[發明專利]一種基于腦機交互的車輛控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202011356563.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112356841B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 徐昕;方強;尹昕;曾宇駿;劉學卿;蘭亦星
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B60W40/09
• 分類號: B60W40/09;B60W50/00;B60W50/08;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發明公開一種基于腦機交互的車輛控制方法及裝置，該方法步驟包括：S1.被控車輛在駕駛過程中，實時感知被控車輛的外部環境信息以及被控車輛的自身狀態信息；S2.根據實時感知到的信息，判斷與當前環境匹配的所有駕駛場景并作為可選駕駛決策輸出以提供給駕駛員選擇；S3.采集駕駛員的腦電波信號，并提取出駕駛員對于駕駛決策的決策選擇指令；S4.當接收到決策選擇指令時，根據決策選擇指令從預先訓練得到的多個駕駛行為模型中調用對應的目標駕駛行為模型，使用目標駕駛行為模型控制車輛駕駛行為。本發明具有實現方法簡單、智能化程度高、控制平穩性以及魯棒性好且安全可靠等優點。

技術領域

本發明涉及車輛控制技術領域，尤其涉及一種基于腦機交互的車輛控制方法及裝置。

背景技術

腦控車是意圖通過腦電波信號控制車輛駕駛，目前腦控車的駕駛主要都是集中在腦機對于低車輛行駛速度、低轉向率的工程車輛或者輪椅車的駕駛行為進行車輛決策，通常都是使用簡單的處理芯片，對原始腦電信號進行分析及提取，直接基于腦電波信號分析結果控制車輛的具體控制部件，如油門、剎車、方向盤，實現車輛速度和轉向的控制。如中國專利申請2017101716722公開一種大腦電信號控制的靜力光輪壓路機，該方案通過提取原始腦電波信號，分析其中對于前進、后退、左轉右轉的控制意圖，實現靜力光輪壓路機控制；以及如專利申請2013105670931公開了一種腦電波遙控車及方法，由腦電信號采集部采集原始腦電信號進行分析處理，分析出人所要控制的車體部件的意圖，再通過控制器根據腦電信號分析結果控制車體的驅動部件以控制車體的動作，從而實現對車體運動的控制。

但是上述現有的基于腦電波的駕駛控制車輛方案，主要會存在以下缺陷：

①由于是直接基于原始腦電信號分析出車輛的具體操控動作，并不關注車輛周邊環境、車輛自身狀態，因而該類腦電波控制車輛方式，需要駕駛員的注意力足夠集中，以人工實時關注周邊環境、車輛狀態；

②需要直接從原始腦電信號中提取出人腦意圖，而人腦意圖的提取實際較大可能會存在錯誤或誤差，且易于受到干擾，實際車輛控制的平穩性、魯棒性不佳；

②由于是采用簡單的單核無系統的處理芯片，對人腦電波進行簡單的腦電頻率的提取，僅能夠獲取人簡單的意圖，如上述前進、后退等的簡單動作，不具備復雜的意圖理解能力，無法在車輛的駕駛過程中實現人的意圖與機器之間的交互，因而無法完成復雜的車輛控制，而如超車、跟車、左轉、右轉、環道等駕駛場景下需要駕駛員進行較為復雜的車輛控制，上述駕駛控制方式就不適用該類超車、跟車、左轉、右轉、環道等變換復雜的駕駛環境中。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種實現方法簡單、智能化程度高、控制平穩性以及魯棒性好且安全可靠的基于腦機交互的車輛控制方法及裝置，可適用于各類變換復雜的駕駛環境中。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種基于腦機交互的車輛控制方法，步驟包括：

S1.信息感知：被控車輛在駕駛過程中，實時感知被控車輛的外部環境信息以及被控車輛的自身狀態信息；

S2.決策需求判斷：根據實時感知到的被控車輛的外部環境信息以及被控車輛的自身狀態信息，判斷與當前環境匹配的所有駕駛場景并作為可選駕駛決策輸出以提供給駕駛員選擇；

S3.決策指令提取：實時采集駕駛員的腦電波信號，并從采集的所述腦電波信號中提取出駕駛員對于所述駕駛決策的決策選擇指令；

S4.車輛控制駕駛：當接收到所述決策選擇指令時，根據所述決策選擇指令從預先訓練得到的多個駕駛行為模型中調用對應的目標駕駛行為模型，所述駕駛行為模型包括不同駕駛場景下駕駛員對方向盤的轉向控制信息，使用目標駕駛行為模型控制車輛駕駛行為。

進一步的，所述駕駛場景包括避障、超車、跟車、道路跟隨、Uturn以及轉向。