基于機器視覺的安全帶佩戴提醒系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、安全帶有效發(fā)揮乘員約束保護作用的前提是乘員已佩戴安全帶且佩戴規(guī)范。現(xiàn)有關(guān)于安全帶智能檢測的研究多針對安全帶佩戴與否，而佩戴是否規(guī)范（如：形式錯誤、松緊不適、高低不當(dāng)?shù)龋┑膯栴}則仍未引起充分重視。為確實促進三點式安全帶的正確有效應(yīng)用，本文借助印有紅外敏感表面涂層標(biāo)記的三點式安全帶，基于機器視覺及數(shù)字圖像處理技術(shù)，提出一種基于機器視覺的安全帶佩戴提醒系統(tǒng)。論文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）搭建應(yīng)用于安全帶在不同佩戴模式下的數(shù)據(jù)采集實驗

2、平臺，設(shè)計并實施不同光照環(huán)境及乘員不同顏色圖案衣著下的車輛行駛實驗。目的在于獲取車輛起步后駕駛員安全帶不同佩戴模式（如：未佩戴安全帶、只佩戴肩帶、只佩戴腰帶、肩帶腰帶佩戴松弛、佩戴過高、佩戴過低以及規(guī)范佩戴等）下的視頻信息，經(jīng)過后期數(shù)據(jù)處理，最終獲得圖像樣本共計72000張，為后續(xù)安全帶檢測算法設(shè)計與系統(tǒng)驗證提供圖像數(shù)據(jù)支持。
　　（2）以基于標(biāo)記的增強現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計了安全帶標(biāo)記快速識別定位算法。在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計數(shù)量閾值算

3、法、模糊聚類閾值算法、曲線擬合松弛度算法和肩部外輪廓交點定位算法，分別用以判斷乘員安全帶是否佩戴、佩戴形式是否正確、松緊程度是否恰當(dāng)、高低位置是否合適，從而實現(xiàn)乘員安全帶是否已規(guī)范佩戴的檢測目標(biāo)。
　?。?）為讓安全帶檢測算法能在車載上應(yīng)用，分別采用自主開發(fā)DSP硬件系統(tǒng)和在樹莓派上做應(yīng)用集成兩種硬件方案，并結(jié)合紅外光成像原理以及樹莓派的硬件特點，設(shè)計了紅外攝像頭及聲光報警模塊。軟件系統(tǒng)則采用 Qt設(shè)計軟件的人機交互界面，以安全帶

4、檢測算法為核心，設(shè)計了“基于標(biāo)記的安全帶佩戴規(guī)范性檢測軟件”。以此為基礎(chǔ)在樹莓派上進行了軟硬件的集成以及代碼移植，并根據(jù)樹莓派GPIO的硬件特點，基于WiringPi庫函數(shù)設(shè)計了聲光報警模塊的控制算法。
　　（4）針對本研究所開發(fā)的軟硬件系統(tǒng)各檢測功能模塊進行測試及安全帶檢測算法驗證。經(jīng)測試，軟硬件系統(tǒng)各模塊工作正常，各種檢測模式能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。安全帶檢測算法驗證結(jié)果表明：在各種成像條件和圖像背景干擾下，算法準(zhǔn)確率分別為95.4