一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，包括车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统、自适应检测系统、驾驶愤怒情绪识别系统以及预警提示系统。本发明专利技术从多个方面实时监测驾驶人愤怒驾驶时所表现出来的普遍行为，消除了驾驶人个体差异性对愤怒监测和识别的影响，精确度较高，准确性较好。同时当驾驶人出现愤怒驾驶行为时，装置以不同级别的、个性化录制的语音预警形式对其进行实时干预，从而解决了传统的以心理训练为主要手段的普遍性低、耗时长的干预难题，大大降低了愤怒驾驶所带来的安全隐患。

An intelligent driving behavior monitoring and intervention device for driver's driving behavior

The monitoring and intervention of anger driving device of the invention discloses an adaptive driver's characteristics, including vehicles whistle monitoring system, monitoring system, the operation of the steering wheel acceleration monitoring system, voice monitoring system, vehicle detection system, driving system, adaptive anger emotion recognition system and early warning system. The invention has the advantages of high quality and high accuracy, which can be used for real-time monitoring of the universal behavior displayed by the driver when the driver is driving in anger. At the same time when the driver appeared angry driving behavior, voice warning device to form personalized recording at different levels, the real-time intervention, so as to solve the traditional psychological training as the main means of universality, low time-consuming intervention problem, greatly reducing the anger caused by unsafe driving.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车辅助安全电子装置领域，具体是一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置。
技术介绍
近年来，伴随着社会经济的快速发展，机动车保有量呈现连续快速增长的趋势，交通压力越来越大，“路怒症”作为一种频发的现象已经成为了世界通病。交通拥堵、不合理的交通安全管控措施、他人的不文明驾驶行为等都会诱发驾驶人的愤怒情绪，并且愤怒情绪会进一步导致驾驶人攻击性驾驶，如辱骂他人、疯狂鸣笛、阻碍其它车辆的行驶、猛打方向盘、突然加速或刹车等粗暴的驾车行为。这些因愤怒而出现的攻击性驾驶行为严重危害着道路安全，驾驶人愤怒情绪应受到及时的监测以及进一步的管控和干预。对于驾驶人愤怒情绪的监测和识别，以往研究主要着重于驾驶人生理信号、面部特征信号和行为信息方面。尽管生理信号和面部特征更能准确地反映驾驶人情绪状态，但可操作性低，甚至对驾驶人产生一定的干扰。而对于驾驶人愤怒情绪下的行为信息的研究，美国东北大学的Cai等人(2007)使用驾驶模拟器发现，愤怒状态时驾驶人的行为指标即距车道中心的距离、方向盘转角和车速等与非愤怒状态时存在显著差异。并且雷虎、吴超仲(2011)通过问卷调查了愤怒情绪下的驾驶人操作行为特征，并指出愤怒状态的驾驶人具有制动力度大、操作频繁等行为特征。驾驶人愤怒情绪下的行为特征作为愤怒状态的监测和识别指标，具有真实可靠且易于采集的特点，并且相比于问卷调查和驾驶模拟器，实车环境下驾驶人行为的监测和情绪的识别更具有实时性和有效性。驾驶愤怒得到监测和识别后，需要进行进一步的实时干预。目前已有的干预方法主要集中在心理训练上，以Deffenbacher(1999)的认知行为疗法和Kazemeini(2013)的正念认知团体训练为主，这些干预手段具有以下缺点：(1)普及性低，只能对小范围驾驶人进行集中训练；(2)干预周期耗时长；(3)干预的效果受到干预时间和方法的限制；(4)干预不具有针对性，未能符合个人特质。因此有必要设计一种装置用于实时监测驾驶人愤怒情绪并且及时提供相应的符合个人特征的干预措施，以便准确高效识别驾驶愤怒并通过相应的干预减少愤怒驾驶所带来的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，以实现对愤怒驾驶行为的预警。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：包括车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统、自适应检测系统、驾驶愤怒情绪识别系统以及预警提示系统，其中：所述的车辆鸣笛监测系统由喇叭按键传感器组成，监测汽车喇叭按键的闭合情况，以及单次鸣笛持续时间和单位时间内鸣笛次数；所述的方向盘操作监测系统由安装在汽车内方向盘上的方向盘转角传感器和握力传感器组成，用于监测方向盘的握力、方向盘转角和转角速度变化；所述的加速度变化监测系统由安装在汽车内的三轴加速度传感器构成，用于获得车辆瞬时加速度；所述的声音监测系统由安装在汽车驾驶室内的声音传感器构成，用于监测驾驶室内的声音强度；所述的车载系统包括汽车的行车记录仪和GPS，用于监测车辆偏离车道中心线的距离；所述的自适应检测系统由单片机构成，所述车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统分别接入自适应检测系统的单片机，自适应检测系统将驾驶人正常驾驶时的行为数据作为参考数据，提取驾驶人在行为指标上的个性参数，建立驾驶愤怒自适应检测模型，用于消除驾驶个体差异性对愤怒状态判断的影响；所述的驾驶愤怒情绪识别系统包括两个部分,硬件和程序,硬件部分负责检测以及传输所需的指标数据，程序系统负责将采集的指标数据进行进一步的处理。其根据监测到的驾驶人行为指标，来判定驾驶人愤怒状态，即建立以单位时间鸣笛次数、单次鸣笛持续时间、方向盘握力、方向盘转角速度、车辆瞬时加速度、车内声音强度以及距车道中心的距离为自变量，以愤怒状态0、1、2值为因变量的二项Logistic模型，通过大量的实车实验进行驾驶训练；所述的预警提示系统是由单片机构成的语音报警电路系统，其中包括SD卡、LED播放指示灯以及喇叭接口等，单片机依据判断结果执行相应的语音预警功能。所述的一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：自适应检测系统以每位驾驶人正常驾驶时数据库中的数据为参考数据，分别计算其正常驾驶状态下驾驶人单位时间内鸣笛次数、单次鸣笛持续时间、方向盘握力、方向盘转角速度、车辆瞬时加速度、车内声音强度以及偏离车道中心线的距离七个参数的Pij的参考均值Rij，分别记为： R i j = 1 n Σ j = 1 n P i j ]]>其中，Pij为第i位驾驶人第j个特征参数，Rij为正常驾驶状态下第i位驾驶人第j个特征特征参数的参考均值；将每个特征参数的计算值与该驾驶人正常驾驶时该特征参数的平均值Rij作商运算，即可获得该驾驶人该特征参数的个性参数PPij,其计算公式为： PP i j = P i j R i j . ]]>所述的一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：驾驶愤怒情绪识别系统中，将周期T1采集驾驶人单位时间内鸣笛次数X1、单次鸣笛持续时间X2、方向盘握力X3、方向盘转角速度X4、车辆瞬时间加速度X5、车内声音强度X6和偏离车道中心线的距离X7为自变量，愤怒状态分为不愤怒、轻微愤怒和严重愤怒作为因变量Yi＝0、1、2，设P为驾驶人处于愤怒状态的概率，其取值范围为(0,1)，则该多项Logistic模型表示为：g1(Xi)＝β10+β11X1+β12X2+β13X3+β14X4+β15X5+β16X6+β17X7，g2(Xi)＝β20+β21X1+β22X2+β23X3+β24X4+β25X5+β26X6+β27X7， P ( Y i = 0 ) = 1 1 + e g 1 ( x ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：包括车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统、自适应检测系统、驾驶愤怒情绪识别系统以及预警提示系统，其中：所述的车辆鸣笛监测系统由喇叭按键传感器组成，监测汽车喇叭按键的闭合情况，以及单次鸣笛持续时间和单位时间内鸣笛次数；所述的方向盘操作监测系统由安装在汽车内方向盘上的方向盘转角传感器和握力传感器组成，用于监测方向盘的握力、方向盘转角和转角速度变化；所述的加速度变化监测系统由安装在汽车内的三轴加速度传感器构成，用于获得车辆瞬时加速度；所述的声音监测系统由安装在汽车驾驶室内的声音传感器构成，用于监测驾驶室内的声音强度；所述的车载系统包括汽车的行车记录仪和GPS，用于监测车辆偏离车道中心线的距离；所述的自适应检测系统由单片机构成，所述车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统分别接入自适应检测系统的单片机，自适应检测系统将驾驶人正常驾驶时的行为数据作为参考数据，提取驾驶人在行为指标上的个性参数，建立驾驶愤怒自适应检测模型，用于消除驾驶个体差异性对愤怒状态判断的影响；所述的驾驶愤怒情绪识别系统包括两个部分,硬件和程序,硬件部分负责检测以及传输所需的指标数据，程序系统负责将采集的指标数据进行进一步的处理。其根据监测到的驾驶人行为指标，来判定驾驶人愤怒状态，即建立以单位时间鸣笛次数、单次鸣笛持续时间、方向盘握力、方向盘转角速度、车辆瞬时加速度、车内声音强度以及距车道中心的距离为自变量，以愤怒状态0、1、2值为因变量的二项Logistic模型，通过大量的实车实验进行驾驶训练；所述的预警提示系统是由单片机构成的语音报警电路系统，其中包括SD卡、LED播放指示灯以及喇叭接口等，单片机依据判断结果执行相应的语音预警功能。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：包括车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统、自适应检测系统、驾驶愤怒情绪识别系统以及预警提示系统，其中：所述的车辆鸣笛监测系统由喇叭按键传感器组成，监测汽车喇叭按键的闭合情况，以及单次鸣笛持续时间和单位时间内鸣笛次数；所述的方向盘操作监测系统由安装在汽车内方向盘上的方向盘转角传感器和握力传感器组成，用于监测方向盘的握力、方向盘转角和转角速度变化；所述的加速度变化监测系统由安装在汽车内的三轴加速度传感器构成，用于获得车辆瞬时加速度；所述的声音监测系统由安装在汽车驾驶室内的声音传感器构成，用于监测驾驶室内的声音强度；所述的车载系统包括汽车的行车记录仪和GPS，用于监测车辆偏离车道中心线的距离；所述的自适应检测系统由单片机构成，所述车辆鸣笛监测系统、方向盘操作监测系统、加速度变化监测系统、声音监测系统、车载系统分别接入自适应检测系统的单片机，自适应检测系统将驾驶人正常驾驶时的行为数据作为参考数据，提取驾驶人在行为指标上的个性参数，建立驾驶愤怒自适应检测模型，用于消除驾驶个体差异性对愤怒状态判断的影响；所述的驾驶愤怒情绪识别系统包括两个部分,硬件和程序,硬件部分负责检测以及传输所需的指标数据，程序系统负责将采集的指标数据进行进一步的处理。其根据监测到的驾驶人行为指标，来判定驾驶人愤怒状态，即建立以单位时间鸣笛次数、单次鸣笛持续时间、方向盘握力、方向盘转角速度、车辆瞬时加速度、车内声音强度以及距车道中心的距离为自变量，以愤怒状态0、1、2值为因变量的二项Logistic模型，通过大量的实车实验进行驾驶训练；所述的预警提示系统是由单片机构成的语音报警电路系统，其中包括SD卡、LED播放指示灯以及喇叭接口等，单片机依据判断结果执行相应的语音预警功能。2.根据权利要求1所述的一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：自适应检测系统以每位驾驶人正常驾驶时数据库中的数据为参考数据，分别计算其正常驾驶状态下驾驶人单位时间内鸣笛次数、单次鸣笛持续时间、方向盘握力、方向盘转角速度、车辆瞬时加速度、车内声音强度以及偏离车道中心线的距离七个参数的Pij的参考均值Rij，分别记为： R i j = 1 n Σ j = 1 n P i j ]]>其中，Pij为第i位驾驶人第j个特征参数，Rij为正常驾驶状态下第i位驾驶人第j个特征特征参数的参考均值；将每个特征参数的计算值与该驾驶人正常驾驶时该特征参数的平均值Rij作商运算，即可获得该驾驶人该特征参数的个性参数PPij,其计算公式为： PP i j = P i j R i j . ]]>3.根据权利要求1所述的一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置，其特征在于：驾驶愤怒情绪识别系统中，将周期T1采集驾驶人单位时间内鸣笛次数X1、单次鸣笛持续时间X2、方向盘握力X3、方向盘转角速度X4、车辆瞬时间加速度X5、车内声音强度X6和偏离车道中心线的距离X7为自变量，愤怒状态分为不愤怒、轻微愤怒和严重愤怒作为因变量Yi＝0、1、2，设P为驾驶人处于愤怒状态的概率，其取值范围为(0,1)，则该多项Logistic模型表示为：g1(Xi)＝β10+β11X1+β12X2+β13X3+β14X4+β15X5+β16X6+β17X7，g2(Xi)＝β20+β21X1+β22X2+β23X3+β24X4+β25X5+β26X6+β27X7， P ( Y i = 0 ) = 1 1 + e ...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯忠祥，杨苗苗，雷叶维，刘静，张卫华，姜康，王锟，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34