视觉疲劳检测系统

是全球交通安全的重要隐患,全球每年因疲劳驾驶导致的交通事故占比高达20%以上
。驾驶员疲劳监测预警产品早期出现于飞机、立殃雅担重高铁等具有自动驾驶或高级辅助驾驶的领域
早期的驾驶员疲劳状态监测算法基本上都是设定某一阈值,属于基于专家系统和规则算法
丰田公司在Lexus和商用车上配备的Driver Monitor由电装株式会社提供;清研微视公司开发的系统已应用于众泰M11、M12和陕汽重卡;
。到2026年,欧洲市场上投放的霸境判每一辆新车都将强制标配DMS系统
;2024年1-9月,中国市场乘用车前装标配驾驶员DMS系统交付147.61万套,同比增长86.61%,前装搭载率接近10%
DM影桨乘S应用落地面临诸多挑战,如在强光弱光下获取满足质量要求的视觉信号,解决算力和通信造成的延时,提高检测准确率减少误报,同时需重视小型化和成本控制
、DMS)基于识别与驾驶员疲劳水平相关的驾驶员相关和/或车辆相关变量,通过及时预警提高驾驶员警觉性,有助于预防事故
。实现疲劳检测的主要技术方案包括通过监测车辆信息、生物传感器获取生理指标、视觉传感器获取行为信息三种
视觉疲劳检测系统根据其监测原理不同主要分为两类,一类是基于摄像头、红外线感应器监测驾驶员生理特征,另一类是基于驾驶员操作行为或车辆实时轨迹的监测
实时监控驾驶员的眼部动作、面部表情变化等,通过特征提取与比对识别疲劳的初期迹象,例如闭眼时间过长、眨眼频率下降、眼皮下垂等
。眼动追踪技术通过分析眼球的运动轨迹和瞳孔变化判断驾驶员的注意力分布情况,当驾驶员处于疲劳状态时,其眼球运动的轨迹会变得不规律,眼睛的聚焦能力下降
。此外,系统还可以通过车内摄像头监测驾驶员的头部姿势与动作,如检测到头部频繁晃动或低头等不正常姿势,可识别出驾驶员可能正处于疲劳状态
。通过眼高比(EAR)算法检测眼睛闭合程度,结合头部姿态估计和PERCLOS指标综合判断疲劳等级
。PERCLOS(Percentage of Eyelid Closure Over the Pupil Over Time)算法是衡量疲劳程度的常用指标
。状态分类模型常采用轻量级神经网络(如MobileNetV2)以实现低延迟部署
。DMS应用落地面临诸多挑战,如在强光弱光下获取满足质量要求的视觉信号,解决算力和通信造成的延时,提高检测准确率减少误报,重视小型化和成本
对人的眼睑眼球的几何特征和动作特征、眼睛的凝视角度及其动态变化、头部位置和方向的变化等进行实时检测和测量,建立驾驶人眼部头部特征与疲劳状态的关系模型,研究疲劳状态的多参量综合描述方法;同时研究多元信息的快速融合方法,提高疲劳检测的可靠性和准确性,从而研制稳定可靠的驾驶员疲劳监测系统。
根据头部姿态对疲劳状态进行分析,并根据瞳孔预测疲劳状态相结合,从而对光照、遮挡等因素更加鲁棒性的疲劳检测算法。
对驾驶员自身身份、年龄、表情等进行分析,对不同的因素组合组成的多种疲劳驾驶的可能性建立模型,从而有效的提高疲劳驾驶的准确性和效率。
检测驾驶员的瞳孔直径、注目凝视、眼球陕速转动、眉眼扫视、眼睛闭合时间长短等等,来测量眼睛确定驾驶员疲劳的程度。
。2023年的疲劳驾驶预警系统市场,两大趋势最为明显,一是技术创新,涉及各种警示信号处理、传感器系统等领域以及大数据分析处理等新兴技术;二是业务多元化,参与分析、研究分析解决方案的各种行业,例如采矿业、航空业、自动驾驶业以及物流业等
从法规路线月起所有新车都必须安装驾驶员疲劳监测系统,从2026年7月起所有新车都必须安装驾驶员分心监测系统;从今年1月开始,如果没有搭载DMS的主动安全系统,很难获得欧洲NCAP的五星评级
在市场数据方面,今年1-9月,中国市场(不含进出口)乘用车前装标配驾驶员DMS(基于视觉)系统交付147.61万套,同比增长86.61%,前装搭载率接近10%(9.96%)
上汽红岩H6系列重卡搭载的DMS疲劳驾驶预警系统,因其在安全方面的表现,助力车企获得商用车“安全贡献奖”
径卫视觉疲劳驾驶预警系统在“第五届中国货运业年会”上荣获“技术与装备创新奖”
视觉疲劳检测系统在应用落地时面临诸多挑战,如在强光或弱光条件下获取满足质量要求的视觉信号面临困难,算力和通信造成的系统延时是需要解决的问题
。提高检测准确率并减少误报,以及重视系统的小型化和成本控制是重要的挑战
。推动疲劳驾驶预警系统可移植性,真正实现该系统的普及使用也是未来的发展方向
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