疲劳驾驶预警系统1教学教材.docx

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疲劳驾驶预警系统1教学教材

疲劳驾驶预警系统

疲劳驾驶预警系统作为一个新兴的汽车安全辅助驾驶产品，国际和国内刚处于起步研究状态，还没有完全成熟的产品。

西安邦威电子科技有限公司历经3年多时间的集智攻关，突破了一系列技术难题，掌握了疲劳状态检测的核心技术，总体性能达到了国际先进水平。

西安邦威电子科技有限公司研制的SS600疲劳驾驶预警系统是基于车联网应用的解决驾驶员疲劳驾驶安全隐患的智能检测设备，针对疲劳驾驶行为进行检测、预警和干预，以提高行车安全性。

本系统应用公司自主研发的人脸检测算法（AD_FACE算法），依据对驾驶人员视频图像的获取，通过面部生物特征模式技术的检测、分析和判别，对常见的驾驶注意力不集中、反应迟钝、疲劳瞌睡、低头玩手机、接打电话和抽烟等非正常驾驶状态进行提示告警，具体包括：

对驾驶员状态进行检测；对驾驶员活跃度、姿态、注意力进行评估；对驾驶疲劳和瞌睡进行告警。

产品简便实用、可靠性高，能够全天候、实时非接触式进行驾驶员疲劳状态监测，为安全行车提供有效的汽车主动安全保障。

产品介绍

SS600疲劳驾驶预警系统采用本公司自主研发的人脸检测算法（AD_FACE算法），依据对驾驶人员视频图像的获取，通过面部生物特征模式技术的检测、分析和判别，对常见的驾驶注意力不集中、反应迟钝、疲劳瞌睡、低头玩手机、接打电话和抽烟等非正常驾驶状态进行提示告警，具体包括：

对驾驶员状态进行检测；对驾驶员活跃度、姿态、注意力进行评估；对驾驶疲劳和瞌睡进行告警。

产品简便实用、可靠性高，能够全天候、实时非接触式进行驾驶员疲劳状态监测，为安全行车提供有效的汽车主动安全保障。

SS600疲劳驾驶预警系统具有如下性能

非接触性：

不影响驾驶习惯及驾驶环境。

适应性：

在抗震、防尘、防爆、温湿度适应等方面，提供工控及以上设计标准。

主动性：

产品的疲劳预告警功能可以自主学习，无需人工校准，操作简便。

实用性：

——系统对于不同的眼镜类型均具有稳定性与可靠性，特别是在镜框遮挡了部分眼睛的情况下同样适用，从而系统也能将眼镜对监测的影响有效消除。

——适应于不同性别、年龄和肤色的驾驶员。

——可同时适用于日常可见光和夜晚行车环境。

——适用于不同程度的遮挡。

——适用于不同的姿态

●实时性：

帧率可达每秒15-20帧，保证了检测的实时性。

●准确性：

检测准确率高达98%，误报率小于5%。

●可扩展性：

车辆管理一体化，产品除在车内提供本地告警外，还可以将相关的信息数据存储并3G等通讯手段上传，因此可以为扩展到行业级用户进行车辆的综合安全监察与管理。

产品技术优势

SS600产品和国内外相关产品相比，技术上具有以下优势与特色：

SS600危险驾驶预警仪是一款基于车联网技术，采用本公司自主研发的人脸检测算法（AD_FACE算法）、头部跟踪算法和三维姿态检测算法来检测、分析及综合判断驾驶员的状态行为，对常见的驾驶注意力不集中、反应迟钝、疲劳瞌睡、低头玩手机、抽烟、接、打电话、超速等违规驾驶行为进行提示告警及实时监控。

SS600危险驾驶预警仪的车联网解决方案中还包含一个功能强大的后台管理系统，可将驾驶员的行为状态信息通过GPRS/3G/4G模块发送到网络后台或移动终端，实现对驾驶员状态和车辆运行状态的远程监控，支持远程监听、通话，同时对驾驶员的危险驾驶行为远程预警。

SS600所采用的自主研发算法能够适应驾驶员的各种行为状态，且人脸检测幅度和检测精度都达到了世界领先水平。

1、非接触式测量方式

系统通过驾驶员面部特征信息的捕捉与判断，实现危险驾驶状态的非接触式识别，系统运行过程中，不会对驾驶人产生干扰。

2、高可靠性识别率

通过多年在图像处理方面的研究，SS600的危险驾驶检测算法达到了国际领先水平，检测精度大于98%，误检率小于2%。

3、大角度的姿态的适应性

本产品依据自主研发的人脸检测算法（AD_FACE算法）和三维姿态检测算法能够适应驾驶人员的各种姿态，依据人脸的左右转角、俯仰和旋转三个尺度做出相对应的判决依据。

其中俯仰角范围最大可以达到-60~60度，旋转角最大可以达到-70~70度，左右转角最大可以达到-70~70度，误检率<2%，检测精度小于2度，灵活性和适应性能很好。

4、全天候工作能力

系统可以适应实际驾驶环境中复杂的光照条件，实现全天候24小时监测，即使在0Lux的极端条件下，亦可精确检测。

可以适应驾驶员的任何装束，包括佩戴近视镜和墨镜。

5、强大的后台运行管理系统——卫驾行管理系统

卫驾行管理系统通过4G移动网络接收前端传输来的状态信息，可实现对司机、车内外、车辆行驶路线的全面实时监控和管理，一旦发生危险情况，实现前端和后台的联动报警，监控中心工作人员可视其危险驾驶程度与司机进行紧急实时双向通话。

另外，将每位驾驶员不良驾驶行为进行记录，定期进行技术统计分析，便于车队管理及事后事故分析。

6、全面的行车安全辅助

SS600危险驾驶预警仪不仅具备对驾驶员疲劳驾驶、注意力不集中、左顾右盼、低头玩手机、抽烟、接打电话等危险驾驶行为进行检测预警，还通过GPS/北斗双模实现实时的车辆卫星定位与测速，对超速、长时间驾驶等行为进行检测预警。

同时，一旦车辆发生侧翻、坠崖、强烈碰撞等交通事故或者恐怖袭击、刑事案件等人为危险情况，可自动报警；或驾驶员在保证车内司乘人员生命安全的前提下隐蔽一键报警，同时会将报警信息、车辆内外视频监控信息和精确的地理位置信息发送到最近的公安110和医院120救护中心.为救援取得黄金时间.实现了全面的行车安全预警功能。

产品功能

1）、疲劳预警

在行车过程当中，SS600会针对驾驶员进行实时疲劳程度检测，一旦发现驾驶员瞌睡时，会立即进行声音提醒。

SS600还会根据车辆的行驶速度自动调节疲劳预警的灵敏度，做到更有效、准确的报警。

2）、注意力分散检测预警

当驾驶员有低头玩手机、左顾右盼、聊天、照镜子化妆等注意力不集中的驾驶行为时，SS600会立即进行声音报警。

3）、抽烟检测预警

当驾驶员未按照安全驾驶规定，在车辆行驶过程当中，有吸烟行为时，SS600会立即进行声音报警。

4）、接打电话检测预警

当驾驶员未按照安全驾驶规定，在车辆行驶过程当中，有接、打电话的行为时，SS600会立即进行声音报警。

5）、GPS/北斗双模定位、测速

系统可以通过GPS/北斗模块实现实时的车辆定位与测速，并对车辆超速行为进行预警。

6）、长时间驾驶及夜间驾驶提醒

当汽车驾驶员日间连续驾车4小时、夜间连续驾车2小时后，系统会提示驾驶人注意休息，或者更换驾驶人。

针对长途客运汽车，当凌晨2点至5点未按规定进行停车休息，实时发出语音告警。

7）、远程监控及预警功能

系统可以通过4G（兼容3G）通信的方式将驾驶员疲劳、注意力不集中、抽烟、接打电话等其他危险驾驶报警的相关数据及图像上传至后台监管平台，实现对驾驶员状态和车辆运行状态的实时远程监管及信息查新。

8）、视频存储及数据拷贝功能

系统能够将驾驶员发生疲劳及其他危险驾驶行为时的图像、视频存储下来，有助于事故调查取证。

9）、超员检测

SS600具备车辆超员管理功能，杜绝因超员引起的交通事故，带给乘车人安全的乘车环境。

10）、驾驶员人脸识别功能

系统可对驾驶员身份进行识别，并对其不同驾驶员按时间进行不良驾驶行为进行统计，用于车队管理及事故分析。

11）、视频监控

系统通过车内多个摄像头对车辆驾驶员、车内外状况进行视频录制和实时视频监控，后台管理系统可以全面实时掌控车内外状态。

12）、与危驾司机紧急通话

当工作人员从后台管理系统观察到司机有危险驾驶行为时，可以视司机危险驾驶的程度和司机进行紧急实时通话。

13）、人为危险事件一键紧急报警

当车内发生暴力事件、恐怖袭击以及刑事案件时，车辆驾驶员在首先保证司乘人员生命安全的前提条件下，在不被犯罪嫌疑人发现的情况下，一键紧急报警。

报警后SS600会将报警信息、车辆内视频监控信息和精确的地理位置信息发送给后台，后台迅速转送到最近的公安110和医院120救护中心。

14）、危险车祸紧急报警

当车辆出现侧翻、坠崖等（即在车辆高速行驶过程当中出现车辆离开行驶路面）危险车祸情况的瞬间。

SS600自动报警装置打开，在第一时间将报警信息、车辆内视频监控信息和精确的地理位置信息发送给后台，后台迅速转送到最近的公安110和医院120救护中心，赢取黄金救援时间。

行业状况：

交通事故是当前世界各国所面临的严重社会问题之一，已被公认为当今世界危害人类生命安全的第一大公害,每年因交通事故的原因至少使50万人死亡。

欧美各国的交通事故统计分析表明，交通事故中80%～90%是人的因素造成的。

根据美国国家公路交通安全署的统计,在美国的公路上,每年由于司机在驾驶过程中跌入睡眠状态而导致大约10万起交通事故,约有1500起直接导致人员死亡,711万起导致人员伤害。

在欧洲的情况也大致相同,如在德国境内的高速公路上25%导致人员伤亡的交通事故,都是由疲劳驾驶引起的。

根据2011年中国交通部的统计,我国48%的车祸由驾驶员疲劳驾驶引起,直接经济损失达数亿美元.有关汽车驾驶员的疲劳检测问题,随着高速公路的发展和车速的提高,目前已成为汽车安全研究的重要一环。

20世纪90年代，疲劳程度测量方法的研究有了很大的进展，许多国家已开始了疲劳驾驶车载电子测量装置的开发研究工作,尤以美国的研究发展较快。

研究成果中具代表性的有:

（1）美国研制的打瞌睡驾驶员侦探系统DDDS（TheDrowsyDriverDetectionSystem）.采用多普勒雷达和复杂的信号处理方法,可获取驾驶员烦躁不安的情绪活动、眨眼频率和持续时间等疲劳数据,用以判断驾驶员是否打瞌睡或睡着.该系统可制成体积较小的仪器,安装在驾驶室内驾驶员头顶上方,完全不影响驾驶员正常的驾驶活动。

（2）方向盘监视装置S.A.M.（steeringattentionmonitor）.一种监测方向盘非正常运动的传感器装置,适用于各种车辆.方向盘正常运动时传感器装置不报警,若方向盘4s不运动,S.A.M.就会发出报警声直到方向盘继续正常运动为止。

S.A.M.被固定在车内录音机旁,方向盘下面的杆上装有一条磁性带,用以监测方向盘的运动。

使用S.A.M.并不意味延长驾驶时间,而是要提醒驾驶员驾车时不要打瞌睡。

另外,S.A.M.与录像机配合使用可以为保险公司提供证据。

（3）日本研制的DAS2000型路面警告系统（TheDAS2000RoadAlertSystem）.一种设置在高速公路上用计算机控制的红外线监测装置，当行驶车辆摆过道路中线或路肩时,向驾驶员发出警告。

（4）反应时测试仪PVT（Thepsychomotorvigilancetest）。

根据驾驶员对仪器屏幕上随机出现的光点的反映（光点出现时敲击键盘）速度测试驾驶员的反应时,用以判断其疲劳程度。

（5）日本研制的电子“清醒带”。

使用时固定在驾驶员头部,将“清醒带”一端的插头插入车内点烟器的插座,装在带子里的半导体温差电偶使平展在前额部位的铝片变凉,使驾驶员睡意消除,精神振作.据说戴上这种“清醒带”,可以24h无睡意.“清醒带”使用电压12～14V,电流500mA,十分安全。

（6）澳大利亚一个叫SeeingMachines的公司最近开发了一个眼球追踪系统，专治司机疲劳。

系统包括一个内置GPS的车载PC、一个加速计、两个红外光源。

计算机的视觉算法可以追踪人的眼睛和眼皮行为，检查眨眼频率、眨眼时间、眨眼速度、眼睑行为。

通常司机闭眼超过1.6秒，一个警钟就会响起，紧接着噪音和座位震动也会开始。

（7）国内有上海径卫研制的疲劳驾驶预警系统是国内唯一已经商业化的疲劳驾驶预警系统，其原理和丰田十三代皇冠标配的瞌睡报警系统类似，主要检测驾驶员的瞳孔大小来判断眼睛的开合情况，功能比较单一。

目前，在国外市场上也只有美国的ATTENTION公司和DSS进行了商用，奔驰、沃尔沃以及丰田在日本销售的13代皇冠等高级轿车才标配有瞌睡报警系统，而且他们的价格是我们的十几倍。

在国内只有上海径卫的疲劳驾驶预警系统是国内唯一已经商业化的疲劳驾驶预警系统，只在很小一部分市场上使用，可以说国内市场上疲劳驾驶预警系统的安装使用基本上是空白的。

同时，该产品的技术壁垒非常高，在较长一段时期内很难出现群雄逐鹿的局面。

近几年随着汽车产业的高速发展，给人们带来了生活方便，可是同时伴随着的也是一起又一起的交通事故。

国家交通局也颁发了一部又一部的交通法则，为的就是提醒人们注意安全，注意安全驾驶。

我们的疲劳驾驶预警系统可以帮助司机朋友安全驾驶，防止他们违法驾驶，避免出现交通事故。

我们这一产品不仅解决了司机朋友疲劳驾驶问题，同时也减轻了交通管理部门的一些问题，会得到政府部门的大力支持。

主要竞争对手及产品优势

国内外主要竞争对手分析对照表

竞争对手

产品功能

产品价格

国内市场份额

竞争优势

竞争劣势

ATTENTION

（美国）

功能较丰富

2.5万人民币

空白

产品性能较好，成熟度高，在美国有部分的市场占有率

价格昂费，在国内市场不具备竞争优势

DSS

（澳大利亚）

功能丰富

3万人民币

空白

产品性能好，成熟度高，在澳大利亚有较好的市场占有率

价格昂费，在国内市场不具备竞争优势

径卫

（上海）

功能单一

3000圆人民币

小部分市场

产品已上市，占据了小部分市场

产品性能单一，不能完全满足驾驶状态检测需求

远驱

（南京）

功能单一

3000圆人民币

小部分市场

产品已上市，占据了小部分市场

产品性能单一，不能完全满足驾驶状态检测需求

邦威

功能丰富

3200圆人民币

小部分市场

产品功能丰富，不仅能检测疲劳状态，还能检测驾驶员注意力不集中和不正确的驾驶行为，整体性能达到或超过国际同类产品的性能，技术上大大领先于国内同类产品

产品性能丰富，完全满足安全驾驶检测需求

产品试装阶段

疲劳驾驶预警系统，在国内和国际市场刚出于起步阶段。

在国内，这个市场基本处于待开发状态，没有形成大规模的应用。

目前，由于国外疲劳驾驶预警系统的价格非常昂贵，不足以对国内市场形成较大的影响。

国内目前只有上海径卫和南京远驱推出了该产品，在一些行业市场有了小规模应用，但他们的产品性能上还不完善，在实际使用中存在一定的缺陷，目前阶段还不能大规模进入市场。

随着我们公司产品的问世，相信会很快形成较大规模的市场推广和应用，产生可观的经济效益。

本产品与国内外其他产品相比较主要优势体现在产品性能和技术优势上。

（1）在性能上，国际上以澳大利亚DSS为代表，国内以上海径卫、南京远

驱为代表的产品功能单一，只有疲劳状态检测报警功能；我们产品不仅具备疲劳状态检测预警功能，还具备对驾驶员注意力不集中、走神、反应迟钝、打电话等驾驶异常行为进行评估和预警提醒。

（2）在技术上，国内外产品主要采用人眼瞳孔检测技术，通过瞳孔的大小

判断驾驶员的疲劳状态，这种技术要求驾驶员头部不能做大范围的旋转和移动，否则就会检测不到瞳孔，产品就会失去作用。

我们产品依据自主研发的人脸特征检测算法（AD_FACE算法）、头部跟踪算法和三维姿态检测算法能够适应驾驶人员的各种行为状态。

依据人眼的睁闭、嘴巴的张合、人脸的遮挡、头部跟踪、头部三维姿态检测来综合分析驾驶员的状态行为。

尤其在头部三维姿态检测方面，我们采用世界上最先进的的算法，检测幅度和精度都达到了世界领先水平。

俯仰角检测范围最大可以达到-60~60度，旋转角检测范围最大可以达到-70~70度，左右转角检测范围最大可以达到-70~70度，误检率<3%，检测精度小于5度，灵活性和适应性能很好。

（3）通过与国际上先进技术相比，我们整体性能达到了国际先进技术，部分技术指标甚至超过了国际同类产品的指标。