[发明专利]一种基于驾驶员情绪识别的自动驾驶模式切换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车安全辅助驾驶模式切换系统，具体来说是一种基于驾驶员情绪识别的自动驾驶模式切换系统。

背景技术

随着汽车的普及，人们的生活愈发的离不开汽车，驾驶员驾驶时的愤怒情绪与交通事故的关系愈发的明显。所以了解驾驶愤怒情绪的变化有助于避免交通事故的发生。

由于驾驶员驾驶过程中时常会遇到使驾驶员情绪发生较大变化的状况，比如交通拥堵、道路状况恶劣、车辆出现故障、与其他驾驶员或行人发生冲突等客观事件。驾驶员的某些生理指标(如心率、血氧)是随驾驶员情绪变化而变化的。当驾驶员受到客观事件引发的应激变化时，体内有机体的激活水平会很快改变，使驾驶员的一些生理指标发生变化，进而引起情绪的高度应激化。情绪的恶化使驾驶员的自制力显著降低，此时过激行为极易发生，大大增加了交通事故发生的可能性。所以检测出驾驶人的情绪变化并识别出是否为愤怒状态，进而通过使用人机交互手段进行及时的干预和调节，对于减少不必要的驾驶操作失误，保障驾驶员本身的和其他人的安全起到了非常重要的作用。

以往也有许多关于驾驶员愤怒情绪的研究，但是侧重点不同。以往的研究多是针对驾驶员愤怒时的行为、愤怒情绪产生机理、愤怒情绪的缓释等方面的，而对于路怒状态的识别以及自动驾驶模式的切换研究相对较少。目前识别驾驶员情绪的方法一般是通过车载情绪识别系统中摄像头采集驾驶员面部特征，来识别驾驶员的情绪状态。但是这种方式存在很多问题，其中有两个问题最难以解决：一是摄像头采集驾驶员面部特征会受到很多客观因素的影响，尤其是光线、个体容貌、佩戴墨镜等因素的影响较大，导致在不同的环境下不能准确地识别出驾驶员情绪；二是很多驾驶员在驾驶汽车时情绪并不一定体现在面部表情，而且当脸部被遮挡或转头、低头时摄像头不能很好地捕捉面部特征。还有其他的一些因素会改变驾驶员的面部特征，这些诸多因素使准确率下降，也不会有很好的普及性。公告号为CN106114516A的中国发明专利是通过研究驾驶人的行为特征，来作为愤怒状态的监测和识别指标的。它公开了“一种自适应驾驶人特性的愤怒驾驶行为监测及干预装置”，通过监测车辆鸣笛、方向盘操作等行为特征对驾驶人进行愤怒状态识别。

在识别出驾驶员的愤怒状态后，情绪的恶化使驾驶员的自制力显著降低，此时过激行为极易发生，大大降低了行车安全。这时可以采用切换到自动驾驶短时接管的方式，进行车辆自动行驶。进一步的响应缓释驾驶员的愤怒情绪以及驾驶员恢复正常时人工驾驶模式的切换。目前运用在车辆上的只是情绪调节方式而没有自动驾驶模式及其切换系统，一般驾驶时的愤怒情绪的调节需要一段时间，在这段时间内，驾驶员仍处于愤怒驾驶状态，因此并不能很好地避免因愤怒而引发的交通事故。所以在检测到愤怒情绪后进行自动驾驶模式的切换是很有必要的。

发明内容

为了解决驾驶过程中由于路怒造成的行车安全问题，本发明提供一种基于驾驶员情绪识别的自动驾驶模式切换系统，其在驾驶员驾驶过程中可以实时检测驾驶人的情绪状态，在必要时进行自动驾驶模式的切换，并对驾驶员的愤怒情绪进行缓释，来应对驾驶员情绪的变化，并在驾驶员情绪恢复正常后提醒驾驶员切换为人工驾驶，以避免驾驶员在愤怒情况下对车辆进行操作控制。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种基于驾驶员情绪识别的自动驾驶模式切换系统，包括驾驶员生理信息监测模块，与驾驶员生理信息监测模块通讯连接的路怒状态识别模块，与路怒状态识别模块通讯连接的驾驶模式切换模块以及自动驾驶模块；

所述驾驶员生理信息监测模块包括安装在方向盘横轴两端部的心率、血氧传感器，用于检测驾驶员心率、血氧饱和度信息的实时变化情况；

所述路怒状态识别模块，采用支持向量机机器学习方法构建驾驶员愤怒情绪的离线训练与在线识别模型，并将在线识别模型嵌入车载控制单元进行驾驶员愤怒情绪的在线识别；

所述驾驶模式切换模块在路怒状态识别模块判断驾驶员处于愤怒情绪时，将车辆驾驶模式切换为自动驾驶模式，使驾驶员对汽车的操作失效，并播放音乐对驾驶员的愤怒情绪进行缓释；驾驶员生理信息监测模块持续检测驾驶员生理信息变化情况，路怒状态识别模块判断循环判断驾驶员愤怒情绪，当判定驾驶员情绪恢复到正常状态，提醒驾驶员切换到人工驾驶，当确认驾驶员做好接管准备时，驾驶模式切换模块将车辆驾驶模式由自动驾驶模式切换为人工驾驶模式；

所述自动驾驶模式模块包括用于实现车辆纵向自动控制的ACC系统和用于实现车辆侧向自动控制的LKA系统；在自动驾驶过程中，汽车通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标。