguedriving;eyelocation;averagesyntheticexactfilter;fuzzycomprehensiveevaluation引言位的精确度较差,以及受外部条件影响时表现出较差的鲁棒性。在针对飞行员的人眼检测与定位中,文献[5]航空事故调查数据显示,超过70%的飞行事故是先采用脸部的梯度图像粗略确定双眼位置,再利用垂人为因素导致的,而这些人为因素造成事故的重要原直积分投影的最大值搜索鼻梁,分
7、离双眼。在采用该因是由于飞行员在疲劳状态下引起的工作能力下降。方法时虽然定位速度较快,但在精确定位时容易受到因此,在飞行过程中对飞行员进行疲劳监测具有重要人眼上方眉毛的影响,降低定位准确性。的意义。本文采取了一种基于滤波器理论的人眼定位方大量的研究表明,眼睛状态与人的疲劳有较高的法,平均合成精确滤波器(AverageSyntheticExactFil-相关性,能够有效可靠地反应疲劳状态。但是,疲劳监[6]ter,ASEF)算法。该算法由于其检测速度快、效率测技术中所采用的人眼检测与定位方法必须具备如下
8、[1]高、鲁棒性强、易被移植到嵌入式平台等特点,越来越要素:实时性好、精确度高、鲁棒性强。目前,常用的[7-9][2-3]多的学者采用它进行人眼检测与定位。本文在使人眼定位算法主要包括:基于几何特征的方法、基用ASEF对人眼初定位后,再采用灰度积分投影法进于统计模型的方法、基于先验知识的方法。一种经典[4]行二次精确定位。改进后的算法进一步提高了人眼定的方法是利用基于Haar特征的AdaBoost分类器来位的精确性与鲁棒性。进行人眼检测与定位。然而,Ad
