[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)采集的駕駛風格辨識裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710957624.6
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107526906A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱冰;李偉男;趙健;韓嘉懿;胡志強;閆淑德;孫宇航
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06K9/62;G06N3/08
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務(wù)所(普通合伙)22212
• 代理人: 鞠傳龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種辨識裝置及方法，特別涉及一種基于數(shù)據(jù)采集的駕駛風格辨識裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著智能汽車的蓬勃發(fā)展，汽車的控制系統(tǒng)也日益復雜，駕駛?cè)伺c汽車控制系統(tǒng)之間的矛盾也日益凸顯。據(jù)有關(guān)資料表明，60％以上的交通事故都可以歸因于駕駛風格差異化的駕駛?cè)说牟僮鬟^失導致。如何正確理解駕駛?cè)说鸟{駛風格，進而實現(xiàn)“車適應人”已經(jīng)成為研究的熱點?，F(xiàn)有的駕駛?cè)笋{駛風格辨識系統(tǒng)對駕駛?cè)笋{駛風格的辨識往往是基于對采集得到的駕駛?cè)笋{駛操作數(shù)據(jù)的分析，通過分析駕駛數(shù)據(jù)內(nèi)部的邏輯關(guān)系進而判斷駕駛?cè)说鸟{駛風格。然而現(xiàn)有技術(shù)往往存在對駕駛數(shù)據(jù)分析不全面、對駕駛?cè)笋{駛風格劃分方法不科學等問題。

中國專利公開號CN106249619A，公開日為2016.12.21發(fā)明名稱為一種基于LabVIEW-Matlab駕駛員風格識別與反饋系統(tǒng)及方法中通過分析車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)比如車輛的平均加速度、以及駕駛?cè)说牟倏v信號即踏板變化率的標準差進而判斷駕駛?cè)说鸟{駛風格。顯然，這樣的駕駛風格分析是不全面的，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的相關(guān)數(shù)據(jù)也包含了大量的駕駛?cè)笋{駛風格信息，是不應該被忽略的。所以在分析駕駛?cè)笋{駛風格的時候，考慮的駕駛?cè)瞬倏v相關(guān)的數(shù)據(jù)應該包含轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角以及踏板行程的相關(guān)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)普遍存在的對駕駛數(shù)據(jù)分析不全面、對駕駛?cè)笋{駛風格劃分方法不科學等問題而提供的一種基于數(shù)據(jù)采集的駕駛風格辨識裝置及方法。

本發(fā)明提供的基于數(shù)據(jù)采集的駕駛風格辨識裝置包括有架體、轉(zhuǎn)向盤、顯示器、踏板總成、工控機和電源，其中轉(zhuǎn)向盤和顯示器設(shè)置在架體的一端，踏板總成設(shè)在轉(zhuǎn)向盤的斜下方，轉(zhuǎn)向盤上裝配有轉(zhuǎn)角傳感器，踏板總成上裝配有加速踏板位置傳感器和制動踏板位置傳感器，轉(zhuǎn)向盤、顯示器、踏板總成和工控機通過導線分別與電源相連接，電源為轉(zhuǎn)向盤、顯示器、踏板總成和工控機提供電能，顯示器、轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板位置傳感器和制動踏板位置傳感器分別與工控機相連接。

架體的底盤上還設(shè)置有座椅，顯示器一旁的架體上還設(shè)置有音響，音響為Edifier/漫步者型號為R12U的有兩個聲道的塑料箱體音響。

轉(zhuǎn)向盤的型號為SENSO Wheel，轉(zhuǎn)向盤伺服電機額定扭矩≥8N·m、電機控制系統(tǒng)的力矩響應≤60ms、力矩跟隨穩(wěn)態(tài)精度＞90％。

顯示器為弧形顯示器，型號為34UC79G的分辨率為2560*1080的曲面屏，該弧形顯示器水平可視角度為178度、垂直可視角度為178度、點距0.311mm，弧形顯示器通過HDMI線與工控機相連接。

踏板總成是由離合踏板、電子制動踏板和電子加速踏板組成，離合踏板、電子制動踏板和電子加速踏板從左至右依次排列在踏板總成上。

轉(zhuǎn)角傳感器能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)信號通過CAN報文發(fā)送到工控機，轉(zhuǎn)角傳感器測量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動角度，將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為電壓信號傳輸給工控機，加速踏板位置傳感器能夠獲取加速數(shù)據(jù)信號，加速踏板位置傳感器測量電子加速踏板位置，將電子加速踏板的位置信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，傳輸給工控機，制動踏板位置傳感器能夠獲取制動數(shù)據(jù)信號，制動踏板位置傳感器測量電子制動踏板位置，將電子制動踏板的位置信號轉(zhuǎn)換為電壓信號傳輸給工控機。

工控機內(nèi)設(shè)置有駕駛風格辨識系統(tǒng)，駕駛風格辨識系統(tǒng)是基于計算機軟件實現(xiàn)的，具體涉及的軟件有PanoSim和MATLAB/Simulink，PanoSim是集車輛動力學模型、汽車三維行駛環(huán)境模型、汽車行駛交通模型、車載環(huán)境傳感模型、MATLAB/Simulink仿真模型自動生成工具于一體的汽車虛擬仿真平臺，能夠仿真車輛對駕駛員，路面及空氣動力學輸入的響應，Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，Simulink提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。

本發(fā)明提供的基于數(shù)據(jù)采集的駕駛風格辨識方法，其方法如下所述：

步驟一、利用工控機搭建一套駕駛?cè)笋{駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，基于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，設(shè)定三種典型駕駛工況，三種駕駛工況分別為：擁堵工況、城區(qū)工況和高速路工況，然后進行模擬駕駛，對數(shù)名被測駕駛?cè)说鸟{駛數(shù)據(jù)進行實時采集；

步驟二、根據(jù)步驟一中基于三種典型工況下的駕駛數(shù)據(jù)，訓練隨機森林模型用于典型工況的辨識，基于辨識得到的工況，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分別訓練各個工況下的駕駛?cè)藗€性特征辨識模型。

步驟二中的隨機森林是一種基于分類樹的算法，具體算法如下：