一種駕駛行為危險度的監(jiān)測評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車主動安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于駕駛員操作信息和車輛狀態(tài)信 息的駕駛員駕駛危險狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們交通安全意識的提高，為增強(qiáng)車輛駕駛安全性研發(fā)各種車輛安全輔助駕 駛系統(tǒng)已成為交通安全及車輛智能化研宄的熱點問題。車輛主動安全系統(tǒng)的本質(zhì)，即是對 駕駛員的駕駛安全狀態(tài)、車輛運行狀態(tài)及環(huán)境信息等進(jìn)行實時監(jiān)測，辨析和預(yù)測出駕駛危 險狀態(tài)并予以及時提醒，必要時主動介入車輛運行的干預(yù)或控制。不斷深入的研宄和試驗 表明：智能監(jiān)測駕駛員的駕駛行為和駕駛狀態(tài)，有助于及早發(fā)現(xiàn)可能的操作失誤，避免交通 事故的發(fā)生；同時提醒駕駛員采取更為合理的駕駛方案以提高車輛的行駛速度或交通效 率。不僅如此，對于大量不同駕駛員的駕駛行為記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析，也有助于制定更為合理 的交通法規(guī)。
[0003] 為實現(xiàn)安全輔助駕駛系統(tǒng)對駕駛安全性的有效監(jiān)測，首先需尋求能反映駕駛安全 性變化的關(guān)鍵特征，其次是可靠獲取相關(guān)信息并通過分析、解釋這些信息的表征意義并給 出相應(yīng)的決策結(jié)果。目前，該方面研宄總體上可分為客觀和主觀方法兩類。客觀方法包括 直接和間接檢測法，直接檢測法可利用心電、腦電、脈搏等人體內(nèi)在的生理參數(shù)或眨眼、頭 部位置等駕駛員的外在表現(xiàn)進(jìn)行檢測，間接檢測主要利用方向盤轉(zhuǎn)角、車輛速度、油門、剎 車等車輛狀態(tài)特征進(jìn)行檢測。主觀方法主要包括主觀評價及通過駕駛員生理反應(yīng)進(jìn)行檢測 等方法。
[0004] 相關(guān)檢測技術(shù)各有優(yōu)勢，但同時也均存在一定局限性。基于生理參數(shù)的方法直接、 準(zhǔn)確，但對駕駛員的干涉性成為其進(jìn)一步推廣應(yīng)用的障礙，因此其目前多被用于對其它檢 測方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行理論度量；基于駕駛員外在表觀特征的研宄對駕駛員不存在干涉，相 關(guān)技術(shù)發(fā)展也較為成熟，可以預(yù)見隨著機(jī)器視覺、電子和計算機(jī)等軟硬件技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn) 品化、實用化進(jìn)程也必將得到強(qiáng)有力的推動，但其所存在的表征結(jié)果滯后性、準(zhǔn)確性還有待 于進(jìn)一步解決；基于車輛運行特性的研宄方法直觀、信息來源可靠、實時性較好，但對車輛 類型及道路條件又存在一定的依賴性。因此，為提高安全輔助駕駛系統(tǒng)監(jiān)測的魯棒性和實 用性，準(zhǔn)確的危險程度表達(dá)與可行的信息獲取方式之間需要有一定的取舍，一種合理有效 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是進(jìn)行該領(lǐng)域研宄的關(guān)鍵。
[0005] 目前市場上存在的相關(guān)產(chǎn)品主要有=GreenRoad推出的智能手機(jī)APP對駕駛員行 為安全性進(jìn)行監(jiān)測，主要通過內(nèi)置高精度的加速度傳感器以及GPS導(dǎo)航信息對駕駛員行 為進(jìn)行分析并提供實時及事后反饋，以提升道路行車安全性；以色列Traffilog公司推出 的Traffilog通過車載設(shè)備對車輛CAN/0BD數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并反饋給駕駛員對應(yīng)行駛記錄 的安全監(jiān)測結(jié)果，目前，該公司已與山東青島交運集團(tuán)簽訂合作框架協(xié)議，并完成了安裝調(diào) 試。以上兩款產(chǎn)品均面向車隊等集體單位，目的在于加強(qiáng)、規(guī)范車隊管理，提升駕駛安全性。 GreenRoad忽略了駕駛員的方向盤、油門等操作，僅從車輛的加速度表現(xiàn)結(jié)合GPS信息對駕 駛安全性進(jìn)行分析，忽略了不同操作目的的行為可能出現(xiàn)同樣的操作表現(xiàn)，但危險程度不 同；TrafTi log未能將車輛CAN/OBD數(shù)據(jù)與車輛狀態(tài)表現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合考慮，且沒有車載實 時反饋。中國市場上，日前騰訊地圖剛推出一款"路寶盒子"的產(chǎn)品，并攜手中國人保、殼 牌兩家巨頭共同宣布成立了 "i車生活平臺"，為車主提供一站式的汽車生活服務(wù)。該產(chǎn)品 通過OBD接口與車輛連接，并通過藍(lán)牙和手機(jī)相連接，通過手機(jī)將車輛的瞬時油耗等信息 實時反饋給駕駛員，并在事后對駕駛員行車的經(jīng)濟(jì)性以及安全性（如急剎車、急加速、急轉(zhuǎn) 彎、超速等）通過云端計算反饋到手機(jī)終端上。但其對駕駛行為的分析過于簡單，魯棒性較 差。目前與駕駛行為分析相關(guān)的產(chǎn)品大多數(shù)只是從簡單的急剎、急減速、急加速等因素單方 面評估駕駛員駕駛行為危險丟，缺少內(nèi)外綜合因素的標(biāo)準(zhǔn)。
[0006] 從社會意義角度來看，對駕駛員危險駕駛行為的研宄對可應(yīng)用于駕駛員車載安全 狀態(tài)監(jiān)控及反饋評價體系，實時提醒駕駛員行為的危險狀態(tài)，從源頭避免危險駕駛行為的 發(fā)生；還可應(yīng)用于駕駛員行為危險度事后整體評價報告及反饋，對駕駛員行為習(xí)慣等引起 的危險駕駛行為進(jìn)行反饋教育，可有針對性的改善駕駛員的駕駛安全質(zhì)量；同時還可應(yīng)用 于車隊等集體單位的在線管理，基于無線傳輸技術(shù)對車輛實時的安全狀態(tài)及位置信息等進(jìn) 行更新，方便高效、快捷的管理車隊的運營狀況，提升管理效率。
[0007] 國內(nèi)對駕駛行為的研宄起步較晚，缺乏完備的駕駛模擬實驗環(huán)境和駕駛行為信息 采集技術(shù)手段，在駕駛員行為監(jiān)測方面的研宄甚少，更缺少對其表征指標(biāo)、分析方法以及駕 駛行為安全性方面的研宄。
[0008] 目前的主動安全系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)多數(shù)掌握在國外公司手中，或者性能較差，很大程 度上制約著國內(nèi)主動安全技術(shù)的普及，且成本居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種駕駛員駕駛危險度的監(jiān)測評 估方法，該方法通過CAN總線采集方向盤轉(zhuǎn)角和車速信息，通過加裝雙軸加速度計采集車 輛橫向和縱向加速度信息，可為在線實時反饋或離線教育反饋建立基礎(chǔ)，從而達(dá)到提升駕 駛安全質(zhì)量，減少道路交通事故的目的。
[0010] 本發(fā)明的特點及效果
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案通過CAN總線采集方向盤轉(zhuǎn)角和車速信息，通過加裝雙軸加速 度計采集車輛橫向和縱向加速度信息，避開了當(dāng)前使用機(jī)器視覺監(jiān)測駕駛員行為中存在的 光照條件影響造成的魯棒性差等問題，同時規(guī)避了基于雷達(dá)的應(yīng)用系統(tǒng)由于存在外在干擾 (如路側(cè)的金屬護(hù)欄、相鄰車道的大客車或大卡車等）易產(chǎn)生危險隱患的問題，信號采集容 易，基本無噪聲，可信度高。該技術(shù)方案只需要通過簡單的、低成本的傳感器安裝和車輛自 帶的CAN總線輸出參數(shù)即可實現(xiàn)中高檔乘用車的主動安全功能，可顯著提升車輛主動安全 功能的普適程度。
[0012] 本發(fā)明應(yīng)用于駕駛員車載安全狀態(tài)監(jiān)控及反饋評價體系，能夠?qū)崟r提醒駕駛員行 為的危險狀態(tài)，從源頭避免危險駕駛行為的發(fā)生；還可應(yīng)用于駕駛員行為危險度事后整體 評價報告及反饋，可有針對性的改善駕駛員的駕駛安全質(zhì)量；同時還可應(yīng)用于車隊等集體 單位的在線管理，基于無線傳輸技術(shù)對車輛實時的安全狀態(tài)及位置信息等進(jìn)行更新，方便 高效、快捷的管理車隊的運營狀況，提升管理效率。
[0013] 本發(fā)明可以以較低的成本投入，實現(xiàn)車輛主動安全性的顯著提升。另外，還可以從 根本上抑制駕駛員不良駕駛行為的產(chǎn)生，有助于其形成良好的駕駛習(xí)慣，提升道路行車安 全性。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明提出的一種駕駛行為危險度監(jiān)測評估方法結(jié)合實施例詳細(xì)說明如下：
[0015] 本發(fā)明主要根據(jù)車輛狀態(tài)參數(shù)和駕駛員操作參數(shù)信息，綜合考慮不同方面的幅頻 特性對駕駛危險度的影響，對駕駛行為危險度進(jìn)行監(jiān)測評估；該方法包括以下步驟：
[0016] 1)實時數(shù)據(jù)采集
[0017] 采集的數(shù)據(jù)包括方向盤轉(zhuǎn)角、車速、縱向加速度、橫向加速度；數(shù)據(jù)采樣頻率在 [5, 100]Hz之間均可；其中方向盤轉(zhuǎn)角、車速通過解析CAN總線數(shù)據(jù)輸出得到，方向盤轉(zhuǎn)角 單位為度（° )，車速單位為千米/小時（km/h)，縱向加速度、橫向加速度通過在車輛上安 裝雙軸加速度計采集得到，單位均為m/s2;(本發(fā)明采用雙軸加速度計具有體積小、能耗低、 靈敏度高和工作穩(wěn)定的優(yōu)點，將其固連于車身縱向?qū)ΨQ軸上任意位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集即可）； 將實時采集到的數(shù)據(jù)按時間先后排列成數(shù)據(jù)序列；取時間窗的窗寬為T tl, TtlE [0.2, 10] s， 時間窗的終點為當(dāng)前時刻h，起始點為Utl-Ttl)時刻；例如，本實施例采用的時間窗的窗寬 為T tl= ls，數(shù)據(jù)的采樣頻率為IOHz。
[0018] 2)危險度監(jiān)測評估
[0019] 根據(jù)車輛狀態(tài)參數(shù)和駕駛員操作參數(shù)信息分別對加速、制動、超速、車道保持、換 道的駕駛危險度進(jìn)行監(jiān)測評估；具體包括：
[0020] 21)加速危險度指標(biāo)
[0021] (當(dāng)車輛加速或勻速行駛時，車輛的縱向加速度大于等于零，車輛加速的幅頻特性 均會影響駕駛操作的安全性。）對采集到的縱向加速度隨時間變化的數(shù)據(jù)序列添加時間窗 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算