一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法技术

一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法，本发明专利技术涉及自动驾驶领域的听觉提示设计方法。本发明专利技术为了解决现有提示方法对驾驶员注意的集中力要求较高且无法引导驾驶员将注意力转移到驾驶监视任务的问题。本发明专利技术首先将被动控制权场景分类，根据场景类型和人耳听觉特性设计听觉提示音，再通过驾驶模拟器进行听觉提示音实验获得驾驶人的心理指标和行动指标，最后建立统一评分标准确定各类场景适用的听觉提示音。被动控制权切换听觉提示设计针对系统发起的计划性控制权切换和非计划性切换根据人耳听觉特性设计不同声音频率的提示音。本发明专利技术用于自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法
本专利技术涉及本专利技术涉及自动驾驶领域的听觉提示设计方法。
技术介绍
随着人工智能、物联网、移动互联等新兴技术的迅猛发展，作为未来汽车发展主力的自动驾驶汽车逐渐成为交通行业关注的重点。L3级及以上级别的自动驾驶汽车已经可以在其设计运行范围内持续地执行全部动态驾驶任务，不需要驾驶人一直监控车辆运行状况。为了行车安全，当需要切换控制权时，汽车会发出接管请求。合理提示驾驶员接管的方案对于行车安全具有重要意义。根据控制权的切换方式不同分为主动控制权切换和被动控制权切换。主动控制权切换为驾驶员自主接管汽车。被动控制权切换为当遇到紧急状况汽车发出的控制权切换请求，这就要求驾驶员的注意力始终集中在车上。现有技术大部分为视觉提示。视觉提示是在屏幕上显示请接管的字样，这种提示方法需要驾驶员注意力一直集中在屏幕上。现有的提示方式只考虑驾驶员注意力较为集中的情况，使所提出的接管提示仅适用于驾驶员注意力较为集中地场景，且视觉提示无法引导驾驶人将注意力集中回驾驶监视任务中，进而存在一定驾驶安全问题。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有自动驾驶被动控制权交换提示方法仅适用于驾驶员注意力较为集中的情况且无法引导驾驶人将注意力集中回驾驶监视任务中的问题，而提出了一种自动驾驶下被动控制权切换的听觉提示方式。一种自动驾驶下被动控制权切换的听觉提示方式具体过程为：步骤一、将被动控制权切换场景划分为三种类型；类型一为一般预警，是指自动驾驶的车辆在即将进入已知不适宜自动驾驶或者超出自动驾驶系统功能范围的路段前，系统提示驾驶人接管车辆的场景，即在计划内的被动控制权切换，若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在的2～5m/s2减速度自动减速情况下，离危险距离还有5～20m时停车；其所述已知不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能范围的路段包括但不限于以下情况：规划的行程内有施工区域有匝道的路段、无车道线路段和复杂的立交匝道出入口；类型二为重要预警，是指自动驾驶过程中，临时检测到不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能的路况，系统提示驾驶人临时接管车辆的场景；若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；其所述不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能的路况包括但不限于以下情况：前方临时出现施工、突发交通事故、车道线突然消失、道路附属设施倒塌、能见度不足、临时封路和公共应急车辆临时占道产生的不适宜自动驾驶的情况；其所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在2～5m/s2的减速度自动减速的情况下，离危险距离还有5-20m时停车；类型三为紧急预警，是指由于自动驾驶系统内部功能错误或系统模块失效，告知驾驶人紧急接管控制的场景；若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；其所述风险减缓策略为自动驾驶车辆系统失效的同时以0.5～2m/s2的减速度开始减速，并要求驾驶人立即接管车辆；步骤二、根据人耳的听觉特性设计听觉提示音的听标、耳标和语音提示；所述的听觉提示分为基于语言功能的提示声音即语音听觉，和根据声音构成的提示音即非语音听觉；其中非语音听觉分为听标和耳标，所述的听标是与生活事件相关的声音，耳标是表征结构化信息的声音；步骤三、通过驾驶模拟器对步骤一的三种被动控制权切换场景进行听觉提示音实验，得到驾驶员的心理指标和行动指标；所述的心理指标为驾驶员接收到听觉提示音后产生的警觉意识程度即警觉性，和驾驶人接收到听觉提示音的舒适性即烦恼度；所述的行动指标为自动驾驶系统发出接管请求到驾驶人接收到听觉提示音的时间即响应时间、驾驶人接收到听觉提示音到开始执行接管决策的时间即反应时间，自动驾驶系统发出接管请求到驾驶人开始执行接管决策的时间即接管时间；步骤四、对步骤三听觉提示音的实验获取的驾驶人员心理指标和行动指标建立评分标准统一评价指标，并采用层次分析法得到步骤一中三种被动控制权切换场景的各层次结构的指标权重；所述的层次分析法中的层次结构分为目标层即接管效果、准则层即心理指标和行动指标和指标层即警觉性、响应时间和反应时间；将心理指标和行动指标得分进行加权平均从而获得步骤一中被动控制权切换的三种场景中各听觉提示综合得分，确定最优听觉提示方式。本专利技术的有益效果为：本专利技术综合考虑了各种被动控制权切换的场景，针对不同的场景设计不同的听觉提示音；本专利技术为了提高行车安全度，提出了被动控制权切换时听觉提示音的设计方案；所提出的听觉提示音设计方案适用于各种汽车驾驶场景以及驾驶员的任意状态，同时不同场景使用不同听觉提示音，提高了驾驶员判断接管状况的准确度，以达到安全、及时、有效地引导驾驶员将注意力转移到驾驶监视任务的目的，提高了行车安全度。附图说明图1为本专利技术被动控制权场景切换分类图；图2为耳标设计参数示意图；图3为层次结构模型图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方式具体过程为：步骤一、将被动控制权切换场景划分为三种类型；类型一为一般预警，是指自动驾驶的车辆在即将进入已知不适宜自动驾驶或者超出自动驾驶系统功能范围的路段前，系统提示驾驶人接管车辆的场景，即在计划内的被动控制权切换，若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在的2～5m/s2减速度自动减速情况下，离危险距离还有5～20m时停车；其所述已知不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能范围的路段包括但不限于规划的行程内有施工区域、有匝道的路段、无车道线路段和复杂的立交匝道出入口；类型二为重要预警，是指自动驾驶过程中，临时检测到不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能的路况，系统提示驾驶人临时接管车辆的场景；若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；其所述不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能的路况包括但不限于以下情况：前方临时出现施工、突发交通事故、车道线突然消失、道路附属设施倒塌、能见度不足、临时封路和公共应急车辆临时占道产生的不适宜自动驾驶的情况；其所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在2～5m/s2的减速度自动减速的情况下，离危险距离还有5-20m时停车；类型三为紧急预警，是指由于自动驾驶系统内部功能错误或系统模块失效，告知驾驶人紧急接管控制的场景；若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；其所述风险减缓策略为自动驾驶车辆系统失效的同时以0.5～2m/s2的减速度开始减速，并要求驾驶人立即接管车辆；步骤二、根据人耳的听觉特性设计听觉提示音的听标、耳标和语音提示；所述的听觉提示分为基于语言功能的提示声音即语音听觉，和根据声音构成的提示音即非语音听觉；其中非语音听觉分为听标和耳标，所述的听标是与生活事件相关的声音，耳标是表征结构化信息的声音；步骤二一、听标可改变的指标主要是音色，且根据人的听觉特性将已有的生活经验转移到较为陌生的声音提示过程当中，会在一定程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法，其特征在于所述方法具体过程为：/n步骤一、将被动控制权切换场景划分为三种类型；/n类型一为一般预警，是指自动驾驶的车辆在即将进入已知不适宜自动驾驶或者超出自动驾驶系统功能范围的路段前，系统提示驾驶人接管车辆的场景，即在计划内的被动控制权切换,若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在的2～5m/s

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法，其特征在于所述方法具体过程为：
步骤一、将被动控制权切换场景划分为三种类型；
类型一为一般预警，是指自动驾驶的车辆在即将进入已知不适宜自动驾驶或者超出自动驾驶系统功能范围的路段前，系统提示驾驶人接管车辆的场景，即在计划内的被动控制权切换,若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在的2～5m/s2减速度自动减速情况下，离危险距离还有5～20m时停车；
类型二为重要预警，是指自动驾驶过程中，临时检测到不适宜自动驾驶或超出自动驾驶系统功能的路况，系统提示驾驶人临时接管车辆的场景；若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；其所述风险减缓策略为自动驾驶车辆在2～5m/s2的减速度自动减速的情况下，离危险距离还有5-20m时停车；
类型三为紧急预警，是指由于自动驾驶系统内部功能错误或系统模块失效，告知驾驶人紧急接管控制的场景；若驾驶人不能或不愿意接管控制，则自动采取风险减缓策略；其所述风险减缓策略为自动驾驶车辆系统失效的同时以0.5～2m/s2的减速度开始减速，并要求驾驶人立即接管车辆；
步骤二、根据人耳的听觉特性设计听觉提示音的听标、耳标和语音提示；所述的听觉提示分为基于语言功能的提示声音即语音听觉，和根据声音构成的提示音即非语音听觉；其中非语音听觉分为听标和耳标，所述的听标是与生活事件相关的声音，耳标是表征结构化信息的声音；
步骤三、通过驾驶模拟器对步骤一的三种被动控制权切换场景进行听觉提示音实验，得到驾驶员的心理指标和行动指标；所述的心理指标为驾驶员接收到听觉提示音后产生的警觉意识程度即警觉性，和驾驶人接收到听觉提示音的舒适性即烦恼度；所述的行动指标为自动驾驶系统发出接管请求到驾驶人接收到听觉提示音的时间即响应时间、驾驶人接收到听觉提示音到开始执行接管决策的时间即反应时间，自动驾驶系统发出接管请求到驾驶人开始执行接管决策的时间即接管时间；
步骤四、对步骤三听觉提示音的实验获取的驾驶人员心理指标和行动指标建立评分标准统一评价指标，并采用层次分析法得到步骤一中三种被动控制权切换场景的各层次结构的指标权重；所述的层次分析法中的层次结构分为目标层即接管效果、准则层即心理指标和行动指标和指标层即警觉性、响应时间和反应时间；
将心理指标和行动指标得分进行加权平均从而获得步骤一中被动控制权切换的三种场景中各听觉提示综合得分，确定最优听觉提示方式。


2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法，其特征在于：所述步骤二中根据人耳的听觉特性设计听觉提示音的听标、耳标和语音提示，具体过程为：
步骤二一、听标可改变的指标主要是音色，且根据人的听觉特性将已有的生活经验转移到较为陌生的声音提示过程当中，会在一定程度上降低声音认知的难度，因此要选择生活中已存在的有警示作用或有警示意义的声音作为听标；
步骤二二、耳标可改变的指标有音色、音长和音高，且根据人耳的听觉特性单次作用时长不应超过1.5s,组间间隔时间不应超过1.5s,组内间隔时间不应超过单次作用时长；高音一般控制在300-2000Hz内，过高或过低均会引起驾驶人员的不适；
步骤二三、语音提示可改变的指标有音色和音长；所述音色分为男声和女声，音长可通过语速改变；根据人耳的听觉特性用于听觉提示的语音的语速在330字/min-450字/min之间捕捉信息的能力最强。


3.根据权利要求2所述的一种自动驾驶下被动控制权切换听觉提示设计方法，其特征在于：所述步骤三中通过驾驶模拟器对步骤一的三种被动控制权切换场景进行听觉提示音实验，得到驾驶员的心理指标和行动指标具体过程为：
步骤三一、驾驶员将模式切换为自动驾...

【专利技术属性】
技术研发人员：章锡俏，刘锡泽，洛玉乐，王刚，刘泽慧，毛伟，杜泽华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23