基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法及系统技术方案

本发明专利技术一种基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，包括如下步骤：在驾驶人身上配备角度测量传感器，在驾驶座椅安装压力传感器，在车内安装距离传感器；采集待评价驾驶人的人体数据，并根据驾驶人的体征对汽车座椅的位置进行调整；对驾驶人的静坐姿势进行调整；采集压力传感器、距离传感器及角度传感器数据并传入分析系统；分析系统根据预设程序计算指标的隶属度及等级关联度；对适宜程度低于“合格”的指标进行预警；输出该驾驶人的适宜性等级。本发明专利技术提出一种能够筛选适宜程度较低的指标，并根据大量测试数据的客观分类代替主观评价，进而获得客观评价等级的方法，为日后汽车座椅检测技术中有针对性地提升驾驶人适宜性提供理论依据。

Driving suitability evaluation method and system based on driver physiological data

【技术实现步骤摘要】
基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法及系统
本专利技术属于汽车座椅的检测
，具体涉及一种基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法及系统。
技术介绍
随着经济的不断发展，汽车已成为出行需求必不可少的一部分,在长时间驾驶过程中，舒适的驾驶环境可以有效地提升驾驶体验，减缓驾驶疲劳，提升驾驶安全系数。如果汽车座椅设计不当，驾驶人无法获得合理舒适的坐姿，人车互动的适宜性体验较差，很容易增加驾驶人的不适感，从而导致恶性交通事故的发生。由于评价驾驶适宜性的量化指标数量较多，且这些指标与驾驶人对驾驶空间适宜性的评价标准之间的关系相当复杂，而驾驶人对舒适性的感觉也存在模糊不确定性，很难直接从直观数据上获取乘客的适宜程度。因此，探究在多项指标影响下的驾驶人与车辆空间之间的良好互动关系，是提升汽车驾驶安全性，降低疲劳驾驶，减少交通事故的重要途径。座椅压力分布、驾驶人关节角度及自身体征对驾驶适宜与否具有重要的影响。驾驶人在进入驾驶空间后，驾驶人与座椅接触面的压力分布将影响驾驶人的血液流动，是相对直接反映乘坐舒适性的客观因素；而驾驶人臂长、坐高等自身体征及肘、膝关节角度大小关系到驾驶过程操作的高效性，对于汽车的驾驶安全和驾驶体验感受具有重要意义。相关方法中，对于驾驶适宜性的评估，通常采用评价专家对驾驶的适宜性进行主观评价的。由于评价结果受主观评价的个人经验影响较大，评价的客观性及可靠性不高。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有驾驶适宜性的评估中，客观性及可靠性不高的问题，提供一种基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法及系统。本专利技术一种基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，包括如下步骤：步骤一、在驾驶人身上配备角度测量传感器，在驾驶座椅安装压力传感器，在车内安装距离传感器；采集待评价驾驶人的人体数据，并根据驾驶人的体征对汽车座椅的位置进行调整；对驾驶人的静坐姿势进行调整，在保持最佳驾驶模式下，采集驾驶人保持稳定坐姿时的关节角度数据以及每个区域的体压分布数据；步骤二、根据专业人员在前期进行的驾驶舒适性评价试验，划分出5个评价等级，将不同体态驾驶人在不同评价等级下的各项参数数据输入评价数据库，并构建分析平台，确定5个评价等级的标准值及隶属度函数；步骤三、将距离传感器、角度测量传感器和压力传感器采集到的参数数据传入分析平台中，利用隶属度函数计算数据中各指标对应等级的隶属度，构建隶属度矩阵A，得到各项参数数据对应的评价等级的隶属度，从而确定影响驾驶适宜性的主要因素；步骤四、对驾驶人的各项参数数据使用灰色关联度法，构建关联度矩阵B，得到5个评价等级与对应的各参数数据的关联度；步骤五、用熵权法确定各参数的权重值，结合参数关联度计算得到5个评价等级各自的综合关联指数，取综合关联度最大值所对应的等级，作为驾驶人与车辆的适宜性评价等级。进一步地，步骤一中，所述角度测量传感器测量肘、膝、腰和颈的关节角度；压力传感器测量包括坐垫压力传感器和靠垫压力传感器，测量背部、腰部、大腿、座高和座深的压力值；距离传感器测量手臂长度、小腿长度、大腿长度、方向盘与座椅高度差、方向盘与肩膀高度差、视线与座椅高度差、视线与操作台高度差。进一步地，所述驾驶人的人体数据包括性别、身高、体重、臂长和腿长。进一步地，步骤二中，所述5个评价等级分别为过差、较差、合格、良好和优秀。进一步地，步骤三中，对于隶属于合格等级以下的指标进行预警，并对该指标存在的隐患给出合理建议。进一步地，对每个参数数据的评价等级的隶属度计算，采用“正态”结构的隶属度函数。进一步地，确定隶属度评价矩阵A的方法包括：所述隶属度评价矩阵式中rij，表示待评价驾驶人中第i个指标对于第j个等级的隶属度。进一步地，灰色关联度法中的矩阵式中ξki表示待评价驾驶人评价指标i与等级k的关联度。进一步地，熵权法确定各指标权重的公式为w＝[w1w2…wi]T。其中，Pij为驾驶人j对应于指标i在各等级下的样本数据，Qij为数据min-max标准化结果；m为评价样本指标的个数,n为测试驾驶人总数，Ei为第i种指标的信息熵；wi为指标i的权重。本专利技术还涉及一种基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价系统，包括数据采集装置、评价数据库和分析平台，数据采集装置包括各种传感器，其将收集到的参数数据传送到评价数据库进行数据存储，基于分析平台进行驾驶适宜性等级划分。本专利技术提出一种能够筛选适宜程度较低的指标，并根据大量测试数据的客观分类代替主观评价，进而获得客观评价等级的方法，为日后汽车座椅检测技术中有针对性地提升驾驶人适宜性提供理论依据。本专利技术还可提高驾驶的安全性，能够在车辆动态行驶过程中评判驾驶适宜程度并及时预警，快速高效地识别驾驶人-车辆驾驶匹配度不高的影响因素，从车辆本身出发减少不良驾驶行为的发生。附图说明图1是本专利技术评价驾驶适宜性过程示意图；图2是本专利技术等级(过差)的正态分布隶属度函数曲线示意图；图3是本专利技术等级(较差)的正态分布隶属度函数曲线示意图；图4是本专利技术等级(及格)的正态分布隶属度函数曲线示意图；图5是本专利技术等级(良好)的正态分布隶属度函数曲线示意图；图6是本专利技术等级(优秀)的正态分布隶属度函数曲线示意图；图7是本专利技术驾驶适宜性评价隶属度函数曲线示意图。具体实施方式本专利技术的基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，包括如下步骤：步骤一、在驾驶人身上配备角度测量传感器，在驾驶座椅安装压力传感器，在车内安装距离传感器；采集待评价驾驶人的人体数据(人体数据包括性别、身高、体重、臂长和腿长)，并根据驾驶人的体征对汽车座椅的位置进行调整；对驾驶人的静坐姿势进行调整，在保持最佳驾驶模式下，采集驾驶人保持稳定坐姿时的关节角度数据以及每个区域的体压分布数据；角度测量传感器测量肘、膝、腰和颈的关节角度；压力传感器测量包括坐垫压力传感器和靠垫压力传感器，测量背部、腰部、大腿、座高和座深的压力值；距离传感器测量手臂长度、小腿长度、大腿长度、方向盘与座椅高度差、方向盘与肩膀高度差、视线与座椅高度差、视线与操作台高度差。步骤二、根据专业人员在前期进行的驾驶舒适性评价试验，划分出5个评价等级，将不同体态驾驶人在不同评价等级下的各项参数数据输入评价数据库，并构建分析平台，确定5个评价等级(5个评价等级分别为过差、较差、合格、良好和优秀)的标准值及隶属度函数；步骤三、将距离传感器、角度测量传感器和压力传感器采集到的参数数据传入分析平台中，利用隶属度函数计算数据中各指标对应等级的隶属度，构建隶属度矩阵A，得到各项参数数据对应的评价等级的隶属度，从而确定影响驾驶适宜性的主要因素；对于隶属于合格等级以下的指标进行预警，并对该指标存在的隐患给出合理建议。对每个参数数据的评价等级的隶属度计算，采用“正态”结构的隶属度函数。隶属度评价矩阵式中rij，表示待评价驾驶人中第i个指标对于第j本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于驾驶人生理数据的基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、在驾驶人身上配备角度测量传感器，在驾驶座椅安装压力传感器，在车内安装距离传感器；采集待评价驾驶人的人体数据，并根据驾驶人的体征对汽车座椅的位置进行调整；对驾驶人的静坐姿势进行调整，在保持最佳驾驶模式下，采集驾驶人保持稳定坐姿时的关节角度数据以及每个区域的体压分布数据；/n步骤二、根据专业人员在前期进行的驾驶舒适性评价试验，划分出5个评价等级，将不同体态驾驶人在不同评价等级下的各项参数数据输入评价数据库，并构建分析平台，确定5个评价等级的标准值及隶属度函数；/n步骤三、将距离传感器、角度测量传感器和压力传感器采集到的参数数据传入分析平台中，利用隶属度函数计算数据中各指标对应等级的隶属度，构建隶属度矩阵A，得到各项参数数据对应的评价等级的隶属度，从而确定影响驾驶适宜性的主要因素；/n步骤四、对驾驶人的各项参数数据使用灰色关联度法，构建关联度矩阵B，得到5个评价等级与对应的各参数数据的关联度；/n步骤五、用熵权法确定各参数的权重值，结合参数关联度计算得到5个评价等级各自的综合关联指数，取综合关联度最大值所对应的等级，作为驾驶人与车辆的适宜性评价等级。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于驾驶人生理数据的基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在驾驶人身上配备角度测量传感器，在驾驶座椅安装压力传感器，在车内安装距离传感器；采集待评价驾驶人的人体数据，并根据驾驶人的体征对汽车座椅的位置进行调整；对驾驶人的静坐姿势进行调整，在保持最佳驾驶模式下，采集驾驶人保持稳定坐姿时的关节角度数据以及每个区域的体压分布数据；
步骤二、根据专业人员在前期进行的驾驶舒适性评价试验，划分出5个评价等级，将不同体态驾驶人在不同评价等级下的各项参数数据输入评价数据库，并构建分析平台，确定5个评价等级的标准值及隶属度函数；
步骤三、将距离传感器、角度测量传感器和压力传感器采集到的参数数据传入分析平台中，利用隶属度函数计算数据中各指标对应等级的隶属度，构建隶属度矩阵A，得到各项参数数据对应的评价等级的隶属度，从而确定影响驾驶适宜性的主要因素；
步骤四、对驾驶人的各项参数数据使用灰色关联度法，构建关联度矩阵B，得到5个评价等级与对应的各参数数据的关联度；
步骤五、用熵权法确定各参数的权重值，结合参数关联度计算得到5个评价等级各自的综合关联指数，取综合关联度最大值所对应的等级，作为驾驶人与车辆的适宜性评价等级。


2.根据权利要求1所述的基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，其特征在于，步骤一中，所述角度测量传感器测量肘、膝、腰和颈的关节角度；压力传感器测量包括坐垫压力传感器和靠垫压力传感器，测量背部、腰部、大腿、座高和座深的压力值；距离传感器测量手臂长度、小腿长度、大腿长度、方向盘与座椅高度差、方向盘与肩膀高度差、视线与座椅高度差、视线与操作台高度差。


3.根据权利要求1所述的基于驾驶人生理数据的驾驶适宜性评价方法，其特征在于，所述驾驶人的人体数据包括性别、...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯树民，孙雅丽，盛彬，赵琥，宋子龙，黄秋菊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23