一种驾驶人可靠度计算方法与流程

1.本发明属于驾驶安全领域，更具体的说涉及一种驾驶人可靠度计算方法。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，汽车技术也得到了快速发展，在汽车人机系统的可靠性中，更多将取决于驾驶人驾驶行为的可靠性，据统计在道路交通事故中主要造成事故原因机动车驾驶员占达87.37％，行人乘客占2.74％，非机动车驾驶人占2.87％；因为人的原因造成的事故占达92.98％，所以现在人们更加重视在道路交通领域中人的研究；汽车驾驶过程的可靠性，主要取决于驾驶员的可靠性和汽车的可靠性，但汽车的可靠性随着汽车技术的飞速发展，其安全性已经较为完善，所以在汽车人机系统的可靠性中，将更多将取决于驾驶人驾驶行为的可靠性；对驾驶人驾驶行为进行具体的分析，从信息感知、信息判断和车辆操控三个阶段求得驾驶人驾驶行为的整体可靠度。


技术实现要素：

3.本发明基于广义人因可靠性计算方法，分别计算出驾驶人信息感知可靠度、信息判断可靠度和车辆操控可靠度，最后求得驾驶人驾驶行为整体可靠度。
4.为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的计算方法包括以下步骤，步骤1：获取某时段内驾驶人驾驶行为各指标数据；步骤2：计算各阶段的人因差错概率及可靠度；步骤3：计算驾驶人驾驶行为总体可靠度。
5.优选的，所述的步骤1：获取某时段内驾驶人驾驶行为各指标数据包括信息感知阶段数据：注视时间、扫视幅度、扫视速度；信息判断阶段数据：心电、皮电、肌电；车辆操控阶段数据：速度、油门踏板深度、制动踏板深度、方向盘转角；并计算各指标均值和标准差；
[0006][0007]
式中：λ(t)—驾驶员各个阶段的差错概率。
[0008]
优选的，计算各阶段的人因差错概率；根据公式(2)(3)计算各阶段的人因差错概率，然后根据公式(1)计算各阶段驾驶人人因可靠度：
[0009][0010][0011]
式中：μ—均值；
[0012]
σ—标准差。
[0013]
优选的，步骤3：计算驾驶人驾驶行为总体可靠度：根据公式(4)计算驾驶人驾驶行为总体可靠度
[0014]
r(t)＝rs(t)ro(t)rr(t)
ꢀꢀ
(4)
[0015]
式中：rs(t)—驾驶人感知可靠度；
[0016]ro
(t)—驾驶人判断可靠度；
[0017]rr
(t)—驾驶人操作可靠度。
[0018]
优选的，所述的rs(t)—驾驶人感知可靠度计算方式为：在驾驶试验过程中通过眼动仪获取t时间段内驾驶人的注视时间、扫视幅度、扫视速度，并计算各指标均值；然后根据公式(3)计算其累积分布函数φ(x)，之后根据公式(2)分别计算注视、扫视的差错概率λs(t)；最后根据公式(1)计算出驾驶人信息感知可靠度rs(t)。
[0019]
优选的，所述的ro(t)—驾驶人判断可靠度：在驾驶试验过程中通过生理心理仪获取t时间段内驾驶人的皮电、心电、肌电，并计算各指标均值；然后根据公式(3)计算其累积分布函数φ，之后根据公式(2)分别计算信息判断的差错概率λo(t)；最后根据公式(1)计算出驾驶人信息感知可靠度ro(t)。
[0020]
优选的，所述的rr(t)—驾驶人操作可靠度：在驾驶试验过程中通过vbox或驾驶模拟器获取t时间段内驾驶人的速度、油门踏板深度、制动踏板深度、方向盘转角，并计算各指标均值；然后根据公式(3)计算其累积分布函数φ(x)，之后根据公式(2)分别计算驾驶人车辆操控的差错概率λr(t)；最后根据公式(1)计算出驾驶人信息感知可靠度rr(t)。
[0021]
本发明有益效果：
[0022]
本发明基于广义人因可靠性计算方法，分别计算出驾驶人信息感知可靠度、信息判断可靠度和车辆操控可靠度，最后求得驾驶人驾驶行为整体可靠度。能够有效的计算出现在驾驶人的状态，为安全驾驶提供参考依据。
附图说明
[0023]
图1为驾驶人驾驶行为过程框架图；
[0024]
图2为本发明计算流程图；
具体实施方式
[0025]
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图及具体实施例进一步描述本发明的技术方案。
[0026]
要完成本发明的后续工作，必须先明确计算指标：本发明的计算指标如下：
[0027]
信息感知阶段：注视时间、扫视幅度、扫视速度
[0028]
注视时间：一次注视行为中花费的时间称为注视时间，也称注视持续时间。它反映了驾驶人从注视目标上获取有用的信息所花费的时间，同时也反映了驾驶人获取有效交通信息的难易程度，注视时间越长说明驾驶人获取信息的难度越大。
[0029]
扫视幅度：将视网膜的中央凹从一个注视点重新定位到一个新的注视点的过程称之为扫视，即扫视是注视的快速转移，因此扫视也在一定程度上表明了注意的转移。扫视可以用来衡量驾驶人的注意深度。扫视幅度是前一注视点转移到下一注视点时两个注视点之间的夹角，以角度为单位。它反映了驾驶人对交通信息加工的广度，夹角越大则信息加工广度越大。
[0030]
扫视速度：扫视速度是指一次扫视过程中，扫视角度与扫视持续时间的比值，单位
为度/ms，这一指标反映的是驾驶人前一次注视信息加工以及寻找下一目标的速度。扫视速度越大，表明驾驶人视觉搜索的效率越高。
[0031]
信息处理阶段：驾驶人生理心理状态(心率、肌电、皮电)
[0032]
心率：心率的快慢反应了人类情绪的紧张情况，因此驾驶过程中驾驶人的心率实质上可以直观地反应其心理紧张程度，应用心率增长率指标来研究驾驶人风险情境下的生理心理变化。
[0033]
肌电：肌肉收缩时会产生微弱电流，在皮肤的适当位置附着电极可以测定身体表面肌肉的电流。肌电(electromyography,emg)是指肌肉神经的冲动传递到肌纤维时,肌纤维会呈现去极化状态,即产生动作电位并发生收缩。
[0034]
皮电：皮肤电导是反应交感神经活动的间接指标，因此皮电指标可以用作评价驾驶人的情绪唤起水平和心理活动。
[0035]
车辆操控阶段：手脚对车辆实地的操作(加速、制动、转向)。
[0036]
加速：车辆在行驶过程由于驾驶人控制不良或突发紧急状况会产生急加速的情况，驾驶员对加速度的控制主要是通过踩下油门踏板的开合度，对加速度的控制情况可以间接地体现车辆运行可靠度，不适当的加速度会存在一定的安全隐患。
[0037]
制动：驾驶人在感知到风险后一般会采取制动避撞，对于同一风险，由于驾驶人对风险做出的反应时间不同，采取制动行为的时间和制动力度也会存在差异。当驾驶人能够较早的感知风险，且距离交通冲突的距离较长时，驾驶人的制动力度较小，即缓慢的实施制动，直至车辆平稳的减速到可以避免冲突的产生；若驾驶人感知风险较晚，且距离交通冲突很近时，驾驶人的制动力度较大，即会用力迅速踩下制动踏板采取紧急制动，在尽可能短的距离内停车。
[0038]
转向：相关驾驶员行为分析结果表明，驾驶人在交叉口以及在行驶过程中避撞时有时会采用转向行为，故转向也是驾驶行操作的重要部分。
[0039]
首先通过实验获取某时段内驾驶人驾驶行为各指标数据，包括信息感知阶段数据：注视时间、扫视幅度、扫视速度；信息判断阶段数据：心电、皮电；车辆操控阶段数据：速度、油门踏板深度、制动踏板深度、方向盘转角；并计算各指标均值和标准差，之后根据公式(2)(3)计算各阶段的人因差错概率，然后根据公式(1)计算各阶段驾驶人人因可靠度，最后根据公式(4)计算驾驶人驾驶行为总体可靠度。
[0040][0041]
式中：λ(t)—驾驶员各个阶段的差错概率；
[0042][0043][0044]
式中：μ—均值；
[0045]
σ—标准差。
[0046]
r(t)＝rs(t)ro(t)rr(t) (4)
[0047]
式中：rs(t)—驾驶人感知可靠度；
[0048]ro
(t)—驾驶人判断可靠度；
[0049]rr
(t)—驾驶人操作可靠度；
[0050]
信息感知阶段可靠度：在驾驶试验过程中通过眼动仪获取t时间段内驾驶人的注视时间、扫视幅度、扫视速度，并计算各指标均值；然后根据公式(3)计算其累积分布函数φ(x)，之后根据公式(2)分别计算注视、扫视的差错概率λs(t)；最后根据公式(1)计算出驾驶人信息感知可靠度rs(t)。
[0051]
信息判断阶段可靠度：在驾驶试验过程中通过生理心理仪获取t时间段内驾驶人的皮电、心电，并计算各指标均值；然后根据公式(3)计算其累积分布函数φ，之后根据公式(2)分别计算信息判断的差错概率λo(t)；最后根据公式(1)计算出驾驶人信息感知可靠度ro(t)。
[0052]
车辆操控阶段可靠度：在驾驶试验过程中通过vbox或驾驶模拟器获取t时间段内驾驶人的速度、油门踏板深度、制动踏板深度、方向盘转角，并计算各指标均值；然后根据公式(3)计算其累积分布函数φ(x)，之后根据公式(2)分别计算驾驶人车辆操控的差错概率λr(t)；最后根据公式(1)计算出驾驶人信息感知可靠度rr(t)。
[0053]
最后通过公式(4)计算驾驶人天使行为可靠度。
[0054]
实施例1：
[0055]
驾驶人驾驶车辆直行通过某一交叉口，通过时间为25s，通过驾驶模拟器采集的数据计算如下：由于本次实验并未设计转向，故未考虑车辆操控阶段的方向盘转角可靠度。
[0056]
信息感知阶段：
[0057] 注视时间扫视时间扫视幅度扫视速度μ228.6480.074626871.87611940321.50447761σ177.855794822.468760031.2241463139.453043903
[0058]
信息判断阶段：
[0059] 皮电肌电心电μ6.452586259-12.069150277σ0.06490538920.155574372.376354
[0060]
车辆操控阶段：
[0061] 速度油门踏板制动踏板μ59.620406820.4547507990σ0.1189129080.0546451980
[0062]
根据公式(3)计算各个指标累积分布函数，之后通过公式(4)计算其可能出现的差错概率：
[0063]
[0064][0065]
信息感知阶段：
[0066][0067]
信息判断阶段：
[0068] 皮电肌电心电λ(t)00.0034870430
[0069]
车辆操控阶段：
[0070] 速度油门踏板制动踏板λ(t)1.99991e-232.7109e-160
[0071]
根据公式(1)和(4)计算各阶段驾驶人人因可靠度和驾驶人驾驶行为总体可靠度：
[0072][0073]
r(t)＝rs(t)ro(t)rr(t)
[0074][0075]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。