CN111645691A - 一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，包括外部环境感知模块、内部环境感知模块、信息融合处理模块、行车数据采集模块、驾驶行为采集模块、驾驶场景判定模块、驾驶行为决策模块、驾驶行为评估模块和车辆电源管理模块，外部环境感知模块和内部环境感知模块的输出端均与信息融合处理模块的输入端通信连接，外部环境感知模块的输出端与驾驶场景判定模块的输入端通信连接，信息融合处理模块与驾驶行为决策模块的输入端通信连接，驾驶行为决策模块与驾驶行为采集模块均与驾驶行为评估模块的输入端通信连接，本发明能够对驾驶员的实时驾驶行为进行评估，因此能提高驾驶员驾驶车辆的驾驶安全、有效降低交通事故发生的概率。

Description

一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统
技术领域
本发明涉及车辆安全驾驶技术领域，具体为一种基于综合环境感知的驾 驶行为评估体系系统。
背景技术
驾驶行为是指驾驶员在车辆行驶中进行的操控行为，例如行车速度、加 速、刹车、转弯等。不同的驾驶行为会对安全行驶造成影响，不良的驾驶行 为对安全及汽车油耗的造成不良影响。
随着目前全球交通事故多发率的不断增长，交通安全和交通拥堵 问题日益严峻。这些都给我国道路交通安全和道路交通环境带来了巨 大的压力。现有的交通设施及道路条件已经无法满足快速膨胀的交通 需求，交通拥堵、交通事故和交通污染等社会化问题日益凸显。
车辆驾驶的关键问題包括环境感知、行为评估、行为决策与运动规划以 及车辆控制等。驾驶行为决策能力是驾驶车辆智能化水平的一个重要体现。 驾驶车辆的行为决策需要依靠行为评估系统来进行驾驶策略的选择，根据当 前的行驶状态、驾驶任务和道路环境感知信息，对车辆下一时刻的驾驶行为 进行决策，并将决策结果传递给运动规划系统。目前对于驾驶的研究集中在 对车辆转向控制、路径规划和交通标志检测和避障上，对于驾驶行为评估的 研究非常少。
但是一般方案得出评价结果所依据的数据仅仅是车辆的数据，并未考虑 到环境因素和驾驶员本身的因素，故该方案所得出的评价结果依旧过于片面， 无法较真实地反映驾驶技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于综合环境感 知的驾驶行为评估体系系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于综合环境感知的 驾驶行为评估体系系统，包括外部环境感知模块、内部环境感知模块、信息 融合处理模块、行车数据采集模块、驾驶行为采集模块、驾驶场景判定模块、 驾驶行为决策模块、驾驶行为评估模块和车辆电源管理模块，所述外部环境 感知模块包括视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器、图像传 感器、卫星导航模块和高精度电子地图，所述内部环境感知模块包括烟雾传 感器、火焰传感器、温湿度传感器和酒精传感器，所述外部环境感知模块和 所述内部环境感知模块的输出端均与所述信息融合处理模块的输入端通信连 接，所述外部环境感知模块的输出端与所述驾驶场景判定模块的输入端通信 连接，所述信息融合处理模块与所述驾驶行为决策模块的输入端通信连接， 所述驾驶行为决策模块与所述驾驶行为采集模块均与驾驶行为评估模块的输 入端通信连接，所述行车数据采集模块包括发动机转速控制单元、油耗记录 单元、车辆速度记录单元和车辆换道记录单元，所述信息融合处理模块、行 车数据采集模块、驾驶场景判定模块和车辆电源管理模块均设于工业控制计 算机内部，且所述外部环境感知模块、内部环境感知模块、信息融合处理模 块、行车数据采集模块、驾驶行为采集模块、驾驶场景判定模块均与所述车 辆电源管理模块电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述卫星导航模块为GPS导航模块、 北斗导航模块或者伽利略导航模块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述信息融合处理模块处理的融合处 理的信息包括视觉信息、建模信息、动态信息、定位信息和所述高精度电子 地图的道路信息。
作为本发明的一种优选技术方案，所述驾驶场景判定模块所判定的驾驶 场景包括直线道路、十字路口、三叉路口和U型转弯。
作为本发明的一种优选技术方案，所述驾驶行为采集模块所采集的信息 包括驾驶员眼皮闭合度、眨眼频率、目光专注度和转弯加速度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述车辆电源管理模块包括电源数据 采集单元、电源数据显示单元、状态估计单元、电源数据通信单元、电源安 全管理单元。
作为本发明的一种优选技术方案，所述视觉传感器的型号为 In-Sight2000视觉传感器，所述毫米波雷达的型号为ARS408-21，所述激光 雷达的型号为VLP-16，所述超声波传感器的型号为KS106，所述图像传感器 的型号为IMX586。
作为本发明的一种优选技术方案，所述烟雾传感器的型号为MQ-2，所述 火焰传感器的型号为YJH708火焰传感器，所述温湿度传感器的型号为AM2320， 所述酒精传感器的型号为MQ-3B。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过使用外部环境感知模块、内部环境感知模块以及设置在工业 控制计算机内的信息融合处理模块、行车数据采集模块、驾驶行为采集模块、 驾驶场景判定模块和驾驶行为决策模块，外部环境感知模块包括视觉传感器、 激光雷达、毫米波雷达、GPS定位模块和电子高精度地图；驾驶场景判定模块 采用有限状态机模型，所判定的驾驶场景包括直线道路、十字路口、三叉路 口和U型转弯，驾驶行为决策模块采用基于ID决策树的驾驶行为判断决策模 型，在路上驾驶场景下的驾驶行为包括车道保持、匀速跟驰、加速跟驰、减速跟驰和变换车道；通过多种传感器感知外部环境信息和车辆内部信息，通 过信息融合处理模块对感知的综合环境信息进行融合处理，驾驶场景判定模 块判定当前车辆所处的驾驶场景，通过判定驾驶场景后决策驾驶行为，最后 通过驾驶行为决策模块实时决策出符合交通规则的驾驶行为，同时将驾驶员 实际驾驶行为通过驾驶行为采集模块传递至驾驶行为评估模块，将其与驾驶 行为决策模块实时决策出符合交通规则的驾驶行为进行对比，从而对驾驶员 的实时驾驶行为进行评估，因此能提高驾驶员驾驶车辆的驾驶安全、有效降低交通事故发生的概率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明电性连接示意图。
图中：1、外部环境感知模块；2、内部环境感知模块；3、信息融合处理 模块；4、行车数据采集模块；5、驾驶行为采集模块；6、驾驶场景判定模块； 7、车辆电源管理模块；8、视觉传感器；9、毫米波雷达；10、激光雷达；11、 超声波传感器；12、图像传感器；13、卫星导航模块；14、高精度电子地图； 15、烟雾传感器；16、火焰传感器；17、温湿度传感器；18、酒精传感器； 19、发动机转速控制单元；20、油耗记录单元；21、车辆速度记录单元；22、 车辆换道记录单元；23、驾驶行为决策模块；24、驾驶行为评估模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于综合环境感知的驾驶 行为评估体系系统，包括外部环境感知模块1、内部环境感知模块2、信息融 合处理模块3、行车数据采集模块4、驾驶行为采集模块5、驾驶场景判定模 块6、驾驶行为决策模块23、驾驶行为评估模块24和车辆电源管理模块7， 所述外部环境感知模块1包括视觉传感器8、毫米波雷达9、激光雷达10、超 声波传感器11、图像传感器12、卫星导航模块13和高精度电子地图14，所 述内部环境感知模块2包括烟雾传感器15、火焰传感器16、温湿度传感器17 和酒精传感器18，所述外部环境感知模块1和所述内部环境感知模块2的输 出端均与所述信息融合处理模块3的输入端通信连接，所述外部环境感知模 块1的输出端与所述驾驶场景判定模块6的输入端通信连接，所述信息融合 处理模块3与所述驾驶行为决策模块23的输入端通信连接，所述驾驶行为决 策模块23与所述驾驶行为采集模块5均与驾驶行为评估模块24的输入端通 信连接，所述行车数据采集模块4包括发动机转速控制单元19、油耗记录单 元20、车辆速度记录单元21和车辆换道记录单元22，所述信息融合处理模 块3、行车数据采集模块4、驾驶场景判定模块6和车辆电源管理模块7均设 于工业控制计算机内部，且所述外部环境感知模块1、内部环境感知模块2、 信息融合处理模块3、行车数据采集模块4、驾驶行为采集模块5、驾驶场景 判定模块6均与所述车辆电源管理模块7电性连接。
本实施例中，优选的，作为本发明的一种优选技术方案，所述卫星导航 模块13为GPS导航模块、北斗导航模块或者伽利略导航模块。
本实施例中，优选的，所述信息融合处理模块3处理的融合处理的信息 包括视觉信息、建模信息、动态信息、定位信息和所述高精度电子地图14的 道路信息。
本实施例中，优选的，所述行车数据采集模块4所判定的驾驶场景包括 直线道路、十字路口、三叉路口和U型转弯。
本实施例中，优选的，所述驾驶行为采集模块5所采集的信息包括驾驶 员眼皮闭合度、眨眼频率、目光专注度和转弯加速度。
本实施例中，优选的，所述车辆电源管理模块7包括电源数据采集单元、 电源数据显示单元、状态估计单元、电源数据通信单元、电源安全管理单元。
本实施例中，优选的，所述视觉传感器8的型号为In-Sight2000视觉传 感器，所述毫米波雷达9的型号为ARS408-21，所述激光雷达10的型号为 VLP-16，所述超声波传感器11的型号为KS106，所述图像传感器12的型号为 IMX586。
本实施例中，优选的，所述烟雾传感器15的型号为MQ-2，所述火焰传感 器16的型号为YJH708火焰传感器，所述温湿度传感器17的型号为AM2320， 所述酒精传感器18的型号为MQ-3B。
本发明的工作原理及使用流程：使用时，通过使用外部环境感知模块1、 内部环境感知模块2以及设置在工业控制计算机内的信息融合处理模块3、行 车数据采集模块4、驾驶行为采集模块5、驾驶场景判定模块6和驾驶行为决 策模块23，外部环境感知模块1包括视觉传感器8、激光雷达9、毫米波雷达 10、GPS定位模块11和电子高精度地图12；驾驶场景判定模块6采用有限状 态机模型，所判定的驾驶场景包括直线道路、十字路口、三叉路口和U型转 弯，驾驶行为决策模块23采用基于ID3决策树的驾驶行为判断决策模型，在 路上驾驶场景下的驾驶行为包括车道保持、匀速跟驰、加速跟驰、减速跟驰 和变换车道；通过多种传感器感知外部环境信息和车辆内部信息，通过信息 融合处理模块3对感知的综合环境信息进行融合处理，驾驶场景判定模块6 判定当前车辆所处的驾驶场景，通过判定驾驶场景后决策驾驶行为，最后通 过驾驶行为决策模块23实时决策出符合交通规则的驾驶行为，同时将驾驶员 实际驾驶行为通过驾驶行为采集模块5传递至驾驶行为评估模块24，将其与驾驶行为决策模块23实时决策出符合交通规则的驾驶行为进行对比，从而对 驾驶员的实时驾驶行为进行评估，因此能提高驾驶员驾驶车辆的驾驶安全、 有效降低交通事故发生的概率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (8)

1.一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，包括外部环境感知模块(1)、内部环境感知模块(2)、信息融合处理模块(3)、行车数据采集模块(4)、驾驶行为采集模块(5)、驾驶场景判定模块(6)、驾驶行为决策模块(23)、驾驶行为评估模块(24)和车辆电源管理模块(7)，其特征在于：所述外部环境感知模块(1)包括视觉传感器(8)、毫米波雷达(9)、激光雷达(10)、超声波传感器(11)、图像传感器(12)、卫星导航模块(13)和高精度电子地图(14)，所述内部环境感知模块(2)包括烟雾传感器(15)、火焰传感器(16)、温湿度传感器(17)和酒精传感器(18)，所述外部环境感知模块(1)和所述内部环境感知模块(2)的输出端均与所述信息融合处理模块(3)的输入端通信连接，所述外部环境感知模块(1)的输出端与所述驾驶场景判定模块(6)的输入端通信连接，所述信息融合处理模块(3)与所述驾驶行为决策模块(23)的输入端通信连接，所述驾驶行为决策模块(23)与所述驾驶行为采集模块(5)均与驾驶行为评估模块(24)的输入端通信连接，所述行车数据采集模块(4)包括发动机转速控制单元(19)、油耗记录单元(20)、车辆速度记录单元(21)和车辆换道记录单元(22)，所述信息融合处理模块(3)、行车数据采集模块(4)、驾驶场景判定模块(6)和车辆电源管理模块(7)均设于工业控制计算机内部，且所述外部环境感知模块(1)、内部环境感知模块(2)、信息融合处理模块(3)、行车数据采集模块(4)、驾驶行为采集模块(5)、驾驶场景判定模块(6)均与所述车辆电源管理模块(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述卫星导航模块(13)为GPS导航模块、北斗导航模块或者伽利略导航模块。
3.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述信息融合处理模块(3)处理的融合处理的信息包括视觉信息、建模信息、动态信息、定位信息和所述高精度电子地图(14)的道路信息。
4.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述驾驶场景判定模块(6)所判定的驾驶场景包括直线道路、曲线道路、十字路口、三叉路口、U型转弯、上坡和下坡。
5.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述驾驶行为采集模块(5)所采集的信息包括驾驶员眼皮闭合度、眨眼频率、目光专注度和转弯加速度。
6.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述车辆电源管理模块(7)包括电源数据采集单元、电源数据显示单元、状态估计单元、电源数据通信单元、电源安全管理单元。
7.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述视觉传感器(8)的型号为In-Sight2000视觉传感器，所述毫米波雷达(9)的型号为ARS408-21，所述激光雷达(10)的型号为VLP-16，所述超声波传感器(11)的型号为KS106，所述图像传感器(12)的型号为IMX586。
8.根据权利要求1所述一种基于综合环境感知的驾驶行为评估体系系统，其特征在于：所述烟雾传感器(15)的型号为MQ-2，所述火焰传感器(16)的型号为YJH708火焰传感器，所述温湿度传感器(17)的型号为AM2320，所述酒精传感器(18)的型号为MQ-3B。
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