[发明专利]一种基于皮电反应确定汽车防撞预警系统预警时刻的方法

说明书

本发明公开了一种基于皮电反应确定汽车防撞预警系统预警时刻的方法。汽车防撞预警系统是一种先进的主动安全驾驶辅助系统，对于该系统而言，确定预警时刻是实现主动安全辅助功能的关键。由于皮电反应可以有效反应人的心理状态变化，因此本发明基于皮电反应确定驾驶人危险感知时刻，作为汽车防撞预警系统的预警时刻，更符合驾驶人的心理特性。具体方法为：采集驾驶人在风险驾驶过程中的实时皮电数据；在判定驾驶人因风险驾驶环境刺激产生皮电反应后确定确定皮电反应起始时刻；皮电反应起始时刻减去皮电反应潜伏期的时间，即可获得汽车防撞预警系统预警时刻。

技术领域

本发明属于交通安全领域，涉及皮电反应与汽车防撞预警系统的相关技术，从驾驶人心理层面提供一种确定汽车防撞预警系统预警时刻的方法。

背景技术

汽车防撞预警系统是一种先进的主动安全驾驶辅助系统，主要用于协助驾驶人避免追尾，与行人碰撞等重大交通事故。该系统利用现代信息技术、传感技术等获得道路、车辆信息，并针对汽车行车状态作出安全评估，提醒驾驶人注意危险或辅助驾驶人操纵车辆，从而避免碰撞发生或者尽可能降低碰撞事故对人体的伤害。对于汽车防撞预警系统而言，确定预警时刻是该系统实现主动安全辅助功能的关键，如果过早预警，可能会降低驾驶人对防撞预警系统的信任度，如果过迟预警，则无法避免交通事故的发生。

从认知心理学的角度，驾驶人在面对驾驶环境中的潜在风险，其认知过程分为三个阶段：接受信息、感知风险、做出决策。现有技术确定汽车防撞预警系统预警时刻的方法为：采用固定的几个预警指标(碰撞时间TTC，车头时距THW等)，而后通过分析实际风险驾驶状态下的驾驶行为数据设置预警阈值，以此确定系统的预警时刻。这种方式获得的预警时刻实质是驾驶人应该做出决策的时刻，然而驾驶人从接收预警信号到做出行为决策，需要一定的反应时间，该方法忽略驾驶人反应时间这一因素，可能会导致系统预警过迟，无法起到安全辅助作用。相较于从行为层面确定汽车防撞预警系统的预警时刻，以驾驶人感知风险的时刻作为预警时刻，不仅符合驾驶人的心理特性，而且给驾驶人留有一定的反应时间，避免预警过迟的情况发生。

皮电反应是一种受脑高级皮层调节，中枢神经系统参与的精神性出汗行为。人在紧张或者突然受刺激状态会导致体内交感神经兴奋，促使汗腺分泌出更多汗液，进而使皮肤表面的导电能力增强，产生明显的皮电信号波动，即皮电反应。过去研究表明，在驾驶过程中的一些潜在风险因素(比如跟车状态下的前车制动行为，突然横穿交叉口的行人、车辆)，会使驾驶人突然受到刺激，出现皮电反应。因此可以通过分析驾驶人的皮电反应，找到驾驶人感知外界刺激(风险)的时刻，以该时刻作为汽车防撞预警系统的预警时刻。

发明内容

为了解决现有汽车防撞预警系统预警时忽略驾驶人反应时间，预警较迟的问题，本发明基于驾驶人的皮电反应，提供一种确定汽车防撞预警系统预警时刻的方法。该方法可以确定驾驶人在风险驾驶过程中感知交通风险的时刻，以该时刻作为汽车防撞预警系统的预警时刻，能够给驾驶人留有一定的反应时间进行避险操作。

本发明的技术方案包括以下内容：

步骤一、采集驾驶人在风险驾驶过程中的实时皮电数据

本发明对风险驾驶过程的定义为：在跟车驾驶时前车突然制动的驾驶过程。风险驾驶环境可以为实车驾驶环境，也可为模拟驾驶环境。实时皮电数据采集装置为，能通过在人体外施加电流来采集人皮肤电电导信号变化、且数据采集频率不低于10Hz的装置。皮电采集时驾驶人所处环境温度应保持在22-24℃，环境相对湿度保持在40％-50％。

步骤二、确定汽车防撞预警系统的预警时刻

预设时刻A为风险驾驶过程中刺激产生的时刻，即为前车开始制动时刻；时刻B为驾驶人危险感知时刻，也是汽车防撞预警系统的预警时刻；时刻C为驾驶人皮电反应的起始时刻；时刻D为驾驶人皮电反应的峰值时刻。预设皮电数据为y，皮电反应波形的振幅为H,皮电衰减期为S(皮电从峰值时刻值衰减至初始时刻值所用的时间)。预设前车制动踏板总有效行程为X，驾驶过程中前车制动踏板有效行程为x。