Fatigue detection for human operators plays a key role in safety critical applications such as aviation, mining, and long haul transport. While numerous studies have demonstrated the effectiveness of high fidelity sensors in controlled laboratory environments, their performance often degrades when ported to real world settings due to noise, lighting conditions, and field of view constraints, thereby limiting their practicality. This paper formalizes a deployment oriented setting for real world fatigue detection, where high quality sensors are often unavailable in practical applications. To address this challenge, we propose leveraging knowledge from heterogeneous source domains, including high fidelity sensors that are difficult to deploy in the field but commonly used in controlled environments, to assist fatigue detection in the real world target domain. Building on this idea, we design a heterogeneous and multiple source fatigue detection framework that adaptively utilizes the available modalities in the target domain while exploiting diverse configurations in the source domains through alignment across domains and modality imputation. Our experiments, conducted using a field deployed sensor setup and two publicly available human fatigue datasets, demonstrate the practicality, robustness, and improved generalization of our approach across subjects and domains. The proposed method achieves consistent gains over strong baselines in sensor constrained scenarios. This work has been submitted to the IEEE for possible publication. Copyright may be transferred without notice, after which this version may no longer be accessible.


翻译:在航空、采矿和长途运输等安全关键应用中,操作人员的疲劳检测起着关键作用。尽管大量研究已证明高保真传感器在受控实验室环境中的有效性,但其在迁移至实际场景时,性能常因噪声、光照条件和视野限制而下降,从而限制了其实用性。本文形式化了一种面向实际部署的疲劳检测场景,其中高质量传感器在实际应用中往往难以获得。为应对这一挑战,我们提出利用异构源域的知识——包括难以在现场部署但常用于受控环境的高保真传感器——以辅助现实世界目标域的疲劳检测。基于这一思路,我们设计了一个异构多源疲劳检测框架,该框架自适应地利用目标域中可用的模态,同时通过跨域对齐和模态补全技术,充分利用源域中多样化的配置。我们使用现场部署的传感器设置和两个公开的人类疲劳数据集进行的实验表明,该方法在跨被试和跨域场景中具有实用性、鲁棒性以及更好的泛化能力。在传感器受限的场景下,所提方法相较于强基线模型取得了稳定的性能提升。本工作已提交至IEEE待审,版权可能在不另行通知的情况下转移,此后当前版本可能无法继续访问。

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