[發(fā)明專利]一種利用眼動信息預(yù)測自動駕駛接管時間的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210206978.8
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114882477A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡宏宇;梁耘翰;張慧珺
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G06V20/59
• 分類號: G06V20/59;G06V40/19;G06V40/20;G06V10/764;G06K9/62;G06F17/18;B60W60/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王淑秋;朱世林

本發(fā)明公開了一種利用眼動信息預(yù)測自動駕駛接管時間的方法，包括如下步驟：步驟一、在行駛過程中采集駕駛員眼動行為數(shù)據(jù)，同步測量駕駛員在進行轉(zhuǎn)向和制動操作時的反應(yīng)時間；步驟二、將駕駛員眼動數(shù)據(jù)按掃視角度分類；步驟三、構(gòu)建眼動行為數(shù)據(jù)與駕駛操作的映射關(guān)系模型，利用該模型可以得到自動駕駛接管過程的駕駛員操縱反應(yīng)預(yù)測時間；本發(fā)明通過行車過程對駕駛員眼動行為數(shù)據(jù)進行采集，獲取駕駛員視角圖像坐標系下的行車眼動數(shù)據(jù)，并經(jīng)過代入回歸方程，得到預(yù)測自動駕駛接管時間；本發(fā)明有助于實現(xiàn)車輛和駕駛員之間平穩(wěn)安全的控制過渡，克服了現(xiàn)有技術(shù)中從理論推導(dǎo)進行的求解，缺乏實車測試的數(shù)據(jù)支撐的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動駕駛領(lǐng)域，特別涉及一種利用眼動信息預(yù)測自動駕駛接管時間的方法。

背景技術(shù)

在自動駕駛過程中，駕駛員可以將一部分駕駛?cè)蝿?wù)交給車輛，自己從事非駕駛?cè)蝿?wù)，如聊天、閱讀、打電話等，從而達到休閑的目的。然而，受技術(shù)水平限制，目前自動駕駛系統(tǒng)無法在所有情況下完全執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)，仍需要駕駛員的接管。駕駛員的接管時間長短受非駕駛?cè)蝿?wù)影響，是評價自動駕駛安全性的重要指標。

駕駛車輛是一項動態(tài)控制任務(wù)，在此過程中，駕駛員需要實時獲取道路信息以保證駕駛安全。眼睛是其獲取相關(guān)信息，從而做出決策并執(zhí)行相對應(yīng)的控制響應(yīng)的主要來源。通過測量駕駛員的眼動情況，可以預(yù)測其接管自動駕駛的能力。

眼球運動包括兩種主要類型的事件，注視和掃視。注視是指視線集中于一點超過一定時間(一般100ms)的行為。諸如道路上或鏡子上注視時間的持續(xù)時間和百分比的測量值被用于估計駕駛員注意力狀態(tài)。掃視是兩次注視行為之間視線快速移動的行為。掃視次數(shù)已被用于測量駕駛員在自然手動駕駛過程中視覺掃描場景以獲取駕駛相關(guān)信息的頻率，并反映駕駛員的視覺感知。此外，掃視的時間長短可以指示不同的感知活動，長的掃視主要反映對周邊信息的獲取，短的掃視反映對中心物體信息的獲取。眼動儀用于記錄人在處理視覺信息時的眼動軌跡特征，通過眼動儀對駕駛員眼動軌跡的記錄和分析，可以清晰地反映出掃視大小、速度和注視區(qū)域等眼動特征。

目前駕駛員視覺特性的很多研究都是基于駕駛模擬器，因此對于眼動測量作為真實車輛環(huán)境中自動駕駛接管時間預(yù)測指標的有效性并沒有定論。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種利用駕駛員眼動信息預(yù)測自動駕駛接管時間的方法，在行駛過程中同步采集駕駛員的眼動行為數(shù)據(jù)和進行轉(zhuǎn)向和制動操作的反應(yīng)時間，根據(jù)上述信息擬合獲得眼動行為數(shù)據(jù)與駕駛操作的映射關(guān)系模型，進而將自動駕駛中駕駛員的眼動數(shù)據(jù)代入所得模型中，得到自動駕駛接管過程的駕駛員操縱反應(yīng)預(yù)測時間。本發(fā)明的目的是通過測量駕駛員眼動數(shù)據(jù)得到自動駕駛預(yù)測接管時間。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種利用眼動信息預(yù)測自動駕駛接管時間的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、在行駛過程中采集駕駛員眼動行為數(shù)據(jù)，同步測量駕駛員在進行轉(zhuǎn)向和制動操作時的反應(yīng)時間；

步驟二、將駕駛員眼動行為數(shù)據(jù)按掃視角度分類；

步驟三、構(gòu)建眼動行為數(shù)據(jù)與駕駛操作的映射關(guān)系模型，利用該模型可以得到自動駕駛接管過程的駕駛員操縱反應(yīng)預(yù)測時間。

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，對預(yù)期轉(zhuǎn)向操作的反應(yīng)時間被定義為在自動駕駛系統(tǒng)提示駕駛員接管控制權(quán)之后，經(jīng)過至少5s的穩(wěn)定時間后，車輛方向改變70°，但維持總持續(xù)時間小于10s的轉(zhuǎn)向總時間。對預(yù)期制動的反應(yīng)時間被定義為在自動駕駛系統(tǒng)提示駕駛員接管控制權(quán)之后，駕駛員通過制動大幅降低車速至車輛停止所消耗的時間。

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，通過DMS攝像機獲取駕駛員視角坐標系下的眼動行為數(shù)據(jù)，并將駕駛員的注視行為根據(jù)區(qū)域分為兩類：前擋風(fēng)玻璃區(qū)域內(nèi)的注視和前擋風(fēng)玻璃區(qū)域外的注視。將駕駛員在前擋風(fēng)玻璃區(qū)域內(nèi)的注視占總注視行為的百分比定義為前注視百分比。