CN107797681A - 基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统 - Google Patents

基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统，采用带有麦克风和扬声器的智能终端，以发射超声波并采集反射信号的方式分别追踪驾驶员的双手操作轨迹，实现实时追踪方向盘的旋转角度。本发明完全基于智能移动终端，不需要在方向盘上安装专门的传感器，也不要求司机在手腕上佩戴传感器，而是利用车辆方向盘的转动完全由驾驶员的手进行控制这一特性，通过追踪驾驶员双手的移动轨迹来实现实时追踪方向盘的旋转角度。

Description

基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及 系统
技术领域
本发明涉及的是一种车辆驾驶控制领域的技术，具体是一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统。
背景技术
基于智能移动终端的驾驶安全系统主要利用智能移动终端的感知能力和计算能力提供安全服务。现有的工作主要分为两类，一类是利用智能终端感知车辆的运动状态，例如感知车辆的运动速度，转向行为以及换道行为等等。这类工作的主要问题在于感知信息有一定的滞后性，因为这些工作只能感知车辆的运动状态，而车辆的运动状态相对于驾驶员的操作而言有时间上的滞后。对于提供安全服务而言有着负面的影响。另一类工作则是利用智能移动终端来监测驾驶员的驾驶行为，例如监测疏忽驾驶行为，疲劳驾驶，酒后驾驶等等。这类工作的问题在于只能提供定性的结果，而不能定量地把这些驾驶行为与车辆的运动状态联系起来，得到细粒度的结果。
而由于车辆的方向盘能够直接将驾驶员的操作转换为车辆的状态，所以对方向盘转动角度进行实时追踪能够提供实时和高精度的安全服务。现有的对方向盘转动进行追踪的工作都需要基于外部设备，包括直接安装在方向盘上的特殊的传感器，或者是在驾驶员手腕上佩戴的运动类传感器。这在实践中带来了很大的不便和额外的费用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统，在不依赖任何外部设备的条件下，能够实现对车辆方向盘的旋转角度进行实时和高精度的追踪。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法，采用带有麦克风和扬声器的智能终端，以发射超声波并采集反射信号的方式分别追踪驾驶员的双手操作轨迹，实现实时追踪方向盘的旋转角度。
所述的超声波，通过扬声器在车辆环境下构建声波信号场，即通过扬声器发出单频超声波信号作为载波，构建单载波的信道，周期性地传输声波信号序列。
所述的采集，同时通过智能终端自带的麦克风对超声波进行信号采样并消除时间偏移。
所述的双手操作轨迹中距麦克风较近一侧手，通过定义和计算相对相关系数在接收信号中找出对应的反射信号；对较远一侧手，通过参照系变换的方式在接收信号中找出对应的反射信号。
所述的旋转角度，基于双手运动轨迹，通过几何变换将方向盘投影为一个二维的椭圆进而通过拟合估计得到三维驾驶环境中方向盘的旋转角度。
所述的几何变换是指：方向盘在智能终端平面上的投影的方程为其中：θ为方向盘在中间平面上投影的椭圆的短轴与智能终端的中心轴线的夹角，r为方向盘的半径，α为方向盘所在平面与智能终端中心轴线的夹角，β为穿过方向盘水平轴且与智能终端中轴线平行的平面与穿过智能终端中轴线和方向盘中心点的平面之间的夹角。
技术效果
与现有技术相比，本发明不依赖在方向盘上安装专门的传感器，或者要求司机在手腕上佩戴传感器。
附图说明
图1为本发明系统工作流图；
图2为智能终端声音信号发射端和接收端结构示意图；
图3为在车辆环境的两个不同时刻下计算得到的相对相关系数示意图；
图中包含了驾驶员一只手的移动；
图4在车辆环境的两个不同时刻下计算得到的相对相关系数示意图；
图中包含了驾驶员两只手的移动；
图5为从方向盘平面到智能终端平面的几何变换过程示意图；
图6为方向盘旋转角度估算示意图；
图7为不同角度的转向对应的方向盘转动追踪的平均绝对误差的CDF图；
图8为不同角度的转向在不同的驾驶员操作方式下追踪的平均绝对误差示意图；
图9为不同角度的转向在不同的智能终端放置位置下追踪的平均绝对误差示意图；
图10不同角度的转向在不同的交通状况和道路状况下追踪的平均绝对误差示意图。
具体实施方式
本实施例应用场景：选取Google Pixel,HTC U Ultra,Samsung Galaxy S6,LG G4和Huangwei Mate8作为实现车辆方向盘转动追踪系统的原型机给不同的驾驶员进行使用并采集测试数据。采集的数据量为5个用户，对应每种手机一位驾驶员，共计二十天的使用时间。
如图1所示，为本实施例涉及的一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪系统，包括：智能终端的扬声器、麦克风和信号处理模块，其中：扬声器通过在车厢内发出超声波构建出超声波场，麦克风与信号处理模块相连并传输采集到的反射信号，信号处理模块通过相对相关系数将反射信号区分为距麦克风较近一侧手及较远一侧手，获得驾驶员两只手的实时运动轨迹，再通过几何变换得到方向盘的实时旋转角度。
所述的智能终端，优选设置于方向盘的附近；对应所述的扬声器设置于智能终端中轴线上，所述的麦克风设置于智能终端中轴线两端。
如图2所示，为本实施例智能终端声音信号发射端和接收端的结构，本实施例使用智能终端自带的扬声器发出20kHz的单频超声波信号作为载波，构建单载波的信道，周期性地传输声波信号序列D，同时通过智能终端自带的麦克风，以44.1kHz的频率对超声波进行信号采样并消除时间偏移。
具体来说，智能终端的扬声器周期性发射48个采样点的符号编码(symbol)，在每个符号编码前加上16个采样点的循环前缀(CP)，其取值与符号编码的后16个采样点完全一致。这64个采样点组合声波信号序列D，被循环发射。同时在每两个声波信号序列之间，加上192个采样点的间隔。
虽然本实施例使用同一智能终端发射和接收周期性的声波信号，但在实际环境下，发射端和接收端之间无法做到完全同步。因此会造成接收到的声波信号与发射的声波信号在每个周期上存在一个时间偏差δ。为了消除这一偏差，本发明利用了发射信号中循环前缀的性质。如图2所示，本实施例构建两个滑动窗口，W和W'，每个窗口的长度为16个采样点，与循环前缀相同，窗口之间的间隔为32个采样点。这两个窗口在接收信号上进行滑动，可以看出，当W的开始点与64个采样点的声波信号序列D对齐时，W和W'这两个窗口内对应的信号数据相似度最大，即差值最小。所以时间偏差δ可以通过进行估算，其中k在接收信号上进行滑动。一旦计算得到时间偏差δ，即可在接收信号中进行消除。
基于智能终端接收到的反射声波信号，本实施例从中识别出由驾驶员双手反射的声波信号，并利用信号的到达时间来实时计算驾驶员双手相对于智能终端的位置关系，从而追踪驾驶员双手的运动轨迹。这一部分的方法基于一个基本假设，即假设一般情况下，驾驶员的双手是距离智能终端最近的移动物体。
所述的双手操作轨迹中追踪驾驶员距离智能终端较近的手，通过以下方式实现：
在本实施例中，本发明首先定义两个向量的相对相关系数如下：
其中i和j为两个长度为L的向量，Cov(i,j)为i和j的协方差，Cov(i,i)和Cov(j,j)分别表示向量i和j的方差。然后，本实施例构建一个长度为64个采样点的滑动窗口，在接收信号上进行滑动，并计算窗口内的数据与智能终端发射的声波信号序列D之间的相对相关系数。图3所示，为在车辆环境下两个不同时刻(t＝1s和t＝1.5s)计算得到的相对相关系数，图中的每一个波峰都代表一个由车辆内物体反射的声波信号，因此在不同时刻移动的波峰就代表移动的物体。基于驾驶员的双手是距离智能终端最近的移动物体的假设，本实施例认为相对相关系数上第一个移动的波峰p1是由驾驶员距离智能终端较近的手反射产生的，从而通过信号达到时间计算出驾驶员距离智能终端较近的手与智能终端的实时距离，实现对驶员距离智能终端较近的手的追踪。
所述的双手操作轨迹中追踪驾驶员距离智能终端较远的手，通过以下方式实现：
为了追踪驾驶员距离智能终端较远的手，本实施例首先从相对相关系数上找出所有n个移动的波峰，即P＝{p1,p2,K,pn},之后计算这n个移动的波峰在k个连续时刻对应的距离差分序列DDS，其值为每两个连续时刻上每个波峰对应的移动物体与智能终端的距离的差分。接下来，本实施例将第一个波峰的距离差分序列DDS1作为参照，计算这n个移动的波峰的DDS与DDS1的相关系数Corr(DDS1,DDSi)i＝1,2,K,n，其计算公式为如果Corr(DDS1,DDSi)大于一个阈值h，即认为其与驾驶员距离智能终端较近的手相关，而将其滤除，反之，如果Corr(DDS1,DDSi)小于h，即认为其可能与驾驶员距离智能终端较远的手相关。在Corr(DDS1,DDSi)小于h对应波峰中，本实施例认为其中的第一个波峰p'1是由驾驶员距离智能终端较远的手反射产生的，从而通过信号达到时间计算出驾驶员距离智能终端较远的手与智能终端的实时距离，实现对驶员距离智能终端较远的手的追踪。图4所示，为示了在车辆环境下两个不同时刻(t＝0.5s和t＝0.8s)计算得到的相对相关系数，其中包含了驾驶员双手的运动。
由于目前大部分智能终端的音频传感器只包含两个麦克风和一个扬声器，因此只能追踪移动物体在一个穿过智能终端中心轴线的二维平面上的运动。而一般来说，智能终端和方向盘是不在同一个平面上的。本实施例通过几何变换将三维驾驶空间中的方向盘投影在智能终端平面上。具体来说，一个方向盘可以看作是一个圆，将原点设在方向盘中心，并以水平方向作为x轴方向，即可得到这个圆在方向盘平面的方程x2+y2＝r2，其中r为方向盘的半径。接下来，将这个平面沿着x轴转动，直到这个平面与智能终端的中心轴线平行，得到的新平面称为中间平面。保持原点和x轴不变，此时方向盘在中间平面上的投影为一个椭圆，其方程为其中为旋转角度。然后，将中间平面沿着方向盘与智能终端的中心轴线平行的直径在椭圆上的投影旋转，直到这个平面穿过智能终端的中心轴线，得到的新的平面即认为是智能终端平面。考虑旋转角度为β，同时方向盘在中间平面上投影的椭圆的短轴与智能终端的中心轴线的夹角为θ，方向盘在智能终端平面上的投影的方程为为一个椭圆方程。如图5所示，为投影变换的过程。
追踪方向盘在智能终端平面上的旋转轨迹：
上一步的投影过程证明了方向盘在智能终端平面上的投影是一个椭圆，但方程中的角度a,β,θ无法简单获取，因此本实施例一般化这个投影的椭圆方程为Ax2+By2+Cxy+Dx+Ey+1＝0,(B2-4AC＜0)，并通过拟合的方式确定未知数A,B,C,D,E。具体来说，本实施例利用车辆起步过程中普遍存在的转向行为，在车辆转向过程中在驾驶员双手的运动轨迹上采样N(N≥5)个点，将其带入椭圆的一般方程。通过最小二乘法求解超定方程组来得到未知数A,B,C,D,E，从而得到椭圆方程。为得到方向盘在智能终端平面上的旋转轨迹，本发明只需对比驾驶员双手在智能终端平面上的运动轨迹与方向盘在智能终端平面上的投影。如果驾驶员双手的运动轨迹处在方向盘在智能终端平面上投影的椭圆上，其运动轨迹即可认为是方向盘在智能终端平面上的旋转轨迹。
最终，利用方向盘在智能终端平面上的旋转轨迹来测算方向盘的真实旋转角度∠δ。由于本实施例中涉及到的几何变换均为线性变换，故方向盘的真实旋转角度∠δ与方向盘在智能终端平面上投影的椭圆的旋转角∠θ相同，所以只需求取∠θ即可。具体来说，考虑在一小段时间内，智能终端捕捉到驾驶员的手部从方向盘在智能终端平面投影的椭圆上的A(x1,y1)点移动到B(x2,y2)点，而A(x1,y1)点对应的圆的圆心角为∠α，B(x2,y2)点对应的圆的圆心角为∠β。则方向盘的真实旋转角度为∠δ＝∠θ＝∠α-∠β。图6为对应的角度计算示意图。
本实施例通过以下步骤具体测试：
步骤一、使用5种加载了车辆方向盘转动追踪系统的设备作为原型系统，交由5位司机在实际日常驾驶环境中进行测试，各司机并未被告知测试的目的，并且他们的驾驶路线和环境各不相同。
步骤二、在测试过程中，每辆测试用车都安装有专用的摄像头用以记录司机的方向盘操作行为，如单手操作，双手操作等，而真实的方向盘旋转角度则由每辆车上额外安装的车载T-BOX从车辆的CAN总线上获取。
步骤三、在测试过程中，需要额外记录一些变量，如智能终端在车内的放置位置，驾驶的道路类型以及交通状况等等，以支持进一步地分析和评价。
本实施例最主要的评估指标即当驾驶员在进行转向时，系统测算的方向盘旋转角度θestimated与真实的方向盘旋转角度θreal之间的绝对误差δθ＝|θestimated-θreal|。为此，本实施例统计了5个驾驶员在实验过程中的车辆转向，共4118个样本，按照实际转向时方向盘的旋转角度分类，如下表所示：
车辆编号 1 2 3 4 5
[0,30°) 121 95 148 108 133
[30°,60°) 354 269 407 261 247
[60°,90°) 257 265 191 479 388
≥90° 79 53 42 122 99
合计 811 682 788 970 867
如图7所示，考虑整个测试数据集，对于不同角度的转向，所示，为方向盘转动角度追踪的绝对误差δθ的累积分布函数(CDF)。可以看出，对于不同角度的转向，本实施例系统对方向盘转动角度的追踪都是非常精确的。具体来说，对于所有的转向行为，50％的转向行为的追踪误差小于1.72度，而80％的转向行为的追踪误差小于4.02度。而对于不同角度的转向，实际转向的角度越大，系统追踪方向盘转动角度的误差也随之略微增大。整体来看，系统实现了对车辆方向盘旋转角度的高精度追踪。
如图8所示，针对驾驶员不同的方向盘操作方式，即只使用距离智能终端较近的手(近手)操作，只使用距离智能终端较远的手(远手)操作，和使用双手共同操作三种情形，所示，为系统在不同角度的转向对于方向盘旋转角度进行追踪的平均绝对误差。可以看出，在所有三种不同的操作方式下，系统的追踪精度相对稳定。具体来说，驾驶员使用双手进行操作时，系统的追踪误差相对于驾驶员只使用一只手进行操作时要小一些。表明系统对于驾驶员不同的方向盘操作方式有着较好的鲁棒性。
如图9所示，针对不同的交通状况和道路状况，所示，为系统在不同角度的转向对于方向盘旋转角度进行追踪的平均绝对误差。可以看出，系统的追踪精度相对稳定，而随着交通状况和道路状况的不同略有不同。具体来说，在交通的高峰期相对非高峰期追踪精度略有下降；同时在普通道路相对于高速路追踪精度也略低。表明系统对于不同的交通状况和道路状况有着较好的鲁棒性。
如图10所示，针对智能终端在车辆内的不同放置位置，所示，为系统在不同角度的转向对于方向盘旋转角度进行追踪的平均绝对误差。可以看出，系统追踪的精度随着放置位置的不同略有差异。放置在车辆的操作面板附近效果最佳，而放置在驾驶员的左右侧位置效果要稍差一些。原因在于本实施例的系统假设驾驶员的双手是距离移动终端最近的移动物体。而放置在驾驶员的左右侧位置时，驾驶员身体其他部位，如腿部的运动，会对本实施例系统的追踪产生一定的干扰。但综合来看，系统对于智能终端在车内的放置位置没有严格要求，各个位置下系统均可正常工作，所示，为系统的便利性和鲁棒性。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (12)

1.一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法，其特征在于，采用带有麦克风和扬声器的智能终端，以发射超声波并采集反射信号的方式分别追踪驾驶员的双手操作轨迹，实现实时追踪方向盘的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的超声波，通过扬声器在车辆环境下构建声波信号场，即通过扬声器发出单频超声波信号作为载波，构建单载波的信道，周期性地传输声波信号序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的采集，同时通过智能终端自带的麦克风对超声波进行信号采样并消除时间偏移。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的消除时间偏移，基于所述的超声波的中循环前缀，通过构建两个滑动窗口在接收信号上进行滑动采样，当第一滑动窗口的起始点与超声波的声波信号序列对齐时，两个窗口内对应的信号数据相似度最大，即差值最小；对应的时间偏差其中：W和W'分别为两个滑动窗口采集到的反射信号序列，k为滑动距离，当得到时间偏差后进一步在接收信号中进行消除。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的两个滑动窗口的长度为16个采样点，两个窗口之间的间隔为32个采样点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的双手操作轨迹中距麦克风较近一侧手，通过定义和计算相对相关系数在接收信号中找出对应的反射信号；对较远一侧手，通过参照系变换的方式在接收信号中找出对应的反射信号。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是，所述的双手操作轨迹，具体通过以下方式得到：
步骤①追踪驾驶员距离智能终端较近的手：定义两个向量的相对相关系数其中i和j为两个长度为L的向量，Cov(i,j)为i和j的协方差，Cov(i,i)和Cov(j,j)分别表示向量i和j的方差；然后构建滑动窗口，在接收信号上进行滑动，并计算窗口内的数据与智能终端发射的声波信号序列D之间的相对相关系数；该相对相关系数上第一个移动的波峰p1是由驾驶员距离智能终端较近的手反射产生的，从而通过信号达到时间计算出驾驶员距离智能终端较近的手与智能终端的实时距离，实现对驶员距离智能终端较近的手的追踪；
步骤②追踪驾驶员距离智能终端较远的手：从相对相关系数上找出所有n个移动的波峰，即P＝{p1,p2,K,pn}，之后计算这n个移动的波峰在k个连续时刻对应的距离差分序列DDS，其值为每两个连续时刻上每个波峰对应的移动物体与智能终端的距离的差分；然后将第一个波峰的距离差分序列DDS1作为参照，计算这n个移动的波峰的DDS与DDS1的相关系数Corr(DDS1,DDSi)i＝1,2,K,n，其计算公式为当Corr(DDS1,DDSi)大于一个阈值h，即认为其与驾驶员距离智能终端较近的手相关，而将其滤除，反之，如果Corr(DDS1,DDSi)小于h，即认为其可能与驾驶员距离智能终端较远的手相关；在Corr(DDS1,DDSi)小于h对应波峰中的第一个波峰p'1是由驾驶员距离智能终端较远的手反射产生的，从而通过信号达到时间计算出驾驶员距离智能终端较远的手与智能终端的实时距离，实现对驶员距离智能终端较远的手的追踪。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的滑动窗口的长度为64个采样点。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的旋转角度，基于双手运动轨迹，通过几何变换将方向盘投影为一个二维的椭圆进而通过拟合估计得到三维驾驶环境中方向盘的旋转角度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述的几何变换是指：方向盘在智能终端平面上的投影的方程为其中：θ为方向盘在中间平面上投影的椭圆的短轴与智能终端的中心轴线的夹角，r为方向盘的半径，α为方向盘所在平面与智能终端中心轴线的夹角，β为穿过方向盘水平轴且与智能终端中轴线平行的平面与穿过智能终端中轴线和方向盘中心点的平面之间的夹角。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述的拟合估计是指：在车辆转向过程中在驾驶员双手的运动轨迹上采样若干个点，将其带入椭圆的一般方程，通过最小二乘法求解超定方程组来得到一般方程的参数；然后通过对比驾驶员双手在智能终端平面上的运动轨迹与方向盘在智能终端平面上的投影，当驾驶员双手的运动轨迹处在方向盘在智能终端平面上投影的椭圆上，其运动轨迹即可认为是方向盘在智能终端平面上的旋转轨迹；当智能终端捕捉到驾驶员的手部从方向盘在智能终端平面投影的椭圆上的A(x1,y1)点移动到B(x2,y2)点，而A(x1,y1)点对应的圆的圆心角为∠α，B(x2,y2)点对应的圆的圆心角为∠β，则方向盘的真实旋转角度为∠δ＝∠θ＝∠α-∠β。
12.一种实现上述任一权利要求所述方法的系统，其特征在于，包括：智能终端的扬声器、麦克风和信号处理模块，其中：扬声器通过在车厢内发出超声波构建出超声波场，麦克风与信号处理模块相连并传输采集到的反射信号，信号处理模块通过相对相关系数将反射信号区分为距麦克风较近一侧手及较远一侧手，获得驾驶员两只手的实时运动轨迹，再通过几何变换得到方向盘的实时旋转角度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113593183A (zh) * 2021-06-25 2021-11-02 湖南大学 一种基于声学的疲劳驾驶和分心驾驶的检测方法、装置、设备及介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101875348A (zh) * 2010-07-01 2010-11-03 浙江工业大学 基于计算机视觉的误将油门当刹车错误操作防止装置
CN102037648A (zh) * 2008-06-03 2011-04-27 大陆汽车有限责任公司 用于接近识别的探测系统
CN102691332A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 上海三一重机有限公司 挖掘机的回转防撞预警控制装置及方法及挖掘机
CN103885063A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 德尔菲技术公司 用于车辆的超声内部空间监控系统
CN104276080A (zh) * 2014-10-16 2015-01-14 北京航空航天大学 客车驾驶员手离方向盘检测预警系统及预警方法
CN104463244A (zh) * 2014-12-04 2015-03-25 上海交通大学 基于智能移动终端的异常驾驶行为监测和识别方法及系统
CN104908731A (zh) * 2014-12-12 2015-09-16 青岛电子研究所有限责任公司 一种车辆手刹车检测提醒报警系统
CN105270292A (zh) * 2014-07-21 2016-01-27 福特全球技术公司 控制对车辆内人机界面的访问
CN106161621A (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 安徽联合安全科技有限公司 一种道路障碍物预警系统
CN106650644A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 上海交通大学 驾驶员危险行为识别方法及系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037648A (zh) * 2008-06-03 2011-04-27 大陆汽车有限责任公司 用于接近识别的探测系统
CN101875348A (zh) * 2010-07-01 2010-11-03 浙江工业大学 基于计算机视觉的误将油门当刹车错误操作防止装置
CN102691332A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 上海三一重机有限公司 挖掘机的回转防撞预警控制装置及方法及挖掘机
CN103885063A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 德尔菲技术公司 用于车辆的超声内部空间监控系统
CN105270292A (zh) * 2014-07-21 2016-01-27 福特全球技术公司 控制对车辆内人机界面的访问
CN104276080A (zh) * 2014-10-16 2015-01-14 北京航空航天大学 客车驾驶员手离方向盘检测预警系统及预警方法
CN104463244A (zh) * 2014-12-04 2015-03-25 上海交通大学 基于智能移动终端的异常驾驶行为监测和识别方法及系统
CN104908731A (zh) * 2014-12-12 2015-09-16 青岛电子研究所有限责任公司 一种车辆手刹车检测提醒报警系统
CN106161621A (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 安徽联合安全科技有限公司 一种道路障碍物预警系统
CN106650644A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 上海交通大学 驾驶员危险行为识别方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
乔治 等: "基于智能终端的疏忽驾驶检测系统", 《计算机工程》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113593183A (zh) * 2021-06-25 2021-11-02 湖南大学 一种基于声学的疲劳驾驶和分心驾驶的检测方法、装置、设备及介质

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