CN110509926A - 一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，包括：接管请求模块，用于根据指令向驾驶人发出从自动驾驶切换到人工驾驶的接管请求；接管状态判断模块，用于根据传感器信息判断驾驶人是否响应了接管请求；驾驶人安全状态辨识模块，用于在驾驶人未响应接管请求时，对驾驶人所处的状态进行分析；信息中心，用于根据驾驶人安全状态辨识模块的结果，将车辆调整为安全状态，并确定车辆的目的地，触发路径规划模块工作，并联系相关部门；路径规划模块，用于根据目的地，自动进行路径规划。本发明完善人机共驾环境下的驾驶人监测以及驾驶人未接管的转态下车辆的智能化行为，具有快速响应的特点，提高驾驶人的安全以及道路交通安全。
Description
技术领域
本发明涉及智能驾驶，尤其涉及一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统。
背景技术
随着经济的高速发展，交通越来越便利，但与此同时，交通事故亦愈发频发。据统计，90％的交通事故诱因为驾驶员，主要表现为驾驶员状态异常导致其无法正常操纵车辆，然而，目前关于驾驶人安全状态监测的系统不算完善，通常监测的是如驾驶疲劳一般的生理状态并提出预警措施。
人机交互驾驶环境下，驾驶人的状态尤为重要，国内外在驾驶疲劳预警等方面做了大量的研究，可是人机共驾环境下驾驶人非正常状态监测系统的研究还尚未涉及，据了解在驾驶人不接管的状况下，车辆不会进行其他确保安全的智能操作。
本发明的优点及显著效果在于，提出了一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，监测的驾驶过程是车辆发出接管请求从自动驾驶切换到人工驾驶这一阶段。通过信息中心以及智能耳机等设备进行信息交流，该系统能完善人机共驾环境下的驾驶人监测以及驾驶人未接管的转态下车辆的智能化行为，具有快速响应的特点，目的是提高驾驶人的安全以及道路交通安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，包括：
接管请求模块，用于根据指令向驾驶人发出从自动驾驶切换到人工驾驶的接管请求；
接管状态判断模块，用于根据传感器信息判断驾驶人是否响应了接管请求；所述传感器包括方向盘转角传感器、制动系统压力传感器；用于感应方向盘转角和制动系统的变化；
若驾驶人未响应接管请求，则触发驾驶人安全状态辨识模块；
驾驶人安全状态辨识模块，用于在驾驶人未响应接管请求时，对驾驶人所处的状态进行分析，获得驾驶人是否处于非安全状态；所述非安全状态包括死亡、休克、疾病等特殊生理状态；
信息中心，用于根据驾驶人安全状态辨识模块的结果，将车辆调整为安全状态，并确定车辆的目的地，触发路径规划模块工作，并联系相关部门；
所述将车辆调整为安全状态为控制车辆打开双闪、降速，然后靠边停车；
所述目的地为就近的医院；
路径规划模块，用于根据目的地，自动进行路径规划。
按上述方案，所述驾驶人安全状态辨识模块中，对驾驶人所处的状态进行分析，具体如下：
1)通过驾驶人佩戴的智能耳机采集驾驶人的脉搏信号，通过人脸识别装置采集驾驶人的脸部信号；
2)根据采集的信号进行驾驶人状态分析，包括：
驾驶人没有脉搏，判断驾驶人处于非安全状态；驾驶人有脉搏，但人脸检测结果中眼睛不动，判断驾驶人处于非安全状态；驾驶人有脉搏但存在突变，人脸检测正常，判断驾驶人处于非安全状态；
驾驶人脉搏信号正常且人脸检测正常，则触发接管请求模块再次发送接管请求，若在设定时间内，驾驶人未响应接管请求，则判断驾驶人处于非安全状态。
本发明产生的有益效果是：本发明提出了一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，通过信息中心以及智能耳机等设备进行信息交流，该系统能完善人机共驾环境下的驾驶人监测以及驾驶人未接管的转态下车辆的智能化行为，具有快速响应的特点，目的是提高驾驶人的安全以及道路交通安全。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的系统功能模块图；
图2是本发明实施例的系统工作的流程图；
图3是本发明实施例的驾驶人非正常状态识别模块的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，包括：
信息中心、接管请求模块、接管状态判断模块、驾驶人安全状态辨识模块、路径规划模块；
信息中心作为决策端，可以分析不同模块传送的数据并做出决策，信息中心发出指令，接管请求模块发出接管请求，接管状态判断模块根据传感器信息判断驾驶人是否响应了接管请求；所述传感器包括方向盘转角传感器、制动系统压力传感器；用于感应方向盘转角和制动系统的变化；若驾驶人未响应接管请求，则触发驾驶人安全状态辨识模块；
驾驶人安全状态辨识模块进行驾驶人状态辨识，将分析的驾驶人状态发送给信息中心，信息中心分析判断后对自动驾驶汽车进行控制，路径规划模块进行最佳路径选择，确保交通安全以及驾驶人的安全，相关的部门也能及时制定响应措施。
信息中心通过无线传输，将人机共驾环境下，驾驶人接管的信号传送给车辆以及驾驶人，经模块数据反馈后，做出决策，对各模块发布指令。
接管状态判断模块，在接管请求模块发出接管指令，驾驶人在5秒之内进行了接管操作，如方向盘转角、油门和刹车发生了变化等说明接管成功。
驾驶人安全状态辨识模块，主要通过两个设备加以实现，智能耳机和摄像头。智能耳机进行脉搏信号采集，摄像头的人脸识别模块可以监测驾驶人眼动、张嘴的状态；两者融合可快速的判断驾驶人的非安全转态，如深度睡眠、休克、死亡等。
如图3所示是驾驶人安全状态辨识模块的流程图，该模块通过驾驶人佩戴的智能耳机以及车载摄像头共同发挥作用来监测驾驶人眼动、张嘴的状态，智能耳机内置GPS定位芯片、蓝牙芯片、脉搏传感器，脉搏传感器包含PVDF压电膜、温感元件、高灵敏度温度补偿元件、信号调节电路，其输出的信号为模拟信号，有以下特点：1)灵敏度高；2)抗干扰能力强；3)过载能力大；4)一致性好，性能稳定，数据可靠。智能耳机采集的脉搏信号，通过蓝牙设备传输到车载设备上信息中心接口、摄像头采集的图像亦传到信息中心的接口、图像处理后可以检测人脸眼睛和嘴巴的状态。在驾驶人处于出非安全状态时，可对其进行快速检测。一般的，驾驶人非安全状态有以下几种情况：(1)没有脉搏，出现报警信号，如死亡；(2)驾驶人有脉搏，人脸检测发现眼、嘴频率非正常，出现报警信号，如休克；(3)驾驶人有脉搏，或许突变，人脸检测正常，但是未接管，出现报警信号，如疾病。
人脸检测使用Adaboost算法判断眼部状态，使用基于大律法二值化判断嘴部状态，Adaboost算法能准确的对人脸进行检测，采用积分垂直投影法可以判断驾驶人眼镜佩戴状况，若戴眼镜，采用灰度直方图统计特征法进行眼部识别。
利用自适应二值法对嘴巴形状进行分析，采用似圆度法看嘴巴张开的程度。通过该驾驶人安全状态辨识模块，能识别人机共驾环境下驾驶人的非安全状态，
信息中心，用于根据驾驶人安全状态辨识模块的结果，将车辆调整为安全状态，并确定车辆的目的地，触发路径规划模块工作，并联系相关部门；
路径规划模块，是在判断出驾驶人未接管出现了非安全状态后，配合信息中心的指令进行操作，此模块中包括差分GPS定位以及最优路径选择等功能，确保驾驶人能尽快的被抢救。
如图2所示是本发明的工作流程图，具体的实现功能是，
首先在人机共驾环境下，信息中心犹如大脑指示驾驶人接管模块发出接管请求，车载设备和驾驶人上车时佩戴的智能耳机都能接收到该指令，若驾驶人接管则驾驶人安全辨识模块不工作；若驾驶人没有接管则启动驾驶人安全辨识模块；所述智能耳机能采集到驾驶人的脉搏信号、摄像头能采集驾驶人的脸部信号。对驾驶人的状态进行分析的同时再次传输更强接管信号。若驾驶人接管则继续监视，反之，说明驾驶人出现了非安全状态，车辆会打开双闪、降速、靠边停车，信息传递到信息中心，信息中心启动路径规划模块和联系相关部门，将驾驶人送到就近的医院、商店、加油站，以确保道路安全以及驾驶人的安全。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，其特征在于，包括：
接管请求模块，用于根据指令向驾驶人发出从自动驾驶切换到人工驾驶的接管请求；
接管状态判断模块，用于根据传感器信息判断驾驶人是否响应了接管请求；所述传感器包括方向盘转角传感器、制动系统压力传感器；用于感应方向盘转角和制动系统的变化；
若驾驶人未响应接管请求，则触发驾驶人安全状态辨识模块；
驾驶人安全状态辨识模块，用于在驾驶人未响应接管请求时，对驾驶人所处的状态进行分析，获得驾驶人是否处于非安全状态；所述非安全状态为包括死亡、休克、疾病、深度睡眠在内的特殊生理状态；
信息中心，用于根据驾驶人安全状态辨识模块的结果，将车辆调整为安全状态，并确定车辆的目的地，触发路径规划模块工作，并联系相关部门；
所述将车辆调整为安全状态为控制车辆打开双闪、降速，然后靠边停车；
所述目的地为就近的医院；
路径规划模块，用于根据目的地，自动进行路径规划。
2.根据权利要求1所述的人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，其特征在于，所述驾驶人安全状态辨识模块中，对驾驶人所处的状态进行分析，具体如下：
1)通过驾驶人佩戴的智能耳机采集驾驶人的脉搏信号，通过人脸识别装置采集驾驶人的脸部信号；
2)根据采集的信号进行驾驶人状态分析，包括：
驾驶人没有脉搏，判断驾驶人处于非安全状态；驾驶人有脉搏，但人脸检测结果中眼睛不动，判断驾驶人处于非安全状态；驾驶人有脉搏但存在突变，人脸检测正常，判断驾驶人处于非安全状态；
驾驶人脉搏信号正常且人脸检测正常，则触发接管请求模块再次发送接管请求，若在设定时间内，驾驶人未响应接管请求，则判断驾驶人处于非安全状态。
3.根据权利要求1所述的人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，其特征在于，所述接管请求模块中通过车载语音设备和智能耳机以语音信号的形式发出接管请求。
4.根据权利要求1所述的人机共驾环境下驾驶权限切换过程中驾驶人非正常状态监测系统，其特征在于，所述路径规划模块中，根据目的地，进行路径规划为时间优先路径规划。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191129 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |