基于Yolov2和GoogleNet深度学习网络的疲劳驾驶检测系统matlab仿真,带GUI界面
疲劳驾驶这事儿,真不是闹着玩的。今天咱们来整点硬核的——用Matlab搞个能实时检测司机是否在打瞌睡的GUI系统。核心用了YOLOv2盯人脸,GoogleNet看眼皮子打架程度,效果还挺有意思。
先上段核心代码镇楼:
% 加载预训练模型 yoloNet = yolov2ObjectDetector('darknet19-voc'); googlenet = googlenet; % 实时视频处理 while hasFrame(videoReader) frame = readFrame(videoReader); [bboxes, scores] = detect(yoloNet, frame); if ~isempty(bboxes) faceImg = imcrop(frame, bboxes(1,:)); eyeState = classify(googlenet, imresize(faceImg,[224 224])); updateGUI(eyeState); % 自己写的状态更新函数 end end这段代码看着简单是吧?但坑都在细节里。比如YOLOv2检测到多个面部框时,咱们直接取第一个(bboxes(1,:)),实际场景可能需要加个置信度过滤,不然突然检测到个幽灵框就翻车了。
眼睛状态分类这块,GoogleNet的输入必须224x224,但人脸框可能是任意尺寸。这里用了最简单的缩放,但实际效果可能打折。可以试试双线性插值或者保持长宽比填充黑边,不过得考虑实时性要求。
GUI界面设计有个小技巧:用Matlab的App Designer拖控件比直接写代码快十倍。比如这个眨眼频率统计的仪表盘,直接拽个Gauge组件,后台绑定个定时器就完事:
% 在App Designer回调函数里 function StartButtonPushed(app, ~) app.Timer = timer('ExecutionMode','fixedRate',... 'Period',0.5,... 'TimerFcn',@(~,~)detectFatigue()); start(app.Timer); end但要注意timer对象的内存泄漏问题,见过不少人忘记写stop后释放资源的,程序跑着跑着就崩了。
说到算法优化,YOLOv2在Matlab里跑实时确实有点吃力。实测发现把视频流分辨率降到640x480,帧率能提升30%以上。还有个邪道玩法——只检测上半部分画面,毕竟司机脸不会出现在挡风玻璃下面嘛:
% 截取画面顶部1/3区域 roiFrame = frame(1:size(frame,1)/3, :, :);这样处理能让检测速度直接起飞,不过得小心个子特别高的司机(笑)。
最后说说数据标注这个脏活。自己采集的司机视频记得要做数据增强:加随机亮度变化、模拟夜间行车的光照,甚至加点高斯模糊。用Matlab的imageDataAugmenter整这个特方便:
augmenter = imageDataAugmenter('RandXReflection',true,... 'RandYReflection',false,... 'RandRotation',[-15 15]);但注意别把闭眼数据增强成睁眼状态了,见过新手把水平翻转的闭眼图当睁眼训练,结果模型直接精神分裂。
整个项目跑起来后,最带感的还是看到仪表盘的红灯突然亮起,配合警报声——这效果拿去参加大学生创新竞赛绝对够用。不过要真上车载设备,还得解决摄像头抖动、强光眩光这些实战问题,但那是另一个故事了。