監(jiān)測(cè)疲勞駕駛成為一個(gè)熱門(mén)研究方向

如今監(jiān)測(cè)疲勞駕駛成為一個(gè)熱門(mén)研究方向。記者12月27日從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉，近日，由該校儀器科學(xué)與工程學(xué)院孫金瑋教授和他的團(tuán)隊(duì)成員曹天傲、王啟松、劉丹、董哲寧、劉潤(rùn)樵等人完成的一項(xiàng)課題“基于毫米波雷達(dá)的駕駛疲勞監(jiān)測(cè)方法研究”，突破現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段的局限性，提出通過(guò)毫米波技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)疲勞駕駛狀態(tài)測(cè)量的全新科研思路，不僅實(shí)現(xiàn)了駕駛員疲勞狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，而且可使監(jiān)測(cè)精度提升到85%以上。近日，該項(xiàng)研究相關(guān)論文被“電氣與電子工程師協(xié)會(huì)消費(fèi)電子與計(jì)算機(jī)工程國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議（ICCECE 2021）”專輯錄用，該團(tuán)隊(duì)將受邀參會(huì)做專題報(bào)告。

據(jù)介紹，許多人在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)開(kāi)車行駛后，往往產(chǎn)生生理機(jī)能和心理機(jī)能的失調(diào)與不適，而在客觀上出現(xiàn)駕駛技能下降的現(xiàn)象，這就是常說(shuō)的“疲勞駕駛”。駕駛疲勞會(huì)影響到開(kāi)車人的注意、感覺(jué)、知覺(jué)、思維、判斷、意志、決定和運(yùn)動(dòng)等諸多方面，極易釀成道路交通事故。

在駕駛?cè)颂幱谳p微疲勞時(shí)，就會(huì)換檔不及時(shí)、不準(zhǔn)確；當(dāng)駕駛?cè)颂幱谥卸绕跁r(shí)，操作動(dòng)作呆滯，有時(shí)甚至?xí)浕疽I(lǐng)；駕駛?cè)颂幱谥囟绕跁r(shí)，往往會(huì)下意識(shí)操作或有短時(shí)間睡眠等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)失去對(duì)車輛的控制能力。

據(jù)本項(xiàng)目主要貢獻(xiàn)者曹天傲博士介紹，雖然當(dāng)前普及的大多數(shù)疲勞駕駛系統(tǒng)可以在一定程度上對(duì)駕駛疲勞進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但仍然存在一些缺欠和短板的地方。現(xiàn)有方法大多采用接觸測(cè)量法，經(jīng)常需要駕駛員攜帶或安裝很多設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)生理信息，這會(huì)對(duì)駕駛員的正常行為帶來(lái)一定困擾。其次，生理信息收集設(shè)施價(jià)格昂貴，不利于疲勞駕駛系統(tǒng)的普及。同時(shí)，運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)檢測(cè)環(huán)境單一，在白天對(duì)駕駛員疲勞測(cè)試較為精確，而對(duì)夜間司機(jī)的疲勞度監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性不理想，特別是凌晨2點(diǎn)至4點(diǎn)正是駕駛疲勞的高峰時(shí)段。在面部遮蓋下的性能較差，常用的人臉定位算法在駕駛員面部被遮擋情況下，很難對(duì)人臉予以很好定位，因此也就無(wú)法對(duì)疲勞駕駛做出及時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，疲勞判別指標(biāo)較為單一，其中最廣泛使用的是眼瞼閉合度。若是由于外部因素使得此類指標(biāo)無(wú)法較好獲取時(shí)，這類算法就不能對(duì)疲勞狀態(tài)做出理想的監(jiān)測(cè)，其準(zhǔn)確性自然大打折扣。

針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段的局限性接觸性，孫金瑋團(tuán)隊(duì)確定了通過(guò)毫米波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)疲勞駕駛狀態(tài)測(cè)量的科研思路。波長(zhǎng)為1-10毫米的電磁波稱為毫米波，是位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長(zhǎng)范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)利用AWR1642毫米波雷達(dá)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)將呼吸及心跳信號(hào)從采集到的數(shù)據(jù)中分離出來(lái)，給予濾波處理，經(jīng)過(guò)毫米波技術(shù)成功提取到了人體的心跳及呼吸信號(hào)，繼而借助“邏輯斯諦回歸方法”設(shè)計(jì)出一種心跳頻率、呼吸頻率、心跳幅度和呼吸幅度四種指標(biāo)相融合的駕駛疲勞狀態(tài)判別的新模式、新技術(shù)。

孫金瑋教授解讀說(shuō)，這一理工醫(yī)相結(jié)合的科研成果基于毫米波雷達(dá)展開(kāi)疲勞駕駛的監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)了駕駛員疲勞狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。與現(xiàn)有方法相比，這項(xiàng)技術(shù)展現(xiàn)了非接觸式人體呼吸和心跳信號(hào)的準(zhǔn)確檢驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，提供了全天候和多指標(biāo)測(cè)量，適用于大多數(shù)駕駛環(huán)境。并且，憑借毫米波雷達(dá)手段可使監(jiān)測(cè)精度提升到85%以上，完全能夠客觀反映駕駛員當(dāng)前狀態(tài)。

專家評(píng)價(jià)指出，未來(lái)，此項(xiàng)技術(shù)綜合考慮了監(jiān)測(cè)精度和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，形成了一種更加客觀的策略，為當(dāng)前產(chǎn)品的普及拓寬了新視野、新思路，有助于更好地保證駕駛員的安全，有效地降低交通事故的發(fā)生頻率，為人民群眾安全出行“保駕護(hù)航”。

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