申请/专利权人：长安大学

申请日：2018-05-22

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN108583430B

主分类号：B60Q9/00

分类号：B60Q9/00;B60W40/08;B60R1/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2018.10.26#实质审查的生效;2018.09.28#公开

摘要：本发明提供的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统及判断方法，包括处理单元，处理单元连接有数据采集单元，其中，数据采集单元用于采集车辆行驶状态和驾驶员的驾驶状态，并将采集到的数据传输到处理单元，处理单元根据接收到的数据信息判断驾驶员是否处于分心驾驶状态；本发明采集驾驶员不同角度的各种状态，以便后续的流程检测驾驶员是否处于分心状态，进而达到对驾驶员的提醒和预警；本发明结构简单、易于实现。

主权项：1.一种用于检测和提醒驾驶员分心的判断方法，其特征在于，该方法基于一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统,该系统包括处理单元，处理单元连接有数据采集单元，其中，数据采集单元用于采集车辆行驶状态和驾驶员的驾驶状态，并将采集到的数据传输到处理单元，处理单元根据接收到的数据信息判断驾驶员是否处于分心驾驶状态;该方法包括以下步骤：步骤1，将道路交通流量按道路服务水平分为三个等级VC，同时，给每个等级的道路赋予对应的评价等级a；即：当0＜VC≤0.35时，则令a=1；当0.35＜VC≤0.75时，则令a=2；当0.75＜VC≤1.0时，则令a=3；步骤2，将在时间周期T1内所采集的非侵入式眼动仪数据、握力传感器数据、旋转传感器数据和红外传感器数据作为自变量，按照式（1）计算驾驶员在一个周期T1内操纵汽车操作台的累计持续时间： （1）；其中，在该0.1s的时间内，当汽车和驾驶员的状态同时满足以下三个条件：a.车速＞0；b.驾驶员手离开方向盘；c.汽车操作平台被操控时，则；否则，；步骤3，将在相同的时间周期T1内所采集的非侵入式眼动仪数据为自变量，按照式（2）计算驾驶员主视非前方道路的持续累计时间： （2）其中，在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线离开前方道路时，则令；否则；在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线在车速表或后视镜处时，则令；否则在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线在前方道路时，则令且；步骤4，按照式（3）计算驾驶员在时间周期T1内的分心驾驶参数指标： （3）其中，当时，则表示驾驶员处于分心驾驶状态；步骤2和步骤3中，在时间周期T1内，以每隔0.1s采集一次数据。

全文数据：一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统及判断方法技术领域[0001]本发明涉及汽车安全领域，具体涉及一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统及判断方法。背景技术[0002]汽车产业在不断的发展，技术在不断的改革创新，安全问题也是政府，企业，用户的最大关心点。人为因素在道路交通事故成因方面占很大的比例。而在人为因素中起主导作用的因素也大多与驾驶人视觉有关，包括由驾驶人注意力不集中、注意力不当、注意力下降等原因引起的分心驾驶和疲劳驾驶等不当驾驶方式。[0003]而以上多种视觉干扰因素都会对汽车的驾驶造成影响，从而造成加剧汽车轮胎的磨损、造成刹车不良和传动系统受损，更有甚者会由于没有对汽车进行及时的维修保养或维修保养不良可能导致交通事故的发生。[0004]现有的检测、提醒或预警由于驾驶人注意力不集中、注意力不当、注意力下降等原因引起的视觉问题集中在疲劳驾驶方面，而对分心驾驶进行检测和预警的方面则较少。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统及判断方法，解决了现有用于检测驾驶员不当驾驶的方式中，主要是对疲劳驾驶的数据进行采集，而尚未有对分心驾驶的数据进行采集，导致当驾驶员处于分心状态时，无法对驾驶员进行提醒或预警，进而增大交通事故发生的几率。[0006]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：[0007]本发明提供的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，包括处理单元，处理单元连接有数据采集单元，其中，数据采集单元用于采集车辆行驶状态和驾驶员的驾驶状态，并将采集到的数据传输到处理单元，处理单元根据接收到的数据信息判断驾驶员是否处于分心驾驶状态。[0008]优选地，数据采集单元包括非侵入式眼动仪、旋转传感器、握力传感器、红外传感器以及分布在左右倒车后视镜上的摄像头，其中，非侵入式眼动仪用于采集驾驶员的视觉注视位置及持续时间；旋转传感器用于采集方向盘的旋转角度和瞬时旋转加速度;握力传感器用于驾驶员手握方向盘的力度;红外传感器用于采集驾驶员手部是否正在操作车内设备;分布在左右倒车后视镜上的摄像头用于采集该车辆当前的行驶路径。[0009]优选地，非侵入式眼动仪安装在车辆仪表盘的上方，且其摄像头朝向驾驶人眼部。[0010]优选地，握力传感器安装在方向盘上。[0011]优选地，旋转传感器安装在方向盘转向管柱上。[0012]优选地，红外传感器安装在汽车操作平台上。[0013]—种基于权利要求1-6任一项所述的驾驶系统的判断方法，包括以下步骤：[0014]步骤1，将道路交通流量按道路服务水平分为三个等级VC，同时，给每个等级的道路赋予对应的评价等级a;即：[0015]当0〇;b.驾驶员手离开方向盘;C.汽车操作平台被操控时，则Ai=1;否则，Ai=0;[0021]步骤3,将在相同的时间周期T1内所采集的非侵入式眼动仪数据为自变量，按照式2计算驾驶员主视非前方道路的持续累计时间β:[0023]其中，在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线离开前方道路时，则令Ci=I;否则Ci=〇；[0024]在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线在车速表或后视镜处时，则令Di=I;否则Di=0[0025]在该0.Is的时间内，当驾驶员的视线在前方道路时，则令Ci=O且Di=O;[0026]步骤4,按照式⑶计算驾驶员在时间周期1\内的分心驾驶参数指标A:[0028]其中，当A多4时，则表示驾驶员处于分心驾驶状态。[0029]优选地，步骤2和步骤3中，在时间周期1\内，以每隔0.1s采集一次数据。[0030]与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0031]本发明提供的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，通过数据采集单元采集车辆的行驶状态和驾驶员的不同角度的驾驶状态，并将采集到的数据传输到处理单元，处理单元根据接收到的数据信息，判断驾驶员是否处于分心状态，进而达到对驾驶员的提醒和预警;本发明结构简单、易于实现。[0032]进一步的，本发明还提供一种用于检测和提醒驾驶员分心的判断方法，首先对道路的交通流量进行分类，再根据数据采集单元采集的驾驶员的驾驶状态和车辆的行驶状态分别计算驾驶员在时间周期T1R的动作和驾驶员注视非前方道路的持续累计时间，计算驾驶员在时间周期内分心参数;本发明提供的判断方法简单、易于实现。附图说明[0033]图1是本发明涉及的驾驶系统结构示意图；[0034]图2是本发明驾驶人分心驾驶与否的条件第一判断流程图；[0035]图3是本发明驾驶人分心驾驶与否的条件第二判断流程图。具体实施方式[0036]下面结合附图，对本发明进一步详细说明。[0037]如图1所示，本发明提供的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，包括数据采集单元、处理单元和提醒预警单元，其中，数据采集单元用于采集道路和驾驶员的信息，并将采集到的信息传输到处理单元，处理单元将对接收到的信息进行处理，以判断驾驶员是否处于分心驾驶状态。之后将信息传输到提醒预警单元，提醒预警单元可以通过喇叭或者二极管提醒处于分心驾驶状态的驾驶员，并且可以提醒该危险车辆周围一定距离内的其他车辆。[0038]其中，数据采集单元包括非侵入式眼动仪、旋转传感器、握力传感器、红外传感器以及分布在左右倒车后视镜上的摄像头，其中，[0039]非侵入式眼动仪安装在车辆内部，位于车辆仪表盘上方，挡风玻璃下方，且其摄像头朝向驾驶人眼部，用于获取驾驶员的视觉注视位置及持续时间，并将采集到的数据信息传输到处理单元，通过处理单元对非侵入式眼动仪所测量的数据进行分析能够及时判断驾驶员是否为分心驾驶。[0040]安装在左右倒车镜后视镜上的摄像头用于采集该车辆当前的行驶路径，并将采集到的数据信息传输到处理单元，处理单元判断该车辆的行驶状态是否正常。[0041]握力传感器安装在方向盘上，用于检测驾驶员双手与方向盘之间的相互作用，采集驾驶员手握方向盘的力度，同时将所采集到的数据需传递给处理单元以分析驾驶员的驾驶状态。[0042]旋转传感器安装在方向盘转向管柱上，用于采集方向盘的旋转角度和瞬时旋转加速度，并将采集到的数据传输到处理单元用以判断驾车辆的运行状态。[0043]红外传感器安装在汽车操作台上，用于采集驾驶员手部是否正在操作车内设备，并将采集到的数据传输到处理单元用以分析驾驶员的驾驶状态。[0044]所述的处理单元采用ARM9处理器，具体型号为S3C2410;用于接收、处理非侵入式眼动仪、摄像头、握力传感器、旋转传感器、红外传感器发出的信息，综合判断驾驶员是否处于分心驾驶状态，并通过报警单元对驾驶员进行提醒。[0045]提醒预警单元包括第一提醒预警单元和第二提醒预警单元，其中，第一提醒预警单元用于提醒处于分心驾驶状态的驾驶员;第二提醒预警单元用于提醒该危险车辆附近的其他车辆。[0046]第一提醒预警单元和第二提醒预警单元均为喇叭或二极管;其中，第二提醒预警单元设置在附近其他车辆上，且与处理单元之间通过车路协同系统CVIS连接，经处理单元处理得到的信息通过无线通信技术将该信息传递至车路协同系统CVIS。通过车路协同系统可以将一定范围内车辆的信息进行共享，也就是说可以将驾驶员分心驾驶的信息传递给附近其他的车辆。[0047]本发明的特征在于：[0048]数据采集系统中包含有非侵入式眼动仪，所采集的眼动数据可以反映出驾驶员眼睛的注视位置，通过处理模块可以详细的对驾驶员的注视位置进行分析，以便分析驾驶员的视觉系统是否专注于驾驶。处理后的眼动数据可以与其他车载传感器相结合来进一步判断驾驶员是否处于分心驾驶，以及分心驾驶的类型和分析驾驶的程度。[0049]提醒预警单元中不仅可以对该车的驾驶员发出预警，处理模块也可以将处理的结果传送至车路协同系统CVIS。车路协同系统CVIS可以将信息传递给该车附近其他装有车载传感器的车辆，装有车载传感器的车辆在收到信息之后便会将该信息传递给车内的提醒预警单元，使车内司机对处于分析驾驶的车辆产生警惕。司机可以根据此信息采取适当的措施以避免交通事故的发生或者避免二次交通事故的发生。[0050]车路协同系统CVIS只应用于车一车间信息的传递。[0051]—种用于检测和提醒驾驶员分心的判断方法，包括以下步骤：[0052]步骤1，将道路交通流量按道路服务水平分为三个等级VC，同时，给每个等级的道路赋予对应的评价等级a，即：[0053]当00;b.驾驶员手离开方向盘;c.操作平台被操控时，贝IjAi=I;否则，Ai=O;[0061]步骤3,将在相同的时间周期T1内所采集的非侵入式眼动仪数据为自变量，按照式2计算驾驶员主视非前方道路的持续累计时间β:[0063]其中，在时间周期Tl内，以每隔0.1s采集一次数据，设定Tl为6s;同时，驾驶员的注视位置包括三种情况，分别为:视线在前方道路、视线离开前方道路和视线处于车速表或后视镜。[0064]在该0.Is的时间内，当驾驶员的视线离开前方道路时，则令Ci=1;否则Ci=0;[0065]在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线在车速表或后视镜处时，则令Di=I;否则Di=0[0066]在该0.Is的时间内，当驾驶员的视线在前方道路时，则令Ci=O且Di=O;[0067]步骤4,按照式⑶计算驾驶员在时间周期1\内的分心驾驶参数指标A:[0069]其中，当A多4时，则表示驾驶员处于分心驾驶状态。

权利要求：1.一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，其特征在于，包括处理单元，处理单元连接有数据采集单元，其中，数据采集单元用于采集车辆行驶状态和驾驶员的驾驶状态，并将采集到的数据传输到处理单元，处理单元根据接收到的数据信息判断驾驶员是否处于分心驾驶状态。2.根据权利要求1所述的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，其特征在于，数据采集单元包括非侵入式眼动仪、旋转传感器、握力传感器、红外传感器以及分布在左右倒车后视镜上的摄像头，其中，非侵入式眼动仪用于采集驾驶员的视觉注视位置及持续时间；旋转传感器用于采集方向盘的旋转角度和瞬时旋转加速度;握力传感器用于驾驶员手握方向盘的力度;红外传感器用于采集驾驶员手部是否正在操作车内设备;分布在左右倒车后视镜上的摄像头用于采集该车辆当前的行驶路径。3.根据权利要求2所述的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，其特征在于，非侵入式眼动仪安装在车辆仪表盘的上方，且其摄像头朝向驾驶人眼部。4.根据权利要求2所述的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，其特征在于，握力传感器安装在方向盘上。5.根据权利要求2所述的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，其特征在于，旋转传感器安装在方向盘转向管柱上。6.根据权利要求2所述的一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统，其特征在于，红外传感器安装在汽车操作平台上。7.—种基于权利要求1-6任一项所述的驾驶系统的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将道路交通流量按道路服务水平分为三个等级νc，同时，给每个等级的道路赋予对应的评价等级a;即：当00;b.驾驶员手离开方向盘;c.汽车操作平台被操控时，则Ai=I;否则，Ai=O;步骤3,将在相同的时间周期T1内所采集的非侵入式眼动仪数据为自变量，按照式2计算驾驶员主视非前方道路的持续累计时间β:其中，在该0.Is的时间内，当驾驶员的视线离开前方道路时，则令Ci=1;否则Ci=0;在该0.1s的时间内，当驾驶员的视线在车速表或后视镜处时，则令Di=I;否则Di=O在该0.Is的时间内，当驾驶员的视线在前方道路时，则令Ci=O且Di=O;步骤4,按照式⑶计算驾驶员在时间周期T1R的分心驾驶参数指标A:其中，当A多4时，则表示驾驶员处于分心驾驶状态。8.根据权利要求7所述的一种用于检测和提醒驾驶员分心的判断方法，其特征在于，步骤2和步骤3中，在时间周期T1内，以每隔0.Is采集一次数据。

百度查询： 长安大学 一种用于检测和提醒驾驶员分心的驾驶系统及判断方法

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