[发明专利]一种驾驶员手部相对静止状态下脱离方向盘检测方法

说明书

本发明公开了一种驾驶员手部相对静止状态下脱离方向盘检测方法，本发明采用智能手表和智能手机来采集车辆和驾驶员的信息，利用基于高斯多元模型异常检测算法来判断驾驶员手部是否脱离方向盘，避免了目前通行的基于计算机视觉的检测系统方案受到光照等外界因素影响的问题，提高了检测准确率和稳定性，同时又不会对驾驶员造成心理干扰；采用智能手机和智能手表作为传感器，减少了设备成本，利于推广。

技术领域

本发明属交通安全技术领域，特别涉及一种驾驶员手部相对静止状态下脱离方向盘检测方法。

背景技术

在车辆行驶过程中，驾驶员的驾驶行为对道路安全起着决定性的作用，驾驶员在驾驶过程中应该在9点钟和3点钟位置用双手握紧方向盘，以防在发生意外情况时不能及时做出反应。然而，由于长时间驾驶后的无聊和疲劳或仅仅是不良的驾驶习惯，驾驶员可能并不总是遵守这一规定，并且大多数驾驶员在开车时并没有意识到自己处于分心状态。当驾驶员有意或无意出现长时间单手离开方向盘、双手放在方向盘下端或者双手同时离开方向盘等现象，极其容易造成严重的交通事故。因此，可以准确检测到驾驶员的危险驾驶行为并警告驾驶员的系统不仅可以唤起驾驶员的警觉性，还可以使驾驶员能够自我提高驾驶技能，帮助促进更安全的驾驶以及减少交通事故并有助于社会安全。

目前基于计算机视觉的驾驶员手部位置识别方法容易引起隐私问题和对驾驶员造成心理干扰，且易受到外部光照等因素的影响，而在方向盘上安装其他传感器又形成了额外的成本问题，不利于推广。所以需要寻求一种不易受到外界干扰、成本低、对驾驶员不会产生干扰且检测准确的驾驶员手脱离方向盘检测方法。

驾驶员在车内的手部状态相对于车辆可分为相对静止状态和运动状态，本发明针对驾驶员的手部在相对静止状态下时，基于异常检测方法，提出了驾驶员手部相对静止状态下的手脱离方向盘检测模型。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种驾驶员手部相对静止状态下脱离方向盘检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种驾驶员手部相对静止状态下脱离方向盘检测方法，包括以下步骤：

步骤一：在车辆行驶过程中，利用传感器按固定频率采集驾驶员手部加速度和车辆加速度，并将传感器坐标系转换到世界坐标系下，记录每次驾驶员手部加速度和车辆加速度采集的时刻t，形成数据序列；

步骤二：对驾驶员手部加速度数据集D_w和车辆加速度数据集D_p进行滑动窗口处理，得到数据片段D＝{D₁，D₂，D₃…D_n}，D_n的表达式如下式：

式中：D_n为第n个数据片段，为该数据片段内第一个时刻驾驶员手部加速度和车辆加速度绝对值之差，为窗口中时间点为t_i时的数据值，且的表达式如下：

式中：表示驾驶员手部加速度，表示车辆加速度；

然后计算滑动窗口内所有数据的平均值，得到各个数据片段D_n中数据的平均值D_i，mean，其计算公式如下式所示：

式中：D_i，mean为第i个滑动窗口的数据平均值，表示该窗口中第i个数据，l表示一个滑动窗口的长度。

利用下式确定驾驶员的手在每个窗口内是否移动。当D_i，mean不大于阈值ε时，便将其视为驾驶员手部在该窗口内处于相对静止状态：