浅谈驾驶员疲劳检测技术的现状及发展趋势
摘 要：随着工业和经济的发展，汽车开始走入千家万户，同时交通事故的发生也给无数的家庭酿造了悲剧。据世界卫生组织统计，在人类死亡和发病的原因中，车祸排第九位。而疲劳驾驶是车祸发生的主要原因之一。本文就我国驾驶员疲劳检测技术的状况，提出2 驾驶疲劳检测研究存在的问题及发展趋势。
关键词：驾驶员；疲劳检测技术；发展趋势
随着交通运输业的发展，交通事故已成为当前各国所面临的严重问题。据不完全统计，全世界每年死于交通事故的人数约为60万，因车祸受伤的人更多，每年平均约有l000万人。在美国的重型汽车事故中，57%的灾难性事故是与驾驶员疲劳有关，它已成为事故发生的主要原因。英国交通研究实验室（Transport Research Laboratory）认为：驾驶疲劳导致的道路交通事故占全部交通事故的10%。法国国家事故报告表明，因疲劳驾驶而发生车祸的占人身伤亡事故14.9%，占死亡事故的20.6%。澳大利亚每年由于交通事故的花费约为75亿美元。其中，将近15亿是直接由于驾驶员疲劳而导致的。我国交通事故呈现逐年上升的趋势，1999年我国发生道路交通事故412860起，致伤286080人，死亡83529人，造成直接经济损失21.24亿元。因此，各国研究人员都在努力开发出一个能实时监视驾驶员警觉水平，并在任何不安全状态下能对驾驶员进行预警的系统。
一、驾驶疲劳的含义
驾驶疲劳是指驾驶车辆时因驾驶作业引起的身体上的变化、心理上的疲劳以及客观测定驾驶功能低落的总称。其症状包括：①生理症状，如头重、心跳加快、脉搏加速、手脚酸痛、气喘、胸闷、口渴、食欲不振、叹气、打哈欠、频繁眨眼、表情变化少、眼睛发红发干、视觉模糊、耳内轰鸣、感觉烦躁恍惚、分辨不清方位等；②心理症状，如疲劳后引起视力下降、注意力分散、视野逐渐变窄、漏看错看信息的情况增多，以及反应迟钝、判断迟缓、动作僵硬、节律失调、思维能力下降、头脑糊涂、忘记操作规范、精神不振、郁闷嗜睡、自我控制能力减退、容易激动、心情急躁或开快车等。这些特征为人们研究驾驶员疲劳监测方法提供了重要的依据。
二、我国驾驶员疲劳检测技术的状况
20世纪60年代，我国开始对驾驶疲劳进行实验性的研究。1998年，深圳长途汽车公司的周鹏应用人体生理学、现代神经学、电子工程学分析了驾驶员疲劳事故隐患的起因，提出了消除疲劳事故隐患必须消除司机开车时的异常疲劳和大脑麻痹。根据这一思想他研究了佩戴于司机小腿部与手腕部的“司机疲劳事故预防器”。1999年，张殿业、金键等对机车司机工作过程中的身体状态、疲劳程度提出了测试方法与评价模式。2000年，石坚、吴远鹏、卓斌等通过传感器测量驾驶员驾驶时方向盘、踏板等运动参数来判别驾驶员的安全因素，发现方向盘操纵情况与驾驶员的疲劳程度具有一定的联系，方向盘较长时间不动，说明驾驶员在打瞌睡 。2001年，李增勇，王成焘从人机工程学角度综合防治分析研究了造成驾驶疲劳的环境因素，并从汽车人机界面设计方面提出防止和缓解驾驶疲劳的有效措施。2001年，郑培、周一鸣提出了脸部活动图像识别的人脸皮肤色彩高斯模型，通过眼睛灰度模式匹配，成功地实现了驾驶员驾驶疲劳的测评，构建了基于PERCLOS的机动车驾驶员驾驶疲劳的实验测评系统。该系统初步具备了实时、非接触式检测的特性。2002年，杨渝书、姚振强从人机工程学角度对驾驶疲劳的产生因素进行了分析，对驾驶疲劳的定量评价进行了实验研究。
三、驾驶疲劳检测研究存在的问题
3.1现有的一些检测方法尚未对驾驶员的疲劳程度和监测指标之间关系进行很好的量化，对疲劳的分级不够准确。
3.2 现有检测方法中大部分监测传感器为接触性的，在行车过程中会造成驾驶员不适或者影响驾驶操作，因而难以实现实时监测。对于通过车载摄像头和雷达等非接触性仪器进行监测的方法往往受外界环境的影响较大，检测准确率不高。
3.3 现今的车载疲劳报警装置，或者检测效果不理想，或者成本太高，难以获得广泛的应用。
四、驾驶疲劳检测研究的发展趋势
4.1 驾驶疲劳形成机理和模型的研究
从人机工程和行为科学的角度结合心理学的研究成果深入研究机动车驾驶员疲劳的形成机理，揭示驾驶疲劳的本质，建立驾驶与疲劳之间关系的数学模型，为实时监控驾驶员疲劳状态提供理论支持。
4.2 驾驶员疲劳状况检测及评价方法的研究
基于驾驶疲劳形成机理和模型，利用计算机视觉、模式识别等多种技术，研究出驾驶员疲劳状况检测方法。通过生理学、心理学的一些测试手段，测试驾驶员疲劳时的生理指标（如脑电图、心电图等），定量地反映人体的疲劳程度，同时结合驾驶员疲劳时的行为特征，研究出适用于实时检测驾驶员疲劳的指标。
4.3 融合多种方法提高驾驶员疲劳检测的可靠性
现存的各种检测方法大多数都侧重于驾驶员疲劳时所表现出的某个特征来进行研究，由于驾驶员个体之间都普遍存在差异，且其工作环境也存在差异，为了提高疲劳状态检测的可靠性，有必要综合以往的各种检测方法，研究出一种适合于广大驾驶员疲劳的检测方法，从而进一步提高疲劳预警装置的可靠性。
4.4 驾驶员疲劳报警装置的研究及普及应用
利用已研究出的驾驶员疲劳程度评价指标，研究开发出一种车载、非接触式、实时的驾驶员疲劳报警装置。目前，所研制的驾驶员疲劳报警装置，尚未达到实用的程度。因此，应当加大研究力度，早日实现其产品的商品化及普及应用，以达到减少由于驾驶疲劳而导致的交通事故的研究目的。
五、结束语
驾驶员疲劳检测研究是一个世界性的研究热点，虽然各国都取得了一定的研究成果，但是仍有很多难题亟待解决。运用多源信息融合技术，提高监测的准确性，降低成本，以达到各项功能的最佳组合，将会成为解决驾驶疲劳检测问题的有效手段。
参考文献：
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