본 논문에서는 운전자 피로 감지를 위한 얼굴 동작을 효과적으로 인식하는 방법을 제안하고자 한다. 얼굴 동작은 얼굴 표정, 얼굴 자세, 시선, 주름 같은 얼굴 특징으로 나타난다. 그러나 얼굴 특징으로 하나의 동작 상태를 뚜렷이 구분한다는 것은 대단히 어려운 문제이다. 왜냐하면 사람의 동작은 복합적이며 그 동작을 표현하는 얼굴은 충분한 정보를 제공하기에는 모호성을 갖기 때문이다. 제안된 얼굴 동작 인식 시스템은 먼저 적외선 카메라로 눈 검출, 머리 방향 추정, 머리 움직임 추정, 얼굴 추적과 주름 검출과 같은 얼굴 특징 등을 감지하고 획득한 특징을 FACS의 AU로 나타낸다. 획득한 AU를 근간으로 동적 베이지안 네트워크를 통하여 각 상태가 일어날 확률을 추론한다.
운전자가 고속도로와 시내도로에서 3시간 동안 주행했을 때 주관적인 운전 피로감 및 졸림감, 신체적인 불편도를 주관적 평가지를 이용하여 측정하였다. 실험결과 운전 피로감은 모든 주행조건에서 운전시간이 경과됨에 따라 유의하게 증가하였고 졸림감은 고속도로 주행시 운전시간에 따라 유의하게 증가하였으며 시내 주행에서 고속도로 주행보다 더 많은 신체부위에서 불편도가 높았다. 따라서 운전 피로는 운전시간에 따라 증가하고 고속도로에서는 졸음, 시내주행에서는 신체적인 불편으로 인한 피로가 증가함을 알 수 있었다.
Background: Fatigue and sleepiness are inter-related and common among road transport drivers. In this study, sleep deprivation and fatigue among chemical transportation drivers were examined. Methods: A cross-sectional study surveying 107 drivers from three hazardous types of chemical production and transportation industries (nonflammable gases, flammable gases, and flammable liquids) was conducted. Data on sleep deprivation were collected using questionnaires of the Stanford Sleeping Scale and the Groningen Sleep Quality Scale. Fatigue was assessed using an interview questionnaire and a flicker fusion instrument. Results: Chemical drivers had a mean sleeping scale (Stanford Sleeping Scale) of 1.98 (standard deviation 1.00) and had a mean score of 1.89 (standard deviation 2.06) on the Groningen Sleep Quality Scale. High-risk drivers had higher scores in both the Stanford Sleeping Scale and the Groningen Sleep Quality Scale with a mean score of 2.59 and 4.62, respectively, and those differences reached statistical significance (p < 0.05). The prevalence of fatigue, as assessed through a critical flicker fusion analyzer, subjective fatigue question, and either of the instruments, was 32.32%, 16.16%, and 43.43%, respectively. Drivers who slept <7 hours and had poor sleep quality were found to have more fatigue than those who slept enough and well. Drivers who had a more sleepiness score resulted in significantly more objective fatigue than those who had a less sleepiness score. Conclusion: Sleep quality and sleeping hour can affect a driver's fatigue. Optimization of work-rest model should be considered to improve productivity, driver retention, and road safety.
본 논문에서는 운전자 졸음 인식 시스템의 구현 방법과 그에 따른 결과를 소개한다. 영상 입력 장치로는 시중에 판매되는 웹캠 카메라를 사용하였다. 얼굴 검출 방법으로는 Haar 변환 기법을 이용하였으며, 다양한 조명 환경에 강건하게 적응하도록 조명정규화를 수행하였다. 조명정규화를 거친 얼굴 영상은 특징값 추출에 용이하다. 조명정규화를 통한 눈 후보영역은 인체측정학 정보를 이용하여 후보 영역을 줄인 이후에 PCA와 Circle Mask의 혼합 모델을 적용했다. 위 방법을 통해 차량 내부의 복잡한 조명 환경 속에서 강건히 눈 영역을 추출한다. 검출된 눈 영역은 고해상도의 조명 정규화 영상과 간단한 연산을 통하여 졸음 여부를 판별한다. 졸음 상태가 1단계로 판단 될 경우에는 통합 모니터링 인터페이스에서 운전자에게 경고음을 울리며 2단계일 경우에는 CAN(Controller Area Network)를 통하여 안전벨트를 진동하게 함으로써 운전자에게 경고를 준다. 본 논문에서 제안하는 졸음 인식 시스템은 낮은 계산 복잡도를 만족하는 동시에 높은 인식률을 보여준다. 실험 결과 차량 내에서 97%의 인식률이 나타났다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권8호
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pp.3820-3841
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2018
Most of the accidents occur due to drowsiness while driving, avoiding road signs and due to driver's distraction. Driver's distraction depends on various factors which include talking with passengers while driving, mood disorder, nervousness, anger, over-excitement, anxiety, loud music, illness, fatigue and different driver's head rotations due to change in yaw, pitch and roll angle. The contribution of this paper is two-fold. Firstly, a data set is generated for conducting different experiments on driver's distraction. Secondly, novel approaches are presented that use features based on facial points; especially the features computed using motion vectors and interpolation to detect a special type of driver's distraction, i.e., driver's head rotation due to change in yaw angle. These facial points are detected by Active Shape Model (ASM) and Boosted Regression with Markov Networks (BoRMaN). Various types of classifiers are trained and tested on different frames to decide about a driver's distraction. These approaches are also scale invariant. The results show that the approach that uses the novel ideas of motion vectors and interpolation outperforms other approaches in detection of driver's head rotation. We are able to achieve a percentage accuracy of 98.45 using Neural Network.
Dual mass flywheel is the newly developed flywheel system which reduces the noise and vibration and make a better and comfortable ride of cars by adding inertia mass and damping device. However, verification of performance for this system should be carried out since this system is under developing status in our country. Especially, the durability for each part of this system should be guaranteed. Durable properties of driver plate which is the key component of dual mass flywheel were first investigated both in the raw (SCM435 in JIS) and heat-treated material. In addition, fatigue life analysis of driver plate was preformed in the real condition and the results were verified by comparison with the results of rig test.
In this study, we proposed the most efficient driving posture based on the analysis of quantitative muscular strength and fatigue degree according to posture. Since driving include complicated actions required by a variety of ability and cause by extremes concentration or strain, drivers tend to feel tired easily. However, drivers can't recognize the fatigue degree by themselves. Moreover, the method for measuring the quantitative fatigue degree exactly is quite difficult to be secured. 9 professional bus drivers were participated. We analyzed the quantitative legs' muscular strength when operating each pedal. And then we also analyzed the muscular strength and muscular fatigue degree according to driving pattern during bus driving. Therefore, we suggested the most efficient driving posture.
In recent years, the increasing interest in health-care requires the industrial products to be well-designed ergonomically. In the commercial vehicle industry, several researchers have demonstrated the driver's posture has great effect on the orthopedic desease such as fatigue, back pain, scoliosis, and so on. However, the existing sensor systems developed for measuring the driver posture in real time have suffered from inaccuracy and low reliability issues. Here, we suggest our smart vehicle seat system capable of real-time driver posture monitoring by using the air bag sensor package with high sensitivity and reliability. The ergonomic numerical model which can evaluate a driver's posture has been developed on the basis of the human body segmentation method followed by simulation-based validation. Our experimental analysis of obtained pressure distribution of a vehicle seat under the different driver's postures revealed our smart vehicle system successfully achieved the driver's real-time posture data in great agreement with our numerical model.
본 연구는 자동차 시뮬레이터에서 정속(60∼80km/h)으로 2시간 도안 주행하는 동안 운전자의 주관적 피로감과 운전수행도에 대한 평가를 통하여 산소농도(18%, 21%, 30%)의 변화에 따른 운전 피로감을 평가하였다. 분석 결과 산소농도의 변화에 따른 주관적 피로감은 모든 산소 농도에서 시간이 경과함에 따라 유의하게 증가하였는데 특히 저농도의 산소일 때가 다른 산소 조건들에 비해 높았고 고농도의 산소일 때 낮았다. 또한, 브레이크 반응 시간은 고농도의 산소일 때가 저농도의 산소에 비하여 유의하게 감소하였다. 이와 같이 산소 조건에 따른 운전 피로감의 현저한 차이를 볼 수 있었다.
본 연구에서는 3시간 연속 운전에 따른 운전자의 피로감 및 생리적 반응을 고속도로 주행과 시내주행으로 실시하여 비교 검토하였다. 중추신경계 반응의 측정결과 양 주행조건 모두 각성되고 불쾌하였으나 시내주행의 경우가 상대적으로 각성되고 쾌한 경우가 많았던 것으로 나타났다. 한편, 시내주행의 경우는 심박수의 변화가 심하였으나, 고속도로의 주행에서는 눈깜빡임율이 크게 증가하였다. 따라서 2가지 주행 조건 모두 운전시간이 경과함에 따라 피로감을 느끼나 그러한 피로감을 느끼는 원인이나 현상은 상이한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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