CN105725995A - 一种驾驶分心行为的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驾驶分心行为的检测系统，包括刺激信息提供装置、单片机、反馈信息采集装置、驾驶行为数据采集装置、生理信号采集装置。刺激信息提供装置利用由沿车辆前风挡玻璃及两侧周布的发光二极管提供视觉刺激信息或布置在驾驶人身上的微型振动电机提供触觉刺激信息；单片机用于控制视觉或触觉刺激信息的驱动指令；反馈信息采集装置利用在驾驶人左右手处的按钮采集驾驶人感知视觉刺激信息或振动刺激信息的反应；驾驶行为数据采集装置用于采集驾驶人操纵制动踏板、加速踏板、离合器、转向盘、档位、转向灯光以及车速信息；生理信号采集装置用于采集脑电、心电、皮肤电、心率、脉搏信息。本系统能够根据驾驶人的反应时间、击中率等有效检测驾驶分心行为对行车安全的影响。

Description

一种驾驶分心行为的检测系统

技术领域

本发明属于驾驶状态监测技术领域，具体涉及驾驶分心行为检测领域。

背景技术

驾驶分心指驾驶人注意力从驾驶任务中转移到非驾驶任务的驾驶行为，广泛存在于日常的驾驶过程中。随着信息和通讯技术的迅速发展及信息产品在车辆上的逐渐普及，开车使用手机、车载信息装置引发的驾驶分心行为日益增多，影响了驾驶人及时获取和处理各种交通信息，易于引发道路交通事故，对交通安全具有重大的影响。

目前的驾驶分心行为检测方法主要采用主任务测量法、辅助任务测量法、生理测量法、主观评价法，其中外周视觉任务检测法是一种有效的辅助任务测量法，该方法采用发光点模拟道路交通环境中的交通标志、信号以及一些突发情况，要求被试保证驾驶主任务操作的同时被要求完成外周视野视觉搜索次任务，以被测者对这些目标的反应时间和命中率作为指标来测量驾驶任务之外的剩余心理资源，驾驶者在驾驶过程中对外周视觉任务的击中率越高，就说明驾驶者的心理资源剩余也越大，在这种情况下，驾驶者就可以更好的使用车内系统，如导航系统等，保证驾驶安全。

驾驶人80％以上的信息是通过视觉通道获取的，视觉信息是与道路安全最为相关的信息源。驾驶人主要通过视觉扫描及选择对驾驶信息进行搜寻和识别，视觉扫描过程由注视和扫视两种基本眼动形式组成，扫视到注视的转换分为自底向上和自顶向下两种机制，当所扫描的外界区域信息具有新奇、突发性时，将引起自底向上的转换机制；而当外界区域不具有新异性时，驾驶人基于任务信息采用自顶而下的视觉转换机制。两种视觉转换机制对驾驶人反应时间具有不同的影响，通常自顶而下的视觉转换机制具有更短的反应时间。传统的外周视觉任务法无法辨识驾驶人的视觉转换机制。

另外，外周视觉检测法对视觉分心的测量有较好的效果，但对认知分心的测量效果不太理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种驾驶分心行为的检测系统，能够识别驾驶人视觉扫描的不同机制，同时能够有效检测认知分心驾驶行为。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种驾驶分心行为的检测系统，包括刺激信息提供装置、单片机、反馈信息采集装置、驾驶行为数据采集装置、生理信号采集装置。

刺激信息提供装置用于提供视觉或触觉的刺激信息；视觉刺激信息由沿车辆前风挡玻璃及两侧周布的发光二极管提供，分别布置在驾驶人正前方的挡风玻璃、左后视镜、右后视镜、车内后视镜、右前方挡风玻璃处，每处分别设置2个左右并排安装的发光二极管，通过单片机发出控制指令使相应位置的发光二极管点亮；触觉刺激信息由微型振动电机提供，微型振动电机布置在驾驶人身上，通过单片机发出控制指令使振动电机振动。

单片机用于控制视觉或触觉刺激信息的驱动指令，每次视觉或触觉信息的控制时间为2s；

反馈信息采集装置用于采集驾驶人感知视觉刺激信息或振动刺激信息的反应，分别在驾驶人的左右手处设置按钮；当驾驶人感知并排安装的左侧或右侧发光二极管的点亮时，分别按下左侧或右侧按钮；如驾驶人不能分辨发光二极管的点亮，则同时按下左右侧按钮，以先按下的按钮时刻为驾驶人的按下按钮时刻；当驾驶人感知振动电机的振动时，可任意按下按钮；反馈信息采集装置记录单片机发出的控制指令时刻t0和驾驶人按下按钮的时刻t1，通过计算t1-t0，得到驾驶人的反应时间；如驾驶人在发光二极管点亮或微型振动电机振动后4s内没有反应，则认为驾驶人没有检测到视觉或触觉刺激信息，记录驾驶人一次未击中，统计所有的击中信息得到击中率。

驾驶行为数据采集装置用于采集驾驶人操纵制动踏板、加速踏板、离合器、转向盘、档位、转向灯光以及车速信息；

生理信号采集装置用于采集脑电、心电、皮肤电、心率、脉搏信息。

附图说明

图1为本发明的实施例的驾驶分心行为检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

驾驶分心分为视觉分心、认知分心、听觉分心、身体动作分心，其中视觉分心和认知分心是常见的两种驾驶分心行为，视觉分心时驾驶人的视线离开路面或转向与驾驶任务无光的信息，驾驶人将不能及时发现外界环境的突发信息，对行车安全具有重要的影响，而认知分心时驾驶人的视线尽管没有偏离路面，但由于驾驶人的注意力并没有集中在驾驶任务上，驾驶人会发生视而不见的情况，不能对外界的危险状况进行及时的反应。本发明通过在驾驶人前方视野设置发光二极管，以模拟外界环境的突发情况、交通标志牌等，设置区域包括驾驶人正前方的挡风玻璃、左后视镜、右后视镜、内后视镜、车辆右前方的挡风玻璃，设置区域覆盖了驾驶人开车过程的中视觉扫描区域。同时为了检测驾驶人的视觉扫描机制，在每个区域设置了左右并排安装的2个发光二极管，在检测驾驶人能够检测到发光二极管点亮的同时，检测驾驶人是否能够正确分辨哪个发光二极管点亮。通过在驾驶人的身上设置微型振动电机，检测驾驶人在分心时是否能够检测到振动信息。驾驶人的左右手各设置了按钮，当驾驶人检测到左右并排安装的发光二极管点亮或振动电机振动的信息时，可按下相应的按钮。反馈信息采集装置分别记录二极管点亮或振动电机振动的触发信号时刻t0，以及驾驶人按下按钮的时刻t1，通过计算t1-t0，可得到驾驶人的反应时间。如驾驶人没有按下按钮，则认为驾驶人没有检测到刺激信息，记录驾驶人一次未击中，统计所有的击中信息得到击中率。当并排安装的左侧或右侧二极管点亮时，如驾驶人能分辨点亮的二极管，则按下相应的左侧或右侧按钮，计算相应的驾驶人反应时间；如果驾驶人无法分辨具体哪个二极管点亮，则同时按下左右两个按钮，则以先闭合的按钮接通时刻t1计算反应时间。发光二极管点亮或振动电机振动的持续时间为2s，如驾驶人的反应时间超过4s，则认为驾驶人没有有效检测到刺激信息。最终统计驾驶人的主动反应时间(驾驶人能分辨发光二极管的位置)、被动反应时间(驾驶人不能分辨发光二极管的位置，但检测到发光刺激)、振动反应时间(驾驶人检测到振动信息)、击中率。

驾驶分心行为不仅影响驾驶人的反应时间，同时也会对驾驶人的驾驶操纵行为、心理生理参数等产生一定的影响，故本发明也对驾驶人的操纵制动踏板、加速踏板、离合器、转向盘、档位、转向灯光等驾驶操纵信息以及车速信息，以及驾驶人的脑电、心电、皮肤电、心率等信息进行采集，以充分评价驾驶分心行为对驾驶人的各种操纵、心理生理的影响。

基于以上设想，本发明提出了一种驾驶分心行为的检测系统，其特征在于，包括刺激信息提供装置、单片机、反馈信息采集装置、驾驶行为数据采集装置、生理信号采集装置；

所述刺激信息提供装置用于提供视觉或触觉的刺激信息；视觉刺激信息由沿车辆前风挡玻璃及两侧周布的发光二极管提供，分别布置在驾驶人正前方的挡风玻璃(位于驾驶人正常驾驶时前方视野的中心区域)、左后视镜、右后视镜、车内后视镜、右前方挡风玻璃处，每处分别设置2个并排安装的发光二极管，通过单片机发出控制指令使相应位置的发光二极管点亮；发光二极管的亮度可以调节，以保证发光二极管点亮时与外部环境光照具有一定的差异，能够被驾驶人检测。触觉刺激信息由微型振动电机提供，微型振动电机布置在驾驶人身上，通过单片机发出控制指令使振动电机振动，微型振动电机的振动强度可调，以正常驾驶时驾驶人能够辨识，且驾驶人在进行复杂数学运算不能辨识振动为基准。

所述单片机用于控制视觉或触觉刺激信息的驱动指令，每次视觉或触觉信息的控制时间为2s。

所述反馈信息采集装置用于采集驾驶人感知视觉刺激信息或振动刺激信息的反应，分别在驾驶人的左右手处设置按钮；当驾驶人感知并排安装的左侧或右侧发光二极管的点亮时，分别按下左侧或右侧按钮；当驾驶人能检测到发光二极管点亮，但不能分辨发光二极管点亮的具体位置，则同时按下左右侧按钮，以先闭合的按钮按下时刻作为驾驶人的反应时间；当驾驶人感知振动电机的振动时，可任意按下按钮；反馈信息采集装置记录单片机发出的控制指令时间t0和驾驶人按下按钮的时间t1，通过计算t1-t0，得到驾驶人的反应时间；发光二极管点亮或振动电机振动的持续时间为2s，如驾驶人的反应时间超过4s，则认为驾驶人没有有效检测到刺激信息。根据反馈信息采集装置检测的信息计算，得到驾驶人的主动反应时间(驾驶人能分辨发光二极管的位置)、被动反应时间(驾驶人不能分辨发光二极管的位置，但检测到发光刺激)、振动反应时间(驾驶人检测到振动信息)、击中率，将上述信息与正常驾驶时的相应值进行比较，如各值有明显变化，则认为该种驾驶分心行为对驾驶安全具有较大的影响。

所述驾驶行为数据采集装置用于采集驾驶人操纵制动踏板、加速踏板、离合器、转向盘、档位、转向灯光以及车速信息；

所述生理信号采集装置用于采集脑电、心电、皮肤电、心率、脉搏信息。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种驾驶分心行为的检测系统，其特征在于，包括刺激信息提供装置、单片机、反馈信息采集装置、驾驶行为数据采集装置、生理信号采集装置；

所述刺激信息提供装置用于提供视觉或触觉的刺激信息；视觉刺激信息由沿车辆前风挡玻璃及两侧周布的发光二极管提供，分别布置在驾驶人正前方的挡风玻璃、左后视镜、右后视镜、车内后视镜、右前方挡风玻璃处，每处分别设置2个并排安装的发光二极管，通过单片机发出控制指令使相应位置的发光二极管点亮；触觉刺激信息由微型振动电机提供，微型振动电机布置在驾驶人身上，通过单片机发出控制指令使微型振动电机振动；

所述单片机用于控制视觉或触觉刺激信息的驱动指令，每次视觉或触觉信息的控制时间为2s；

所述反馈信息采集装置用于采集驾驶人感知视觉刺激信息或振动刺激信息的反应，分别在驾驶人的左右手处设置按钮；当驾驶人感知并排安装的左侧或右侧发光二极管的点亮时，分别按下左侧或右侧按钮；当驾驶人感知到发光二极管点亮，但不能分辨发光二极管点亮的具体位置时，则同时按下左右两侧按钮，以先按下按钮的时间为t1；当驾驶人感知振动电机的振动时，可任意按下按钮；反馈信息采集装置记录单片机发出的控制指令时间t0和驾驶人按下按钮的时间t1，通过计算t1-t0，得到驾驶人的主动反应时间(驾驶人能分辨发光二极管的位置)、被动反应时间(驾驶人不能分辨发光二极管的位置，但检测到发光刺激)、振动反应时间(驾驶人检测到振动信息)、击中率，将上述信息与正常驾驶时的相应值进行比较，如各值有明显变化，则认为该种驾驶分心行为对驾驶安全具有较大的影响；

所述驾驶行为数据采集装置用于采集驾驶人操纵制动踏板、加速踏板、离合器、转向盘、档位、转向灯光以及车速信息；

所述生理信号采集装置用于采集脑电、心电、皮肤电、心率、脉搏信息。

2.如权利要求1所述的一种驾驶分心行为的检测系统，其特征在于，发光二极管的亮度可调节，以适应不同的光照环境。

3.如权利要求1所述的一种驾驶分心行为的检测系统，其特征在于，微型振动电机的振动强度可调节，以适应不同的驾驶人。