中国现代教育装备
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 实验室建设  
疲劳驾驶检测实验平台设计与应用
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2025-10-30 17:12:37
  [导读]为解决实验教学与产业脱节、创新性不足等问题,设计了疲劳驾驶检测实验平台,其包括上位机操作界面与硬件装置。上位机操作界面利用PyCharm结合PyQt5、Qt Designer等工具设计,可实现在PC端进行疲劳检测算法的分步实验与参数调试、程序设计等。硬件装置以树莓派4B为主板进行搭建,可与实车进行联调与算法验证。实验结果表明:实验平台能够实现疲劳检测相关实验功能,效果良好,为学生提供了自主学习平台以及实车调试的真实实验环境,有效提升了学生的创新实践能力。

  2018年,《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》指出,进一步提高实践教学的比重,以学生为中心,推动课堂教学革命,因课制宜选择课堂教学方式方法,积极引导学生自我管理、主动学习[1]。在新工科背景下,车辆工程专业实践教育应围绕工程教育的新理念,以培养与新时代、新产业、新技术的发展相适应的人才为目标。

  随着汽车技术的发展以及智能驾驶辅助功能的兴起,原有的汽车类实验教学系统缺乏新兴技术的运用,教学内容与行业研究热点脱节,难以及时进行教学系统的升级以及内容的调整[2]。除此之外,原有的实验教学缺乏对学生自主性学习的引导,创新性实验教学不足[3-4]。针对实验教学系统出现的问题,本文基于新工科人才的培养要求,设计了疲劳驾驶检测实验平台,以弥补实验教学的不足。

  本实验平台基于面部疲劳驾驶检测技术,结合Qt图形界面程序,提供相应检测技术案例与解析,并可进行疲劳驾驶检测参数调整、功能选择以及自主设计等,从而在实验过程中引导学生自主学习、创新性探索,培养学生的综合创新能力。

  1 实验平台总体设计

  2 硬件装置搭建

  3 界面设计及算法实现

  4 实验过程

  5 结语

  疲劳驾驶检测实验平台通过软硬结合的方式实现疲劳驾驶检测算法的学习与运用,良好的人机交互界面能够有效地实现并展示相关算法,并为学生提供离线调试环境,提升学习效率。硬件装置能够提供实际环境进行测试,增强实验环境的真实性,有效提高学生的创新实践能力。

  参考文献

  [1] 教育部.教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见[J].中华人民共和国国务院公报,2019(3):34-41.

  [2] 郭姗姗,刘云龙,刘永胜.新工科背景下车辆工程专业实验教学改革与实践[J].潍坊学院学报,2019,19(6):85-90.

  [3] 汪震,郑晋军,王雨蒙,等.基于PDCA循环对车辆工程专业开放性实验教学的改革与探索[J].实验技术与管理,2020,37(9):26-31.

  [4] 胡钧铭,杨建军.面向专业认证的车辆工程实验教学改革[J].实验技术与管理,2019,36(8):182-185.

  [5] 徐颖,邱力军.基于OpenCV的人脸检测算法改进与优化[J].信息技术,2021(7):109-113.

  [6] 刘禹欣,朱勇,孙结冰,等.Haar-like特征双阈值Adaboost人脸检测[J].中国图象图形学报,2020,25(8):1618-1626.

  [7] 柳龙飞,伍世虔,徐望明.基于人脸特征点分析的疲劳驾驶实时检测方法[J].电视技术,2018,42(12):27-30,55.

  [8] 陈小强,熊烨,王英,等.面部多特征融合的列车司机疲劳检测方法研究[J].铁道学报,2021,43(12):70-78.

  [9] 娄平,杨欣,胡辑伟,等.基于边缘计算的疲劳驾驶检测方法[J].计算机工程,2021,47(7):13-20,29.

  [10] 齐伟,张来刚,刘朝阳.基于人脸追踪和特征分析的疲劳驾驶预警系统设计[J].时代汽车,2020(15):169-170.

周锡恩 陈静怡 张振浩 曾俊源 华南农业大学工程学院


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