مقدمه
تعریف سیستمهای نظارت چهره راننده
همراه با توسعه صنعت خودرو در جهان، کاربرد فناوریهای نوین در اتومبیل نیز افزایش یافته است. سیستمهای حمل و نقل هوشمند[۱] یا به اختصار ITS، کاربرد کامپیوتر و فناوری اطلاعات و ارتباطات در شبکههای حمل و نقل انسان و کالا است. سیستم پیشرفته دستیار راننده[۲] یکی از بخشهای سیستم حمل و نقل هوشمند محسوب میگردد. این سیستمها برای بهبود کارایی خودرو و افزایش امنیت راننده و سرنشینان آن استفاده میشوند و در مواقع بحرانی، به راننده اعلام هشدار کرده یا به جای راننده تصمیم مناسب را برای کنترل و هدایت خودرو اتخاذ میکنند.
سیستم نظارت چهره راننده، یک سیستم بلادرنگ[۳] است که بر اساس پردازش تصویر چهره راننده، وضعیت جسمی و تا حدی وضعیت روحی او را تحت نظارت قرار میدهد. معمولا وضعیت راننده از بسته بودن پلکها، نحوه پلکزدن، خیره بودن چشمها به نقطه خاص، جهت نگاه چشم، خمیازه کشیدن و حرکت سر قابل تشخیص است. این سیستم در هنگام خوابآلودگی، خستگی و عدم توجه راننده به جاده، اعلام هشدار[۴] میکند.
ضرورت سیستمهای نظارت چهره راننده
یکی از مهمترین عوامل موثر در تصادفات، خصوصا در جادههای بین شهری[۵]، خستگی، خوابآلودگی و عدم تمرکز حواس راننده است. خستگی و خوابآلودگی باعث کاهش درک و قدرت تصمیمگیری راننده برای کنترل خودرو میشود. تحقیقات نشان میدهد معمولا به طور طبیعی، پس از یک ساعت رانندگی، راننده دچار خستگی میشود. اما در ساعات ابتدایی بعد از ظهر، بعد از نهار و همچنین در نیمه شب، راننده در مدت زمان بسیار کمتر از یک ساعت احساس خوابآلودگی میکند. البته علاوه بر دلایل طبیعی، مصرف الکل، مواد مخدر و داروهایی که منجر به کاهش هوشیاری میشوند نیز در خوابآلودگی راننده تاثیرگذار است [۱-۳]. عمده تصادفاتی که علت اصلی آن خستگی یا عدم تمرکز حواس اعلام میشود، در جادههای بین شهری و برای خودروهای سنگین رخ میدهد. اکثر این تصادفات در حدود ساعت ۶-۲ یا ۱۶-۱۵ به وقوع میپیوندد [۲].
در کشورهای مختلف، آمار متفاوتی در مورد تصادفاتی که به علت خستگی و عدم تمرکز حواس راننده رخ میدهد، ارائه شده اما به طور کلی میتوان گفت علت حدود ۲۰% از تصادفات و ۳۰% از تصادفات منجر به مرگ، خوابآلودگی و عدم تمرکز حواس راننده است. در تصادفات تک خودرو[۶] یا تصادفات خودروهای سنگین این رقم تا ۵۰% نیز گزارش شده است [۱, ۴-۱۰].
کشور ایران به لحاظ امنیت ترافیکی، نه تنها در بین کشورهای دنیا، بلکه در بین کشورهای در حال توسعه نیز وضعیت بحرانی دارد. بر اساس آمار پزشکی قانونی در سال ۱۳۸۶، بر اثر تصادفات رانندگی بیش از ۲۳۰۰۰ نفر کشته و ۲۴۵۰۰۰ نفر مجروح شدهاند [۱۱]. بر اساس آمار اعلام شده، خسارتهای ناشی از تصادفات در ایران بیش از ۶۵۰۰۰ میلیارد ریال (معادل ۶۷ میلیارد دلار) برآورد شده که حدود ۴/۶% تولید ناخالص ملی[۷] را تشکیل میدهد [۱۲]. این در حالی است که کشور استرالیا به عنوان یک کشور توسعه یافته، خسارت ناشی از تصادفات را حدود ۱۷ میلیارد دلار و معادل ۳/۲% تولید ناخالص ملی اعلام کرده است [۱۳].
با توجه به خساراتهای جانی و مالی فراوان حاصل از خوابآلودگی و عدم تمرکز حواس راننده، طراحی و توسعه سیستمهای تشخیص خوابآلودگی و عدم تمرکز حواس بسیار ضروری به نظر میرسد. یکی از بهترین روشهای کاربردی برای این منظور، نظارت چهره راننده است. بر اساس مطالعات صورت گرفته، پیشبینی میشود استفاده از سیستمهای تشخیص خوابآلودگی و عدم تمرکز حواس بتواند بین ۱۰% تا ۲۰% از تصادفات بکاهد [۱۴].
چالشهای اساسی در سیستمهای نظارت چهره راننده
در یک سیستم نظارت چهره راننده، دو مشکل اصلی مطرح است: «چگونگی اندازهگیری خستگی» و «چگونگی اندازهگیری تمرکز». این مشکلات به عنوان چالشهای اصلی سیستمهای نظارت چهره شناخته میشود. با وجود پیشرفت علم در زمینه فیزیولوژی و روانشناسی، هنوز هیچ تعریف دقیقی از خستگی ارائه نشده است. مسلما به دلیل عدم وجود تعریف دقیق خستگی، هیچ معیار قابل سنجشی[۸] نمیتوان برای آن ارائه کرد [۹]. با این وجود ارتباطاتی میان میزان خوابآلودگی و دمای سطح بدن، مقاومت الکتریکی پوست، فعالیت و حرکت چشم، نرخ تنفس، نرخ تپش قلب و فعالیت مغزی وجود دارد [۳, ۹, ۱۵, ۱۶]. یکی از اولین و مهمترین نشانههای خستگی در چشم ظاهر میشود. بر اساس تحقیقات انجام شده، رابطه مستقیمی بین میزان خستگی و درصد بسته بودن پلکها در یک مدت معین وجود دارد. به درصد بسته بودن پلکها در یک دوره زمانی PERCLOS[9] میگویند. به همین دلیل تقریبا در تمام سیستمهای نظارت چهره راننده، پردازش ناحیه چشم و بررسی میزان بسته بودن پلکها به عنوان اولین و مهمترین معیار در اندازهگیری خستگی استفاده میشود.
| برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت fotka.ir مراجعه نمایید. |