[發明專利]一種基于慣性測量單元智能預防交通事故的方法

有效

• 申請號: 201810369758.0
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108563891B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 溫泉;于海洋;孫曉穎;陳建;王慶龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/08
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種基于慣性測量單元智能預防交通事故的方法，屬于防止因駕駛人員過錯駕駛出現交通事故的方法。使用慣性測量單元IMU實時獲取車輛加速度A和角速度W；根據加速度A和角速度W，采用機器學習算法智能判斷車輛當前是否處于異常駕駛模式；反饋警告單元做出相應觸覺方式的警告。優點在于：基于樂感換能器陳列的提醒方式，充分利用了人類觸覺通道的生理特點，可有效即時地警告處于各種不當駕駛行為的司機，同時也能在正常駕駛的情況下帶來一種方便、新穎的駕駛樂趣。

技術領域

本發明涉及一種防止因駕駛人員過錯駕駛出現交通事故的方法，采用慣性測量單元(IMU)獲取汽車行駛的航向角信息，并利用機器學習算法智能判斷車輛是否處于異常行駛行為狀態，然后通過人體背部位置的觸覺感知通道進行反饋。

背景技術

車禍是人類最兇險的殺手之一，全世界每年有上百萬人喪生車輪。統計數據顯示，我國是全世界因交通事故死亡人數最多的國家之一。在眾多交通事故中，車輛駕駛員的違章駕駛是交通事故發生的主要原因，駕駛員超速駕駛、酒后駕駛、疲勞駕駛、違章超車等行為，占據了交通事故總數量的90％。隨著人工智能的發展，特斯拉和谷歌等公司均生產出無人駕駛汽車，這似乎成為解決人類駕駛員不專心開車問題的終極方案。然而就在2016年，接連出現了幾起嚴重的自動駕駛模式下的交通事故。而且，目前即使在美國，也只有少數幾個州認可自動駕駛。這些都說明了無人駕駛技術還有很長的路要走。因此，當前人們在防止交通事故方面，所做的努力還是主要集中在研究如何準確判斷駕駛人員的異常行為，并據此做出防范措施。通過檢索專利，將有代表性的研究成果簡述如下。

中國發明專利“一種基于機器視覺的疲勞駕駛監控方法及系統”(申請號200910107180.2)，公開了一種分析眼睛閉合狀態來監控疲勞駕駛的系統與方法。該發明在PERCLOS標準的基礎上，采用人臉分類器和人眼分類器分別檢測人臉和人眼，減少了個體性差異對檢測結果的影響，提高了疲勞判斷的準確性。專利中沒有提供報警采用何種方式及技術。

中國發明專利“一種防疲勞駕駛的裝置及操作方法”(申請號201310604243.1)，公開了一種基于PERCLOS改進算法的防疲勞駕駛的裝置及方法，專利中對重要的反饋提醒單元缺少細節描述。

中國發明專利“一種防疲勞駕駛裝置及其方法、智能手環”(申請號201610781474.3)，公開了一種采用智能手環檢測駕駛人員心率，以此判斷司機是否處于疲勞駕駛。該專利的反饋警告單元以一種低頻脈沖提醒駕駛人員，如果再沒有效果將控制汽車控制單元開啟汽車安全控制系統。該專利對于心率檢測的算法比較籠統，實際上，通過心率來判斷人的疲勞狀態在生物心理學方面還存在較多不確定性，另外采用接管汽車控制權的反饋方案不太實際而且在大多數情況下會增加事故風險。

總結上述研究成果，目前市場上的主流技術是針對疲勞駕駛和酒后駕駛，關鍵技術包括兩部分：駕駛員異常行為檢測和反饋警告。其中異常行為檢測多針對人類的生理特征進行檢測，比如在駕駛員前方安裝攝像頭，再通過眨眼的動作特征，判斷駕駛人員是否疲勞或醉酒。1995年Carnegie Mellon大學設計的基于PERCLOS(Percentage of EyelidClosure over the Pupil over time，單位時間內眼睛閉合時間所占的百分率)的監測裝置，就是一種經典的且被廣泛商用的，采用眼部生理參數法檢測疲勞或醉酒駕駛的技術。實際上，前述檢索專利中基于眼部生理特征的方法均是在PERCLOS算法上的改進。此外，心率也是常用的一種生理參數用于檢測人類精神狀態，比如上述專利中用智能手環監測駕駛人員的心率。其它的生物檢測方法還有呼吸檢測等。可以說，在異常行為檢測方面，單從人類的生理特征作為依據還是不足夠的。首先，人類行為的復雜性會導致算法的誤判或漏判，比如有不少人在疲勞狀態下并不反應在眼部的特征上。另外，有些具有復雜心理特征的行為，比如“怒駕”，更是難以通過當前信息技術來檢測。