軟件工程管理論文開題報告

時間：2024-10-22 03:37:11 開題報告我要投稿

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軟件工程管理論文開題報告

　　開題報告是對論文選題工作的論證和審核，是高校生培養(yǎng)與管理的重要環(huán)節(jié)，下面是小編搜集整理的軟件工程管理論文開題報告，歡迎閱讀查看。

軟件工程管理論文開題報告

　　一、簡況

　　名稱中文汽車安全駕駛模塊的研究

　　英文 Study on the module of Safe-Driving

　　項目組成員名單姓名學號項目中的分工簽章

　　王春 SA12226363 項目調研，概要設計，平臺搭建, 人臉識別算法實現(xiàn)

　　金文標 SA12226356 項目調研，疲勞度檢測算法實現(xiàn)

　　王全虎 SA11226254 項目調研，文檔整理，程序測試

　　衛(wèi)保虎 SA12226306 項目調研，Android應用程序設計

　　注：(以上列出僅是組員主要負責方向)

　　中英文摘要 (中文400字左右)

　　隨著我國居民汽車保有量的不斷增加，道路交通安全問題就變得越來越突出，據(jù)調查僅2011年，全國共發(fā)生涉及人員傷亡的道路交通事故210812起，其中有大概27%是由疲勞駕駛導致的，如何能快速有效的實現(xiàn)駕駛過程中判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)成為解決這一安全問題的關鍵。

　　本文主要針對疲勞駕駛這一典型汽車安全駕駛問題展開調研，制定了基于cortexA8嵌入式平臺android操作系統(tǒng)的疲勞駕駛監(jiān)控系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)包含了兩個部分，一是：人臉識別模塊，主要是為了防止非本車合法人員駕駛，具有安全性，當檢測到非本車駕駛人員時，進行報警提示;二是：疲勞度檢測模塊，針對長時間行車造成疲勞駕駛造成的安全問題，檢測駕駛人員的駕車狀態(tài)判斷是否疲勞狀態(tài)，如果是，應該要進行安全提示，提醒駕車人員處于疲勞狀態(tài)，需要休息。

　　鑒于OpenCV是開源的計算機視覺庫，支持的平臺較多，方案中人臉識別和疲勞檢測算法均是基于OpenCV庫函數(shù)來實現(xiàn)的。

　　主題詞主題詞數(shù)量不多于三個，主題詞之間空一格(英文用“/ ”分隔)

　　中文 OpenCV 嵌入式安全駕駛

　　英文 OpenCV/Embedded system/Safe-Driving

　　二、選題依據(jù)

　　1. 闡述該選題的研究意義，或工程設計的價值和意義，國內外概況和發(fā)展趨勢，選題的先進性和實用性，技術難度及工作量。

　　隨著我國經濟的快速發(fā)展，我國居民的汽車保有量迅速增加，據(jù)保守估計，到2020年家用汽車的保有量將會大大7200W輛，如此龐大的汽車數(shù)量，必然造成交通安全壓力的增大，隨之而來的就是交通事故的增加，據(jù)不完全調查，2011年，全國共發(fā)生涉及人員傷亡的道路交通事故210812起，直接造成的經濟損失數(shù)以千億計，由此可見，預防交通事故發(fā)生對于保障人民的生命和財產的安全具有重大的意義，而通過調查發(fā)現(xiàn)，所有的這些造成人員傷亡的事故中，疲勞駕駛占了接近27%的比例。而在其他國家，疲勞駕駛，也是導致交通事故的重要原因，美國的交通管理局的調查顯示,因為睡眠不足造成嚴重交通事故造成死亡的占據(jù)15-36%，紐約的交通管理局也表示30%的高速公路車禍是因為駕駛員行車過程中打瞌睡引起的。解決這一交通安全問題的關鍵途徑就是如何在行車的過程中檢測監(jiān)視員的疲勞狀態(tài)，并且進行有效的安全提示，已達到安全駕車的目的。

　　針對這一安全現(xiàn)狀，無論是國外還是國內都花了大量的資金研究和實現(xiàn)這一問題的解決方案，疲勞駕駛檢測系統(tǒng)國外研究較早，主要是包含了：利用眼睛狀態(tài)來實現(xiàn)疲勞檢測，或者是利用汽車駕駛過程中糾正方向的頻率和正確性來間接表明，或者是生理參數(shù)例如脈搏頻率的檢測。一些車場已經實現(xiàn)，并安裝在汽車上例如：

　　奔馳新E級在方向盤內部的傳感器可以感應我們對航向糾正的速率和頻度，如果它感應到我們對方向的掌控變得遲鈍而突兀，并且已經連續(xù)行駛超過2個小時以上時會提醒駕駛者需要休息了，這個時侯會在儀表盤中央的顯示屏上顯示一個小咖啡杯的圖標，要想讓這個圖標消失除非我們停車熄火。

　　日本豐田開發(fā)的系統(tǒng)是針對駕駛者眼部的偵測，內置在駕駛者前方的攝像頭會記錄駕駛者的眼部狀態(tài)，如果系統(tǒng)偵測駕駛者的眼睛已經閉上超過一段時間，車內會立即發(fā)出警報提醒駕駛者，但是這套系統(tǒng)估計會對眼睛小的人不利，因為計算機可能會分辨起來比較困難。

　　國內開始研究起步較晚，但是也做出了很大的研究成果，比亞迪汽車已經安裝了自己研制的疲勞監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由攝像頭和ECU兩大模塊組成。車內的感應攝像頭可以實時監(jiān)控駕駛員的面部情況，在車輛行駛過程中，駕駛員閉眼試駕或未目視前方的時間超過設定的安全閥值，系統(tǒng)便會發(fā)出警示，提醒駕駛員注意駕駛安全。

　　本文在基于以上背景下，提出了基于cortex A8平臺 android操作系統(tǒng)的疲勞駕駛監(jiān)控方案，CortexA8平臺支持我們需要的攝像頭外設，并且由于其現(xiàn)有性，所以采用。選用android操作系統(tǒng)的原因是因為，android系統(tǒng)中攝像頭驅動易得，再是因為當下帶有android操作系統(tǒng)的電子產品隨處可見，很多系統(tǒng)都是由android系統(tǒng)實現(xiàn)的，為了和其他產品的整合方便，因此采用該操作系統(tǒng)。

　　由于OpenCV是開放的計算機視覺庫，并且可以移植到多數(shù)平臺上，因此，我們基于工作難度的考慮，決定采用OpenCV的函數(shù)庫來實現(xiàn)相應的算法。

　　方案的工作主要是包含了：平臺搭建，android系統(tǒng)移植，OpenCV庫的移植，人臉識別算法的實現(xiàn)和疲勞度檢測算法的實現(xiàn)，android應用程序編寫和測試。

　　技術難點是：OpenCV函數(shù)庫的移植，算法學習和實現(xiàn)(這部分工作量較大)。

　　2. 參考文獻

　　[1].周桐.基于PCA的人臉識別系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學，2007

　　[2].曾強，王玉，趙娟.基于ARM的人眼疲勞檢測系統(tǒng)[J].視頻應用與工程.2011年,35(13):106-108

　　[3]曹倩霞.基于眼瞼運動的司機疲勞檢測[D].中南大學，2005

　　[4]鄭培，宋正河，周一鳴. 基于PERCLOS的機動車駕駛員駕駛疲勞的識別算法[J].中國農業(yè)大學學報.2002,7(2):104-107.

　　[5].王宏彬，李燈熬，趙菊敏，熊玉虎.利用OpenCV實現(xiàn)Android系統(tǒng)下的人臉檢測[J].軟件工程與技術.2011年32(12)：4-7.

　　[6].劉江偉.基于人眼檢測的駕駛員疲勞狀態(tài)識別技術[D].哈爾濱工業(yè)大學，2008.

　　三、課題內容及具體方案

　　擬采用的設計方法，技術路線，實驗方案的可行性分析。(需注明由哪位成員完成)

　　搭建開發(fā)平臺

　　本方案采用的是cortexA8平臺，該平臺由實驗室提供，硬件主要用一個攝像頭采集人臉部信息，也是有實驗室提供。該部分有王春完成。

　　搭建軟件開發(fā)平臺

　　目標板上Android操作系統(tǒng)移植包括了boatloader移植，linux內核移植，還有android系統(tǒng)編譯，以提供軟件運行環(huán)境，這些可以從實驗板的幫助文檔獲得，該部分由王春完成。

　　主機的Eclipse+android開發(fā)環(huán)境搭建，OpenCV庫的移植，以提供軟件編寫環(huán)境。該部分也是可以參考android網站和OpenCV網站，找到相關的資料，由王春完成。

　　攝像頭驅動模塊已經在android系統(tǒng)中實現(xiàn)了，不需要進行修改，可以直接使用。

　　算法學習和實現(xiàn)：

　　人臉識別算法的實現(xiàn)是調用OpenCV中現(xiàn)有的函數(shù)來實現(xiàn)的，所以主要內容是算法的學習和實現(xiàn)，人臉識別算法的原理：系統(tǒng)輸入一般是一張或者一系列含有未確定身份的人臉圖像，以及人臉數(shù)據(jù)庫中的若干已知身份的人臉圖象或者相應的編碼，而其輸出則是一系列相似度得分，表明待識別的人臉的身。在該方案中就是由攝像頭獲取一幀合適的人臉圖像來實現(xiàn)。人臉識別現(xiàn)有的方法有很多種：　主成分分析(PCA)、特征臉法(基于KL變換)、基于積分圖像特征法(adaboost學習)、基于概率模型法等常用方法。需要從中選出適用算法來實現(xiàn)，該部分由王春和王全虎完成。

　　疲勞檢測算法也是基于OpenCV的函數(shù)庫實現(xiàn)的，考慮到算法的效率和適用性以及實現(xiàn)難度，采用的一種該領域比較常用的算法：PERCLOS算法，這種算法是基于眼部在單位時間內閉合時間所占的比重來決定的，眼睛閉合時間越長表明越疲勞，通過閉合時間長短就可以判斷疲勞度。實現(xiàn)該算法首先需要定位到人眼部，在進行該部位的預處理，判斷閉合條件，最后算出閉合時間的比例，即可估算當前的疲勞狀態(tài)。該算法的成功率較高，目前比較普遍。該部分由金文標完成。

　　Android程序設計

　　在實現(xiàn)算法之后，實現(xiàn)程序設計和測試，主要實現(xiàn)的功能是兩個：一個是人臉識別模塊：打開cortex A8板子的攝像頭，抓獲一幀合適的圖像進行人臉比對(多次進行)，一旦發(fā)現(xiàn)和內置的圖庫中人臉不匹配，則進行警報。如果是該圖庫中的人員即是合法的駕車人員，才能繼續(xù)進行;二是：疲勞度檢測模塊：主要是進行眼部定位，灰度變化，圖形二值化處理，這樣可以算出人眼圖像的黑色像素百分比，通過這個百分比來判斷是否是閉合狀態(tài)。進而算出單位時間內的閉合判斷次數(shù)，如果超過某一個界限就表明是疲勞狀態(tài)，發(fā)出警告，提示需要休息等信息。

　　四、工作進度的大致安排

　　應包括文獻調研，理論分析，數(shù)值計算，理論分析，軟硬件設計，儀器設備的研制和調試，撰寫論文等，要給出各個階段的成果形式。

　　文獻調研： 11月下旬確定項目方案和參考模型

　　理論分析： 12月上旬理論分析報告和可行性分析報告

　　概要設計： 12月中旬概要設計說明書

　　平臺搭建: 12月下旬構建可行的軟硬件平臺

　　算法學習和實現(xiàn)： 1月上旬到2月上旬實現(xiàn)相應的算法

　　程序設計： 2月中旬-3月中旬設計出可運行的軟件和demo示例

　　程序測試： 3月中旬-4月上旬完成bug調試和優(yōu)化

　　文檔整理： 1月—4月下旬歸檔各類文檔以及提交

　　論文： 5月結合課題發(fā)表論文

　　預期成果及特色