[发明专利]通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统与方法

说明书

本发明公开了一种通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统与方法，包括脚部压力感知、行驶感知、乘员状态监控、乘员状态数据计算、乘员状态数据真值计算、乘员状态数据算法更新等模块。结合行驶感知模块获得本车及行车环境数据，在计算平台中分析获得压力分布数据的时域和频率信息，计算乘员的状态水平，包括紧张度、专注度、驾驶任务参与度、愉悦度、疲劳度。借助乘员状态监控和行驶感知数据，利用基于规则的方法和基于机器学习的方法，迭代更新状态识别算法。系统成本低、性能可靠，可用于为乘员提供个性化的高级驾驶辅助算法或自动驾驶算法，提高行驶安全性、乘坐舒适度和用户体验。

技术领域

本发明属于智能网联车辆领域，尤其涉及一种通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统与方法。

背景技术

乘员状态，即乘员位于车舱内表现出来的外在行为和未表现出来的内心状态的统称，其中内心状态包括但不限于乘员的愉悦度，疲劳度，专注度，焦虑度，紧张度。以专注度，焦虑度，紧张度为代表的乘员状态指标，是乘员用户体验的重要表征，而且可以进行量化并通过相应的算法进行识别。在驾驶过程中，乘员作为处于运动状态的车辆的中枢而存在，因此识别乘员的状态至关重要。若能实时准确地识别乘员的状态，系统就能及时为乘员提供合适的个性化的高级驾驶辅助算法或自动驾驶算法，提升乘员的舒适性及体验。因此，我们提出一种使用机器识别的算法，基于乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的方法。

在智能网联车辆发展背景下，驾驶员状态监控(Driver Monitoring System，DMS)和乘员状态监控(Occupant Monitoring System，OMS)已经成为关键技术。基于车内摄像头、毫米波雷达等传感器的乘员状态识别，已经取得了很大的进展，在先进驾驶辅助系统(ADAS)、高级别自动驾驶车辆上已经成为标配。例如，基于红外摄像头监控驾驶员眼部注视区域，从而获得驾驶员的专注度，已在量产车上得到应用。然而，由于车内乘员姿态多变、车内车外环境变化大等原因，目前车内摄像头、雷达方案对乘员状态的监控识别精度，仍存在很大的不足。另一方面，目前涉及乘员焦虑度、愉悦度、疲劳度、紧张度的识别技术，主要基于摄像头来捕捉乘员面部表情和躯干姿态，但是由于隐私因素，得到了不少用户的抱怨。因此，急需一种能结合已有乘员状态监控技术，进一步在不影响用户隐私的前提下提升乘员状态识别性能指标的新技术。

乘员脚部位置压力是指乘员在车辆正常行驶时脚跟部分布的压力。在人工驾驶车辆时，作为驾驶员的乘员曲腿坐在驾驶座上，左脚通常闲置并脚跟触地，右脚在控制刹车与油门的同时一般也脚跟触地，根据个人习惯也会出现脚跟悬空的状态。在人工驾驶的车辆或自动驾驶车辆上，乘员在乘坐时，曲腿坐在驾驶座上，左脚通常闲置并脚跟触地，但根据个人习惯也会出现躺姿、半躺姿，脚跟也会出现悬空。双脚脚跟部位对车舱底部的作用力被称为乘员脚部位置压力。乘员脚部位置压力通常不作为一种常用的数据而被记录，但如能通过基于统计的算法分析乘员脚部位置压力，将能很好地计算出乘员状态指标。

统计学习方法是使用统计方法的一种机器学习，它可以看作是基于数据的机器学习的一个特例。统计学习算法对一些观测样本和其标签进行学习，试图得到一些目前原理分析无法得到的规律，并利用这些规律对客观对象进行分析，从而对未来的数据做出更准确的预测。常见的统计学习方法有支持向量机，深度学习。在本发明中，统计学习方法被用于分析乘员脚部位置压力与乘员状态之间的客观规律。

目前，尚没有基于乘员脚部位置压力以识别乘员状态的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统与方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，包括脚部压力感知模块、行驶感知模块、乘员状态监控模块、乘员状态数据计算模块、乘员状态数据近似真值计算模块、乘员状态数据算法更新模块等。