軟件工程管理論文開題報(bào)告

時(shí)間：2020-09-21 14:59:30 開題報(bào)告我要投稿

軟件工程管理論文開題報(bào)告

　　開題報(bào)告是對(duì)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(bào)告，歡迎閱讀查看。

軟件工程管理論文開題報(bào)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(xiàng)目組成員名單姓名學(xué)號(hào) 項(xiàng)目中的分工簽章

　　王春 SA12226363 項(xiàng)目調(diào)研，概要設(shè)計(jì)，平臺(tái)搭建, 人臉識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)

　　金文標(biāo) SA12226356 項(xiàng)目調(diào)研，疲勞度檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)

　　王全虎 SA11226254 項(xiàng)目調(diào)研，文檔整理，程序測(cè)試

　　衛(wèi)�；� SA12226306 項(xiàng)目調(diào)研，Android應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

　　注：(以上列出僅是組員主要負(fù)責(zé)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(diào)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(dǎo)致的，如何能快速有效的實(shí)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(guān)鍵。

　　本文主要針對(duì)疲勞駕駛這一典型汽車安全駕駛問題展開調(diào)研，制定了基于cortexA8嵌入式平臺(tái)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(gè)部分，一是：人臉識(shí)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(dāng)檢測(cè)到非本車駕駛?cè)藛T時(shí)，進(jìn)行報(bào)警提示;二是：疲勞度檢測(cè)模塊，針對(duì)長時(shí)間行車造成疲勞駕駛造成的安全問題，檢測(cè)駕駛?cè)藛T的駕車狀態(tài)判斷是否疲勞狀態(tài)，如果是，應(yīng)該要進(jìn)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(jì)算機(jī)視覺庫，支持的平臺(tái)較多，方案中人臉識(shí)別和疲勞檢測(cè)算法均是基于OpenCV庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

　　主題詞主題詞數(shù)量不多于三個(gè)，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(shè)計(jì)的價(jià)值和意義，國內(nèi)外概況和發(fā)展趨勢(shì)，選題的先進(jìn)性和實(shí)用性，技術(shù)難度及工作量。

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)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(jì)，到2020年家用汽車的保有量將會(huì)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(diào)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(jīng)濟(jì)損失數(shù)以千億計(jì)，由此可見，預(yù)防交通事故發(fā)生對(duì)于保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全具有重大的意義，而通過調(diào)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(dǎo)致交通事故的重要原因，美國的交通管理局的調(diào)查顯示,因?yàn)樗卟蛔阍斐蓢?yán)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?zhǔn)且驗(yàn)轳{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(guān)鍵途徑就是如何在行車的`過程中檢測(cè)監(jiān)視員的疲勞狀態(tài)，并且進(jìn)行有效的安全提示，已達(dá)到安全駕車的目的。

　　針對(duì)這一安全現(xiàn)狀，無論是國外還是國內(nèi)都花了大量的資金研究和實(shí)現(xiàn)這一問題的解決方案，疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)國外研究較早，主要是包含了：利用眼睛狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)疲勞檢測(cè)，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(cè)。一些車場(chǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，并安裝在汽車上例如：

　　奔馳新E級(jí)在方向盤內(nèi)部的傳感器可以感應(yīng)我們對(duì)航向糾正的速率和頻度，如果它感應(yīng)到我們對(duì)方向的掌控變得遲鈍而突兀，并且已經(jīng)連續(xù)行駛超過2個(gè)小時(shí)以上時(shí)會(huì)提醒駕駛者需要休息了，這個(gè)時(shí)侯會(huì)在儀表盤中央的顯示屏上顯示一個(gè)小咖啡杯的圖標(biāo)，要想讓這個(gè)圖標(biāo)消失除非我們停車熄火。

　　日本豐田開發(fā)的系統(tǒng)是針對(duì)駕駛者眼部的偵測(cè)，內(nèi)置在駕駛者前方的攝像頭會(huì)記錄駕駛者的眼部狀態(tài)，如果系統(tǒng)偵測(cè)駕駛者的眼睛已經(jīng)閉上超過一段時(shí)間，車內(nèi)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)提醒駕駛者，但是這套系統(tǒng)估計(jì)會(huì)對(duì)眼睛小的人不利，因?yàn)橛?jì)算機(jī)可能會(huì)分辨起來比較困難。

　　國內(nèi)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(jīng)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(nèi)的感應(yīng)攝像頭可以實(shí)時(shí)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(shí)間超過設(shè)定的安全閥值，系統(tǒng)便會(huì)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(tái) android操作系統(tǒng)的疲勞駕駛監(jiān)控方案，CortexA8平臺(tái)支持我們需要的攝像頭外設(shè)，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?yàn)�，android系統(tǒng)中攝像頭驅(qū)動(dòng)易得，再是因?yàn)楫?dāng)下帶有android操作系統(tǒng)的電子產(chǎn)品隨處可見，很多系統(tǒng)都是由android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，為了和其他產(chǎn)品的整合方便，因此采用該操作系統(tǒng)。

　　由于OpenCV是開放的計(jì)算機(jī)視覺庫，并且可以移植到多數(shù)平臺(tái)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(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法。

　　方案的工作主要是包含了：平臺(tái)搭建，android系統(tǒng)移植，OpenCV庫的移植，人臉識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)和疲勞度檢測(cè)算法的實(shí)現(xiàn)，android應(yīng)用程序編寫和測(cè)試。

　　技術(shù)難點(diǎn)是：OpenCV函數(shù)庫的移植，算法學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)(這部分工作量較大)。

　　2. 參考文獻(xiàn)

　　[1].周桐.基于PCA的人臉識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2007

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

　　[3]曹倩霞.基于眼瞼運(yùn)動(dòng)的司機(jī)疲勞檢測(cè)[D].中南大學(xué)，2005

　　[4]鄭培，宋正河，周一鳴. 基于PERCLOS的機(jī)動(dòng)車駕駛員駕駛疲勞的識(shí)別算法[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2002,7(2):104-107.

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

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

　　三、課題內(nèi)容及具體方案

　　擬采用的設(shè)計(jì)方法，技術(shù)路線，實(shí)驗(yàn)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(tái)

　　本方案采用的是cortexA8平臺(tái)，該平臺(tái)由實(shí)驗(yàn)室提供，硬件主要用一個(gè)攝像頭采集人臉部信息，也是有實(shí)驗(yàn)室提供。該部分有王春完成。

　　搭建軟件開發(fā)平臺(tái)

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

　　主機(jī)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(wǎng)站和OpenCV網(wǎng)站，找到相關(guān)的資料，由王春完成。

　　攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊已經(jīng)在android系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了，不需要進(jìn)行修改，可以直接使用。

　　算法學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)：

　　人臉識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)是調(diào)用OpenCV中現(xiàn)有的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，所以主要內(nèi)容是算法的學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)，人臉識(shí)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(yīng)的編碼，而其輸出則是一系列相似度得分，表明待識(shí)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(shí)現(xiàn)。人臉識(shí)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(xué)習(xí))、基于概率模型法等常用方法。需要從中選出適用算法來實(shí)現(xiàn)，該部分由王春和王全虎完成。

　　疲勞檢測(cè)算法也是基于OpenCV的函數(shù)庫實(shí)現(xiàn)的，考慮到算法的效率和適用性以及實(shí)現(xiàn)難度，采用的一種該領(lǐng)域比較常用的算法：PERCLOS算法，這種算法是基于眼部在單位時(shí)間內(nèi)閉合時(shí)間所占的比重來決定的，眼睛閉合時(shí)間越長表明越疲勞，通過閉合時(shí)間長短就可以判斷疲勞度。實(shí)現(xiàn)該算法首先需要定位到人眼部，在進(jìn)行該部位的預(yù)處理，判斷閉合條件，最后算出閉合時(shí)間的比例，即可估算當(dāng)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(biāo)完成。

　　Android程序設(shè)計(jì)

　　在實(shí)現(xiàn)算法之后，實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)和測(cè)試，主要實(shí)現(xiàn)的功能是兩個(gè)：一個(gè)是人臉識(shí)別模塊：打開cortex A8板子的攝像頭，抓獲一幀合適的圖像進(jìn)行人臉比對(duì)(多次進(jìn)行)，一旦發(fā)現(xiàn)和內(nèi)置的圖庫中人臉不匹配，則進(jìn)行警報(bào)。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(jìn)行;二是：疲勞度檢測(cè)模塊：主要是進(jìn)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(gè)百分比來判斷是否是閉合狀態(tài)。進(jìn)而算出單位時(shí)間內(nèi)的閉合判斷次數(shù)，如果超過某一個(gè)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(jìn)度的大致安排

　　應(yīng)包括文獻(xiàn)調(diào)研，理論分析，數(shù)值計(jì)算，理論分析，軟硬件設(shè)計(jì)，儀器設(shè)備的研制和調(diào)試，撰寫論文等，要給出各個(gè)階段的成果形式。

　　文獻(xiàn)調(diào)研： 11月下旬確定項(xiàng)目方案和參考模型

　　理論分析： 12月上旬理論分析報(bào)告和可行性分析報(bào)告

　　概要設(shè)計(jì)： 12月中旬概要設(shè)計(jì)說明書

　　平臺(tái)搭建: 12月下旬構(gòu)建可行的軟硬件平臺(tái)

　　算法學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)： 1月上旬到2月上旬實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法

　　程序設(shè)計(jì)： 2月中旬-3月中旬設(shè)計(jì)出可運(yùn)行的軟件和demo示例

　　程序測(cè)試： 3月中旬-4月上旬完成bug調(diào)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(jié)合課題發(fā)表論文

　　預(yù)期成果及特色