集美大学诚毅学院大学生创新创业训练计划项目结题报告.docx

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1、集美大学诚毅学院大学生创新创业训练计划项目结题报告经费编码：CJ21015项目名称：基于DIib和OPenCV的驾驶疲劳检测系统项目类型：0创新训练项目项目等级：口国家级创业训练项目13省级创业实践项目口院级负责人姓名：赵宝祥所在系、专业、班级：信息工程系数科1992项目起止时间：2021年5月至2022年5月指导教师：胡牡华指导老师联系电话：填表日期：2022年5月17日集美大学诚毅学院2013年制填写说明及注意事项一、结题报告逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。二、表格中的字体为小四号仿宋体，1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。均用A4纸双面打印，于左侧装

2、订成册。三、报告书一式一份报送教务部，同时提交电子文档。一、基本情况项目名称基于Dlib和OpenCV的驾驶疲劳检测系统项目省级级别立项时间2021年5月完成时间2022年5月负责人姓名学号专业班级所在系联系电话E-maiI赵宝祥数科1992信息工程系项目主要研究人员何诗怡数科1992信息工程系黄庆恺数科1992信息工程系二、研F究成果简介项目研究的目的、意义；研究成果的主要内容、重要观点或对策建议；成果的创新特色、实践意义和社会影响；研究成果和研究方法的特色。限定在2000字以内。交通事故是当前世界各国都面临的严重社会安全问题，而疲劳驾驶是发生交通事故的一大原因，是产生特大交通事故的主要原因

3、，已经成为马路上的“无形杀手”。据统计，在高速公路发生的重特大交通事故中，因疲劳驾驶造成的事故所占比例达40%以上，在生活中，百分之五十的人都有过疲劳驾驶的经历。现如今，随着高速公路的发展和车速的提高，疲劳驾驶已被视为违反交通规定，有关汽车驾驶员的疲劳检测问题，已成为汽车安全研究的重要一环。疲劳驾驶是指机动车驾驶员连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟或者从事其他劳动，体力消耗过大，或者睡眠不足等因素未能得到充分的休息，以致行车中困倦瞌睡、四肢无力，不能及时发现和准确处理路面上的交通情况的行为。以大货车为例，货车的驾驶需要更多的精力操控，而货车司机往往需要长途驾驶本项目

4、基于图像识别，通过摄像头实时对驾驶员人脸信息进行采集识别，并通过所编写的程序检测采集的信息，结合算法评估驾驶员的驾驶状态，实时地计算出驾驶员的注意力集中程度，判定是否疲劳驾驶，系统一经开启就会自动记录驾驶时长，若驾驶员出现疲劳驾驶的一定症状，系统画面就会进行实时反应，一旦症状达到驾驶疲劳的判定标准，就会警告并提醒驾驶员及时休息，从而避免事故的发生，防范于未然。关于人脸面部的疲劳检测，项目中所采用的是眨眼、哈欠和瞌睡点头，这三个方面的面部情况能很好的反应驾驶员的驾驶状态，相较于传统的驾驶员的疲劳、危险检测判定有着较好的参考性。项目的实现主要通过Dlib这个开源图像处理库，利用OpenCV的图像采

5、集方法，调用摄像头采集驾驶员面部、头部信息，以及用于采集人脸68个关键点检测的dat模型，以此模型为核心并结合EAR、MAR和HPE图像算法，判断驾驶员是否眨眼、打哈欠、瞌睡点头，不仅实现了检测指标多样化，还实现了实时检测驾驶员疲劳状态的目的，可用于货车、汽车、出租车等机动车辆，与其他的检测系统组合应用对驾驶疲劳的防范有着很大的帮助。三、项目研究总结报告预定计划执行情况，项目研究和实践情况，研究工作中取得的主要成绩和收获，研究工作有哪些不足，有哪些问题尚需深入研究，研究工作中的困难、问题和建议。（字数不限，可加页面）完成情况：该项目已经达成预计目标，项目成果以论文和驾驶疲劳检测系统的形式呈现。

6、实施过程阶段：1 .第一阶段（2021年6月2021年7月）学习Dlib人脸特征检测原理，提取人脸数据特征，构建所需数据集,实现基本的人脸检测,并查阅相关资料，提取出68个人脸特征点。2 .第二阶段（2021年8月2021年9月）查询疲劳检测算法，优化算法，根据EAR算法计算眼睛的宽高比，并设定适当的阈值检测眨眼闭眼频率，通过设定单位时间内闭眼次数、闭眼时间的阈值判断人是否已经疲劳，并调试程序，优化识别度。3 .第三阶段（2021年10月2021年11月）根据上一阶段的进度，结合MAR算法，提取特征点计算嘴部的宽高比，设定合适阈值，结合张口度和张口时间，通过大量调试，优化程序的识别度。4 .第

7、四阶段（2021年112月2022年3月）解决头部姿态的检测，结合HPE算法，估计头部姿态，调试代码实现基本姿态检测，并根据实时头部姿态的旋转角度，结合设定的阈值，判断是否点头以及点头幅度。将整体代码调试优化，合并三种检测判定标准，设计可视化Ul界面，形成驾驶疲劳检测系统。5 .第五阶段（2022年4月2022年5月）项目总结，验收和测定。研究心得：该项目能够使我们更加的熟练运用Python程序语言，更好的处理数据，实现算法和优化算法，作为第一个创新创业的项目，使我们对于图像处理以及人脸识别技术有了初步的了解,第一次设计实现界面Ul设计，不断的收集资料，模型的训练，数据集的提取，以及进一步优化

8、算法代码都是需要面对的挑战，虽然在项目实现的过程中遇到了不少的困难，但是无法停止我们探索的脚步。此次所接触了解到的知识层面，让我们对本专业有了更加清晰的认知，同样也使我们意识到对于专业知识的运用还有更大的进步空间，学无止境，还有更加深层的知识等着我们去探索发现。项目创新点：1 .系统界面简单明了，采用非接触式实时检测，一经开启即检测。2 .采用PythOn语言编写，通过WxFromBuilder设计可视化界面。3 .应用市场较广，可用于货车、汽车、出租车等机动车辆，可与其他的检测系统组合应用，提高驾驶检测精度。研究工作的不足：1 .模型还存在一定的误差，因为模型训练的数据量有限，还有进一步提高

9、模型的泛化能力和检测精度的空间。2 .组内成员的分工联系存在问题，关联度小，解决问题效率有待优化。项目实施过程中存在的问题和建议：1 .系统调用速度不高，受限于电脑的性能，在开启驾驶疲劳检测系统的过程中，调用电脑摄像头的运行速度较慢，在画面显示过程中会出现偶尔卡顿；2 .受不同环境光影响，检测精度会因光线的增强而降低，以至于出现检测不到人脸的情况，应该进一步优化，或者采用添加多个红外摄像头的方案降低环境光影响程度，提高不同场景的检测精度。3.系统界面Ul不够精细，有进一步优化的空间。四、项目预期成果的实现情况项目预期成果：1、能够按照项目计划完成系统主体框架和检测需求。2、形成可正常使用的驾驶疲劳检测系统。项目取得成果：1、能够按照项目计划书完成系统主体框架和检测需求。2、形成可正常使用的驾驶疲劳检测系统。五、经费使用情况经费合计5000元。其中，国家资助。元，省级资助0元，学院配套资助5000元，其他经费。元。经费支出情况：打印费：500元资料费：1000元小型设备费:3000元其他：500元六、指导教师及系审核意见:项目指导教师对结题的意见，包括对项目研究工作和研究成果的评价等0玄我舲现工的题指导老师签章：网优号年S月日