【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能认知系统，更具体地说是一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统。
技术介绍
1、2021年，国际自动机工程师学会强调驾驶员作为执行动态驾驶任务的后备用户，在自动驾驶过程中无需监管自动驾驶车辆。在这种自动化水平下，驾驶员被允许从事非驾驶任务。然而，当驾驶环境超出设计域时，自动驾驶车辆的接管系统会发出接管请求，提醒驾驶员及时恢复动态驾驶任务性能以避免交通事故。从认知角度出发，驾驶员认知资源是有限的，控制权过渡需要时间。模拟并预测接管场景中驾驶员的接管认知行为对于设计处理自动驾驶车辆故障或限制的后备程序至关重要。
2、部分自动驾驶车辆提出了监控请求的概念。作为接管请求发布之前的不确定性信号，监控请求在可能发生危险的情况下引导驾驶员恢复态势感知。在自动驾驶车辆确认危险后，接管请求作为确定性警告提醒驾驶员及时接管车辆。监控请求为驾驶员提供了一个过渡期，可以有效减少驾驶员接管阶段的工作量并提高其接管表现。然而仍存在困难去量化与预测监控请求对驾驶员接管认知行为表现的影响。
3、排队网络的理性思维的自适应控制(qn-actr)架构既集成了理性思维的自适应控制(act-r)在人类认知行为模拟上的优势，又结合了排队网络(qn)在并发任务调度上的能力。act-r的模块和缓冲区转换为qn网络中的服务器，而act-r中的产生式规则、知识块和模块操作请求将流经这些服务器。qn-actr架构将人类的认知过程转换成各qn服务器间的信息流动，以模拟人脑的认知过程。已经证明qn-actr架构可以对道路状况、交通状况、视觉
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术要提出一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，可以量化并预测出危险工况下自动驾驶车辆驾驶员面对接管警报信号的接管认知行为，从而可以为自动驾驶系统的快速原型设计和性能评估提供支持。该系统还可以与其他智能驾驶算法集成，以设计更符合人类认知能力规范的自动驾驶系统。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，包括接管警报信号检测模块、远点选择模块、非驾驶任务执行模块、环境监督决策模块、双重编码认知模块、态势感知恢复模块、换道决策模块、接管控制模块和数据交互模块；
4、所述接管警报信号检测模块分别接收非驾驶任务执行模块和环境监督决策模块的信息、并向双重编码认知模块输出信息；所述双重编码认知模块分别向环境监督决策模块和态势感知恢复模块输出信息，所述环境监督决策模块向非驾驶任务执行模块输出信息，所述态势感知恢复模块分别向换道决策模块和远点选择模块输出信息，所述远点选择模块分别接收换道决策模块和接管控制模块的信息，所述接管控制模块向数据交互模块输出信息，所述数据交互模块与虚拟驾驶环境双向传送信息，并向接管警报信号检测模块、远点选择模块、非驾驶任务执行模块、环境监督决策模块、双重编码认知模块、态势感知恢复模块、换道决策模块和接管控制模块输出信息。
5、所述数据交互模块接收接管控制模块传来的控制信息，向虚拟驾驶环境输出仿真时间与控制信息，并接收虚拟驾驶环境传来的所需的驾驶环境信息；所述数据交互模块向接管警报信号检测模块、远点选择模块、非驾驶任务执行模块、环境监督决策模块、双重编码认知模块、态势感知恢复模块、换道决策模块和接管控制模块传输所需的驾驶环境信息。所述数据交互模块在系统运行的整个过程中一直向虚拟驾驶环境输出仿真时间信息；所述数据交互模块在接收到接管控制模块传来的控制信息后，向虚拟驾驶环境输出控制信息；所述接管控制模块只有在运行后，控制信息才会由接管控制模块计算并由接管控制模块向数据交互模块输出；所述仿真时间信息、控制信息与驾驶环境信息传输是实时的，不考虑时间延迟的影响。
6、进一步地，所述虚拟驾驶环境包含自动驾驶车辆、周边车辆、障碍物、行车车道、非驾驶任务和接管警报信号。所述自动驾驶车辆在虚拟驾驶环境超出设计域的危险工况时，具备立刻发出接管警报信号的功能；所述接管警报信号包含监控请求和接管请求；所述自动驾驶车辆在虚拟驾驶环境超出设计域的危险工况时，自动驾驶车辆无法正常工作，必须由自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统及时接管控制，否则将发生碰撞；所述虚拟驾驶环境超出设计域的情况，在虚拟驾驶环境中被搭建为自动驾驶车辆在自动驾驶过程中，行车车道正前方出现障碍物；所述障碍物由于速度过慢或者静止于车道上而导致自动驾驶车辆无法正常闪避，需要自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统及时接管控制；
7、所述自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统通过与虚拟驾驶环境交互，输出驾驶员接管认知行为评价指标的预测结果。
8、进一步地，所述自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统从非驾驶任务执行模块开始运行；所述非驾驶任务执行模块将模块运行切换到接管警报信号检测模块；所述接管警报信号检测模块将模块运行切换到双重编码认知模块；所述双重编码认知模块将模块运行切换到环境监督决策模块或态势感知恢复模块；所述环境监督决策模块将模块运行切换到非驾驶任务执行模块或接管警报信号检测模块；所述态势感知恢复模块将模块运行切换到换道决策模块或远点选择模块；所述换道决策模块将模块运行切换到远点选择模块；所述远点选择模块将模块运行切换到接管控制模块；所述接管控制模块将模块运行切换到远点选择模块。所述模块运行切换是实时的，不考虑时间延迟的影响。
9、进一步地，所述自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统的工作方法，包括以下步骤：
10、a1：所述非驾驶任务执行模块首先对非驾驶任务信息进行编码，然后判断是否需要执行非驾驶任务。若需要，则由非驾驶任务执行模块执行非驾驶任务，然后开始新一轮的循环；若不需要，直接开始新一轮的循环。若虚拟驾驶环境发布了接管警报信号，则模块运行切换到接管警报信号检测模块；
11、a2：在非驾驶任务执行模块或环境监督决策模块运行期间，若虚拟驾驶环境发布了接管警报信号，则所述接管警报信号检测模块将立即检测到接管警报信号，并且模块运行将立即切换到接管警报信号检测模块，并由接管警报信号检测模块切换到双重编码认知模块；
12、a3：所述双重编码认知模块包含听觉信息编码和视觉信息编码两种功能，听觉信息编码负责编码接管警报信号的语音警报部分，视觉信息编码负责编码接管警报信号的视觉警报部分。当听觉信息编码和视觉信息编码均完成时，双重编码认知模块将判断接管警报信号是监控请求还是接管请求。若为接管请求，则模块运行切换到接管过程，即切换到态势感知恢复模块；若为监控请求，则模块运行切换到环境监督，即切换到环境监督决策模块；
13、a4：所述环境监督决策模块首先随机且不重复的对各个兴趣区域进行编码，从而获取自动驾驶车辆、周边车辆以及障碍物的位置信息。然后环境监督决策模块开始进行接管准备决策。若存在某个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，其特征在于：包括接管警报信号检测模块、远点选择模块、非驾驶任务执行模块、环境监督决策模块、双重编码认知模块、态势感知恢复模块、换道决策模块、接管控制模块和数据交互模块；
2.根据权利要求1所述一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，其特征在于：所述虚拟驾驶环境包含自动驾驶车辆、周边车辆、障碍物、行车车道、非驾驶任务和接管警报信号；所述自动驾驶车辆在虚拟驾驶环境超出设计域的危险工况时，具备立刻发出接管警报信号的功能；所述接管警报信号包含监控请求和接管请求；所述自动驾驶车辆在虚拟驾驶环境超出设计域的危险工况时，自动驾驶车辆无法正常工作，必须由自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统及时接管控制，否则将发生碰撞；所述虚拟驾驶环境超出设计域的情况，在虚拟驾驶环境中被搭建为自动驾驶车辆在自动驾驶过程中，行车车道正前方出现障碍物；所述障碍物由于速度过慢或者静止于车道上而导致自动驾驶车辆无法正常闪避，需要自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统及时接管控制；
3.根据权利要求1所述一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统
4.根据权利要求1所述一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，其特征在于：所述自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统的工作方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，其特征在于：步骤A1所述非驾驶任务采用祖玛游戏；
...【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，其特征在于：包括接管警报信号检测模块、远点选择模块、非驾驶任务执行模块、环境监督决策模块、双重编码认知模块、态势感知恢复模块、换道决策模块、接管控制模块和数据交互模块；
2.根据权利要求1所述一种自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统，其特征在于：所述虚拟驾驶环境包含自动驾驶车辆、周边车辆、障碍物、行车车道、非驾驶任务和接管警报信号；所述自动驾驶车辆在虚拟驾驶环境超出设计域的危险工况时，具备立刻发出接管警报信号的功能；所述接管警报信号包含监控请求和接管请求；所述自动驾驶车辆在虚拟驾驶环境超出设计域的危险工况时，自动驾驶车辆无法正常工作，必须由自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统及时接管控制，否则将发生碰撞；所述虚拟驾驶环境超出设计域的情况，在虚拟驾驶环境中被搭建为自动驾驶车辆在自动驾驶过程中，行车车道正前方出现障碍物；所述障碍物由于速度过慢或者静止于车道上而导致自动驾驶车辆无法正常闪避，需要自动驾驶车辆驾驶员接管认知行为预测系统及时接管控制；
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，郭烈，胥林立，关龙新，赵一兵，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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