[發明專利]一種基于道路標線的駕駛疲勞預警方法

有效

• 申請號: 201710012249.8
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN107150690B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 王云澤;王興舉;伊冕;范勝楠;白慧超;史敏;丁浩;賈金鑫;劉佳玉;李文虎
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: B60W40/08
• 分類號: B60W40/08;B60W50/14
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 張榮

本發明公開了一種基于道路標線的駕駛疲勞預警方法，利用正態分布的方法對車輛的橫向位置采用臺階式進行區域劃分，并選取區域數據組成馬爾科夫預測模型庫，最終實現駕駛疲勞預警的方法，包括以下幾個步驟：S1：選定時間研究對象和數據研究對象；S2：通過對行車記錄儀的視頻分析獲得當前車輛與行車道左側標線的距離，根據所得數據并利用正態分布的特點確定車輛的橫向位置分布范圍；S3：將S2中確定橫向分布區域按照臺階式進行劃分，并將其作為狀態劃分的標準，總共分為m種狀態，同時通過對數據的選取組成馬爾可夫模型庫。本發明提出的一種基于道路標線的駕駛疲勞預警方法能夠提前預警提醒駕駛人提高注意力，保障駕駛人財產安全和提供交通安全監測的能力。

技術領域

本發明涉及駕駛疲勞預警方法技術領域，尤其涉及一種基于道路標線的駕駛疲勞預警方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高，車輛保有量也急劇增加，這就造成了交通事故的頻繁發生，而造成交通事故的主要原因便是人(主要是駕駛員)、車輛、道路以及交通環境等因素組成的系統協調性失衡，其中疲勞駕駛元素尤為突出。

所謂駕駛疲勞，是指駕駛員在長時間連續行車后，產生心理機能和生理機能的失調，出現視線模糊、反應遲鈍、動作呆板，使駕駛機能下降的現象。駕駛疲勞是一個漸變的過程，會隨著時間的延長與駕駛行為、周圍景觀的單調等因素的影響而逐漸顯現出來，且駕駛疲勞將使駕駛員的注意、感覺、知覺、思維、判斷、意志、決定和運動諸方面受到影響，從而導致交通事故的產生。因此，加強對疲勞駕駛的檢測與預警已經成為道路安全研究中較為重要的工作之一。

目前，對駕駛疲勞的檢測及預警研究，主要有以下四個方面：(1)基于駕駛人生理信號的檢測方法。針對疲勞的研究最早始于生理學，有研究表明，駕駛人在疲勞狀態下，生理指標會發生較大變化，一般會偏離正常生理指標，因此，可以通過測定駕駛員的生理指標來判斷其精神狀態，進而判定其是否進入疲勞狀態。目前較為成熟的檢測方法有駕駛人的腦電信號EEG、心電信號ECG等的測量。這種檢測方法準確性較高，但其所需檢測設備費用較為昂貴，測量方法較為復雜，大多數采用接觸式測量，對個人依賴程度較大，難以應用于實際。(2)基于駕駛人生理反應特征的檢測方法。該方法是利用駕駛人的眼動特性、頭部運動特性等來推斷駕駛人的疲勞狀態，其中能夠反映疲勞重要特征的是駕駛人的眼球運動和眨眼信息。目前基于眼動機理研究駕駛疲勞的廣泛算法有PERCLOS等，這種方法雖然可以實施、非接觸的檢測出疲勞狀態，但其檢測設備對駕駛員會產生一定的影響，造成駕駛員的心理負擔，且在疲勞狀態下，生理反應特征會依據個人而產生較大的差異，降低實際檢測的準確性。(3)基于駕駛人操作行為的檢測方法。該方法是通過駕駛人的操作行為(如方向盤操作等)來測定其疲勞狀態，如Yoshihiro Takei利用FFT對監測到的駕駛人的方向盤操作數據進行處理，研究結果在一定程度上揭示了駕駛人的方向盤操作與疲勞之間的關系。但影響駕駛人操作的因素不僅僅只有疲勞狀態這一因素，還與道路環境、駕駛員的操作技能等因素有關，這就需要有更高的測量技術來提高駕駛人狀態的推測精度，為以后的深入研究增加了不少難度。(4)基于隱馬爾科夫模型的預測方法。該模型是一種基于參數表示的描述隨機過程統計特性的概率模型，具有良好的數據建模能力，但此種模型是通過間接估計車輛的運行狀態實現的，不能直接描述車輛的運行狀態，這增加了狀態預測的難度及誤差，且只適用于比較小的數據集上，具有一定的局限性。此外，由于經過各種曲線半徑的彎道時，車輛的行駛軌跡都是不同的，但是車輛的行駛狀態可能都是安全的，目前使用的隱馬爾科夫預測方法尚無法區別彎道上的車輛運行狀態，不利于對車輛未來行駛狀態的普遍預測。

綜上所述，現有公開的疲勞檢測方法大多會對駕駛人產生或多或少的干擾，且受限因素較多，因而對預測結果的準確性產生一定影響。因此，目前需要一種方法不僅可以有效利用大量實測數據實現對車輛運行狀態的直接觀預測，而且還可以實現模型狀態的直接相關觀測以及各種道路線形中車輛行駛狀態的普遍預測，提高預測的準確性與普遍性，從而將未來預測數據與實測數據分別進行比較、分析，進而實現對疲勞駕駛的及時預警，減少交通事故的發生。

發明內容