[实用新型]一种驾驶员踏板操作行为的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车驾驶员操作行为监测技术，尤其涉及一种驾驶员踏板操作行为的测量装置。 

技术背景

驾驶员对车辆踏板的操作行为直接影响到车辆的安全运行，是驾驶行为的重要组成部分。车辆踏板包括加速踏板、制动踏板和离合器踏板。在对驾驶行为以及车辆性能进行试验研究时，通常需要测量记录驾驶员对踏板的操作行为，具体需要测量驾驶员在任意时刻对哪些踏板进行了操作、对某个踏板的操作时间持续长度和在不同踏板操作之间切换的速度等，以此来反映驾驶员在驾驶过程中的驾驶行为。驾驶员对踏板的操作分为两种状态，第一种是驾驶员对踏板进行踩踏，这是驾驶行为的典型代表参数；第二种是驾驶员将脚部放置在踏板上，但是对踏板不进行踩踏，例如：驾驶员经常将脚部放置在制动踏板上，但是不踩踏踏板，只有驾驶员判断需要进行制动时才踩踏制动踏板。驾驶员将脚部放置在制动踏板上的这种行为也是驾驶行为的代表参数，它表明了驾驶员准备制动，但还没有实施，这种情况在驾驶过程中很常见，也是一种典型的踏板操作行为。 

目前，对驾驶员踏板操作行为测量通常有两种方法，第一种是在踏板上安装力传感器，测量记录驾驶员脚部对踏板所施加的作用力，根据作用力来判断驾驶员对哪个踏板进行了操作。第二种方法是在踏板上安装位移传感器，通过测量位置传感器的位移来反映踏板行程，以此来判断驾驶员对哪个踏板进行了 操作。这两种方法均存在一定的缺点，所安装的力传感器和位移传感器对驾驶员的正常操作会带来一些干扰，导致驾驶员的踏板操作行为与正常情况下的踏板操作行为发生差异，影响实验结果的准确性。另一方面，采用力传感器或者位移传感器只能判断出驾驶员对踏板有踩踏动作时的踏板操作情况，而不能判断出驾驶员将脚部放置在某个踏板上，还没有进行踩踏的动作，如驾驶员将脚部放置在制动踏板上，但还没有踩踏制动踏板进行制动，即驾驶员准备制动状态。采用力传感器和位移传感器无法判断出类似这种驾驶员将脚部放置在踏板上，但是没有踩踏踏板的动作。 

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种投资费用少、操作简单、测量精度高的一种驾驶员踏板操作行为的测量装置。 

本实用新型的基本原理是通过使用一个图像采集装置(摄像头)来实时采集车辆加速踏板、制动踏板和离合器踏板的图像，然后将踏板图像传输至计算机。计算机利用图像处理软件，通过图像处理得到驾驶员脚部的图像位置。由于摄像头相对三个踏板的位置不变，因此，将图像采集得到的驾驶员脚部位置与三个踏板的实际位置相比较，判断出驾驶员脚部属于哪个踏板的区域，从而得到驾驶员正在操作的踏板名称以及驾驶员对该踏板的操作时间，反映驾驶员的踏板操作行为。将不同时刻驾驶员所操作的踏板名称按照时间序列保存为文件，通过分析该文件就能够得到驾驶过程中驾驶员的踏板操作行为，准确的反映驾驶员对驾驶踏板、制动踏板以及离合器踏板的操作行为。 

为了达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。 

(1)一种驾驶员踏板操作行为的测量装置，其特征在于，包括： 

摄像头，固定在驾驶室底板上，镜头朝向加速踏板、制动踏板和离合器踏板，同时采集三个踏板的运动图像； 

视频采集卡，电连接摄像头，传输上述三个踏板的运动图像； 

计算机，电连接视频采集卡，接收来自视频采集卡的运动图像，通过图像处理得到的不同时刻的驾驶员脚部的图像位置，经过与三个踏板的实际位置比较判断得到驾驶员所操作的踏板名称以及对该踏板的操作时间。 

本技术方案的进一步改进和特点在于：所述摄像头采用WAT-240微型模拟摄像头。 

基于上述驾驶员踏板操作行为的测量装置，其监测方法，包括以下步骤： 

踏板位置标定，采集驾驶室没有驾驶员情况下的三个踏板的静止图像，对静止图像按列进行灰度分析处理得到三个踏板在静止图像中的列范围，分别用踏板左边缘和右边缘在静止图像中的列数来界定； 

踏板列灰度阈值标定，采集驾驶室没有驾驶员情况下的三个踏板的静止图像，对静止图像以列为单位进行灰度值求和，得到各个踏板的列灰度标准和值，取各个踏板的列灰度和值的平均值作为列灰度阈值； 

图像采集，利用摄像头采集驾驶员在驾驶过程中操作三个踏板的运动图像，并通过视频采集卡实时传输到至计算机； 

图像预处理，对每帧运动图像按列为单位进行灰度值求和，得到各个踏板的列灰度实际和值，利用列灰度实际和值与列灰度阈值进行比较运算，判断出该帧运动图像中驾驶员实际操作踏板列范围、未操作踏板列范围和踏板之间的空白列范围；