一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统技术方案

一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统，涉及预防疲劳驾驶技术领域，所述方法包括以下步骤：S1：基于驾驶模拟实验获取车辆数据和驾驶人心电数据；S2：根据所述心电数据确认驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施前已进入疲劳驾驶状态；S3：截取驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施后至测试结束期间的车辆数据，分别计算车辆特征的数据均值；S4：将所述车辆特征数据均值代入基于熵权的优劣解距离法，完成对预防疲劳驾驶设施的效用测试。本发明专利技术提供的一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统，相比于实路测试和传统驾驶疲劳模拟测试，不仅能有效降低测试过程中的安全风险和测试成本，还能高效、全面且环保的测试不同防疲劳设施的效用。

A test method and system for fatigue prevention driving facilities

【技术实现步骤摘要】
一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统
本专利技术涉及预防疲劳驾驶
，尤其是涉及一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统。
技术介绍
当前对道路设施效用测试主要通过实路测试的方法。例如：为有效降低终南山公路特长隧道(全长18km)中交通事故率及缓解隧道中驾驶疲劳，在分析隧道中交通事故分布特征和成因的基础上基于视觉诱导技术、路面处理技术和光线过度技术分别设计了参照柱、路面彩色防滑铺装和人工景观带。通过在隧道中设置三种设施，并基于设置前后交实际通事故率的变化值来验证三种设施的有效性。专利申请号为CN200910079326.7的中国专利提出了“半实物驾驶疲劳视景仿真系统平台”，综合车辆动力学模型、真实车辆、视景仿真系统、和驾驶信息采集系统，可以对反映驾驶疲劳的特征信息全面检测。但该专利仅关注于驾驶疲劳仿真系统的搭建及相关指标数据采集，并未涉及预防驾驶疲劳设施效用的相关检测方法。由上述可知，现有设施效用检测方法主要为实路测试，其具有如下缺陷：1)实路测试成本高且后期设施变更困难。实路测试前需在路段设置相应设施，设置设施及测试成本高，若测试后预防疲劳设施未达到预期效果，设施变更浪费人力物力。2)实路测试效率低。实路测试过程中需安排特定实验车辆或根据实际道路中交通事故率等指标测试设施效果。只能对已设置设施进行测试，无法对所有预期设施进行测试，并且测试周期长效率较低。3)实路测试安全风险高。为测试预防驾驶疲劳设施防疲劳效果，驾驶人在经过相应设施前应进入驾驶疲劳状态，在实路测试过程中若驾驶人进入疲劳状态，不仅无法保证自身驾驶安全，也会威胁到其他车辆的安全，极易引发交通事故。4)实路测试受外界因素影响较大，无法保证实验数据的准确性。实路测试过程中不能保证所测试路段路况的一致性，同时受天气等影响较大。5)实路测试过程中无法全面获取相关指标数据。实路测试过程中可以较容易获取车辆行驶速度和时间等数据，借助外部仪器也可获取心电、脑电和眼动等指标数据，但受检测设备和实验成本影响较难获取方向盘转角和车道偏移等能准确反映驾驶人疲劳状态的指标。6)现有驾驶疲劳模拟测试仅关注驾驶人疲劳状态的检测，对预防驾驶疲劳设施效果的检测方法关注较少。综上所述，实路测试存在成本高、效率低、安全风险高、受外部因素影响大和无法全面获取相关指标数据等缺点，同时传统驾驶模拟测试中未涉及预防驾驶疲劳设施效果的检测方法。而虽然驾驶模拟技术已有广泛应用，但对驾驶疲劳的研究主要关注于驾驶人疲劳状态的检测，关于预防疲劳设施对驾驶人的影响及预防驾驶疲劳设施的效用没有关注。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统，相比于实路测试和传统驾驶疲劳模拟测试，不仅能有效降低测试过程中的安全风险和测试成本，还能高效、全面且环保的测试不同防疲劳设施的效用。根据本专利技术的第一方面，提供了一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法，所述方法包括以下步骤：S1：基于驾驶模拟实验获取车辆数据和驾驶人心电数据；S2：根据所述心电数据判断驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施前是否已进入疲劳驾驶状态，若已进入疲劳驾驶状态，则执行步骤S3；若未进入疲劳驾驶状态，则延长驾驶人进入预防疲劳驾驶设施前的阶段，直到驾驶人进入疲劳驾驶状态后，执行步骤S3；S3：截取驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施后至测试结束期间的车辆数据，分别计算车辆特征的数据均值；S4：将所述车辆特征数据均值代入基于熵权的优劣解距离法，完成对预防疲劳驾驶设施的效用测试。进一步的，所述预防疲劳驾驶设施包括但不限于主动发光标志、彩色护栏、彩色防眩板、路面限速标识、彩色防滑道面与路肩黄色导流线、边缘视错觉减速标线。进一步的，所述车辆数据包括操作行为数据和运动状态数据；所述操作行为数据包括方向盘转角和油门深度；所述运动状态数据包括车辆速度、加速度及车道偏移量。进一步的，所述S2具体包括：S21：根据所述心电数据，对驾驶人在实验开始时清醒状态下的心电数据和即将进入预防疲劳驾驶设施时的心率数据进行配对样本T检验得到P值，当P值小于0.05时则认为具有显著性差异，此时若实验中的心率数据同时呈减小的趋势则认为驾驶人在进入防疲劳设施时处于驾驶疲劳状态；S22：若驾驶人已进入疲劳驾驶状态，则执行步骤S3；若驾驶人未进入疲劳驾驶状态，则延长驾驶人进入预防疲劳驾驶设施前的阶段，直到驾驶人进入疲劳驾驶状态后，执行步骤S3。进一步的，实验开始时清醒状态下的心率数据指实验开始时第2分钟的心率数据，即将进入预防疲劳驾驶设施时的心率数据指进入防疲劳设施前1分钟的心率数据。进一步的，步骤S3中，所述车辆特征的数据均值包括速度均值、加速度均值、车道偏移量均值、方向盘转角均值和油门深度均值。进一步的，所述S4具体包括：利用熵权法确定各车辆特征的权重，根据各车辆特征的权重构建加权矩阵，并进一步利用优劣解距离法计算综合评价值，当设有预防疲劳驾驶设施的综合评价值大于无预防疲劳驾驶设施的空白对照组时，则认为预防疲劳驾驶设施有效。进一步的，预防疲劳驾驶设施的综合评价值与无预防疲劳驾驶设施的空白对照组的综合评价值差值越大，则设施预防疲劳驾驶的效果越好。进一步的，所述驾驶模拟实验的场景由长直线和大半径反向圆曲线构成，实现公路单调环境，同时设有包含预防疲劳驾驶设施的测试路段以及无预防疲劳驾驶设施的空白对照组路段。进一步的，所述公路单调环境指路侧环境和道路线形单一，车流量少的公路环境。进一步的，所述车辆数据在驾驶模拟实验中每间隔一定距离记录一次。根据本专利技术的第二方面，提供了一种预防疲劳驾驶设施效用测试系统，包括：车辆数据采集模块，被配置为采集驾驶模拟实验中的车辆数据；心电传感器，被配置为获取驾驶人心电数据；控制执行模块，被配置为执行如本专利技术第一方面所述的方法，完成预防疲劳驾驶设施效用测试。根据本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的方法。相对于现有技术，本专利技术所述的一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法及系统具有以下优势：1)采用驾驶模拟技术将预防驾驶疲劳设施及公路场景进行完整还原，能够真实模拟驾驶环境及驾驶感受。2)本专利技术数据采集方法准确有效，采集指标兼顾了驾驶人行车过程中的心电数据、操作行为数据和运行状态数据。3)本专利技术通过驾驶模拟技术可以有效降低测试过程中的安全风险及实验费用成本。4)本专利技术的评价草原公路预防驾驶疲劳设施效用的模拟试验方法，可以应用于新设计和改造防疲劳设施的甄选优化以及对已有防疲劳设施效果进行评测，为公路交通管理部门提供重要的数据支撑。5)基于熵权的优劣解距离法能准确量化特征指标权重，优劣解距离法的计算结果为定量化数值能直观表达设施有效程度，同时该方法计算过程简单、应用较广，计算结果准确科学性较强。...

【技术保护点】
1.一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1：基于驾驶模拟实验获取车辆数据和驾驶人心电数据；/nS2：根据所述心电数据判断驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施前是否已进入疲劳驾驶状态，若已进入疲劳驾驶状态，则执行步骤S3；若未进入疲劳驾驶状态，则延长驾驶人进入预防疲劳驾驶设施前的阶段，直到驾驶人进入疲劳驾驶状态后，执行步骤S3；/nS3：截取驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施后至测试结束期间的车辆数据，分别计算车辆特征的数据均值；/nS4：将所述车辆特征数据均值代入基于熵权的优劣解距离法，完成对预防疲劳驾驶设施的效用测试。/n

【技术特征摘要】
1.一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：基于驾驶模拟实验获取车辆数据和驾驶人心电数据；
S2：根据所述心电数据判断驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施前是否已进入疲劳驾驶状态，若已进入疲劳驾驶状态，则执行步骤S3；若未进入疲劳驾驶状态，则延长驾驶人进入预防疲劳驾驶设施前的阶段，直到驾驶人进入疲劳驾驶状态后，执行步骤S3；
S3：截取驾驶人在进入预防疲劳驾驶设施后至测试结束期间的车辆数据，分别计算车辆特征的数据均值；
S4：将所述车辆特征数据均值代入基于熵权的优劣解距离法，完成对预防疲劳驾驶设施的效用测试。


2.根据权利要求1所述的一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法，其特征在于，所述车辆数据包括操作行为数据和运动状态数据；
所述操作行为数据包括方向盘转角和油门深度；
所述运动状态数据包括车辆速度、加速度及车道偏移量。


3.根据权利要求1所述的一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法，其特征在于，所述S2具体包括：
S21：根据所述心电数据，对驾驶人在实验开始时清醒状态下的心电数据和即将进入预防疲劳驾驶设施时的心率数据进行配对样本T检验得到P值，当P值小于0.05时则认为具有显著性差异，此时若实验中的心率数据同时呈减小的趋势则认为驾驶人在进入防疲劳设施时处于驾驶疲劳状态；
S22：若驾驶人已进入疲劳驾驶状态，则执行步骤S3；若驾驶人未进入疲劳驾驶状态，则延长驾驶人进入预防疲劳驾驶设施前的阶段，直到驾驶人进入疲劳驾驶状态后，执行步骤S3。


4.根据权利要求3所述的一种预防疲劳驾驶设施效用测试方法，其特征在于，实验开始时清醒状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：董月振，高二利，郝凯荣，石红星，马润平，卢钢，张曙光，姚建斐，毕治国，王俊俊，侯建国，
申请(专利权)人：北京智华通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11