CN114103635A - 车辆防误踩油门方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆防误踩油门方法及系统，所述方法包括：监测油门踏板状态，油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力；根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶；根据油门踏板状态和驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。本发明的车辆防误踩油门方法及系统，通过分析驾驶员的面部表情，识别驾驶员的驾驶意图，可间接判断车辆是否有危险，同时配合油门踏板的作用力和位移变化，综合分析驾驶员是否误踩油门，增加油门踏板防误踩的成功率，使油门是否被误踩的可信度增加，使车辆更加智能，减少了误判率，同时还提高了车辆防误踩发生碰撞的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆安全控制技术领域，尤其涉及一种车辆防误踩油门方法及系统。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，汽车普及率越来越高，人们对能够驾车上路的需求越来越多。但成为一名合格的驾驶员，不仅需要进行扎实的驾驶理论学习，还需要经过长时间的培训。但由于生活的快节奏，并不是每个人都能认真学习驾驶理论知识且在熟练驾驶后再上路行驶。有些人考完驾照后并没有机会开车上路，多年后买车时，才有机会驾驶，驾驶技术不过硬。这些都可能会导致不可估量的后果。除了以上情况，即使一个熟练的驾驶员偶尔也会大意而出错。而这些错误操作和事故中，把油门当成刹车误踩的示例不胜枚举。
目前，采用位移传感器或者采用位移传感器和力传感器识别驾驶员的踩油门踏板意图。仅通过位移传感器识别驾驶员是否有加速意图是不全面的。比如，对于驾驶风格比较激进的驾驶员，踩油门的速度比较快，此时系统很有可能就会误判，控制车辆就会不响应驾驶员操作的加速指令，或者直接主动刹车。这样轻则会引起不适的驾乘体验，重则可能会引发交通事故。与仅通过位移传感器识别驾驶员是否有加速意图相比，通过位移传感器和力传感器识别驾驶员是否有加速意图，安全性有所提高，但是仍然有误判的可能性。
因此，亟需一种车辆防误踩油门方法及系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆防误踩油门方法及系统，以解决上述现有技术中的问题，能够增加油门踏板防误踩的成功率，使油门是否被误踩的可信度增加。
本发明提供了一种车辆防误踩油门方法，其中，包括：
监测油门踏板状态，所述油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力；
根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，所述驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶；
根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述监测油门踏板状态，具体包括：
通过油门踏板位移传感器监测油门踏板的位移和位移变化率；
通过油门踏板力传感器监测脚踩油门踏板的踏板力。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，具体包括：
采集驾驶员的面部表情；
对驾驶员的面部表情进行分析，以识别驾驶员的驾驶意图。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述采集驾驶员的面部表情，具体包括：
通过驾驶员监测传感器，采集驾驶员的面部表情。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述对驾驶员的面部表情进行分析，以识别驾驶员的驾驶意图，具体包括：
获取正常人分别在遇到危险场景、较危险场景和无危险场景下的表情参数的范围；
在车辆启动后，通过所述驾驶员监测传感器采集驾驶员开车时的表情参数，所述表情参数包括五官的相对位置、嘴巴的开闭程度、眼睛睁开的相对大小和眼睛瞳孔的相对大小中的至少一个；
基于深度学习模型，对驾驶员在开车时的表情参数进行量化；
将量化的面部表情参数与正常人在不同场景下的表情参数的范围进行对比，若量化的面部表情参数落入危险场景或较危险场景所对应的表情参数范围内，则确定驾驶员处于惊恐或紧张状态，驾驶员当前的驾驶意图为紧急情况驾驶。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板，具体包括：
若油门踏板的位移变化率超过预设位移变化率阈值，且脚踩油门踏板的踏板力超过预设踏板力阈值，且所述驾驶员驾驶意图为紧急情况驾驶，则确定驾驶员误踩油门踏板；
若油门踏板的位移变化率未超过预设位移变化率阈值，或脚踩油门踏板的踏板力未超过预设踏板力阈值，或所述驾驶员驾驶意图为正常情况驾驶，则确定驾驶员未误踩油门踏板。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板，还包括：
根据探测的车辆周围目标，判断若驾驶员此时踩下油门踏板，是否有发生碰撞的风险，若是，则确定驾驶员误踩油门踏板。
如上所述的车辆防误踩油门方法，其中，优选的是，所述车辆防误踩油门方法还包括：
若确定驾驶员误踩油门踏板，则控制车辆不响应油门踏板信号或者在控制车辆不响应油门踏板信号的同时，控制车辆自动刹车；
若确定驾驶员未误踩油门踏板，则控制车辆正常响应油门踏板信号。
本发明还提供一种采用上述方法的车辆防误踩油门系统，包括：
油门踏板监测模块、驾驶员监测模块和防误踩油门判断模块，所述油门踏板监测模块和所述驾驶员监测模块与所述防误踩油门判断模块连接，其中：
所述油门踏板监测模块用于监测油门踏板状态，所述油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力；
所述驾驶员监测模块用于根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，所述驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶；
所述防误踩油门判断模块用于根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。
如上所述的车辆防误踩油门系统，其中，优选的是，所述油门踏板监测模块包括油门踏板位移传感器和油门踏板力传感器，其中，所述油门踏板位移传感器和所述油门踏板力传感器设置在油门踏板和油门踏板支架之间，所述驾驶员监测模块包括驾驶员监测传感器，所述驾驶员监测传感器设置在方向盘管柱上，并且位于方向盘与方向盘支架之间。
本发明提供一种车辆防误踩油门方法及系统，通过分析驾驶员的面部表情，识别驾驶员的驾驶意图，可间接判断车辆是否有危险，同时配合油门踏板的作用力和位移变化，综合分析驾驶员是否误踩油门，增加油门踏板防误踩的成功率，使油门是否被误踩的可信度增加，使车辆更加智能，减少了误判率，同时还提高了车辆防误踩发生碰撞的安全性。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的车辆防误踩油门方法的实施例的流程图；
图2为本发明提供的车辆防误踩油门方法的实施例的逻辑图；
图3为本发明提供的车辆防误踩油门系统的实施例的结构框图；
图4为本发明提供的车辆防误踩油门系统的实施例的油门踏板位移传感器的安装位置示意图；
图5为本发明提供的车辆防误踩油门系统的实施例的驾驶员监测传感器的安装位置示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
目前，采用位移传感器或者采用位移传感器和力传感器识别驾驶员的踩油门踏板意图。仅通过位移传感器识别驾驶员是否有加速意图的设计思路是当驾驶员踩油门踏板的位移在短时间快速增加超过一定阈值，即踩油门踏板的速度过快，则认为驾驶员是在紧急情况下希望踩刹车而误踩了油门。此时不响应油门，或者直接控制车辆制动。仅通过位移传感器识别驾驶员是否有加速意图是不全面的。比如，对于驾驶风格比较激进的驾驶员，踩油门的速度比较快，此时系统很有可能就会误判，控制车辆就会不响应驾驶员操作的加速指令，或者直接主动刹车。这样轻则会引起不适的驾乘体验，重则可能会引发交通事故。
通过位移传感器识别驾驶员是否有加速意图的设计思路是，当驾驶员踩油门踏板的力度超过一定阈值，同时踩油门踏板的速度过快，则认为驾驶员是在紧急情况下希望踩刹车而误踩了油门。与仅通过位移传感器识别驾驶员是否有加速意图相比，通过位移传感器和力传感器识别驾驶员是否有加速意图，安全性有所提高，但是仍然有误判的可能性。该方案还有一个严重的缺陷：从危险发生到控制车辆制动中间的时延较大。一般当发生危险后，驾驶员需要反应时间，再踩制动踏板(误踩成油门踏板)，之后再根据油门踏板的受力和速度来控制车辆制动，而判断油门的受力和速度还需要油门有一定位移，此种情况从踩下踏板到判断是踩错踏板的过程，增加了危险的时间，并没有防范于未然，仅仅是在发生错误后进行纠正或补救。
如图1和图2所示，本实施例提供的车辆防误踩油门方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
步骤S1、监测油门踏板状态，所述油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力。
在本发明的车辆防误踩油门方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11、通过油门踏板位移传感器监测油门踏板的位移和位移变化率。
步骤S12、通过油门踏板力传感器监测脚踩油门踏板的踏板力。
在步骤S12中，通过油门踏板力传感器，可以监测作用在油门踏板上的作用力。
通过安装在油门踏板上的油门踏板力传感器和油门踏板位移传感器可以监测油门踏板的状态，当驾驶员遇到紧急情况，会快速踩下制动踏板，若此时检测到油门踏板受到很大的踩踏力且移动速度很大，则认为此时车辆发生危险，驾驶员希望制动，但误踩踏了油门踏板。
在具体实现中，如图4所示，所述油门踏板位移传感器和所述油门踏板力传感器设置在油门踏板和油门踏板支架之间。
步骤S2、根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，所述驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶。
在本发明的车辆防误踩油门方法的一种实施方式中，所述步骤S2具体可以包括：
步骤S21、采集驾驶员的面部表情。
具体地，通过驾驶员监测传感器，采集驾驶员的面部表情。如图5所示，驾驶员监测传感器设置在方向盘管柱上，并且位于方向盘与方向盘支架之间。在方向盘转动中驾驶员监测传感器会有短时间的遮挡，由于遮挡时间很短，且遮挡时方向盘的转动必然会引起驾驶员注意行车安全，故短时间的遮挡是符合驾驶员监测系统技术要求的。示例性地，驾驶员监测传感器为摄像头，驾驶员的面部表情包括驾驶员的表情神态和眼睛状态。本发明在其它实施方式中，驾驶员监测传感器可以安装在驾驶室其它位置，例如可以安装在汽车A柱上，也可以安装在仪表、方向盘或其它可以始终观测驾驶员面部的位置，它在白天和夜晚均可以正常工作。本发明对驾驶员监测传感器的安装位置不作具体限定。
步骤S22、对驾驶员的面部表情进行分析，以识别驾驶员的驾驶意图。
在本发明的车辆防误踩油门方法的一种实施方式中，所述步骤S22具体可以包括：
步骤S221、获取正常人分别在遇到危险场景、较危险场景和无危险场景下的表情参数的范围。
步骤S222、在车辆启动后，通过所述驾驶员监测传感器采集驾驶员开车时的表情参数，所述表情参数包括五官的相对位置、嘴巴的开闭程度、眼睛睁开的相对大小和眼睛瞳孔的相对大小中的至少一个。
步骤S223、基于深度学习模型，对驾驶员在开车时的表情参数进行量化。
步骤S224、将量化的面部表情参数与正常人在不同场景下的表情参数的范围进行对比，若量化的面部表情参数落入危险场景或较危险场景所对应的表情参数范围内，则确定驾驶员处于惊恐或紧张状态，驾驶员当前的驾驶意图为紧急情况驾驶。
在本发明中，在驾驶员操控车辆的过程中，通过驾驶员的面部与眼部的动作和表情，分析驾驶员是否处于紧张状态，进而判断是否可能处于危险场景下的紧急情况驾驶。
本发明运用人工智能算法处理采集的面部表情图像，并从图像中提取出驾驶员的面部表情，判断此时车辆是否有危险。若驾驶员意识到危险，或者正在紧急操作，此时驾驶员必然心情焦急，表情紧张，同时眼神很可能呆滞。若驾驶员表情无异常，则是驾驶员的正常驾驶。
步骤S3、根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。
在本发明的车辆防误踩油门方法的一种实施方式中，所述步骤S3具体可以包括：
步骤S31、若油门踏板的位移变化率超过预设位移变化率阈值，且脚踩油门踏板的踏板力超过预设踏板力阈值，且所述驾驶员驾驶意图为紧急情况驾驶，则确定驾驶员误踩油门踏板。
步骤S32、若油门踏板的位移变化率未超过预设位移变化率阈值，或脚踩油门踏板的踏板力未超过预设踏板力阈值，或所述驾驶员驾驶意图为正常情况驾驶，则确定驾驶员未误踩油门踏板。
进一步地，在本发明的车辆防误踩油门方法的一种实施方式中，所述步骤S3还包括：
步骤S33、根据探测的车辆周围目标，判断若驾驶员此时踩下油门踏板，是否有发生碰撞的风险，若是，则确定驾驶员误踩油门踏板。
具体地，可以通过安装在车辆四周的摄像头及雷达等探测车辆周围目标，通过步骤S33，可以直接判断车辆是否有危险。
在本发明的一种实施方式中，所述车辆防误踩油门方法还可以包括：
步骤S4、若确定驾驶员误踩油门踏板，则控制车辆不响应油门踏板信号或者在控制车辆不响应油门踏板信号的同时，控制车辆自动刹车。
若根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图为紧急情况驾驶，则可立即消除制动行程中的间隙，利用油门踏板力传感器和油门踏板位移传感器检测油门踏板，一旦检测到有很小的移动或力，就可判断此时是否误踩。在需要制动时，就可以立即执行制动减轻伤害。
步骤S5、若确定驾驶员未误踩油门踏板，则控制车辆正常响应油门踏板信号。
在工作中，当驾驶员防误踩功能开启时，三个传感器(即油门踏板位移传感器、油门踏板力传感器和驾驶员监测传感器)同时工作，当且仅当油门踏板的位移变化率过快(超过预设位移变化率阈值)，作用在踏板上的作用力很大(超过预设作用力阈值)，同时驾驶员表情紧张或恐惧时，车辆不响应油门信号，否则则认为为驾驶员的正常操作，车辆能够正常相应油门的信号。
本发明实施例提供的车辆防误踩油门方法，通过分析驾驶员的面部表情，识别驾驶员的驾驶意图，可间接判断车辆是否有危险，同时配合油门踏板的作用力和位移变化，综合分析驾驶员是否误踩油门，增加油门踏板防误踩的成功率，使油门是否被误踩的可信度增加，使车辆更加智能，减少了误判率，同时还提高了车辆防误踩发生碰撞的安全性。
相应地，如图3所示，本发明还提供一种车辆防误踩油门系统，包括：
油门踏板监测模块1、驾驶员监测模块2和防误踩油门判断模块3，所述油门踏板监测模块1和所述驾驶员监测模块2与所述防误踩油门判断模块3连接，其中：
所述油门踏板监测模块1用于监测油门踏板状态，所述油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力；
所述驾驶员监测模块2用于根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，所述驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶；
所述防误踩油门判断模块3用于根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。
进一步地，如图4所示，所述油门踏板监测模块1包括油门踏板位移传感器11和油门踏板力传感器12，其中，所述油门踏板位移传感器11和所述油门踏板力传感器12设置在油门踏板4和油门踏板支架5之间。
更进一步地，如图5所示，所述驾驶员监测模块2包括驾驶员监测传感器21，所述驾驶员监测传感器21设置在方向盘管柱上，并且位于方向盘6与方向盘支架7之间。
本发明实施例提供的车辆防误踩油门系统，通过分析驾驶员的面部表情，识别驾驶员的驾驶意图，可间接判断车辆是否有危险，同时配合油门踏板的作用力和位移变化，综合分析驾驶员是否误踩油门，增加油门踏板防误踩的成功率，使油门是否被误踩的可信度增加，使车辆更加智能，减少了误判率，同时还提高了车辆防误踩发生碰撞的安全性。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种车辆防误踩油门方法，其特征在于，包括：
监测油门踏板状态，所述油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力；
根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，所述驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶；
根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。
2.根据权利要求1所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述监测油门踏板状态，具体包括：
通过油门踏板位移传感器监测油门踏板的位移和位移变化率；
通过油门踏板力传感器监测脚踩油门踏板的踏板力。
3.根据权利要求1所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，具体包括：
采集驾驶员的面部表情；
对驾驶员的面部表情进行分析，以识别驾驶员的驾驶意图。
4.根据权利要求3所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述采集驾驶员的面部表情，具体包括：
通过驾驶员监测传感器，采集驾驶员的面部表情。
5.根据权利要求4所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述对驾驶员的面部表情进行分析，以识别驾驶员的驾驶意图，具体包括：
获取正常人分别在遇到危险场景、较危险场景和无危险场景下的表情参数的范围；
在车辆启动后，通过所述驾驶员监测传感器采集驾驶员开车时的表情参数，所述表情参数包括五官的相对位置、嘴巴的开闭程度、眼睛睁开的相对大小和眼睛瞳孔的相对大小中的至少一个；
基于深度学习模型，对驾驶员在开车时的表情参数进行量化；
将量化的面部表情参数与正常人在不同场景下的表情参数的范围进行对比，若量化的面部表情参数落入危险场景或较危险场景所对应的表情参数范围内，则确定驾驶员处于惊恐或紧张状态，驾驶员当前的驾驶意图为紧急情况驾驶。
6.根据权利要求1所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板，具体包括：
若油门踏板的位移变化率超过预设位移变化率阈值，且脚踩油门踏板的踏板力超过预设踏板力阈值，且所述驾驶员驾驶意图为紧急情况驾驶，则确定驾驶员误踩油门踏板；
若油门踏板的位移变化率未超过预设位移变化率阈值，或脚踩油门踏板的踏板力未超过预设踏板力阈值，或所述驾驶员驾驶意图为正常情况驾驶，则确定驾驶员未误踩油门踏板。
7.根据权利要求6所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板，还包括：
根据探测的车辆周围目标，判断若驾驶员此时踩下油门踏板，是否有发生碰撞的风险，若是，则确定驾驶员误踩油门踏板。
8.根据权利要求7所述的车辆防误踩油门方法，其特征在于，所述车辆防误踩油门方法还包括：
若确定驾驶员误踩油门踏板，则控制车辆不响应油门踏板信号或者在控制车辆不响应油门踏板信号的同时，控制车辆自动刹车；
若确定驾驶员未误踩油门踏板，则控制车辆正常响应油门踏板信号。
9.一种车辆防误踩油门系统，其特征在于，包括：
油门踏板监测模块、驾驶员监测模块和防误踩油门判断模块，所述油门踏板监测模块和所述驾驶员监测模块与所述防误踩油门判断模块连接，其中：
所述油门踏板监测模块用于监测油门踏板状态，所述油门踏板状态包括油门踏板的位移和脚踩油门踏板的踏板力；
所述驾驶员监测模块用于根据驾驶员的面部表情，识别驾驶员驾驶意图，所述驾驶员驾驶意图包括紧急情况驾驶和正常情况驾驶；
所述防误踩油门判断模块用于根据所述油门踏板状态和所述驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否误踩油门踏板。
10.根据权利要求9所述的车辆防误踩油门系统，其特征在于，所述油门踏板监测模块包括油门踏板位移传感器和油门踏板力传感器，其中，所述油门踏板位移传感器和所述油门踏板力传感器设置在油门踏板和油门踏板支架之间，所述驾驶员监测模块包括驾驶员监测传感器，所述驾驶员监测传感器设置在方向盘管柱上，并且位于方向盘与方向盘支架之间。
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