[发明专利]一种基于声学的疲劳驾驶和分心驾驶的检测方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种基于声学的疲劳驾驶和分心驾驶的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1，扬声器发射FMCW信号，麦克风接收信号进行预处理，得到通过LOS路径传输的FMCW信号和由不同对象反射的回波信号；

步骤2，根据麦克风接收到每个回波信号相对于接收到FMCW信号的时间差，计算得到不同反射对象相对于麦克风的距离时间序列；

步骤3，从所有的距离时间序列中，提取出驾驶员头部的距离时间序列SOD(R_i,head)和驾驶员转向手的距离时间序列SOD(R_i,hand)；

步骤4，根据SOD(R_i,head)和SOD(R_i,hand)以及已知的多种危险驾驶动作相对于麦克风的距离时间序列，对驾驶员是否执行各种危险驾驶动作进行判断；

步骤5，统计预设长时间段内各种危险驾驶动作的次数，并加权融合所有危险驾驶动作的次数，判断驾驶员当前是否进入疲劳与分心驾驶的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射FMCW信号和接收信号，分别由固定于驾驶室仪表盘任意一侧的智能设备的扬声器发射和麦克风接收。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1对接收的信号进行预处理，包括信号去噪处理和回波信号提取；

所述信号去噪处理具体为：采用16KHz-20KHz的巴特沃斯带通滤波器，对接收到的信号进行滤波，然后采用Hanning窗重塑包络信号，得到去噪后的信号；

所述回波信号提取具体为：设置FMCW信号为频率随时间变化的线性调频脉冲信号，计算接收到的每个脉冲信号与对应的线性调频脉冲信号之间的相关系数，其中相关系数大于预设阈值的所有脉冲中，时间最早的脉冲为通过LOS路径直接由扬声器传输到麦克风的FMCW信号，其余脉冲均为由驾驶室内对象反射的回波信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3提取驾驶员头部的距离时间序列SOD(R_i,head)和驾驶员转向手的距离时间序列SOD(R_i,hand)具体为：

步骤3.1，将所有样本点数据值稳定不变的距离时间序列、样本点数量低于预设值的距离时间序列，均从所有距离时间序列中剔除；

步骤3.2，从当前剩余的所有距离时间序列中，取出起始样本时间最早的距离时间序列，即为驾驶员转向手的距离时间序列SOD(R_i,hand)；

步骤3.3，计算驾驶员转向手的距离时间序列SOD(R_i,hand)与其余剩余的每个距离时间序列之间的皮尔逊相关系数，若得到的皮尔逊相关系数大于对应的预设值，则该距离时间序列的反射对象是与转向手具有相同运动模式的肘部或手臂，并将该距离时间序列从当前剩余的所有距离时间序列中剔除；

步骤3.4，从当前剩余的所有距离时间序列中，从中选择标准差最大的距离时间序列，即为驾驶员头部的距离时间序列SOD(R_i,head)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，已知的危险驾驶动作包括点头、打哈欠、分心驾驶、手离开方向盘、异常操作方向盘，步骤4对驾驶员是否执行各种危险驾驶动作进行判断的方法为：

计算驾驶员头部的距离时间序列SOD(R_i,head)分别与点头、打哈欠、分心驾驶这三个危险驾驶动作相对于麦克风的距离时间序列之间的DTW匹配距离；若与某个危险驾驶动作的匹配距离大于预设阈值，则判断驾驶员当前执行该危险驾驶动作，否则判断驾驶员当前未执行该危险驾驶动作；

计算驾驶员转向手的距离时间序列SOD(R_i,hand)分别与手离开方向盘、异常操作方向盘这两个危险驾驶动作相对于麦克风的距离时间序列之间的DTW匹配距离；若与某个危险驾驶动作的匹配距离大于预设阈值，则判断驾驶员当前执行该危险驾驶动作，否则判断驾驶员当前未执行该危险驾驶动作。