基于ARM实现的人眼疲劳状态监测系统-论文.pdf

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1、工业技术基于ARM实现的人眼疲劳状态监测系统TheRealizationofDrivers’FatigueMonitoringSystemonARM刘文王小平胡朝峰LiUWenWangXiaopingHuChaofeng摘要：介绍基于ARM芯片JZ4755实现人眼疲劳状态监测的系统，该系统的算法过程是：通过8051单片机控制摄像头上不同红外波长LED灯的切换交替采集具有亮瞳效应的驾驶员眼睛状态的图像，经相临帧间的图像的中值滤波以及差分后根据瞳孔区域的明显特征来粗定位人眼位置定位的方法用灰度积分投影。提取人眼小区域后再用最大类间方差法对原图像进行二值化处理，再用模版匹配的方法提取人眼的边

2、界，最后根据P{RCLOS及相关参数判驾驶员的疲劳状况。通过matlab的实验并在硬件上实现后的结果表明，该系统实用，算法简单快捷，而且由于是基于红外设计能全天监测驾驶员的疲劳状况。关键词：驾驶疲劳亮瞳效应最大类间方差PERCLOS。。Abstract：ThispaperisintroducedeyefatiguemonitoringsystemwhichisbaseonARMchipofJZ4755，Theprocessofthealgorithmis：The1mageswithbrightpupi]e仟ectofthedrives’eyesisalternatelycollecte

3、dbythedifferentwavelengths’ledlightsonthecamera．whichiscontrolledbytheMCU8051．Aftertheadjacenttwoimagesisprocessedbymedianfilteringanddi仟erentialcharacteristics。itcanberoughpositioningofthedrivers’eyesbytheobviouslyoftheareaofthepupil．Andthemethodofroughpositioningisgrayintegraljprojection．After

4、gettingthesmallareaoftheeyesusingOtsumethodontheoriginalbinaryimageprocessing，andthentemplatematchingmethodtoextracttheboundariesoftheeyes，Finally．itgettheconditionoffatigueindriversbyPERCLOSandrelatedparameters．ThroughMATLABexperimentsandhardwaretoachievetheresultsshowthatthesystem’salgorithmis

5、notonlypractical，simpleandrapid，butalsoitcanbe1nfraredthedrivers’fatiguethroughoutthedaybecauseitisdesignedby1nfraredtechnology．Keywords：DriverFatigueBrightPupilEffectOtsuPERCLOS1引言原理如图2所示为灰度图像Y(i，j)，并计算得出每一像素点疲劳驾驶是当今交通安全的重要隐患之(i，J)的灰度值；t一。统计数据表明，大约每年有9000人死(2)，取33的中值滤波窗口，如下：于疲劳驾驶。因此，研究开发高性能的驾驶人

6、疲劳状态实时监测及预警技术，对改善交通安全状况意义重大。目前，驾驶疲劳监测的方法很多，但是(3)，给9点排序，按照灰度值大小进开发出产品并市场化的非常少，总结归纳原行排序，取中间灰度值代替中心点的灰度值，因主要有：一是各种方法都有一定的不足．从即：而导致识别人眼的效果不好；二是算法复杂J)=med{y(i—lJ—1)，⋯，y(i+l1)}。导致运行时间慢，达不到实时监测的要求。(4)，如果一次3·3滤波效果欠缺可以本文针对此两点不足设计了本系统，旨在增再进行55的中值滤波，方法同上。强识别率和简化算法，并以北京君正公司的由上述中值滤波得出的图像ij)就可以ARM芯片JZ4755开发产品

7、，取得了良好的进行下～步的差分运算了。实际效果。matlab实现效果如图3：2原理与设计流程设备通过不通波长红外控制的CCD摄像头获取驾驶员的脸部图像，转换为数字图像图2亮瞳摄像头后，存储于Flash中，经主芯片完成图像的预说明：通过摄像头轴线和轴外的不同波处理后，由单片机完成蜂鸣器的预警功能。r’1长的红外线的切换(通过软件控制光源开如图1：关)来拍摄获得很短时间内的连续两帧图片，这个方法也存在切换光源的干扰，本身还有时间间隔的误差，但是由于