[發明專利]一種基于皮電反應確定汽車防撞預警系統預警時刻的方法

有效

• 申請號: 201910985621.2
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110696718B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 魯光泉;石茜;丁川;陳發城
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B60Q9/00
• 分類號: B60Q9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于皮電反應確定汽車防撞預警系統預警時刻的方法。汽車防撞預警系統是一種先進的主動安全駕駛輔助系統，對于該系統而言，確定預警時刻是實現主動安全輔助功能的關鍵。由于皮電反應可以有效反應人的心理狀態變化，因此本發明基于皮電反應確定駕駛人危險感知時刻，作為汽車防撞預警系統的預警時刻，更符合駕駛人的心理特性。具體方法為：采集駕駛人在風險駕駛過程中的實時皮電數據；在判定駕駛人因風險駕駛環境刺激產生皮電反應后確定確定皮電反應起始時刻；皮電反應起始時刻減去皮電反應潛伏期的時間，即可獲得汽車防撞預警系統預警時刻。

技術領域

本發明屬于交通安全領域，涉及皮電反應與汽車防撞預警系統的相關技術，從駕駛人心理層面提供一種確定汽車防撞預警系統預警時刻的方法。

背景技術

汽車防撞預警系統是一種先進的主動安全駕駛輔助系統，主要用于協助駕駛人避免追尾，與行人碰撞等重大交通事故。該系統利用現代信息技術、傳感技術等獲得道路、車輛信息，并針對汽車行車狀態作出安全評估，提醒駕駛人注意危險或輔助駕駛人操縱車輛，從而避免碰撞發生或者盡可能降低碰撞事故對人體的傷害。對于汽車防撞預警系統而言，確定預警時刻是該系統實現主動安全輔助功能的關鍵，如果過早預警，可能會降低駕駛人對防撞預警系統的信任度，如果過遲預警，則無法避免交通事故的發生。

從認知心理學的角度，駕駛人在面對駕駛環境中的潛在風險，其認知過程分為三個階段：接受信息、感知風險、做出決策?，F有技術確定汽車防撞預警系統預警時刻的方法為：采用固定的幾個預警指標(碰撞時間TTC，車頭時距THW等)，而后通過分析實際風險駕駛狀態下的駕駛行為數據設置預警閾值，以此確定系統的預警時刻。這種方式獲得的預警時刻實質是駕駛人應該做出決策的時刻，然而駕駛人從接收預警信號到做出行為決策，需要一定的反應時間，該方法忽略駕駛人反應時間這一因素，可能會導致系統預警過遲，無法起到安全輔助作用。相較于從行為層面確定汽車防撞預警系統的預警時刻，以駕駛人感知風險的時刻作為預警時刻，不僅符合駕駛人的心理特性，而且給駕駛人留有一定的反應時間，避免預警過遲的情況發生。

皮電反應是一種受腦高級皮層調節，中樞神經系統參與的精神性出汗行為。人在緊張或者突然受刺激狀態會導致體內交感神經興奮，促使汗腺分泌出更多汗液，進而使皮膚表面的導電能力增強，產生明顯的皮電信號波動，即皮電反應。過去研究表明，在駕駛過程中的一些潛在風險因素(比如跟車狀態下的前車制動行為，突然橫穿交叉口的行人、車輛)，會使駕駛人突然受到刺激，出現皮電反應。因此可以通過分析駕駛人的皮電反應，找到駕駛人感知外界刺激(風險)的時刻，以該時刻作為汽車防撞預警系統的預警時刻。

發明內容

為了解決現有汽車防撞預警系統預警時忽略駕駛人反應時間，預警較遲的問題，本發明基于駕駛人的皮電反應，提供一種確定汽車防撞預警系統預警時刻的方法。該方法可以確定駕駛人在風險駕駛過程中感知交通風險的時刻，以該時刻作為汽車防撞預警系統的預警時刻，能夠給駕駛人留有一定的反應時間進行避險操作。

本發明的技術方案包括以下內容：

步驟一、采集駕駛人在風險駕駛過程中的實時皮電數據

本發明對風險駕駛過程的定義為：在跟車駕駛時前車突然制動的駕駛過程。風險駕駛環境可以為實車駕駛環境，也可為模擬駕駛環境。實時皮電數據采集裝置為，能通過在人體外施加電流來采集人皮膚電電導信號變化、且數據采集頻率不低于10Hz的裝置。皮電采集時駕駛人所處環境溫度應保持在22-24℃，環境相對濕度保持在40％-50％。

步驟二、確定汽車防撞預警系統的預警時刻

預設時刻A為風險駕駛過程中刺激產生的時刻，即為前車開始制動時刻；時刻B為駕駛人危險感知時刻，也是汽車防撞預警系統的預警時刻；時刻C為駕駛人皮電反應的起始時刻；時刻D為駕駛人皮電反應的峰值時刻。預設皮電數據為y，皮電反應波形的振幅為H,皮電衰減期為S(皮電從峰值時刻值衰減至初始時刻值所用的時間)。預設前車制動踏板總有效行程為X，駕駛過程中前車制動踏板有效行程為x。