基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统技术方案

基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，其中，动态耦合子系统以驾驶员、车辆、道路和环境作为行车危险预测的特征指标集，构建基于BP神经网络的行驶危险回归预测模型，通过行驶危险回归预测模型预测驾驶员行驶过程中即将遇到的危险，并判断危险级别及采取对应等级的预警方案；三级预警子系统根据危险等级预测进行三级预警方案，三级预警方案包括语音预警、联系紧急联系人和自动定位报警；预警追踪子系统中，当对驾驶员实行三级预警后采取预警追踪，预警追踪内容包括驾驶员对三级预警的反应，及是否采取相应的驾驶决策行为。本发明专利技术有效提升汽车驾驶的舒适性与安全性，减少交通事故发生次数，为社会公共安全提供基础保障。为社会公共安全提供基础保障。为社会公共安全提供基础保障。

【技术实现步骤摘要】
基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统


[0001]本专利技术属于辅助驾驶
，具体涉及一种基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统。

技术介绍

[0002]目前，驾驶员安全驾驶辅助系统主要从道路前方环境，或者是驾驶员面部特征进行考虑，忽略了实际汽车驾驶的复杂性，在预警策略上缺乏人性化考量，存在功能单一、不够创新、价格昂贵、覆盖面窄的缺点。对于危险检测不全面，驾驶员的危险不能通过现有的系统进行多源分析。
[0003]如车内测温—人脸识别一体机，只能实现对额头、手腕等温度的测量，以及人脸识别，并不能做到对人体健康系统的评判以及驾驶员行为状态(如打瞌睡、抽烟、玩手机等不规范驾驶等)。再如车外惯性导航系统，虽然能够有效规避驾驶安全，但是又不能有效对车内状况进行一个评估，在适用性以及安全性方面依然略显不足。如何提高传统汽车驾驶危险检测的准确性、操作性、效率性，减少交通事故发生次数具有现实的应用意义。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，解决因驾驶员主观因素或因道路状况不佳而导致的交通事故频发，汽车驾驶危险检测准确性差、操作性弱、效率性低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，包括：
[0006]驾驶员驾驶行为监测预警子系统：采用摄像组件进行驾驶员状态识别，并检测驾驶员在行车途中是否出现危险驾驶行为，当驾驶员出现危险驾驶行为时进行预警；/>[0007]健康检测及紧急事故自动定位报警子系统：检测驾驶员的生理数据，判断驾驶员是否存在酒驾行为，及判断驾驶员生命体征数据是否异常，当驾驶员存在酒驾行为或生命体征数据异常时，获取驾驶员的地理位置进行定位报警；
[0008]车身周围环境感知子系统：预先采集车辆即将到达地区的包括交通、路况两类信息的实时数据，预测车辆到达相应地区的道路交通环境并进行危险等级判别；
[0009]动态耦合子系统：以驾驶员、车辆、道路和环境作为行车危险预测的特征指标集，构建基于BP神经网络的行驶危险回归预测模型，通过行驶危险回归预测模型预测驾驶员行驶过程中即将遇到的危险，并判断危险级别及采取对应等级的预警方案；
[0010]三级预警子系统：根据危险等级预测进行三级预警方案，三级预警方案包括语音预警、联系紧急联系人和自动定位报警；
[0011]预警追踪子系统：当对驾驶员实行三级预警后采取预警追踪，预警追踪内容包括驾驶员对三级预警的反应，及是否采取相应的驾驶决策行为。
[0012]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，驾驶员驾驶行为
监测预警子系统中，采用Dlib人脸特征点检测算法，通过人脸区域检测、视角放射校正、人脸区域缩放对人脸特征点进行输出，检测驾驶员在行车途中是否出现疲劳驾驶、闭眼、发呆、打哈欠、抽烟、玩手机、打电话危险驾驶行为。
[0013]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，健康检测及紧急事故自动定位报警子系统中，通过酒精传感器检测驾驶员是否存在酒驾行为；通过生命体征采集装置利用波长反射强度获取包含有心搏功能、血液流动的生理信息。
[0014]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，健康检测及紧急事故自动定位报警子系统中设有紧急启动装置，紧急启动装置设有无线传输模块、北斗导航模块和紧急按钮，当检测到驾驶员存在酒驾行为时，紧急启动装置直接进行自动报警。
[0015]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，车身周围环境感知子系统中，对于车辆路面情况通过目标检测方式采用Yolo
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Fatest算法进行识别；对车辆偏航情况通过语义分割算法，及北斗导航组件和陀螺仪所构建的惯性导航模块进行判断；
[0016]通过道路宽度几何检测算法和基于模糊算法的运动车辆判定方法来判别汽车与障碍物发生危险的可能性，判断道路交通环境复杂程度。
[0017]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，基于BP神经网络的行驶危险回归预测模型中，将基于模糊算法的运动车辆判定算法结果、基于路沿光阵的道路几何检测算法结果、基于人脸特征点的驾驶员异常检测算法结果作为输入值，通过权重进行连接，预测驾驶员行驶过程中即将遇到的危险，并判断危险级别及采取对应等级的预警方案。
[0018]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，基于模糊算法的运动车辆判定算法包括：摄像头图像输入；ROI区域选择；卷积算子特征强化；模糊数学概率估计；概率结果后处理和车辆位置估计；
[0019]基于路沿光阵的道路几何检测算法包括：摄像头图像输入；图像边缘增强；SCNN算子特征强化；车道线概率云输出；道路线插补延长和车道线位置估计；
[0020]基于人脸特征点的驾驶员异常检测算法包括：摄像头图像输入；人脸区域检测；视角矫正仿射；人脸区域缩放；Dlib人脸关键点输出和驾驶员状态判定。
[0021]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，通过前方是否出现不可避免的危险、驾驶员是否有危险驾驶行为、道路状况是否影响行车安全和前方路况环境是否符合驾驶员当前驾驶行为现象的出现，实行三级预警方式并行模式。
[0022]作为基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统优选方案，语音预警过程，通过语音播报系统对驾驶员危险驾驶行为、车身周围环境、道路交通环境预测进行一级预警；
[0023]联系紧急联系人过程，当驾驶员出现生命体征异常以及酒驾影响驾驶员正常驾驶的现象，启动一级预警响应并将驾驶员地理位置信息报送给紧急联系人；
[0024]当判断出驾驶员处于生命危险的状态时，将进行自动定位报警。
[0025]本专利技术具有如下优点：驾驶员驾驶行为监测预警子系统采用摄像组件进行驾驶员状态识别，并检测驾驶员在行车途中是否出现危险驾驶行为，当驾驶员出现危险驾驶行为时进行预警；健康检测及紧急事故自动定位报警子系统检测驾驶员的生理数据，判断驾驶员是否存在酒驾行为，及判断驾驶员生命体征数据是否异常，当驾驶员存在酒驾行为或生
命体征数据异常时，获取驾驶员的地理位置进行定位报警；车身周围环境感知子系统预先采集车辆即将到达地区的包括交通、路况两类信息的实时数据，预测车辆到达相应地区的道路交通环境并进行危险等级判别；动态耦合子系统以驾驶员、车辆、道路和环境作为行车危险预测的特征指标集，构建基于BP神经网络的行驶危险回归预测模型，通过行驶危险回归预测模型预测驾驶员行驶过程中即将遇到的危险，并判断危险级别及采取对应等级的预警方案；三级预警子系统根据危险等级预测进行三级预警方案，三级预警方案包括语音预警、联系紧急联系人和自动定位报警；预警追踪子系统中，当对驾驶员实行三级预警后采取预警追踪，预警追踪内容包括驾驶员对三级预警的反应，及是否采取相应的驾驶决策行为。本专利技术可以提高汽车驾驶危险检测的准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，其特征在于，包括：驾驶员驾驶行为监测预警子系统：采用摄像组件进行驾驶员状态识别，并检测驾驶员在行车途中是否出现危险驾驶行为，当驾驶员出现危险驾驶行为时进行预警；健康检测及紧急事故自动定位报警子系统：检测驾驶员的生理数据，判断驾驶员是否存在酒驾行为，及判断驾驶员生命体征数据是否异常，当驾驶员存在酒驾行为或生命体征数据异常时，获取驾驶员的地理位置进行定位报警；车身周围环境感知子系统：预先采集车辆即将到达地区的包括交通、路况两类信息的实时数据，预测车辆到达相应地区的道路交通环境并进行危险等级判别；动态耦合子系统：以驾驶员、车辆、道路和环境作为行车危险预测的特征指标集，构建基于BP神经网络的行驶危险回归预测模型，通过行驶危险回归预测模型预测驾驶员行驶过程中即将遇到的危险，并判断危险级别及采取对应等级的预警方案；三级预警子系统：根据危险等级预测进行三级预警方案，三级预警方案包括语音预警、联系紧急联系人和自动定位报警；预警追踪子系统：当对驾驶员实行三级预警后采取预警追踪，预警追踪内容包括驾驶员对三级预警的反应，及是否采取相应的驾驶决策行为。2.根据权利要求1所述的基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，其特征在于，驾驶员驾驶行为监测预警子系统中，采用Dlib人脸特征点检测算法，通过人脸区域检测、视角放射校正、人脸区域缩放对人脸特征点进行输出，检测驾驶员在行车途中是否出现疲劳驾驶、闭眼、发呆、打哈欠、抽烟、玩手机、打电话危险驾驶行为。3.根据权利要求1所述的基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，其特征在于，健康检测及紧急事故自动定位报警子系统中，通过酒精传感器检测驾驶员是否存在酒驾行为；通过生命体征采集装置利用波长反射强度获取包含有心搏功能、血液流动的生理信息。4.根据权利要求3所述的基于人、道路、环境动态耦合的安全驾驶辅助系统，其特征在于，健康检测及紧急事故自动定位报警子系统中设有紧急启动装置，紧急启动装置设有无线传输模块、北斗导航模块和紧急按钮，当检测到驾驶员存在酒驾行为时，紧急启动装置直接进行自动报警。5.根据权利要求1所述的基于人、道路、环境动态...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，李冰，陈智超，张晨星，王天培，赵浩博，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：