[发明专利]一种层级式驾驶员认知分心检测系统

说明书

一种层级式驾驶员认知分心检测系统，涉及交通安全技术领域，包括：信息采集子系统和信息处理子系统；所述信息采集子系统包括车辆控制指标采集装置、脑电信息采集装置和无线发射器；所述信息处理子系统包括无线接收器、车辆控制指标信息处理模块、脑电信息处理模块和认知分心等级判别模块；本申请采用车辆控制指标和脑电信息两方面对驾驶员认知分心状态进行判断，以车辆控制指标作为输入，对驾驶员驾驶状态进行划分，将驾驶状态划分结果和脑电信息融合到一起，采用RF法对脑电变量特征进行提取和选择，最后对认知分心程度进行分类，识别驾驶分心的准确性比传统单一指标识别驾驶分心的准确性提高50％以上。

技术领域

本发明涉及交通安全技术领域，具体为一种层级式驾驶员认知分心检测系统。

背景技术

驾驶分心是驾驶员主观因素导致道路交通事故的主要原因。NHTSA将驾驶分心定义为驾驶员在驾驶过程中注意力由驾驶任务转移到另一项活动中的特定类型的注意力不集中，并将驾驶分心划分为视觉分心、操作分心、认知分心三种类型。常见的驾驶分心主要为视觉分心和认知分心两类。视觉分心通常指驾驶时驾驶员视线偏离前方道路以致影响其道路环境感知能力的现象；认知分心则是指在驾驶过程中，驾驶员不自主地思考与驾驶无关的事情时所表现出的状态。处于不同层级认知分心的驾驶员对行车安全产生的影响不一样，认知分心程度越高，带来的危害越大，因此，建立一个驾驶员认知分心检测系统，对于完善驾驶分心监测，开展驾驶分心预警，提高车辆驾驶的安全性意义重大。

专利CN10733481A公开了一种驾驶分心检测方法及系统，通过获取驾驶员脑电频谱特征，利用驾驶分心区分性模型检测驾驶员驾驶分心状态。

专利CN10853716A公开了一种基于视觉特性的驾驶分心检测方法，通过采集驾驶员的眼动特征，建立起驾驶分心检测模型，以实现对驾驶员分心状态的检测。

综上，现有的驾驶分心检测方法和系统多采用眼动特征、脑电频谱特征等生理信息指标，依据这些单一指标建立起驾驶分心检测模型，但在实际驾驶过程中，使用单一指标识别驾驶分心的准确性低，且关于认知分心检测的系统不多，由于认知分心程度直接决定驾驶员的驾驶安全性，有必要进一步开展认知分心检测系统的研发与设计，为了解决上述问题，本发明提出一种考虑多指标的层级式驾驶员认知分心检测系统。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中使用单一指标识别驾驶分心的准确性低的问题，提出一种层级式驾驶员认知分心检测系统。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种层级式驾驶员认知分心检测系统，包括：信息采集子系统和信息处理子系统；

所述信息采集子系统包括车辆控制指标采集装置、脑电信息采集装置和无线发射器；

所述车辆控制指标采集装置用于实时采集车辆的速度、加速度和车头间距信息，所述脑电信息采集装置用于提取驾驶员脑电信息，所述无线发射器将车辆控制指标采集装置和脑电信息采集装置采集到的信息发送给信息处理子系统；

所述信息处理子系统包括无线接收器、车辆控制指标信息处理模块、脑电信息处理模块和认知分心等级判别模块；

所述无线接收器用于接收无线发射器发送的信息；所述车辆控制指标信息处理模块根据接收到的车辆的速度、加速度和车头间距信息采用K-means算法将驾驶员驾驶状态分为认知分心状态与正常驾驶状态；所述脑电信息处理模块利用随机森林算法对驾驶员脑电信息中的脑电特征量进行提取和选择，所述认知分心等级判别模块利用脑电特征量及脑电特征量对应的驾驶员驾驶状态构建训练集，并利用训练集训练KNN分类器，最后利用训练好的KNN分类器对驾驶员认知分心进行检测。

进一步的，所述车辆控制指标信息处理模块具体执行如下步骤：