基于MATLAB的实时驾驶眼动特征定位与分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目利用计算机视觉技术实时检测驾驶员眼部特征，实现眼球轮廓、瞳孔定位及视线方向分析，可评估疲劳状态与注意力集中度，支持摄像头实时输入与视频文件处理。

详 情 说 明

基于MATLAB的实时驾驶眼动特征定位与分析系统

项目介绍

本项目开发了一个基于MATLAB的实时眼动特征分析系统，专门针对驾驶场景中的驾驶员眼部行为进行监测与分析。系统通过计算机视觉技术实时处理视频流，精准定位眼部关键特征，包括眼球轮廓、瞳孔位置及视线方向，并基于这些特征数据对驾驶员的疲劳状态和注意力集中度进行量化评估。该系统支持实时摄像头输入和视频文件处理两种模式，适用于驾驶安全监控、疲劳驾驶预警等多种应用场景。

功能特性

• 实时眼部区域检测: 利用Haar级联分类器快速、准确地从视频帧中定位驾驶员眼部区域。
• 高精度瞳孔定位: 应用基于Hough变换的圆形检测算法，精确计算瞳孔的圆心坐标。
• 眼睑轮廓提取: 采用模板匹配技术，识别并跟踪上下眼睑的轮廓变化。
• 多维度数据分析:

* 实时输出眼球中心坐标序列（x, y, 时间戳）。 * 绘制并分析瞳孔直径随时间的变化趋势图。 * 统计单位时间内的眨眼频率，生成监测报告。 * 可视化视线方向的移动轨迹。

• 智能状态预警: 根据设定的阈值（如眨眼间隔过长），对可能出现的疲劳或分心状态进行实时标识和预警。
• 灵活的输入源支持: 兼容实时摄像头视频流（分辨率不低于640×480）以及预录制的AVI、MP4格式视频文件。

使用方法

1. 环境准备: 确保您的计算机满足下方的系统要求，并已正确安装MATLAB。
2. 启动系统: 在MATLAB环境中，导航至项目根目录，运行 main.m 脚本文件。
3. 选择输入源: 程序启动后，根据命令行窗口的提示，选择使用连接的摄像头进行实时采集，或指定一个已有的视频文件进行分析。
4. 实时监控与分析: 系统将自动打开视频流并显示处理结果。实时画面中将叠加显示眼部特征点的定位框、瞳孔中心、视线方向指示线以及可能的异常状态预警标识。
5. 数据输出: 分析过程中，相关的坐标数据、统计图表和报告将自动生成并保存于指定输出目录。
6. 退出系统: 在视频显示窗口激活时，按下键盘上的 q 键或直接关闭窗口即可退出系统。

系统要求

• 软件环境: MATLAB R2018a 或更高版本。必须安装 Image Processing Toolbox 和 Computer Vision Toolbox。
• 硬件配置:

* 处理器：Intel Core i5 或同等性能及以上。 * 内存：8GB RAM（推荐16GB或以上以确保实时处理流畅）。 * 摄像头：支持分辨率640×480或以上的USB摄像头（用于实时采集）。

• 输入数据: 用于分析的视频文件或实时画面应包含驾驶员清晰的正脸或侧脸部视角，光照均匀，避免过度曝光或阴影遮挡。

文件说明

main.m 文件作为整个系统的总控与调度核心，实现了从初始化到结果输出的全流程功能。其主要能力包括系统运行环境的参数配置与校验、根据用户选择调度视频数据输入接口、协调并调用后续的眼部检测与特征定位算法模块、对计算得到的眼动特征数据进行实时可视化渲染与图形绘制、执行基于规则的疲劳状态逻辑判断与预警提示，并最终将分析结果以指定格式进行存储与输出。