Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Driver-Monitoring-Camera Based Threat Awareness for Collision Avoidance
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Driver-Monitoring-Camera baserad Hotmedvetenhet för att Undvika Kollision (Swedish)
Abstract [en]

Since forward collision is one of the most common and dangerous types of traffic accidents, many studies and researches have been conducted to develop forward collision avoidance system. To facilitate the tradeoff between comfort and safety for forward collision avoidance, the driver's state needs to be monitored and estimated. Such support is necessary for Forward Collision Warning (FCW) system given human-involved control. Due to the advances of Driver Monitoring System (DMS), the demand for camera-based driver's state estimation has increased.

This master thesis project, conducted at Zenuity AB, investigates a method to estimate driver's awareness based on DMS. The estimation of a driver's awareness is expected to help adapt FCW system based on visual attention when facing the unpredictable braking of the leading vehicle.

The project consists of three tasks: gaze estimation, Gaze-to-Object Mapping (GTOM), and awareness estimation. A combined Kalman Filter was developed in gaze estimation for compensation of missing data and outliers and reducing the difference to “ground truth” data. The uncertainty matrix from gaze estimation was utilized to extract a gaze-to-object probability signal in GTOM, while the corresponding fixation duration was also obtained in GTOM. The two extracted new features were used in awareness estimation with two methods: Logistic Regression and two-Hidden Markov Model. The comparison between the two methods reveals whether a complex method is preferred or not.

Based on the results of this project, Logistic Regression seems to perform better in driver's state estimation, with 92.0% accuracy and 76.3% True Negative rate. However, further research and improvements on the two-Hidden Markov Model are needed to reach a more comprehensive conclusion. The main contribution of this project is an investigation of an end-to-end method for driver's awareness estimation and thereby an identification of challenges for further studies.

Abstract [sv]

Frontkollision (forward collision) är en av de vanligaste och farligaste typerna av trafikolyckor. Många studier och undersökningar har genomförts för att utveckla system för att undvika kollisioner. För att underlätta avvägningar mellan komfort och säkerhet för att undvika Frontkollision måste förarens tillstånd övervakas och skattas. Ett sådant stöd är nödvändigt för Forward Collision Warning (FCW) systemet, som involverar interaktion med människor. Efterfrågan på kamerabaserad uppskattning för föraren har ökat på grund av framsteg Driver Monitoring System (DMS).

Det här examensarbete genomfördes på Zenuity AB och undersökte en metod för att skatta förarens medvetenhet baserad på Driver Monitoring System. Uppskattningen av förarens medvetenhet förväntas bidra till att anpassa FCW-systemet. Detta FCW-system är baserat på visuell uppmärksamhet om när oförutsägbar bromsning av det framförvarande fordonet sker.

Examensarbetet består av tre uppgifter: blickuppskattning, Gaze-to-Object Mapping (GTOM), och medventenhetsuppskattning. Ett kombinerat Kalman-filter har utvecklats i gaze uppskattning för att kompensera saknade data och outliers samt reducera skillnaden till “ground truth” data. Osäkerhetesmatrisen från gaze uppskattningen användes för att extrahera en gaze-to-object sannolikhetssignal i GTOM. Den motsvarande fixeringsvaraktigheten erhålls också i GTOM. De två extraherade nya egenskaperna användes i medvetenhetsanalys med hjälp av två metoder: logistic regression och two-Hidden Markov Model. Jämförelsen mellan de två metoderna avslöjar om en komplex metod är att föredra eller inte.

Resultatet av detta examensarbet visar att logistic regression fungerar bättre i förarens statusuppskattning med 92% noggrannhet och 76.3% True Negative rate. Vidare forskning och förbättringar av den two-hidden Markov modell behövs för att dra en mer omfattande slutsats.

Det huvudsakliga bidraget av examensarbetet är en utforskning av en end-to-end metod för att uppskatta förarens medvetenhet och därmed kunna identifiera utmaningar för framtid studie.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 70
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:605
Keywords [en]
Driver Monitoring Camera, Gaze Estimation, Awareness Estimation
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-263926OAI: oai:DiVA.org:kth-263926DiVA, id: diva2:1371195
External cooperation
Zenuity AB
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-11-21 Created: 2019-11-19 Last updated: 2019-11-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1884 kB)2 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1884 kBChecksum SHA-512
be0c7e305386616ef8ca168de5b4f9f2cb640c729f9cac57fab5adf2bfd5c30b5f78c4f2f3b0ec066403d685352d76ec624e38c87a1fc5bc263c58eb4a6cde65
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 2 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf