CN202541524U - 基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置，包括以下四个模块组成：信息获取模块、判断决策模块、驾驶员交通特性信息模块、反应输出模块；判断决策模块根据信息获取模块的获取信息，决定驾驶行为方案，并结合驾驶员交通特性信息模块、形成驾驶员的决策方案，由反应输出模块操纵控制车辆。以便协助驾驶员，在跟驰形成过程中根据行车状况，判断是否加速、减速、原速，进行合理的行驶。

Description

基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置

技术领域

.本实用新型属于汽车技术领域，具体涉及一种驾驶员辅助驾驶控制装置。 

技术背景

.在车辆行驶过程中，驾驶员通过不断操纵车辆，实现车辆跟驰、车道变换、超车等驾驶行为。这些过程的实现不是孤立的，而是通过驾驶员、车辆、道路、环境之间协同作用来实现的。其中，驾驶员是主体因素，在协调和控制交通的四要素中起着很重要的作用。 

.最近几年，基于用户层面的驾驶员辅助装置日渐被接受。驾驶员辅助装置，又称自适应巡航控制，它能够帮助驾驶员与前方车辆保持安全距离，保持驾驶员预先设定的车速，通过自行关闭油门、制动或者加速而与变化的交通状况相适应、驾驶员疲劳侦测：以转向角度信号为基础，持续分析驾驶员的转向动作等，得出疲劳指数，如果超过预定义的数值，就会给驾驶员发送一个信号、智能大灯控制：确保最佳道路照明，遇到会车，则会关闭远光灯、侧向视野辅助：对视野死角中的车辆发出警告、预测性紧急制动系统：紧急辅助制动，在紧急制动情况下提供帮助。 

.基于提高道路交通行驶的舒适度和安全性，通过更高效的且成本更低的传感器技术的发展，拓宽驾驶员的辅助系统适用范围。 

发明内容

.本实用新型的目的是：提供一种基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置，以便协助驾驶员，在单车道上车辆跟驰的整个过程，在跟驰形成过程中根据行车状况，判断是否加速、减速、原速，进行合理的行驶， 

.本实用新型的技术方案：基于基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置，包括以下四个模块组成：信息获取模块、判断决策模块、驾驶员交通特性信息模块、反应输出模块；判断决策模块分别与信息获取模块、反应输出模块连接；驾驶员交通特性信息模块分别与信息获取模块、判断决策模块连接； 

.所述信息获取模块，包括感觉登记单元、知觉单元和注意单元三个子模块组成； 

.感觉登记单元，它是指驾驶员通过视觉、听觉、触觉、平衡觉、运动觉等感觉对道路、交通环境和车辆的刺激信息进行的瞬时记忆； 

.知觉单元是驾驶员结合自己的驾驶经验对感觉登记子模块中的感觉信息进行的一次综合反映，形成一种抽象的、一般的知觉信息； 

.注意单元是驾驶员对知觉子模块提供的知觉信息进行有选择性的集中，特别是对刺激强度比较大的知觉信息进行集中。 

.所述判断决策模块，由直觉层单元、模板层单元、比较器单元以及推理层单元组成。 

.直觉层单元是基于人的神经网络活动的思维方式，不经信息处理模块的分析处理而直接产生输出； 

.模板层单元由很多模板组成，模板是指对频繁执行动作的知识结构的描述，由一系列顺序执行的局面、行动、结果对构成； 

.当信息获取模块的信息和模板层单元中的某一模板的初始局面 匹配时，此模板即被激活，由模板层单元产生竞争输出信号，而该信号被执行。 

.比较器单元是对直觉层单元和模板层单元中输出的决策信息进行比较；比较器单元对直觉层单元、模板层单元信号进行比较，产生一个比较结果，形成驾驶行为方案； 

.推理层单元是对驾驶员对信息进行推理形成推理图，推理图由局面、行动和可能的结果构成。 

.驾驶员交通特性信息模块，在很大程度上影响了信息获取及判断决策模块的性能；该模块中主要包括驾驶员的生理心理素质、反应特性、相关交通法规以及对交通法规是否遵守、遵守程度等信息。 

.所述反应输出模块，将比较器单元传来的驾驶行为方案转换为实际的行动，来替代驾驶员操纵、控制车辆。 

.进一步，所述比较器单元将对直觉层单元产生的加速或减速意愿，与模板层单元对跟车行为的可行性分析结果进行比较分析，按照一组模糊逻辑比较规则确定驾驶行为方案，并输出至反应输出模块。 

.进一步，所述比较器的模糊逻辑比较规则为： 

【001】如果直觉层单元产生的加速或减速意愿强烈或一般，且模板层单元对跟车行为可行性分析结果为可行时，则执行加速或减速行为；

【002】如果直觉层单元产生的加速或减速意愿不强烈或一般，且模板层单元对跟车行为可行性分析结果为不可行时，则驾驶行为方案为执行车辆保持当前跟车行驶状态，取消加速或减速念头；

【003】如果直觉层单元产生的加速或减速意愿强烈，且模板层单元对跟驰行为可行性分析结果为不可行时，则由推理层单元来处理，将推理层单元产生的驾驶行为方案输出至反应输出模块；反应输出模块将推理层单元产生的驾驶行为方案，即驾驶员的决策方案最后转换为实际行动，操纵控制车辆。 

附图说明：

图1为基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置组成框图，

图2为另一种基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置组成框图

.下面结合附图，对本实用新型的实施例进行具体描述。 

具体实施方式

.本实施例将根据单车道上车辆跟驰的整个过程，对驾驶员从整个交通系统中获取、加工、贮存、使用相关信息的认知过程链进行抽象，运用认知心理学知识，并结合人的信息并行处理、竞争协作输出的思想，提出一种将直觉、分析和推理三者相结合的基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置。 

.驾驶员认知过程分析如下： 

.在车辆的运行过程中，驾驶员通过感觉登记子模块，不断地对道路、交通环境和车辆状况等刺激信息产生感觉信息。感觉信息结合驾驶员的驾驶经验，在知觉子模块中产生知觉信息，知觉信息通常有空间知觉、时间知觉和运动知觉等。根据知觉信息的强弱，驾驶员就会对相关的知觉信息进行有选择性地集中。 

.基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置包括以下四个模块组成：信息获取模块、判断决策模块、驾驶员交通特性信息模块、反应输出模块；判断决策模块分别与信息获取模块、反应输出模块连接；驾驶员交通特性信息模块分别与信息获取模块、判断决策模块连接； 

.第一部分为信息获取模块，它由感觉登记单元、知觉单元和注 意单元三个子模块组成。感觉登记单元也称感觉记忆，它是指驾驶员通过视觉、听觉、触觉、平衡觉、运动觉等感觉对道路、交通环境和车辆的刺激信息进行的瞬时记忆，感觉信息单元是具体的，特殊的。知觉单元是驾驶员结合自己的驾驶经验对感觉登记单元子模块中的感觉信息进行的一次综合反映，形成一种抽象的、一般的知觉信息。注意单元是驾驶员对知觉单元子模块提供的知觉信息进行有选择性的集中，特别是对刺激强度比较大的知觉信息进行集中。 

.第二部分为判断决策模块，由直觉层单元、模板层单元、比较器单元以及推理层单元组成。 

.直觉层单元是基于人的神经网络活动的思维方式，它是信息的前馈处理方式，即不经信息处理模块的分析处理而直接产生输出。 

.模板层单元由很多预设模板组成，模板是指描述频繁执行行动的知识结构，由一系列顺序执行的局面、行动、结果对构成。当主观环境即理性下的认知对象状况和某一预设模板的初始局面匹配时，此模板即被激活，由模板层单元竞争输出信号而被执行。 

.比较器单元是对直觉层单元和模板层单元中输出的决策信息进行比较。 

.推理层单元是对信息进行推理形成推理图，推理图由局面、行动和可能的结果构成。 

.第三部分为驾驶员交通特性信息模块，该模块中主要包括驾驶员的生理心理素质、反应特性、相关交通法规以及对交通法规是否遵守程度等信息。 

.第四部分为反应输出模块，它将比较器单元传来的驾驶行为方 案转换为实际的行动，来替代驾驶员操纵、控制车辆。 

.驾驶员获取的信息由直觉层单元、模板层单元来并行处理。在车辆跟驰过程中，驾驶员通过直觉层单元，将产生加速或减速的主观意愿，意愿程度可分为很强烈、一般和不强烈三种。 

.通过模板层单元的模板对跟车行为进行可行性分析，如果跟车行为所要求的各种时空条件、车辆状况等因素和某一模板的初始局面匹配时，此模板即被激活，认为跟车行为可行性分析结果为可行； 

.反之，则认为跟车行为可行性分析结果为不可行。 

.比较器单元将对直觉层产生的加速或减速意愿和模板层单元对跟车行为的可行性分析结果进行比较分析，按照一组模糊逻辑比较规则确定驾驶行为方案，并输出至反应输出模块。比较器的模糊逻辑比较规则： 

.如果产生的加速或减速意愿强烈或一般，且跟车行为可行性分析结果为可行时，则执行加速或减速行为； 

.如果产生的加速或减速意愿不强烈或一般，且跟车行为可行性分析结果为不可行时，则执行车辆保持当前跟车行驶状态，取消加速或减速念头； 

.如果产生的加速或减速意愿强烈，且跟驰行为可行性分析结果为不可行时，则由推理层来处理，将产生的驾驶行为输出至反应输出部分。 

.反应输出模块将驾驶员的决策方案最后转换为实际行动，操纵控制车辆，改变车辆运行状态。随着车辆运行状态的不断改变，又将车辆的相关信息实时地反馈给驾驶员，驾驶员再结合相关道路、交通环境 信息采取相应的驾驶行为来不断地改变车辆运行状态，如此循环往复直至整个跟驰过程的完成。 

Claims (3)

1.基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置，其特征在于：包括以下四个模块组成：信息获取模块、判断决策模块、驾驶员交通特性信息模块、反应输出模块；判断决策模块分别与信息获取模块、反应输出模块连接；驾驶员交通特性信息模块分别与信息获取模块、判断决策模块连接；

(1)所述信息获取模块，包括感觉登记单元、知觉单元和注意单元三个子模块组成；

感觉登记单元，它是指驾驶员通过视觉、听觉、触觉、平衡觉、运动觉等感觉对道路、交通环境和车辆的刺激信息进行的瞬时记忆；

知觉单元是驾驶员结合自己的驾驶经验对感觉登记子模块中的感觉信息进行的一次综合反映，形成一种抽象的、一般的知觉信息；

注意单元是驾驶员对知觉子模块提供的知觉信息进行有选择性的集中，特别是对刺激强度比较大的知觉信息进行集中；

(2)所述判断决策模块，由直觉层单元、模板层单元、比较器单元以及推理层单元组成；

直觉层单元是基于人的神经网络活动的思维方式，不经信息处理模块的分析处理而直接产生输出；

模板层单元由很多预设模板组成，模板是指对频繁执行动作的知识结构的描述，由一系列顺序执行的局面、行动、结果对构成；

当信息获取模块的信息和模板层单元中的某一模板的初始局面匹配时，此模板即被激活，由模板层单元产生竞争输出信号，而该信号被执行；

比较器单元是对直觉层单元和模板层单元中输出的决策信息进行比较；比较器单元对直觉层单元、模板层单元信号进行比较，产生一个比较结果，形成驾驶行为方案；

推理层单元是对驾驶员对信息进行推理形成推理图，推理图由局面、行动和可能的结果构成；

(3)驾驶员交通特性信息模块，该模块中主要包括驾驶员的生理心理素质、反应特性、相关交通法规以及对交通法规是否遵守、遵守程度等信息；

(4)所述反应输出模块，将比较器单元传来的驾驶行为方案转换为实际的行动，来替代驾驶员操纵、控制车辆。

2.根据权利要求1所述的基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置，其特征在于：所述比较器单元将对直觉层单元产生的加速或减速意愿，与模板层单元对跟车行为的可行性分析结果进行比较分析，按照一组模糊逻辑比较规则确定驾驶行为方案，并输出至反应输出模块。

3.根据权利要求2所述的基于驾驶员认知活动综合计算的辅助驾驶控制装置，其特征在于：所述比较器的模糊逻辑比较规则为：

(1)如果直觉层单元产生的加速或减速意愿强烈或一般，且模板层单元对跟车行为可行性分析结果为可行时，则执行加速或减速行为；

(2)如果直觉层单元产生的加速或减速意愿不强烈或一般，且模板层单元对跟车行为可行性分析结果为不可行时，则驾驶行为方案为执行车辆保持当前跟车行驶状态，取消加速或减速念头；

(3)如果直觉层单元产生的加速或减速意愿强烈，且模板层单元对跟驰行为可行性分析结果为不可行时，则由推理层单元来处理，将推理层单元产生的驾驶行为方案输出至反应输出模块；反应输出模块将推理层单元产生的驾驶行为方案，即驾驶员的决策方案最后转换为实际行动，操纵控制车辆。

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