[发明专利]非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法

摘要

本发明公开一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练系统及方法，采用模拟驾驶的方法对驾驶人的潜在危险辨识能力予以评估并进行矫正训练。系统采用三联屏驾驶模拟器、潜在危险仿真场景库、眼动仪和评估与训练处理器构建，结合驾驶人的视觉、驾驶操作、潜在危险仿真场景、车辆运动状态、潜在危险状态等信息来全方面地评估驾驶人的潜在危险辨识能力。根据评估结果有针对性地选择训练场景，对驾驶人的潜在危险辨识能力进行训练和提升。该系统具有操作简单、沉浸感强、干扰性小等特点，该方法具有评估准确、训练效果好等特点。

主权项

1.一种非侵入式驾驶人潜在危险辨识能力评估与训练方法，其特征在于，基于如下系统实现：所述系统包括三联屏驾驶模拟器、潜在危险仿真场景库、眼动仪、评估与训练处理器；所述三联屏驾驶模拟器，包括驾驶舱座、三联屏液晶显示屏、数据采集装置、视景计算机和音响；所述潜在危险仿真场景库，是一包含有潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景的电子信息数据库，与视景计算机相连，向视景计算机发送所需的仿真场景；所述驾驶舱座中设置有驾驶操纵机构，驾驶操纵机构与数据采集装置相连，数据采集装置与视景计算机相连，数据采集装置实时地采集驾驶操作信息并发送给视景计算机；所述三联屏液晶显示屏与视景计算机相连，实时地展现仿真场景和评估结果、训练结果；所述音响与视景计算机相连，实时地接收和播报视景计算机所发送的音频信息；所述眼动仪与视景计算机相连，实时地采集驾驶人的视觉信息并发送给视景计算机；所述评估与训练处理器，与视景计算机相连，接收、存储和分析处理视景计算机发送过来的驾驶人视觉、驾驶操作、仿真场景、车辆运动状态和潜在危险状态信息；所述潜在危险评估仿真场景和潜在危险训练仿真场景一一对应，并按照交通环境、道路类型、潜在危险类型、潜在危险位置、潜在危险难度这些特征进行编码；所述眼动仪采用非接触式眼动仪，水平固定在驾驶舱座的上平面中心处，驾驶人的视觉信息为驾驶人的注视点像素坐标信息；所述三联屏液晶显示屏为三个液晶屏依次连接而成，每相邻两个液晶屏之间互成一定角度固定安装在驾驶舱座的上平面处，其中，中间的液晶屏正对驾驶员，两侧的液晶屏向驾驶员方向收拢；评估方法包含如下步骤：(1)在系统上电、程序初始化、驾驶人登录进入“评估”模式后，评估与训练处理器从潜在危险仿真场景库中选择确定用于实施评估的潜在危险评估仿真场景，将选择结果发送给视景计算机；(2)视景计算机从潜在危险仿真场景库中读取用于实施评估的潜在危险评估仿真场景信息，并发送给三联屏液晶显示屏、音响和仪表系统予以显示和发声；(3)驾驶人在驾驶舱座内操纵各个操纵机构进行模拟驾驶，眼动仪实时地采集驾驶人的注视点像素坐标信息并发送给视景计算机；数据采集装置实时地采集驾驶人的驾驶操作信息并发送给视景计算机；(4)视景计算机根据所接收的信息，实时地计算车辆运动状态信息和潜在危险状态信息，连同驾驶人的注视点像素坐标信息、驾驶操作信息、潜在危险评估仿真场景信息，反馈给评估与训练处理器；(5)评估与训练处理器实时的接收视景计算机所发送的信息，进行存储；(6)重复步骤(2)～(5)，待所有用于评估的潜在危险评估仿真场景都实施评估后，评估与训练处理器对所接收的各评估场景信息进行分析处理，计算得出驾驶人潜在危险辨识能力综合评估结果，将综合评估结果进行存储，并发送给视景计算机，其中，所述评估与训练处理器的分析处理过程如下：1)计算驾驶人的危险搜索宽度、危险搜索深度、注意力分配、危险发现速度和危险决策速度，将这几个指标综合，形成驾驶人潜在危险搜寻与决策能力评价指标体系，2)计算驾驶人的左后视镜观察习惯、右后视镜观察习惯、内后视镜观察习惯、交叉路口观察习惯和弯道前观察习惯，将这几个指标综合，形成驾驶人观察习惯评价指标体系，3)计算驾驶人对机动车的辨识能力、对摩托车的辨识能力、对非机动车的辨识能力、对行人的辨识能力和对交通信号的辨识能力，将这几个指标综合，形成驾驶人不同类型潜在危险辨识能力评价指标体系，4)计算驾驶人对左前方潜在危险的辨识能力、对右前方潜在危险的辨识能力、对左后方潜在危险的辨识能力、对右后方潜在危险的辨识能力、对后方潜在危险的辨识能力，将这几个指标综合，形成驾驶人不同位置潜在危险辨识能力评价指标体系，5)计算驾驶人平直路段潜在危险的辨识能力、转弯路段潜在危险的辨识能力、上下坡路段潜在危险的辨识能力、交叉口路段潜在危险的辨识能力，将这几个指标综合，形成驾驶人典型路段潜在危险辨识能力评价指标体系；训练方法包含如下步骤：(1)在系统上电、程序初始化、驾驶人登录进入“训练”模式后，根据评估结果，评估与训练处理器获得驾驶人在潜在危险辨识能力方面的不足，然后从潜在危险仿真场景库中选择确定用于实施训练的潜在危险训练仿真场景，并将选择结果发送给视景计算机；(2)视景计算机从潜在危险仿真场景库中读取用于实施训练的潜在危险评估仿真场景信息，并发送给三联屏液晶显示屏、音响和仪表系统予以显示和发声；(3)潜在危险训练仿真场景通过三联屏液晶显示屏和音响同步演示和讲解该潜在危险训练仿真场景中所存在的潜在危险、该潜在危险将导致的后果、正确的观察方式和预防措施；(4)待用于实施训练的潜在危险训练仿真场景演示和讲解结束后，视景计算机重新读取与已实施的潜在危险训练仿真场景相对应的潜在危险评估仿真场景，系统再对驾驶人潜在危险辨识能力进行评估，获得评估结果；(5)重复步骤(2)～(4)，直至驾驶人的潜在危险辨识能力评估结果合格。