非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法，采用模拟驾驶的方法对驾驶人的潜在危险辨识能力予以评估并进行矫正训练。系统采用三联屏驾驶模拟器、潜在危险仿真场景库、眼动仪和评估与训练处理器构建，结合驾驶人的视觉、驾驶操作、潜在危险仿真场景、车辆运动状态、潜在危险状态等信息来全方面地评估驾驶人的潜在危险辨识能力。根据评估结果有针对性地选择训练场景，对驾驶人的潜在危险辨识能力进行训练和提升。该系统具有操作简单、沉浸感强、干扰性小等特点，该方法具有评估准确、训练效果好等特点。

【技术实现步骤摘要】
非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法
本专利技术属于驾驶人安全风险管理
，尤其是涉及一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法。
技术介绍
随着经济的飞速发展，汽车逐渐成为了我们生活中必不可少的代步工具，然而交通事故也随之迅猛增加。由交通事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已经成为了阻碍我国社会和经济发展的因素。尽管许多汽车生产企业采用了更为先进的主动安全和被动安全技术来减少事故的发生或者减轻事故的伤害程度，但交通事故发生的根本原因——人的因素仍未得到有效解决。根据对道路交通事故的分析可知，很多道路交通事故的发生是由于驾驶人自身对交通环境中蕴含的危险估计过低，没能够提前判断和辨识出交通环境中所存在的潜在危险而引起的。如果驾驶人有风险防范意识和能力，能够提前1秒预知到交通环境中存在的潜在危险，就可减少车辆正面碰撞30％的可能性。鉴于驾驶人的潜在危险辨识能力对道路交通安全的重要影响，应该对其潜在危险辨识能力进行评估，以此进行驾驶人筛选或者提供针对性的安全培训和管理。现有对驾驶人潜在危险辨识能力的评估和训练，一般通过问卷评估、静态图片选择判断、动态视频选择判断、模拟驾驶等方式进行。由于在问卷评估和静态图片选择判断这两种方式中，涉及大量的文字信息，驾驶人的文字理解能力及记忆能力对评估结果的干扰较大；动态视频选择判断方式中，缺乏良好的沉浸感，无法给驾驶人身临其境的感觉；模拟驾驶方式中，只能根据驾驶人的操作特征来判断有无辨识到潜在危险，驾驶人的驾驶技能对评估结果的干扰较大。因此，现有的评估方式和评估方法很难保证评估结果有良好的信度和效度。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷与不足，本专利技术的目的在于提供一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法。本专利技术集成模拟驾驶技术、眼动跟踪技术、传感技术等，通过为驾驶人提供逼真的、含有潜在危险的典型交通仿真场景，给驾驶人以良好的沉浸感；结合驾驶人的视觉、驾驶操作、潜在危险评估仿真场景、车辆运动状态、潜在危险状态等信息来全方面地评估驾驶人的潜在危险辨识能力，保证评估方式符合驾驶人的驾驶习惯，评估结果具有良好的信度和效度；根据评估结果，系统选取相适应的潜在危险训练仿真场景，对驾驶人进行有针对性的训练，提升其安全素质。为实现上述技术任务，本专利技术采取如下的技术方案：其一，本专利技术提供一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统，其特征在于，包括三联屏驾驶模拟器、潜在危险仿真场景库、眼动仪和评估与训练处理器；所述三联屏驾驶模拟器，包括驾驶舱座、三联屏液晶显示屏、数据采集装置、视景计算机和音响；所述潜在危险仿真场景库，是一包含有潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景的电子信息数据库，与视景计算机相连，向视景计算机发送所需的仿真场景；所述驾驶舱座中设置有驾驶操纵机构，所述驾驶操纵机构与所述数据采集装置相连，所述数据采集装置与视景计算机相连，所述数据采集装置实时地采集驾驶操作信息并发送给视景计算机；所述三联屏液晶显示屏与视景计算机相连，实时地展现仿真场景和评估结果、训练结果；所述音响与视景计算机相连，实时地接收和播报视景计算机所发送的音频信息；所述眼动仪与视景计算机相连，实时地采集驾驶人的视觉信息并发送给视景计算机；所述评估与训练处理器，与视景计算机相连，接收、存储和分析处理视景计算机发送过来的驾驶人视觉、驾驶操作、仿真场景、车辆运动状态和潜在危险状态信息。进一步地，所述潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景一一对应，并按照交通环境、道路类型、潜在危险类型、潜在危险位置、潜在危险难度这些潜在危险特征进行编码。进一步地，所述眼动仪采用非接触式眼动仪，水平固定在驾驶舱座的上平面中心处；所述驾驶人的视觉信息为驾驶人的注视点像素坐标信息。进一步地，所述三联屏液晶显示屏为三个液晶屏依次连接，每相邻两个屏之间互成一定角度固定安装在驾驶舱座的上平面，中间的屏正对驾驶员，两侧的屏略向驾驶员收拢。其二，本专利技术根据所述系统提供一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)在系统上电、程序初始化、驾驶人登录进入“评估”模式后，评估与训练处理器从潜在危险仿真场景库中选择确定用于实施评估的潜在危险评估仿真场景，将选择结果发送给视景计算机；(2)视景计算机从潜在危险仿真场景库中读取用于实施评估的潜在危险评估仿真场景信息，并发送给三联屏液晶显示屏、音响和仪表系统予以显示和发声；(3)驾驶人在驾驶舱座内操纵各个操纵机构进行模拟驾驶，眼动仪实时地采集驾驶人的注视点像素坐标信息并发送给视景计算机；数据采集装置实时地采集驾驶人的驾驶操作信息并发送给视景计算机；(4)视景计算机根据所接收的信息，实时地计算车辆运动状态信息和潜在危险状态信息，连同驾驶人的注视点像素坐标信息、驾驶操作信息、潜在危险评估仿真场景信息，反馈给评估与训练处理器；(5)评估与训练处理器实时的接收视景计算机所发送的信息，进行存储；(6)重复步骤(2)～(5)，待所有用于评估的潜在危险评估仿真场景都实施评估后，评估与训练处理器对所接收的各评估场景信息进行分析处理，计算得出驾驶人潜在危险辨识能力综合评估结果，将综合评估结果进行存储，并发送给视景计算机，其中，所述评估与训练处理器的分析处理过程如下：1)计算驾驶人的危险搜索宽度、危险搜索深度、注意力分配、危险发现速度和危险决策速度，将这几个指标综合，形成驾驶人潜在危险搜寻与决策能力评价指标体系，2)计算驾驶人的左后视镜观察习惯、右后视镜观察习惯、内后视镜观察习惯、交叉路口观察习惯和弯道前观察习惯，将这几个指标综合，形成驾驶人观察习惯评价指标体系，3)计算驾驶人对机动车的辨识能力、对摩托车的辨识能力、对非机动车的辨识能力、对行人的辨识能力和对交通信号的辨识能力，将这几个指标综合，形成驾驶人不同类型潜在危险辨识能力评价指标体系，4)计算驾驶人对左前方潜在危险的辨识能力、对右前方潜在危险的辨识能力、对左后方潜在危险的辨识能力、对右后方潜在危险的辨识能力、对后方潜在危险的辨识能力，将这几个指标综合，形成驾驶人不同位置潜在危险辨识能力评价指标体系，5)计算驾驶人平直路段潜在危险的辨识能力、转弯路段潜在危险的辨识能力、上下坡路段潜在危险的辨识能力、交叉口路段潜在危险的辨识能力，将这几个指标综合，形成驾驶人典型路段潜在危险辨识能力评价指标体系。进一步地，所述步骤(5)中的每一评价指标体系中的指标，都按照打分制进行量化，然后获得驾驶人潜在危险辨识能力综合评估结果。其三，本专利技术还提供一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力训练方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)在系统上电、程序初始化、驾驶人登录进入“训练”模式后，先利用系统对驾驶人潜在危险辨识能力进行评估，获得驾驶人的潜在危险辨识能力综合评估结果；(2)根据评估结果，评估与训练处理器获得驾驶人在潜在危险辨识能力方面的不足，然后从潜在危险仿真场景库中选择确定用于实施训练的潜在危险训练仿真场景，并将选择结果发送给视景计算机；(3)视景计算机从潜在危险仿真场景库中读取用于实施训练的潜在危险评估仿真场景信息，并发送给三联屏液晶显示屏、音响和仪表系统予以显示和发声；(4)潜在危险训练仿真场景通过三联屏液晶显示屏和音本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统，其特征在于，包括三联屏驾驶模拟器、潜在危险仿真场景库、眼动仪和评估与训练处理器；所述三联屏驾驶模拟器，包括驾驶舱座、三联屏液晶显示屏、数据采集装置、视景计算机和音响；所述潜在危险仿真场景库，是一包含有潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景的电子信息数据库，与视景计算机相连，向视景计算机发送所需的仿真场景；所述驾驶舱座中设置有驾驶操纵机构，所述驾驶操纵机构与所述数据采集装置相连，所述数据采集装置与视景计算机相连，所述数据采集装置实时地采集驾驶操作信息并发送给视景计算机；所述三联屏液晶显示屏与视景计算机相连，实时地展现仿真场景和评估结果、训练结果；所述音响与视景计算机相连，实时地接收和播报视景计算机所发送的音频信息；所述眼动仪与视景计算机相连，实时地采集驾驶人的视觉信息并发送给视景计算机；所述评估与训练处理器，与视景计算机相连，接收、存储和分析处理视景计算机发送过来的驾驶人视觉、驾驶操作、仿真场景、车辆运动状态和潜在危险状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统，其特征在于，包括三联屏驾驶模拟器、潜在危险仿真场景库、眼动仪和评估与训练处理器；所述三联屏驾驶模拟器，包括驾驶舱座、三联屏液晶显示屏、数据采集装置、视景计算机和音响；所述潜在危险仿真场景库，是一包含有潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景的电子信息数据库，与视景计算机相连，向视景计算机发送所需的仿真场景；所述驾驶舱座中设置有驾驶操纵机构，所述驾驶操纵机构与所述数据采集装置相连，所述数据采集装置与视景计算机相连，所述数据采集装置实时地采集驾驶操作信息并发送给视景计算机；所述三联屏液晶显示屏与视景计算机相连，实时地展现仿真场景和评估结果、训练结果；所述音响与视景计算机相连，实时地接收和播报视景计算机所发送的音频信息；所述眼动仪与视景计算机相连，实时地采集驾驶人的视觉信息并发送给视景计算机；所述评估与训练处理器，与视景计算机相连，接收、存储和分析处理视景计算机发送过来的驾驶人视觉、驾驶操作、仿真场景、车辆运动状态和潜在危险状态信息。2.根据权利要求1所述的非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统，其特征在于，所述潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景一一对应，并按照交通环境、道路类型、潜在危险类型、潜在危险位置、潜在危险难度这些潜在危险特征进行编码。3.根据权利要求1所述的非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统，其特征在于，所述眼动仪采用非接触式眼动仪，水平固定在驾驶舱座的上平面中心处；所述驾驶人的视觉信息为驾驶人的注视点像素坐标信息。4.根据权利要求1所述的非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统，其特征在于，所述三联屏液晶显示屏为三个液晶屏依次连接，每相邻两个屏之间互成一定角度固定安装在驾驶舱座的上平面，中间的屏正对驾驶员，两侧的屏略向驾驶员收拢。5.根据权利要求1-4之一所述系统进行的非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)在系统上电、程序初始化、驾驶人登录进入“评估”模式后，评估与训练处理器从潜在危险仿真场景库中选择确定用于实施评估的潜在危险评估仿真场景，将选择结果发送给视景计算机；(2)视景计算机从潜在危险仿真场景库中读取用于实施评估的潜在危险评估仿真场景信息，并发送给三联屏液晶显示屏、音响和仪表系统予以显示和发声；(3)驾驶人在驾驶舱座内操纵各个操纵机构进行模拟驾驶，眼动仪实时地采集驾驶人的注视点像素坐标信息并发送给视景计算机；数据采集装置实时地采集驾驶人的驾驶操作信息并发送给视景计算机；(4)视景计算机根据所接收的信息，实时地计算车辆运动状态信息和潜在危险状态信息，连同驾驶人的注视点像素坐标信息、驾驶操作信息、潜在危险评估仿真场景信息，反馈给评估与训练处理器；(5)评估与训练处理器实时的接收视景计算机所发送的信息，进行存储；(6)重复步骤(2)～(5)，待所有用...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾诚，吴初娜，孟兴凯，蔡凤田，夏海英，李强，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11