CN111605556B - 一种防路怒症识别及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防路怒症识别及控制系统，包括人员状态监测模块、卫星通讯模块、驾驶员路怒判定模块、驾驶优化模块、语音提示模块；人员状态监测模块包含驾驶员识别子模块、声音收集子模块、压力感知子模块和表情识别子模块，主要用于收集、分析行车途中驾驶员驾驶状态数据；卫星通讯模块用于收集并分析车辆所在位置的实时路况信息；驾驶员路怒判定模块用于判断驾驶员是否为路怒状态并划分路怒程度，向驾驶优化模块与语音提示模块传达相应指令；驾驶优化模块包含基本控制子模块与人机共驾子模块，根据路怒程度对车辆进行管控，对驾驶员的操作进行修正；语音提示模块根据路怒程度对驾驶员进行劝阻并提示乘客劝慰驾驶员。

Description

一种防路怒症识别及控制系统

技术领域

本发明属于自动驾驶及交通安全驾驶领域，涉及一种汽车辅助驾驶系统，涉及驾驶员路怒的识别及控制。

背景技术

随着中国汽车数量增多，由于驾驶员的路怒行为导致的交通事故也频频发生。一旦路怒行为发生，会引起驾驶员的情绪大幅度波动，使驾驶员对路面情况的判断能力以及对车辆操控的稳定性大幅度下降，极易引发交通事故造成不必要的损失，甚至导致驾驶员主动寻衅，严重影响交通安全。

目前识别驾驶员路怒的方法大多采用一到两种识别方式，识别方式不够综合全面。若任一识别系统或者识别模块出现故障则会使路怒识别的准确率降低甚至无法进行路怒识别工作。例如公开号为CN109498041A的专利公开了一种“基于脑电与脉搏信息的驾驶员路怒状态识别方法”通过收集、分析驾驶员的脑电信号、脉搏信号对驾驶员是否路怒进行判定。

目前诸多对缓解驾驶员路怒情绪，提高行车稳定性安全性的解决方法并不是非常细致，存在很大的优化空间。比如公开号为CN110525447A的专利公开了“一种防商用车驾驶员路怒的人机共驾系统”，对驾驶员的路怒程度分为无路怒，轻度路怒，完全路怒三种状态，并分别给出解决方法。

因此，可以增加不同的方式对驾驶员的实时状态以及行车信息加以收集分析，使对驾驶员是否路怒的评判结果更具有说服力和可行性；同时也可以对路怒程度进行细致划分，对不同路怒程度予以细致化的应对方式，尽可能减少驾驶员的路怒情绪，保障行车安全。

发明内容

为了解决由于驾驶员路怒症导致的行车安全问题，并兼顾路怒识别的全面性、准确性与缓解驾驶员路怒方式的可行性，平滑性，本发明提供一种防路怒症识别及控制系统，通过身份识别、声音识别、压力感知、表情识别分别对驾驶员的实时状态进行分析，通过卫星通讯对实时路况状态进行分析，对驾驶员的驾驶状态有较全面的把握；通过加权计算路怒程度x，根据路怒程度x对驾驶数据进行无级修正，并且设有人工控制按钮，可以进一步保障行车安全。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种防路怒症识别及控制系统，其特征在于：包括人员状态监测模块、卫星通讯模块、驾驶员路怒判定模块、驾驶优化模块、语音提示模块。

所述人员状态监测模块包含驾驶员识别子模块、声音收集子模块、压力感知子模块和表情识别子模块。

驾驶员识别子模块用于确定驾驶员年龄、性别、驾驶习惯。

声音收集子模块用于收集车内声音，识别驾驶员和乘客的声音并进行分析。

压力感知子模块用于收集驾驶员的驾驶状态数据并进行分析，由驾驶员座椅、方向盘、油门踏板、制动踏板、挡位操纵杆、汽车组合开关、安全带上加装的高精度压力传感器阵列与处理器组成，多组高精度压力传感器阵列可以对驾驶员的背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部施力情况进行收集分析，对捶打方向盘、突然后靠、猛踩踏板、用力开启组合开关及打开双闪灯的明显怒路动作可以轻易给出较高评分用以路怒程度x判定；即使驾驶员的路怒动作不明显，也能对驾驶员的动作状态进行准确收集分析用以进行路怒程度x判定。

表情识别子模块由置于仪表盘上方的高清摄像头与处理器组成，用于识别驾驶员表情并进行分析。

所述卫星通讯模块用于收集并分析车辆所在位置的实时路况信息：收集车辆所在地理位置及所在位置车流量大小、道路类型，并将收集的实时路况信息传达给驾驶员路怒判定模块。

所述驾驶员路怒判定模块用于整合分析人员状态监测模块和卫星通讯模块分析后的数据，判断驾驶员是否为危险预警状态或路怒状态，并且划分路怒程度x，根据路怒程度x向驾驶优化模块与语音提示模块传达指令。

所述驾驶优化模块包含基本控制子模块与人机共驾子模块；在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态或危险预警状态时，启用基本控制子模块，对鸣笛、摇车窗、开远光灯操作进行管控；在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态时，根据路怒程度x通过人机共驾子模块对驾驶员的路怒驾驶行为进行修正。

所述语音提示模块在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为危险预警状态或路怒状态后，对驾驶员进行劝阻，并提示乘客劝慰驾驶员；当路怒程度x大于等于x2时，向所预存的紧急联系人拨打求助电话。

进一步的，所述人员状态检测模块中的驾驶员识别子模块用于在车辆行驶前确定驾驶员身份并给出相应修正参数；驾驶员识别子模块工作步骤如下：

人员状态监测模块中的驾驶员识别子模块通过指纹识在车辆行驶前确定驾驶员身份；不同驾驶员可提前录入指纹，输入性别及年龄；驾驶员识别子模块识别驾驶员身份后，对应其性别及年龄给出修正参数S，通过声音收集子模块、压力感知子模块调取相应驾驶员的驾驶习惯数据A、B，并将数据S、A、B发送给驾驶员路怒判定模块。

进一步的，所述人员状态监测模块中的声音收集子模块用于对车辆内部声音进行实时收集；并且将驾驶员和乘客声音分离、分析并储存；声音收集子模块工作步骤如下：

声音收集子模块将驾驶员和乘客声音分离，同时分析得出相应驾驶员、乘客在正常情况下与非正常情况下的语调、响度数据并储存；同时分别判断驾驶员和乘客声音是否含有粗暴的语句，若无粗暴语句，赋值为0，若含有粗暴语句，例如“这个破车”，根据每5s内粗暴语句数量分别赋值为a1、a2，粗暴语句数量越多，数值a1、a2越大；同时分别判断驾驶员与乘客声音的语调，与其正常时声音的语调对比，正常语调赋值为0，愤怒语调分别赋值为b1、b2，愤怒程度越高，数值b1、b2越大；同时分别判断驾驶员与乘客声音的响度，与其正常时声音的响度对比，正常响度赋值为0，大于正常响度时，将其分别赋值为 c1、c2，响度越大，数值c1、c2越大；同时将实时a1、a2、b1、b2、c1、c2数据发送给驾驶员路怒判定模块。

在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员、乘客声音在正常情况下与非正常情况下的语调、响度数据进行更新，并更新相应驾驶员在声音方面驾驶习惯数据A。

进一步的，所述人员状态监测模块中的压力感知子模块通过座椅、安全带、方向盘、油门踏板、制动踏板、挡位操纵杆、汽车组合开关上七组高精度压力传感器阵列对驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部用力状态进行实时收集，同时综合判定驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部用力状态，通过处理器分析得出相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下的各个部位用力状态数据并储存；若为正常状态，评分为0，若为路怒状态，给出评分d，同时将实时评分数据d发送给驾驶员路怒判定模块。

在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部的用力状态数据进行更新，并更新相应驾驶员在用力状态方面驾驶习惯数据B。

进一步的，所述人员状态监测模块中的表情识别模块由置于仪表盘上方的高清摄像头与处理器组成。

高清摄像头用于捕捉驾驶员的面部表情，帧率设定为12fps.

高清摄像头捕捉后的图像传输给处理器进行识别分类，得出相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下的实时表情评分e并储存，同时将评分e发送给驾驶员路判定模块。

表情识别子模块将驾驶员的表情分为吃惊、害怕、厌恶、生气、悲伤、高兴六种，分别对应e1、e2、e3、e4、e5、0。

在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下驾驶员表情数据进行更新，并更新相应驾驶员在表情方面驾驶习惯数据C。

进一步的，所述卫星通讯模块通过接收卫星收集的数据将车辆所在地理位置车流量大小、道路类型进行分类。

车流量大小分为：畅通、缓行、拥堵，共3种；道路类型分为三大类：城市道路、公路、未知道路。

城市道路分为3种：快速路、主干道、次干道、支路。

公路分为5种：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。

卫星通讯模块将所在地理位置车流量大小、道路类型进行精准分类后，根据车流量大小确定系数m，根据道路类型确定系数n，将系数m，n发送给驾驶员路怒判定模块。

进一步的，所述驾驶员路怒判定模块将人员状态监测模块中的实时数据进行加权计算，并参照卫星通讯模块确定的系数m，n评定驾驶员路怒程度x。

设a1、b1、c1、d、e、a2、b2、c2数据的权重分别为i1、i2、i3、i4、i5、 j1、j2、j3，经计算给出实时总评分，即路怒程度x， x＝S+m*n*[A*(a1*i1+b1*i2+c1*i3)+B*d*i4+C*e*i5+a2*j1+b2*j2+c2*j3)]；S为相应驾驶员修正参数，a1、b1、c1为驾驶员实时声音评分，A为相应驾驶员声音方面驾驶习惯数据，d为驾驶员实时用力状态评分，B为相应驾驶员用力状态方面驾驶习惯数据，e为驾驶员实时表情评分，C为相应驾驶员表情方面驾驶习惯数据， a2、b2、c2为乘客实时声音评分，i1、i2、i3、i4、i5、j1、j2、j3为固定值，不随驾驶员或者乘客身份改变而改变。

设定x1,x2,x3,x4四个阈值,x4为最大值，且x1<x2<x3<x4，规定x2,x3,x4分别对应人工控制按钮中“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”时的x值，x小于x1时判定为正常驾驶状态，x大于等于x1时判定为危险预警状态，x大于等于x2时判定为路怒状态，同时根据评定的状态与路怒程度x向驾驶优化模块与语音提示模块发送相应指令。

进一步的，所述的驾驶员路怒判定模块中包含人工控制按钮，乘客可以随时对路怒判定模块做出的判断加以纠正，对行车安全加以双重保障。

人工控制按钮分别位于副驾驶车门处与后排车门处，按钮分别为“危险预警”“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”，“恢复正常状态”，“确认”。

为防止乘客误触，乘客需在按下“危险预警”，“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”，“恢复正常状态”按钮其中之一后用力按压“确认”按钮进行触发，确认按钮的阻尼较大。

当乘客触发“危险预警”按钮时，驾驶员路怒判定模块判定判定此时处于危险预警状态，向驾驶优化模块传达启动基本控制子模块指令，向语音提示模块传达语音提醒驾驶员的指令。

当乘客触发“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”按钮中的一个时，驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态，并向语音提示模块传达语音提醒驾驶员的指令，向驾驶优化模块传达启动基本控制子模块和人机共驾子模块指令，同时根据“轻度路怒状态”“中度路怒状态”“重度路怒状态”对应的路怒程度x2、x3、x4对驾驶员的操控输入进行优化；同时路怒判定模块不再评定驾驶员路怒程度x，直至乘客触发“恢复正常状态”按钮，驾驶员路怒判定模块恢复正常工作状态，驾驶优化模块与语音提示模块停止工作。

进一步的，所述驾驶优化模块中的基本控制子模块在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为危险预警状态或路怒状态时，对驾驶员两侧车窗、喇叭、远光灯权限进行限制，同时打开双闪灯，以警示周围车辆以免发生不必要的事故。

若驾驶员两侧车窗为打开状态，则立即对两侧车窗进行关闭，若为关闭状态则限制驾驶员下摇其两侧的车窗，从而防止驾驶员行车途中因路怒情绪打开车窗对其他司机进行指责、辱骂，导致路怒情绪进一步升级。

限制驾驶员按喇叭频率为f次/秒，平均时长为(1/f)秒/次，且降低喇叭音量，若驾驶员按喇叭频率或时长超出限制，则控制喇叭不发声，从而防止驾驶员因路怒情绪通过鸣笛方式故意干扰其他车辆行驶。

若远光灯为打开状态，则限制对远光灯进行关闭，若为关闭状态则限制远光灯打开，从而防止驾驶员因路怒情绪通过远光灯故意干扰其他车辆行驶；同时也保证了在车辆需要使用远光灯的情况下能继续使用远光灯。

因为存在大雾、霾等多种能见度较低的天气情况或者高速路夜间行驶情况需要打开远光灯，存在需要使用喇叭进行提示或警示车辆和行人的情况，为了保证喇叭、远光灯能在急需时正常使用，存在应急恢复按钮，置于双闪按钮稍靠上位置；按下应急恢复按钮，恢复喇叭、远光灯正常权限。

直至驾驶员路怒状态结束恢复正常状态，车窗、喇叭、远光灯、双闪灯恢复路怒前状态，驾驶员控制权限予以全部恢复。

进一步的，所述驾驶优化模块中的人机共驾子模块，根据驾驶员路怒判定模块评定的驾驶员路怒程度x对驾驶员的操控输入进行优化，若判定驾驶员为路怒状态，则对驾驶员操纵方向盘的方向盘转角输入数据、油门踏板、制动踏板的输入数据进行无级修正。

修修正程度大小y根据根距x大小增长，即：y＝(x-x2)/(x4-x2)，这样在保证行车安全的同时尽可能的保证了驾驶员操控的舒适性，减少因为输入数据修正进一步引起驾驶员路怒。

进一步的，所述语音提示模块能根据驾驶员路怒判定模块判定的驾驶员路怒程度x分别对驾驶员与乘客进行语音提示。

例如：在驾驶员为路怒状态时，提示驾驶员：“道路千万条，安全第一条！为了您和乘客的安全，请不要路怒驾驶”，提示乘客：“请您安抚驾驶员，驾驶员现在有严重的路怒情绪”。

在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态，即路怒程度x大于等于x2 时，驾驶员路怒判定模块会下达指令使语音提示模块向所预存的紧急联系人拨打求助电话，并提醒驾驶员“已向紧急联系人拨打求助电话，请不要路怒驾驶”。

紧急联系人可预设多个，拨打求助电话时按照第一紧急联系人、第二紧急联系人......顺序依次拨打直至电话拨通。

进一步的，因乘客触发“危险预警”“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”按钮其中之一而启动语音提示模块时，语音提示模块只发送对驾驶员的语音提醒，自动关闭对乘客的语音提醒；

直至乘客按下“恢复正常状态”按钮，语音提示模块恢复正常状态，停止工作，即不会对驾驶员或乘客做出语音提醒，等待驾驶员路怒判定模块发出指令。

附图说明

图1为本发明一种防路怒症识别及控制系统的系统结构。

图2为本发明的系统工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的描述更加清楚，以下结合附图，对本发明进行更加详细的阐述。可以理解，此处的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如附图1、图2所示，本发明是一种防路怒症识别及控制系统，其特征在于：包括人员状态监测模块、卫星通讯模块、驾驶员路怒判定模块、驾驶优化模块、语音提示模块。

所述人员状态监测模块包含驾驶员识别子模块、声音收集子模块、压力感知子模块和表情识别子模块。

驾驶员识别子模块用于确定驾驶员年龄、性别、驾驶习惯。

声音收集子模块用于收集车内声音，识别驾驶员和乘客的声音并进行分析。

压力感知子模块用于收集驾驶员的驾驶状态数据并进行分析，由驾驶员座椅、方向盘、油门踏板、制动踏板、挡位操纵杆、汽车组合开关、安全带上加装的高精度压力传感器阵列与处理器组成，多组高精度压力传感器阵列可以对驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部的施力情况进行收集分析，对捶打方向盘、突然后靠、猛踩踏板、用力开启组合开关打开双闪灯的明显怒路动作可以轻易给出较高评分用以路怒程度x判定；即使驾驶员的路怒动作不明显，也能对驾驶员的动作状态进行准确收集分析用以进行路怒程度x判定。

表情识别子模块由置于仪表盘上方的高清摄像头与处理器组成，用于识别驾驶员表情并进行分析。

所述卫星通讯模块用于收集并分析车辆所在位置的实时路况信息：收集车辆所在地理位置及所在位置车流量大小、道路类型，并将收集的实时路况信息传达给驾驶员路怒判定模块。

所述驾驶员路怒判定模块用于整合分析人员状态监测模块和卫星通讯模块分析后的数据，判断驾驶员是否为危险预警状态或路怒状态，并且划分路怒程度x，根据路怒程度x向驾驶优化模块与语音提示模块传达相应指令。

所述驾驶优化模块包含基本控制子模块与人机共驾子模块；在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态或危险预警状态时，启用基本控制子模块，对鸣笛、摇车窗、开远光灯操作进行管控。

在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态时，根据路怒程度x通过人机共驾子模块对驾驶员的路怒驾驶行为进行修正。

所述语音提示模块在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为危险预警状态或路怒状态后，对驾驶员进行劝阻，并提示乘客劝慰驾驶员；当路怒程度x大于等于x2时，向所预存的紧急联系人拨打求助电话。

进一步的，所述人员状态检测模块中的驾驶员识别子模块用于在车辆行驶前确定驾驶员身份并给出相应修正参数；驾驶员识别子模块工作步骤如下：

人员状态监测模块中的驾驶员识别子模块通过指纹识在车辆行驶前确定驾驶员身份；不同驾驶员可提前录入指纹，输入性别及年龄；驾驶员识别子模块识别驾驶员身份后，对应其性别及年龄给出修正参数S，通过声音收集子模块、压力感知子模块调取相应驾驶员的驾驶习惯数据A、B，并将数据S、A、B发送给驾驶员路怒判定模块。

进一步的，所述人员状态监测模块中的声音收集子模块用于对车辆内部声音进行实时收集；并且将驾驶员和乘客声音分离、分析并储存；声音收集子模块工作步骤如下：

声音收集子模块将驾驶员和乘客声音分离，同时分析得出相应驾驶员、乘客在正常情况下与非正常情况下的语调、响度数据并储存；同时分别判断驾驶员和乘客声音是否含有粗暴的语句，若无粗暴语句，赋值为0，若含有粗暴语句，例如“这个破车”，根据每5s内粗暴语句数量进行赋值为a1、a2，粗暴语句数量越多，数值a1、a2越大；然后分别判断驾驶员与乘客声音的语调，与其正常时声音的语调对比，正常语调赋值为0，愤怒语调分别赋值为b1、b2，愤怒程度越高，数值b1、b2越大；同时分别判断驾驶员与乘客声音的响度，与其正常时声音响度对比，正常响度赋值为0，大于正常响度时，将其分别赋值为c1、c2，响度越大，数值c1、c2越大。

同时声音收集子模块将实时a1、a2、b1、b2、c1、c2数据发送给驾驶员路怒判定模块。

在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员、乘客声音在正常情况下与非正常情况下的语调、响度数据进行更新，并更新相应驾驶员在声音方面驾驶习惯数据A。

进一步的，所述人员状态监测模块中的压力感知子模块通过座椅、安全带、方向盘、油门踏板、制动踏板、挡位操纵杆、汽车组合开关上七组高精度压力传感器阵列对驾驶员臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部用力状态进行实时收集，同时综合判定驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部用力状态，通过处理器分析得出相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下的各个部位用力状态数据并储存；若为正常状态，评分为0，若为路怒状态，给出评分d，同时将实时评分数据d发送给驾驶员路怒判定模块。

在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部的用力状态数据进行更新，并更新相应驾驶员在用力状态方面驾驶习惯数据B。

进一步的，所述人员状态监测模块中的表情识别子模块由置于仪表盘上方的高清摄像头与处理器组成。

高清摄像头用于捕捉驾驶员的面部表情，帧率设定为12fps。

高清摄像头捕捉后的图像传输给处理器进行识别分类，得出相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下的实时情绪评分e并储存，同时将评分e发送给驾驶员路判定模块。

表情识别子模块将驾驶员的表情分为吃惊、害怕、厌恶、生气、悲伤、高兴六种，分别对应e1、e2、e3、e4、e5、0。

在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下驾驶员情绪数据进行更新，并更新相应驾驶员在情绪方面驾驶习惯数据C。

进一步的，所述卫星通讯模块通过接收卫星收集的数据将车辆所在地理位置车流量大小、道路类型进行分类。

车流量大小分为：畅通、缓行、拥堵，共3种；道路类型分为三大类：城市道路、公路、未知道路。

城市道路分为3种：快速路、主干道、次干道、支路。

公路分为5种：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。

卫星通讯模块将所在地理位置车流量大小、道路类型进行精准分类后，根据车流量大小确定系数m，根据道路类型确定系数n，将系数m，n发送给驾驶员路怒判定模块。

进一步的，所述驾驶员路怒判定模块将人员状态监测模块中的实时数据进行加权计算，并参照卫星通讯模块确定的系数m，n评定驾驶员路怒程度x。

设a1、b1、c1、d、e、a2、b2、c2数据的权重分别为i1、i2、i3、i4、i5、 j1、j2、j3，经计算给出实时总评分，即路怒程度x， x＝S+m*n*[A*(a1*i1+b1*i2+c1*i3)+B*d*i4+C*e*i5+a2*j1+b2*j2+c2*j3)]。

S为相应驾驶员修正参数，a1、b1、c1为驾驶员实时声音评分，A为相应驾驶员声音方面驾驶习惯数据，d为驾驶员实时用力状态评分，B为相应驾驶员用力状态方面驾驶习惯数据，e为驾驶员实时表情评分，C为相应驾驶员表情方面驾驶习惯数据，a2、b2、c2为乘客实时声音评分，i1、i2、i3、i4、i5、j1、j2、 j3为固定值，不随驾驶员或者乘客身份改变而改变。

设定x1,x2,x3,x4四个阈值,x4为最大值，且x1<x2<x3<x4，规定x2,x3,x4分别对应人工控制按钮中“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”时的x值，x小于x1时判定为正常驾驶状态，x大于等于x1时判定为危险预警状态，x大于等于x2时判定为路怒状态，同时根据评定的状态与路怒程度x向驾驶优化模块与语音提示模块发送相应指令。

进一步的，所述的驾驶员路怒判定模块中包含人工控制按钮，乘客可以随时对路怒判定模块做出的判断加以纠正，对行车安全加以双重保障。

人工控制按钮分别位于副驾驶车门处与后排车门处，按钮分别为“危险预警”“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”，“恢复正常状态”，“确认”。

为防止乘客误触，乘客需在按下“危险预警”，“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”，“恢复正常状态”按钮其中之一后用力按压“确认”按钮进行触发，确认按钮的阻尼较大。

当乘客触发“危险预警”按钮时，驾驶员路怒判定模块判定判定此时处于危险预警状态，向驾驶优化模块传达启动基本控制子模块指令，向语音提示模块传达语音提醒驾驶员的指令。

当乘客触发“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”按钮中的一个时，驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态，并向语音提示模块传达语音提醒驾驶员的指令，向驾驶优化模块传达启动基本控制子模块和人机共驾子模块指令，同时根据“轻度路怒状态”“中度路怒状态”“重度路怒状态”对应的路怒程度x2、x3、x4对驾驶员的操控输入进行优化；同时路怒判定模块不再评定驾驶员路怒程度x，直至乘客触发“恢复正常状态”按钮，驾驶员路怒判定模块恢复正常工作状态，驾驶优化模块与语音提示模块停止工作。

进一步的，所述驾驶优化模块中的基本控制子模块在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为危险预警状态或路怒状态时，对驾驶员两侧车窗、喇叭、远光灯权限进行限制，同时打开双闪灯，以警示周围车辆以免发生不必要的事故。

若驾驶员两侧车窗为打开状态，则立即对两侧车窗进行关闭，若为关闭状态则限制驾驶员下摇其两侧的车窗，从而防止驾驶员行车途中因路怒情绪打开车窗对其他司机进行指责、辱骂，导致路怒情绪进一步升级。

限制驾驶员按喇叭频率为f次/秒，平均时长为(1/f)秒/次，且降低喇叭音量，若驾驶员按喇叭频率或时长超出限制，则控制喇叭不发声，从而防止驾驶员因路怒情绪通过鸣笛方式故意干扰其他车辆行驶。

若远光灯为打开状态，则限制对远光灯进行关闭，若为关闭状态则限制远光灯打开，从而防止驾驶员因路怒情绪通过远光灯故意干扰其他车辆行驶；同时也保证了在车辆需要使用远光灯的情况下能继续使用远光灯。

因为存在大雾、霾等多种能见度较低的天气情况或者高速路夜间行驶情况需要打开远光灯，存在需要使用喇叭进行提示或警示车辆和行人的情况，为了保证喇叭、远光灯能在急需时正常使用，存在应急恢复按钮，置于双闪按钮稍靠上位置；按下远光灯应急恢复按钮，恢复喇叭、远光灯正常权限。

此外若因乘客触发“危险”按钮引起驾驶员路怒判定模块启动基本控制子模块，则打开双闪灯。

直至驾驶员路怒状态结束恢复正常状态，车窗、喇叭、远光灯、双闪灯恢复路怒前状态，驾驶员控制权限予以全部恢复。

进一步的，所述驾驶优化模块中的人机共驾子模块，根据驾驶员路怒判定模块评定的驾驶员路怒程度x对驾驶员的操控输入进行优化，若判定驾驶员为路怒状态，则对驾驶员操纵方向盘的方向盘转角输入数据、油门踏板、制动踏板的输入数据进行无级修正。

修正程度大小y根据根距x大小增长，即：y＝(x-x2)/(x4-x2)，这样在保证行车安全的同时尽可能的保证了驾驶员操控的舒适性，减少因为输入数据修正进一步引起驾驶员路怒。

进一步的，所述语音提示模块能根据驾驶员路怒判定模块判定的驾驶员路怒程度x分别对驾驶员与乘客进行语音提示。

例如：在驾驶员为路怒状态时，提示驾驶员：“道路千万条，安全第一条！为了您和乘客的安全，请不要路怒驾驶”，提示乘客：“请您安抚驾驶员，驾驶员现在有严重的路怒情绪”。

在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态，即路怒程度x大于等于x2 时，驾驶员路怒判定模块会下达指令使语音提示模块向所预存的紧急联系人拨打求助电话，并提醒驾驶员“已向紧急联系人拨打求助电话，请不要路怒驾驶”。

紧急联系人可预设多个，拨打求助电话时按照第一紧急联系人、第二紧急联系人......顺序依次拨打直至电话拨通。

进一步的，因乘客触发“危险预警”“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”按钮其中之一而启动语音提示模块时，语音提示模块只发送对驾驶员的语音提醒，自动关闭对乘客的语音提醒；直至乘客按下“恢复正常状态”按钮，语音提示模块恢复正常状态，停止工作，即不会对驾驶员或乘客做出语音提醒，等待驾驶员路怒判定模块发出指令。

本发明通过驾驶员身份识别、声音识别、压力感知、表情识别以及卫星通讯路况信息多种行车信息收集、分析方式综合评定驾驶员的驾驶状态，对驾驶员的驾驶状态有较全面的把握，并且对不同的驾驶员实现不同的优化，避免了单一识别方式判定路怒状态误差较大或评定等级不够平滑的现象。并且本发明设有人工怒路状态评定按钮，避免了出现严重的路怒状况而系统没有正确识别路怒状态或者评定的路怒程度较低或者过高的现象；针对驾驶员路怒缓解方法不够细致、平滑、可靠的问题，本发明设置了无级修正驾驶操控输入数据的方式，并且设有对驾驶员、乘客不同的提醒语音，为防止路怒症，保障行车安全实现了多重保险。

Claims (3)

1.一种防路怒症识别及控制系统，其特征在于：包括人员状态监测模块、卫星通讯模块、驾驶员路怒判定模块、驾驶优化模块、语音提示模块；

所述人员状态监测模块包含驾驶员识别子模块、声音收集子模块、压力感知子模块和表情识别子模块；驾驶员识别子模块通过指纹识在车辆行驶前确定驾驶员身份；不同驾驶员可提前录入指纹，输入性别及年龄；驾驶员识别子模块识别驾驶员身份后，对应其性别及年龄给出修正参数S，通过声音收集子模块、压力感知子模块调取相应驾驶员的驾驶习惯数据A、B，并将数据S、A、B发送给驾驶员路怒判定模块；声音收集子模块用于对车辆内部声音进行实时收集；并且将驾驶员和乘客声音分离、分析；同时分析得出相应驾驶员、乘客在正常情况下与非正常情况下的语调、响度数据并储存；同时分别判断驾驶员和乘客声音是否含有粗暴的语句，若无粗暴语句，赋值为0，若含有粗暴语句，根据每5s内粗暴语句数量分别赋值为a1、a2，粗暴语句数量越多，数值a1、a2越大；同时分别判断驾驶员与乘客声音的语调，与其正常时声音的语调对比，正常语调赋值为0，愤怒语调分别赋值为b1、b2，愤怒程度越高，数值b1、b2越大；同时分别判断驾驶员与乘客声音的响度，与其正常时声音的响度对比，正常响度赋值为0，大于正常响度时，将其分别赋值为c1、c2，响度越大，数值c1、c2越大；同时将实时a1、a2、b1、b2、c1、c2数据发送给驾驶员路怒判定模块；在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员、乘客声音在正常情况下与非正常情况下的语调、响度数据进行更新，并更新相应驾驶员在声音方面驾驶习惯数据A；压力感知子模块通过座椅、安全带、方向盘、油门踏板、制动踏板、挡位操纵杆、汽车组合开关上七组高精度压力传感器阵列对驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部用力状态进行实时收集，同时综合判定驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部用力状态，通过处理器分析得出相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下的各个部位用力状态数据并储存；若为正常状态，评分为0，若为路怒状态，给出评分d，同时将实时评分数据d发送给驾驶员路怒判定模块；在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下驾驶员背部、臀部、腿部、腹部、胸部、手部、脚部的用力状态数据进行更新，并更新相应驾驶员在用力状态方面驾驶习惯数据B；表情识别子模块由置于仪表盘上方的高清摄像头与处理器组成，用于识别驾驶员表情并进行分析；高清摄像头用于捕捉驾驶员的面部表情，帧率设定为12fps，捕捉后的图像传输给处理器进行识别分类，得出相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下的实时表情评分e并储存，同时将实时评分e发送给驾驶员路判定模块；在每次驾驶结束时，结合旧数据与本次驾驶所得数据，对相应驾驶员在正常情况下与非正常情况下驾驶员表情数据进行更新，并更新相应驾驶员在表情方面驾驶习惯数据C；表情识别子模块将驾驶员的表情分为吃惊、害怕、厌恶、生气、悲伤、高兴六种，分别对应e1、e2、e3、e4、e5、0；

所述卫星通讯模块用于收集并分析车辆所在位置的实时路况信息：卫星通讯模块通过接收卫星收集的数据将车辆所在地理位置车流量大小、道路类型进行分类；车流量大小分为：畅通、缓行、拥堵，共3种；道路类型分为三大类：城市道路、公路、未知道路；城市道路分为3种：快速路、主干道、次干道、支路；公路分为5种：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路；卫星通讯模块将所在地理位置车流量大小、道路类型进行精准分类后，根据车流量大小确定系数m，根据道路类型确定系数n，将系数m，n发送给驾驶员路怒判定模块；

所述驾驶员路怒判定模块将人员状态监测模块中的实时数据进行加权计算，并参照卫星通讯模块确定的系数m，n评定驾驶员路怒程度x；设a1、b1、c1、d、e、a2、b2、c2数据的权重分别为i1、i2、i3、i4、i5、j1、j2、j3，经计算给出实时总评分，即路怒程度x，x=S+m*n*[A*(a1*i1+b1*i2+c1*i3)+B*d*i4+C*e*i5+a2*j1+b2*j2+c2*j3)]；设定x1,x2,x3,x4四个阈值,x4为最大值，且x1<x2<x3<x4，规定x2,x3,x4分别对应人工控制按钮中“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”时的x值，x小于x1时判定为正常驾驶状态，x大于等于x1时判定为危险预警状态，x大于等于x2时判定为路怒状态，同时根据评定的状态与路怒程度x向驾驶优化模块与语音提示模块发送相应指令；

所述驾驶优化模块包含基本控制子模块与人机共驾子模块；驾驶优化模块中的基本控制子模块在驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为危险预警状态或路怒状态时，对驾驶员两侧车窗、喇叭、远光灯权限进行限制，同时打开双闪灯；若驾驶员两侧车窗为打开状态，则立即对两侧车窗进行关闭，若为关闭状态则限制驾驶员下摇其两侧的车窗；限制驾驶员按喇叭频率为f次/秒，平均时长为(1/f)秒/次，且降低喇叭音量，若驾驶员按喇叭频率或时长超出限制，则控制喇叭不发声；若远光灯为打开状态，则限制对远光灯进行关闭，若为关闭状态则限制远光灯打开；直至驾驶员路怒状态结束恢复正常状态，车窗、喇叭、远光灯、双闪灯恢复路怒前状态，驾驶员控制权限予以全部恢复；驾驶优化模块中的人机共驾子模块，根据驾驶员路怒判定模块评定的驾驶员路怒程度x对驾驶员的操控输入进行优化，若判定驾驶员为路怒状态，则对驾驶员操纵方向盘的方向盘转角输入数据、油门踏板、制动踏板的输入数据进行无级修正；修正程度大小y根据x大小增长，即：y=(x-x2)/(x4-x2)，这样在保证行车安全的同时尽可能的保证了驾驶员操控的舒适性，减少因为输入数据修正进一步引起驾驶员路怒。

2.根据权利要求1所述的一种防路怒症识别及控制系统，其特征在于：

所述的驾驶员路怒判定模块中包含人工控制按钮，乘客可以随时对路怒判定模块做出的判断加以纠正，对行车安全加以双重保障；人工控制按钮分别位于副驾驶车门处与后排车门处，按钮分别为“危险预警”，“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”，“恢复正常状态”，“确认”；为防止乘客误触，乘客需在按下“危险预警”“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”，“恢复正常状态”按钮其中之一后用力按压“确认”按钮进行触发，确认按钮的阻尼较大；当乘客触发“危险预警”按钮时，驾驶员路怒判定模块判定此时处于危险预警状态，向驾驶优化模块传达启动基本控制子模块指令，向语音提示模块传达语音提醒驾驶员的指令；当乘客触发“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”按钮中的一个时，驾驶员路怒判定模块判定驾驶员为路怒状态，并向语音提示模块传达语音提醒驾驶员的指令，向驾驶优化模块传达启动基本控制子模块和人机共驾子模块指令，同时根据“轻度路怒状态”，“中度路怒状态”，“重度路怒状态”对应的路怒程度x2、x3、x4对驾驶员的操控输入进行优化，同时路怒判定模块不再评定驾驶员路怒程度x，直至乘客触发“恢复正常状态”按钮，驾驶员路怒判定模块恢复正常工作状态，驾驶优化模块与语音提示模块停止工作。

3.根据权利要求1所述的一种防路怒症识别及控制系统，其特征在于：

所述的驾驶优化模块中基本控制子模块在驾驶员为危险预警状态或路怒状态时对喇叭、远光灯权限进行限制，为了保证喇叭、远光灯能在急需时正常使用，存在应急恢复按钮，置于双闪按钮稍靠上位置；按下应急恢复按钮，恢复喇叭、远光灯正常权限。

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