一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置，包括信息采集模块、信息处理模块和预警模块，信息采集模块通过方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元采集驾驶人各项行为指标数据。信息处理模块中分心驾驶检测单元通过接收采集到的行为指标数据，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元，基于多分类Logistic回归模型建立分心行为识别模型，计算分析出具体分心行为并将识别结果传送给自适应预警芯片。预警模块中自适应预警芯片根据分心行为特征，在到达预存的干预最优时间点时触发预警语音。本发明专利技术能够更有效地降低该分心行为带来的危害。

An adaptive monitoring and intervention device for distracted driving behavior

The invention discloses a monitoring and intervention device for self-adaptive distracting driving behavior, including information acquisition module, information processing module and early warning module. The information acquisition module collects the behavior of the driver through the steering wheel operation monitoring unit, the speed monitoring unit, the acceleration monitoring unit and the vehicle position information monitoring unit. Index data. In the information processing module, the distractor driving detection unit sets up the distracting driving detection model by receiving the collected behavior index data, and extracts the significant difference index data to the distractor behavior identification unit. Based on the multi classification Logistic regression model, the core behavior identification model is established, and the concrete distraction behavior is calculated and analyzed. The recognition results are transmitted to the adaptive early warning chip. In the early warning module, the adaptive early warning chip triggers early warning speech according to the distraction behavior characteristics when reaching the optimal time point of the pre stored intervention. The invention can reduce the harm caused by the distraction behavior more effectively.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置
本专利技术涉及汽车辅助安全电子装置领域，具体是一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，机动车保有量也迅速增长，危险驾驶行为也越来越多。其中，“分心驾驶”尤为突出，根据国际标准化组织(ISO)的定义，“分心驾驶”是指驾驶时注意力指向与正常驾驶不相关的活动，从而导致驾驶操作能力下降的一种现象。研究发现，分心驾驶直接导致驾驶人的感知、反应和操作能力下降，间接导致道路运输效率下降和交通事故数量增加。然而，分心驾驶的危害性常常被驾驶员忽略，却不知分心驾驶已经成为影响交通安全的“隐形杀手”。因驾驶人视线偏离或分心产生的注意力不集中是引发交通事故的常见且重要的原因，这一诱因在追尾碰撞事故中表现得尤为显著，因此需要对分心驾驶行为进行及时的监测与管控干预。现实生活中，法律虽然可以明确禁止各种危险的驾驶行为，但是认知分心等危险驾驶行为还是无法被有效监管。所以应考虑采取相应措施，以减轻分心驾驶带来的影响，如降低车速或是增加跟驰车距来增加行车安全性。在过去的研究中，很多方法被用来进行分心驾驶的检测，主要包括基于车载监控装置眼动测量法和基于驾驶员操纵及车辆运动轨迹信息的测量法2大类。基于车载监控装置眼动测量法主要是对视觉行为进行实时测量，记录注视频率，注视时间等。当分心驾驶出现时，驾驶者往往会对分心目标物进行1～2秒的扫视，该方法准确率较高。但是该方法需要被检测对象佩戴相应的装置(如，眼动仪)，会对驾驶员的驾驶行为造成一定干扰，同时车内复杂的光线等情况对图像处理技术提出了较高要求，所以基于车载监控装置眼动测量法一般仅限于实验研究使用。基于驾驶员操纵及车辆运动轨迹信息测量法通过车载传感器收集方向盘信息、车辆速度和位置信息等进行驾驶分心检测，该方法准确率较高。随着技术的改革与创新，基于驾驶员操纵及车辆运动轨迹信息分心检测技术广泛应用于车载分心驾驶智能预警装置。此类装置主要根据方向盘转角、车速、纵向加速度、外部环境等信息并融合车内信息娱乐系统使用情况，综合判别驾驶员当前的注意力状态，及时对分心状态下驾驶员预警，从而提高了道路运输效率，降低了驾驶员风险驾驶行为的事故率，增加了道路安全性。但是这一先进的技术仍没有广泛投入使用，主要是因为当前的分心驾驶智能预警装置对对驾驶员分心状态进行辨识时不能精确到具体某种分心驾驶行为。研究发现，不同的分心驾驶行为分心程度不同，即驾驶辅助系统干预时机也不同。当前分心驾驶智能预警装置不能准确识别出具体分心驾驶行为，进而无法精确界定合理的驾驶辅助系统介入时机，辅助系统介入时可能会给驾驶员造成不必要的干扰，从而影响了此类系统的推广使用。因此，检测出驾驶员的分心状态，并准确对驾驶员分心行为进行识别，可以调整车内驾驶辅助系统的介入时机，从而更有效地降低分心驾驶带来的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置，以实现对分心驾驶行为的监测和预防。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置，其特征在于：包括信息采集模块、信息处理模块和预警模块，信息采集模块包括方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元，由信息采集模块中的方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元采集周期内各项驾驶人行为指标数据，并传送至信息处理模块；信息处理模块包括分心驾驶检测单元和分心行为识别单元，分心驾驶检测单元通过接收采集到的各项驾驶人行为指标数据，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元，由分心行为识别单元计算分析出具体分心行为特征并将识别结果传送给预警模块；预警模块由自适应预警芯片和与自适应预警芯片连接的计时器构成，自适应预警芯片根据分心行为特征，在到达预存的干预最优时间点时触发预警语音；其中：信息采集模块中的方向盘操作监测单元输入端接入有安装在汽车方向盘上的方向盘转角传感器、方向盘触觉传感器和方向盘握力传感器，由方向盘转角传感器监测方向盘转角变化信息，由方向盘触觉传感器监测脱离方向盘时间信息，由方向盘握力传感器监测方向盘握力信息；方向盘操作监测单元首先根据方向盘转角变化信息计算得到方向盘转速信息、根据脱离方向盘时间信息计算得到脱离方向盘次数信息；然后方向盘操作监测单元根据方向盘转角变化信息、方向盘转速信息计算得到方向盘转角标准差、方向盘零速百分比，根据脱离方向盘时间信息、脱离方向盘次数信息计算得到单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数；最后方向盘操作监测单元将方向盘转角标准差、方向盘零速百分比、单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数、方向盘握力作为驾驶人行为指标数据传送至信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的速度监测单元输入端接有安装在油门踏板上的速度传感器，由速度传感器监测车辆的速度信息，速度监测单元根据车辆的速度信息计算得到车辆的瞬时速度数据，并将瞬时速度数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的加速度监测单元输入端接有安装在车体几何中心处的三轴加速度传感器，由三轴加速度传感器监测车辆的加速度信息，加速度监测单元根据车辆的加速度信息计算得到车辆瞬时加速度，并将车辆瞬时加速度数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的车辆位置信息监测单元输入端接有安装在车体几何中心处的车载定位芯片，由车载定位芯片监测车辆偏离车道中心线的距离信息，车辆位置信息监测单元将采集到的车辆偏离车道中心线的距离数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息处理模块中的分心驾驶检测单元存储了驾驶人正常驾驶状态下的各项行为指标，通过输入端接收实时监测的分心驾驶状态下的各项驾驶人行为指标数据，与正常驾驶状态下的各项行为指标作对比，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元；信息处理模块中的分心行为识别单元存储了不同分心行为的驾驶人各项行为指标，通过输入端接收来自分心驾驶检测单元的实时监测指标变量数据，基于多分类Logistic回归模型建立分心行为识别模型，即依据分心驾驶行为指标：方向盘转角标准差、方向盘零速百分比、单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数和方向盘握力、车辆瞬时速度、车辆瞬时加速度、车辆偏离车道中心线的距离，基于多分类Logistic回归模型建立分心行为识别模型，计算分析出具体分心行为；预警模块中的自适应预警芯片中存储了不同分心行为最优干预时间点和预警语音数据信息，分心行为识别模块将计算分析结果传输给自适应预警芯片后，匹配该分心行为的最优干预时间点和预警语音数据信息，在计时器作用下，到达最优时间点时，自适应预警芯片发出预警语音。所述的一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置，其特征在于：信息处理模块中的分心行为识别单元以多次实验中不同驾驶人不同分心行为时数据库中的数据为参考数据，即根据以下行为指标：方向盘转角标准差X1、方向盘零速百分比X2、单次脱离方向盘时间X3、单位时间脱离方向盘次数X4、方向盘握力X5、车辆瞬时速度X6、车辆瞬时加速度X7和车辆偏离车道中心线的距离X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置，其特征在于：包括信息采集模块、信息处理模块和预警模块，信息采集模块包括方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元，由信息采集模块中的方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元采集周期内各项驾驶人行为指标数据，并传送至信息处理模块；信息处理模块包括分心驾驶检测单元和分心行为识别单元，分心驾驶检测单元通过接收采集到的各项驾驶人行为指标数据，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元，由分心行为识别单元计算分析出具体分心行为特征并将识别结果传送给预警模块；预警模块由自适应预警芯片和与自适应预警芯片连接的计时器构成，自适应预警芯片根据分心行为特征，在到达预存的干预最优时间点时触发预警语音；其中：信息采集模块中的方向盘操作监测单元输入端接入有安装在汽车方向盘上的方向盘转角传感器、方向盘触觉传感器和方向盘握力传感器，由方向盘转角传感器监测方向盘转角变化信息，由方向盘触觉传感器监测脱离方向盘时间信息，由方向盘握力传感器监测方向盘握力信息；方向盘操作监测单元首先根据方向盘转角变化信息计算得到方向盘转速信息、根据脱离方向盘时间信息计算得到脱离方向盘次数信息；然后方向盘操作监测单元根据方向盘转角变化信息、方向盘转速信息计算得到方向盘转角标准差、方向盘零速百分比，根据脱离方向盘时间信息、脱离方向盘次数信息计算得到单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数；最后方向盘操作监测单元将方向盘转角标准差、方向盘零速百分比、单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数、方向盘握力作为驾驶人行为指标数据传送至信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的速度监测单元输入端接有安装在油门踏板上的速度传感器，由速度传感器监测车辆的速度信息，速度监测单元根据车辆的速度信息计算得到车辆的瞬时速度数据，并将瞬时速度数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的加速度监测单元输入端接有安装在车体几何中心处的三轴加速度传感器，由三轴加速度传感器监测车辆的加速度信息，加速度监测单元根据车辆的加速度信息计算得到车辆瞬时加速度，并将车辆瞬时加速度数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的车辆位置信息监测单元输入端接有安装在车体几何中心处的车载定位芯片，由车载定位芯片监测车辆偏离车道中心线的距离信息，车辆位置信息监测单元将采集到的车辆偏离车道中心线的距离数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息处理模块中的分心驾驶检测单元存储了驾驶人正常驾驶状态下的各项行为指标，通过输入端接收实时监测的分心驾驶状态下的各项驾驶人行为指标数据，与正常驾驶状态下的各项行为指标作对比，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元；信息处理模块中的分心行为识别单元存储了不同分心行为的驾驶人各项行为指标，通过输入端接收来自分心驾驶检测单元的实时监测指标变量数据，基于多分类Logistic回归模型建立分心行为识别模型，即依据分心驾驶行为指标：方向盘转角标准差、方向盘零速百分比、单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数和方向盘握力、车辆瞬时速度、车辆瞬时加速度、车辆偏离车道中心线的距离，基于多分类Logistic回归模型建立分心行为识别模型，计算分析出具体分心行为；预警模块中的自适应预警芯片中存储了不同分心行为最优干预时间点和预警语音数据信息，分心行为识别模块将计算分析结果传输给自适应预警芯片后，匹配该分心行为的最优干预时间点和预警语音数据信息，在计时器作用下，到达最优时间点时，自适应预警芯片发出预警语音。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应分心驾驶行为的监测及干预装置，其特征在于：包括信息采集模块、信息处理模块和预警模块，信息采集模块包括方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元，由信息采集模块中的方向盘操作监测单元、速度监测单元、加速度监测单元和车辆位置信息监测单元采集周期内各项驾驶人行为指标数据，并传送至信息处理模块；信息处理模块包括分心驾驶检测单元和分心行为识别单元，分心驾驶检测单元通过接收采集到的各项驾驶人行为指标数据，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元，由分心行为识别单元计算分析出具体分心行为特征并将识别结果传送给预警模块；预警模块由自适应预警芯片和与自适应预警芯片连接的计时器构成，自适应预警芯片根据分心行为特征，在到达预存的干预最优时间点时触发预警语音；其中：信息采集模块中的方向盘操作监测单元输入端接入有安装在汽车方向盘上的方向盘转角传感器、方向盘触觉传感器和方向盘握力传感器，由方向盘转角传感器监测方向盘转角变化信息，由方向盘触觉传感器监测脱离方向盘时间信息，由方向盘握力传感器监测方向盘握力信息；方向盘操作监测单元首先根据方向盘转角变化信息计算得到方向盘转速信息、根据脱离方向盘时间信息计算得到脱离方向盘次数信息；然后方向盘操作监测单元根据方向盘转角变化信息、方向盘转速信息计算得到方向盘转角标准差、方向盘零速百分比，根据脱离方向盘时间信息、脱离方向盘次数信息计算得到单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数；最后方向盘操作监测单元将方向盘转角标准差、方向盘零速百分比、单次脱离方向盘时间、单位时间脱离方向盘次数、方向盘握力作为驾驶人行为指标数据传送至信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的速度监测单元输入端接有安装在油门踏板上的速度传感器，由速度传感器监测车辆的速度信息，速度监测单元根据车辆的速度信息计算得到车辆的瞬时速度数据，并将瞬时速度数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的加速度监测单元输入端接有安装在车体几何中心处的三轴加速度传感器，由三轴加速度传感器监测车辆的加速度信息，加速度监测单元根据车辆的加速度信息计算得到车辆瞬时加速度，并将车辆瞬时加速度数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息采集模块中的车辆位置信息监测单元输入端接有安装在车体几何中心处的车载定位芯片，由车载定位芯片监测车辆偏离车道中心线的距离信息，车辆位置信息监测单元将采集到的车辆偏离车道中心线的距离数据作为驾驶人行为指标数据传送给信息处理模块中的分心驾驶检测单元；信息处理模块中的分心驾驶检测单元存储了驾驶人正常驾驶状态下的各项行为指标，通过输入端接收实时监测的分心驾驶状态下的各项驾驶人行为指标数据，与正常驾驶状态下的各项行为指标作对比，建立分心驾驶检测模型，提取显著差异的指标变量数据传送给分心行为识别单元；信息处理模块中的分心行为识别单元存储了不同分心行为的驾驶人各项行为指标，通过输入端接收来自分心驾驶检测单元的实时监测指标变量数据，基于多分类Logistic回归模型建立分心行为识别模型，即依据分心驾驶行为指标：方向盘转角标准差、方向盘零速百分比、单次...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜康，杨志伟，冯忠祥，杨苗苗，刘志鹏，赵璨，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34