[發明專利]一種基于方向盤和GNSS數據的疲勞駕駛檢測方法

有效

• 申請號: 201710566084.9
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107316354B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 全威;李洪濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G07C5/08
• 分類號: G07C5/08;G08B21/06;B60W40/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于方向盤和GNSS數據的疲勞駕駛檢測方法，其特征在于：所述方法具體過程為：

步驟一、采集車輛在運行過程中的方向盤數據和GNSS數據；

其中方向盤數據包括方向盤轉角和轉角速度；

GNSS數據包括車輛位置的經緯度信息、時間及車輛行駛速度信息；

所述GNSS為全球導航衛星系統；

步驟二、對方向盤數據和GNSS數據進行指標提取，得到預處理后的城市道路判別指標F₁,F₂,F₃；過程為：

步驟二一、以特定長度的時間窗口對城市道路采集的方向盤轉角、轉角速度和車輛行駛速度進行切片處理，輸出數組為S＝[a_i,b_i,c_i]；

式中a_i為城市道路方向盤轉角第i個數據的采樣值，b_i為城市道路方向盤轉角第i個速度數據的采樣值，c_i為城市道路車輛行駛第i個速度數據的采樣值，i取值為正整數；

步驟二二、根據輸出數組為S＝[a_i,b_i,c_i]，計算城市道路判別指標F₁,F₂,F₃；

其中：

式中F₁為城市道路N₁個方向盤轉角的標準差，F₂為城市道路方向盤轉角速度在±0.1°/s之間的點數n與所選時間內方向盤轉角速度的總采樣點數N₂的比值，F₃為城市道路N₃個車輛行駛速度的標準差；n取值為正整數；

其中，N₁為城市道路切片處理后的采集的方向盤轉角總數；N₂為城市道路切片處理后的采集的方向盤轉角速度總數；N₃為城市道路切片處理后的采集的車輛行駛速度總數；N₁、N₂、N₃取值為正整數；

步驟三、對方向盤數據和GNSS數據進行指標提取，得到預處理后的公路判別指標F₁′,F₂′,F₃′；過程為：

步驟三一、以特定長度的時間窗口對公路采集的方向盤轉角、轉角速度和車輛行駛速度進行切片處理，輸出數組為S′＝[a′_j,b′_j,c′_j]；

式中a′_j為公路方向盤轉角第j個數據的采樣值，b′_j為公路方向盤轉角第j個速度數據的采樣值，c′_j為公路車輛行駛第j個速度數據的采樣值，j取值為正整數；

步驟三二、根據輸出數組為S′＝[a′_j,b′_j,c′_j]，計算公路判別指標F₁′,F₂′,F₃′；其中：

式中F₁′為公路N′₁個方向盤轉角的標準差，F₂′為公路方向盤轉角速度在±0.1°/s之間的點數n′與所選時間內方向盤轉角速度的總采樣點數N′₂的比值，F₃′為公路N′₃個車輛行駛速度的標準差；n′取值為正整數；

其中，N′₁為公路切片處理后的采集的方向盤轉角總數；N′₂為公路切片處理后的采集的方向盤轉角速度總數；N′₃為公路切片處理后的采集的車輛行駛速度總數；N′₁、N′₂、N′₃取值為正整數；

步驟四、基于GNSS數據實現疲勞狀態檢測程序自適應控制系統；具體過程為：

步驟四一、對GNSS數據的車輛行駛速度信息進行判斷，判斷車輛行駛速度是否大于等于設定值v₀，如果大于等于設定值v₀，執行步驟四二；如果小于設定值v₀，繼續判斷車輛行駛速度是否大于等于設定值；

步驟四二、計算駕駛員的累計駕駛時間，判斷累計駕駛時間是否大于等于設定值t₀，如果小于設定值t₀，重新執行步驟四一；如果大于等于設定值t₀，將GNSS數據中的車輛位置的經緯度信息輸入到道路類型分類器中，根據國家道路分類標準對當前車輛所處道路進行分類，

當為公路時，執行步驟五；

當為城市道路時，判斷累積駕駛時間是否小于設定值t₀：如果小于設定值t₀，重新執行步驟四一，直至累積駕駛時間大于等于設定值t₀；如果大于等于設定值t₀，執行步驟六；

步驟五、將步驟三得到的預處理后的公路判別指標F₁′,F₂′,F₃′輸入到疲勞狀態訓練機，通過極大似然估計法求出公路的疲勞特征參數組θ₀,θ₁,θ₂,θ₃；

將步驟三得到的預處理后的公路判別指標F₁′,F₂′,F₃′和得到的疲勞特征參數組θ₀,θ₁,θ₂,θ₃輸入到公路的疲勞狀態分類器，得到駕駛員疲勞狀態；

步驟六、將步驟二得到的預處理后的城市道路判別指標F₁,F₂,F₃輸入到疲勞狀態訓練機，通過極大似然估計法求出城市道路的疲勞特征參數組θ′₀,θ′₁,θ′₂,θ′₃；

將步驟二得到的預處理后的城市道路判別指標F₁,F₂,F₃和得到的疲勞特征參數組θ′₀,θ′₁,θ′₂,θ′₃輸入到城市道路的疲勞狀態分類器，得到駕駛員疲勞狀態。