基于MATLAB的实时疲劳与睡意检测系统

资 源 简 介

该系统利用MATLAB实现视频流的实时分析，通过检测人脸特征（如眼部闭合频率、打哈欠频率和头部姿态）评估用户疲劳等级，并及时发出预警，保障操作安全。

详 情 说 明

基于MATLAB的实时疲劳状态与睡意检测系统

项目介绍

本项目是一个利用计算机视觉技术开发的实时疲劳与睡意检测系统。系统通过捕捉并分析视频流中的人脸关键特征（如眼部闭合状态、哈欠频率、头部姿态），结合科学的疲劳评估模型，对驾驶员或操作人员的疲劳程度进行实时判断与分级。当系统检测到重度疲劳或嗜睡状态时，会立即触发视听警报，旨在预防因疲劳引发的安全事故，可广泛应用于驾驶安全、工业操作监控等场景。

功能特性

• 实时人脸检测与跟踪：自动定位视频帧中的人脸并进行连续跟踪。
• 多特征点精准定位：精确定位人脸的关键特征点，特别是眼部和嘴部区域。
• 疲劳指标量化分析：

* PERCLOS计算：基于眼部闭合时间比例（PERCLOS）这一国际公认的疲劳指标进行核心判定。 * 打哈欠检测：通过分析嘴部张开程度和持续时间识别打哈欠动作。 * 头部姿态估计：通过分析头部倾斜角度，判断是否出现点头等疲劳相关姿态。

• 多模态数据融合（可选）：预留接口，支持接入如EEG脑电信号等其他传感器数据，以提升判断准确性。
• 实时疲劳状态分级与预警：将上述指标综合分析，输出“清醒”、“轻度疲劳”、“重度疲劳”、“嗜睡”四个等级，并在发现危险状态时发出屏幕提示和声音警报。
• 可视化交互界面：实时显示视频流，叠加标注特征点和检测结果（如疲劳等级、眼部状态等），并可生成统计报告。

使用方法

1. 环境准备：确保您的MATLAB环境满足系统要求（见下文），并安装必要的工具箱。
2. 启动系统：在MATLAB命令行中运行主程序文件以启动系统。
3. 选择输入源：系统启动后，根据提示选择视频输入源（如调用电脑摄像头、读取指定视频文件或图像序列）。
4. 开始检测：系统将自动开始处理视频流，并在界面中实时显示检测结果和可视化信息。
5. 查看结果：检测过程中，警告信息会实时弹出。检测结束后，可查看生成的统计分析报告和图表。

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本。
• 必需工具箱：

* Image Processing Toolbox * Computer Vision Toolbox

• 硬件建议：

* 摄像头（用于实时采集）或视频文件。 * 推荐使用性能较好的CPU，以确保实时处理的流畅性。

文件说明

主程序文件整合了系统的核心工作流程。它主要负责初始化系统参数与图形用户界面，控制视频流的读取与处理循环。在循环中，它调用面部检测与特征点定位模块，计算关键疲劳指标如眼部闭合比例和头部姿态，并依据预设阈值进行疲劳状态的综合判定与分级。同时，它还负责控制可视化界面的实时更新，处理用户交互指令，并在达到预警条件时触发声光报警信号。