1.一種基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟一、樣本庫建立:采用數(shù)據(jù)處理器(2)建立樣本庫,所建立的樣本庫內(nèi)存儲(chǔ)有兩類樣本,一類樣本為正常駕駛狀態(tài)樣本且該類樣本中包括被監(jiān)測駕駛員正常駕駛狀態(tài)下測得的多個(gè)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào),另一類樣本為險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)樣本且該類樣本中包括被監(jiān)測駕駛員險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的多個(gè)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào);
步驟二、基于進(jìn)似熵模板匹配的道路信息剝離:采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用基于進(jìn)似熵模板匹配的信號(hào)矯正模塊對所述樣本庫內(nèi)的各方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)分別進(jìn)行矯正,所有方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的矯正方法均相同;對任一個(gè)所述方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)進(jìn)行矯正時(shí),過程如下:
步驟201、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解:調(diào)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解模塊對方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,獲得n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量和一個(gè)趨勢項(xiàng);n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量和一個(gè)趨勢項(xiàng)均為離散函數(shù);
其中,方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)為被監(jiān)測駕駛員所駕駛車輛的方向盤轉(zhuǎn)角隨時(shí)間變化的函數(shù);方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解結(jié)果為: (1-1),式(1-1)中ci(t)為方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后獲得的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量,i為正整數(shù)且其本征模態(tài)函數(shù)分量的編號(hào),i=1、2、…、n;rn(t)為方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后獲得的趨勢項(xiàng);
步驟202、本征模態(tài)函數(shù)分量有效性識(shí)別:調(diào)用本征模態(tài)函數(shù)分量有效性識(shí)別模塊,且根據(jù)預(yù)先建立的白噪聲近似熵分布區(qū)間模板,對步驟201中分解出的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量分別進(jìn)行有效性識(shí)別;n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的有效性識(shí)別方法均相同;
對所述白噪聲近似熵分布區(qū)間模板進(jìn)行建立時(shí),采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行建立,過程如下:
步驟Ⅰ、樣本獲取:產(chǎn)生多個(gè)隨機(jī)白噪聲信號(hào)作為樣本,多個(gè)所述白噪聲信號(hào)的數(shù)據(jù)長度均相同;
其中,產(chǎn)生的第j個(gè)隨機(jī)白噪聲信號(hào),記作ζj(t);j為隨機(jī)白噪聲信號(hào)的編號(hào)且其為正整數(shù),j=1、2、…、N;N為本步驟中所產(chǎn)生隨機(jī)白噪聲信號(hào)的總數(shù)量;
步驟Ⅱ、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解:調(diào)用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解模塊,對步驟Ⅰ中各白噪聲信號(hào)分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,獲得各白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量和一個(gè)趨勢項(xiàng);n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量和一個(gè)趨勢項(xiàng)均為離散函數(shù);
其中,ζj(t)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解結(jié)果為: (1-2),式(1-2)中ci,j(t)為ζj(t)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后獲得的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量,rn,j(t)為ζj(t)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后獲得的趨勢項(xiàng);
步驟Ⅲ、近似熵與平均周期自然對數(shù)計(jì)算:調(diào)用近似熵計(jì)算模塊,對步驟Ⅱ中各白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵分別進(jìn)行計(jì)算;同時(shí),調(diào)用平均周期計(jì)算模塊,對各白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的平均周期分別進(jìn)行計(jì)算,并求解出各白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的平均周期對數(shù);其中,平均周期對數(shù)為平均周期的自然對數(shù);
步驟Ⅳ、二維聯(lián)合概率密度函數(shù)確定:根據(jù)步驟Ⅲ中計(jì)算得出的各白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵和平均周期對數(shù),調(diào)用二維聯(lián)合概率密度函數(shù)確定模塊,獲取白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵與平均周期對數(shù)的二維聯(lián)合概率密度函數(shù);
其中,根據(jù)步驟Ⅲ中計(jì)算得出的N個(gè)所述白噪聲信號(hào)的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵和平均周期對數(shù),且調(diào)用所述二維聯(lián)合概率密度函數(shù)確定模塊,得出白噪聲信號(hào)的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵與平均周期對數(shù)的二維聯(lián)合概率密度函數(shù),記作f(pi,ti);其中,pi和ti分別表示白噪聲信號(hào)的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵與平均周期對數(shù);
步驟Ⅴ、白噪聲近似熵分布區(qū)間模板獲?。焊鶕?jù)步驟Ⅳ中獲得的白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵與平均周期對數(shù)的二維聯(lián)合概率密度函數(shù),獲得白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的置信區(qū)間;所述置信區(qū)間的置信水平為c%,其中c%=92%~99%;
其中,白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的置信區(qū)間組成所述白噪聲近似熵分布區(qū)間模板;
對步驟201中分解出的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量ci(t)進(jìn)行有效性識(shí)別時(shí),包括以下步驟:
步驟2021、近似熵與平均周期自然對數(shù)計(jì)算:調(diào)用步驟Ⅲ中所述近似熵計(jì)算模塊,計(jì)算得出ci(t)的近似熵;同時(shí),調(diào)用步驟Ⅲ中所述平均周期計(jì)算模塊,計(jì)算得出ci(t)的平均周期對數(shù);
步驟2022、有效性識(shí)別:根據(jù)步驟2021中計(jì)算得出的ci(t)的近似熵與平均周期自然對數(shù),判斷ci(t)是否落入步驟Ⅴ中獲得的白噪聲信號(hào)的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的置信區(qū)間內(nèi):當(dāng)落入步驟Ⅴ中獲得的白噪聲信號(hào)的第i個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的置信區(qū)間內(nèi)時(shí),說明ci(t)為有效本征模態(tài)函數(shù)分量;否則,說明ci(t)為虛假本征模態(tài)函數(shù)分量;
步驟2023、多次重復(fù)步驟2021至步驟2022,直至完成步驟201中分解出的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的有效性識(shí)別過程,獲得方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后的所有有效本征模態(tài)函數(shù)分量;
步驟203、信號(hào)重構(gòu):利用步驟2023中獲得的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后的所有有效本征模態(tài)函數(shù)分量和步驟201中分解出的趨勢項(xiàng),重構(gòu)出方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x'(t);x'(t)為對方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)進(jìn)行矯正后獲得的信號(hào)且其為將方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)中的道路信息剝離后的信號(hào);
步驟204、多次重復(fù)步驟201至步驟203,直至完成所述樣本庫中所有方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的矯正過程,矯正后的所有方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)組成矯正后樣本庫;
步驟三、特征提取:采用數(shù)據(jù)處理器(2)從步驟204中所述矯正后樣本庫中的各方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)中分別提取出能代表并區(qū)別該方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的一組特征參數(shù),且該組特征參數(shù)包括W個(gè)特征量,并對W個(gè)所述特征量進(jìn)行編號(hào),W個(gè)所述特征量組成一個(gè)特征向量,其中W≥2;所提取出的每個(gè)所述方向盤轉(zhuǎn)角的特征向量均為一個(gè)訓(xùn)練樣本,步驟104中所述樣本庫中所有方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的特征向量組成訓(xùn)練樣本集;
步驟四、二分類模型建立與訓(xùn)練:采用數(shù)據(jù)處理器(2)建立二分類模型,所述二分類模型為支持向量機(jī)模型;再采用數(shù)據(jù)處理器(2)將步驟三中所述訓(xùn)練樣本集中的各訓(xùn)練樣本分別輸入到所建立的二分類模型進(jìn)行訓(xùn)練;
步驟五、行駛狀態(tài)信息采集及同步分類:按照預(yù)先設(shè)定的采樣頻率對被監(jiān)測駕駛員駕駛過程中所駕駛車輛的方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行采集,并將當(dāng)前時(shí)刻所采集的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)同步輸入至步驟四中所建立的二分類模型中,并自動(dòng)輸出被監(jiān)測駕駛員當(dāng)前的駕駛狀態(tài),所輸出的駕駛狀態(tài)為正常駕駛狀態(tài)或險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟四中采用數(shù)據(jù)處理器(2)建立二分類模型時(shí),選用徑向基函數(shù)作為所述二分類模型的核函數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟五中將當(dāng)前時(shí)刻所采集的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)同步輸入至所述二分類模型時(shí),先按照步驟二中所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的道路信息剝離方法對當(dāng)前時(shí)刻所采集的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行矯正,再按照步驟三中所述的特征提取方法對矯正后的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行特征提取,再將提取出的特征向量輸入至所述二分類模型中。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟三中進(jìn)行特征提取時(shí),對步驟104中所述樣本庫中的各方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)分別進(jìn)行特征提??;每個(gè)所述方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的特征提取方法均相同;
對任一個(gè)所述方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行特征提取時(shí),先采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用小波包分解模塊或多小波包分解模塊對該方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)分別進(jìn)行小波包分解,并對小波包分解后的各層小波包分解系數(shù)分別進(jìn)行重構(gòu),獲得各頻帶信號(hào);之后,采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用能量譜分析模塊對所獲得的各頻帶信號(hào)分別進(jìn)行能量譜分析并獲得各頻帶信號(hào)的能量,再從所獲得的各頻帶信號(hào)能量中選取W個(gè)能代表并區(qū)別該方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的頻帶信號(hào)能量組成該方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的所述特征向量。
5.按照權(quán)利要求4所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:從所獲得的各頻帶信號(hào)能量中選取W個(gè)能代表并區(qū)別該方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的頻帶信號(hào)能量組成該方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)的所述特征向量時(shí),采用t檢驗(yàn)法或核主成分分析法從所獲得的各頻帶信號(hào)能量中選取W個(gè)所述頻帶信號(hào)的能量;
其中,采用t檢驗(yàn)法選取W個(gè)所述頻帶信號(hào)的能量時(shí),先采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用概率密度計(jì)算模塊,計(jì)算得出步驟104中所述樣本庫中每個(gè)所述方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行小波包分解后的各頻帶信號(hào)能量的概率密度;再根據(jù)計(jì)算得出的各頻帶信號(hào)能量的概率密度,采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用t檢驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行分析,找出能將所述樣本庫中兩類樣本區(qū)分開的W個(gè)所述頻帶信號(hào)的能量;
采用核主成分分析法選取W個(gè)所述頻帶信號(hào)的能量時(shí),采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用核主成分分析模塊從所獲得的各頻帶信號(hào)能量中選取W個(gè)所述頻帶信號(hào)的能量。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟201中進(jìn)行方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解之前,先調(diào)用歸一化處理模塊,對方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)進(jìn)行歸一化處理;再調(diào)用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解模塊,對歸一化處理后的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)x(t)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解;
步驟Ⅱ中進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解之前,先調(diào)用所述歸一化處理模塊,對步驟Ⅰ中各白噪聲信號(hào)分別進(jìn)行歸一化處理;再調(diào)用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解模塊,對歸一化處理后的各白噪聲信號(hào)分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟Ⅲ中調(diào)用所述近似熵計(jì)算模塊對各白噪聲信號(hào)的n個(gè)本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵進(jìn)行計(jì)算時(shí),所有本征模態(tài)函數(shù)分量的近似熵的計(jì)算方法均相同;
其中,ci,j(t)的近似熵,記作IMF-ApEni,j;對ci,j(t)的近似熵進(jìn)行計(jì)算時(shí),過程如下:
步驟Ⅲ-1、排列組成m維向量O(k):按照ci,j(t)中的各數(shù)據(jù)先后順序,將ci,j(t)中的m個(gè)數(shù)據(jù)排列組成M0-m+1個(gè)m維矢量;
其中,ci,j(t)中包含M0個(gè)數(shù)據(jù)且M0個(gè)數(shù)據(jù)分別為ci,j(1)、ci,j(2)、…、ci,j(M0),M0為ci,j(t)的數(shù)據(jù)長度且其為正整數(shù);m為預(yù)先設(shè)定的嵌入維數(shù),m為正整數(shù)且m≥2;
M0-m+1個(gè)m維矢量中第k個(gè)m維矢量,記作O(k);
并且,O(k)=[ci,j(k),ci,j(k+1),…,ci,j(k+m-1)] (2-0),其中k為正整數(shù)且k=1、2、…、M0-m+1;
步驟Ⅲ-2、Hausdorff空間距離計(jì)算:調(diào)用Hausdorff空間距離計(jì)算模塊,計(jì)算得出M0-m+1個(gè)所述m維矢量中任一個(gè)m維矢量與其它M0-m個(gè)m維矢量之間的Hausdorff空間距離;
其中,m維矢量O(k)與m維矢量O(g)之間的Hausdorff空間距離,記作d[O(k),O(g)];m維矢量O(g)為步驟Ⅲ-1中M0-m+1個(gè)m維矢量中第g個(gè)m維矢量,g為正整數(shù)且g=1、2、…、M0-m+1,g≠k;
步驟Ⅲ-3、m維矢量間相似度計(jì)算:根據(jù)預(yù)先限定的相似容限r(nóng),計(jì)算得出M0-m+1個(gè)所述m維矢量中任一個(gè)m維矢量與其它M0-m個(gè)m維矢量之間的相似度;
其中,m維矢量O(k)與其它M0-m個(gè)m維矢量之間的相似度,記作根據(jù)公式 (2-2),進(jìn)行計(jì)算;r>0;
式(2-2)中,
步驟Ⅲ-4、Φm(r)計(jì)算:根據(jù)步驟Ⅲ-3中計(jì)算得出的M0-m+1個(gè)所述m維矢量中任一個(gè)m維矢量與其它M0-m個(gè)m維矢量之間的相似度,并按照公式 (2-4),計(jì)算得出Φm(r);
步驟Ⅲ-5、Φm+1(r)計(jì)算:按照步驟Ⅲ-1至步驟Ⅲ-4中所述的方法,計(jì)算得出Φm+1(r);
步驟Ⅲ-6、近似熵計(jì)算:根據(jù)公式IMF-ApEni,j=Φm(r)-Φm+1(r) (2-5),計(jì)算得出IMF-ApEni,j。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟一中進(jìn)行樣本庫建立時(shí),過程如下:
步驟101、正常駕駛狀態(tài)下行駛狀態(tài)信息獲?。翰捎眯旭偁顟B(tài)信息監(jiān)測裝置(1)且按照預(yù)先設(shè)計(jì)的監(jiān)測頻率,對被監(jiān)測駕駛員按照預(yù)先設(shè)計(jì)的路線駕駛過程中所駕駛車輛的行駛狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)測,并將所監(jiān)測信息同步傳送至數(shù)據(jù)處理器(2),獲得多個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的行駛狀態(tài)信息;
所述行駛狀態(tài)信息監(jiān)測裝置(1)包括對所駕駛車輛的方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測的方向盤轉(zhuǎn)角檢測單元(1-1)和對所駕駛車輛的側(cè)向加速度進(jìn)行檢測的側(cè)向加速度檢測單元(1-2),所述方向盤轉(zhuǎn)角檢測單元(1-1)和側(cè)向加速度檢測單元(1-2)均與數(shù)據(jù)處理器(2)連接;每個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的行駛狀態(tài)信息均包括該時(shí)刻方向盤轉(zhuǎn)角檢測單元(1-1)所檢測的方向盤轉(zhuǎn)角和側(cè)向加速度檢測單元(1-2)所檢測的側(cè)向加速度;
步驟102、車輛動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)確定:所述數(shù)據(jù)處理器(2)根據(jù)步驟101中所獲得的多個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的行駛狀態(tài)信息,得出方向盤轉(zhuǎn)角函數(shù)δsw(t)和側(cè)向加速度函數(shù)其中,δsw(t)為步驟101中駕駛過程中所駕駛車輛的方向盤轉(zhuǎn)角隨時(shí)間變化的函數(shù),為步驟101中駕駛過程中所駕駛車輛的側(cè)向加速度隨時(shí)間變化的函數(shù);所述數(shù)據(jù)處理器(2)再根據(jù)公式 (1),并結(jié)合步驟101中被監(jiān)測駕駛員所駕駛車輛的車輛動(dòng)力學(xué)模型的傳遞函數(shù) (2),對車輛動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)Gay、Ty1、Ty2、T1和T2分別進(jìn)行確定;
公式(2)中,δsw(s)為方向盤轉(zhuǎn)角函數(shù)δsw(t)的拉普拉斯變換,為側(cè)向加速度函數(shù)的拉普拉斯變換;
步驟103、險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下行駛狀態(tài)信息獲取,過程如下:
步驟1031、隨機(jī)數(shù)生成:采用數(shù)據(jù)處理器(2)且調(diào)用隨機(jī)數(shù)生成模塊,生成神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組或動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組;
所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組為調(diào)用所述隨機(jī)數(shù)生成模塊生成的一組平均數(shù)為td0且方差為σd的隨機(jī)數(shù);其中,td0=0.25~0.5;當(dāng)被監(jiān)測駕駛員為男性駕駛員時(shí),σd>7.5;當(dāng)被監(jiān)測駕駛員為女性駕駛員時(shí),σd>8;
所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組為調(diào)用所述隨機(jī)數(shù)生成模塊生成的一組平均數(shù)為Th0且方差為σh的隨機(jī)數(shù);其中,Th0=0.12~0.2;當(dāng)被監(jiān)測駕駛員為男性駕駛員時(shí),σh>2.6;當(dāng)被監(jiān)測駕駛員為女性駕駛員時(shí),σd>1.95;
步驟1032、隨機(jī)數(shù)篩選:先根據(jù)預(yù)先設(shè)定的疲勞度判斷閾值Ntm,采用數(shù)據(jù)處理器(2)計(jì)算得出神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間判斷閾值tdm或動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間判斷閾值Thm,其中,Ntm=0.7~0.9; (3), (4);再根據(jù)計(jì)算得出的tdm或Thm,對步驟1031中生成的所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組或所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組進(jìn)行篩選,獲得險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組或動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組;所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中包括險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間的多個(gè)隨機(jī)數(shù),所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組中包括險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間的多個(gè)隨機(jī)數(shù);公式(3)中tda和tdb分別為預(yù)先測試得出的被監(jiān)測駕駛員神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間的上限值和下限值,公式(4)中Tha和Thb分別為預(yù)先測試得出的被監(jiān)測駕駛員動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間的上限值和下限值,tdm、Thm、tda、tdb、Tha和Thb的單位均為s;
對所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組進(jìn)行篩選時(shí),根據(jù)計(jì)算得出的tdm,采用數(shù)據(jù)處理器(2)對所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組中的各隨機(jī)數(shù)分別進(jìn)行判斷;對所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組中的任一個(gè)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行判斷時(shí),判斷該隨機(jī)數(shù)是否大于tdm,且當(dāng)該隨機(jī)數(shù)>tdm時(shí),判斷為該隨機(jī)數(shù)為險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間的隨機(jī)數(shù);
對所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組進(jìn)行篩選時(shí),根據(jù)計(jì)算得出的Thm,采用數(shù)據(jù)處理器(2)對所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組中的各隨機(jī)數(shù)分別進(jìn)行判斷;對所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組中的任一個(gè)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行判斷時(shí),判斷該隨機(jī)數(shù)是否大于Thm,且當(dāng)該隨機(jī)數(shù)>Thm時(shí),判斷為該隨機(jī)數(shù)為險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間的隨機(jī)數(shù);
步驟1033、駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)組獲?。翰捎脭?shù)據(jù)處理器(2)對步驟1032中所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組或所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間隨機(jī)數(shù)組進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算,獲取駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)組;所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中包括險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的多個(gè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對,每個(gè)所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對均包括一個(gè)神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間和一個(gè)動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間;
其中,對所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算時(shí),采用數(shù)據(jù)處理器(2)對所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中的各隨機(jī)數(shù)分別進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算;對所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中的任一個(gè)隨機(jī)數(shù)tdi進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算時(shí),先根據(jù)公式 (5),計(jì)算得出神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間tdi對應(yīng)的疲勞度Nti;再根據(jù)公式(6),計(jì)算得出神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間tdi對應(yīng)的動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間Thi,所述的tdi和Thi組成一個(gè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對;i為正整數(shù)且i=1、2、…、Nd,Nd為所述神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中所包括隨機(jī)數(shù)的總數(shù)量;
對所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間數(shù)組進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算時(shí),采用數(shù)據(jù)處理器(2)對所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中的各隨機(jī)數(shù)分別進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算;對所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中的任一個(gè)隨機(jī)數(shù)tdi進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)對計(jì)算時(shí),先根據(jù)公式 (7),計(jì)算得出動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間Thj對應(yīng)的疲勞度Ntj;再根據(jù)公式(8),計(jì)算得出動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間Thj對應(yīng)的神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間tdj,所述的tdj和Thj組成一個(gè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對;j為正整數(shù)且j=1、2、…、Nh,Nh為所述動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中所包括隨機(jī)數(shù)的總數(shù)量;
步驟1034、行駛狀態(tài)信息獲?。焊鶕?jù)預(yù)先建立的駕駛員模型,采用數(shù)據(jù)處理器(2)對步驟1033中所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中的多個(gè)所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對分別進(jìn)行行駛狀態(tài)信息計(jì)算,獲得Nk組險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的行駛狀態(tài)信息;其中,Nk為正整數(shù)且其為所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中所包括駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對的總數(shù)量,Nk=Nd或Nh;
步驟101中多個(gè)所述監(jiān)測時(shí)刻被監(jiān)測駕駛員所駕駛車輛所處的位置均為監(jiān)測位置,每組險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的行駛狀態(tài)信息均包括險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的多個(gè)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào),多個(gè)所述方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)分別為險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下被監(jiān)測駕駛員所駕駛車輛在多個(gè)不同監(jiān)測位置處的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào);
所述駕駛員模型的輸入量為步驟102中所述的輸出量為險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下被監(jiān)測駕駛員按照步驟101中預(yù)先設(shè)計(jì)的路線駕駛過程中所駕駛車輛的方向盤轉(zhuǎn)角隨時(shí)間變化的函數(shù);所述駕駛員模型的傳遞函數(shù)為 (9);公式(9)中,Tp、td和Th分別為駕駛過程中同一時(shí)刻被監(jiān)測駕駛員的預(yù)瞄時(shí)間、神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間和動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間;所述駕駛員模型與步驟102中所述車輛動(dòng)力學(xué)模型組成閉環(huán)駕駛模型;
采用數(shù)據(jù)處理器(2)對步驟1033中所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)組中的任一個(gè)所述駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對進(jìn)行行駛狀態(tài)信息計(jì)算時(shí),根據(jù)公式(9),并結(jié)合步驟101中所獲得的多個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的側(cè)向加速度以及該駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對中的神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間和動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間,獲得與該駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對對應(yīng)的險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下被監(jiān)測駕駛員所駕駛車輛在多個(gè)不同監(jiān)測位置處的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào);
步驟104、樣本庫建立:采用數(shù)據(jù)處理器(2)建立樣本庫,所建立的樣本庫內(nèi)存儲(chǔ)有兩類樣本,一類樣本為正常駕駛狀態(tài)樣本且該類樣本中包括步驟101中所獲得的多個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào),另一類樣本為險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)樣本且該類樣本中包括步驟1034中獲得的險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的多個(gè)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)。
9.按照權(quán)利要求8所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟101中所述行駛狀態(tài)信息監(jiān)測裝置(1)還包括對所駕駛車輛的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的位移檢測單元(1-3),所述位移檢測單元(1-3)與數(shù)據(jù)處理器(2)連接;
步驟101中每個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的行駛狀態(tài)信息均還包括該時(shí)刻位移檢測單元(1-3)所檢測的位移;
步驟101中進(jìn)行正常駕駛狀態(tài)下行駛狀態(tài)信息獲取之前,先建立平面直角坐標(biāo)系;所述位移檢測單元(1-3)包括對所駕駛車輛在X軸方向上的位移進(jìn)行檢測的X軸方向位移檢測單元和對所駕駛車輛在Y軸方向上的位移進(jìn)行檢測的Y軸方向位移檢測單元,所述X軸方向位移檢測單元和所述Y軸方向位移檢測單元均布設(shè)在所駕駛車輛的質(zhì)心上;
步驟101中所述側(cè)向加速度檢測單元(1-2)布設(shè)在所駕駛車輛的質(zhì)心上;
步驟101中獲得M個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的行駛狀態(tài)信息,其中M為正整數(shù)且M≥50,步驟104中所述樣本庫中存儲(chǔ)的所述正常駕駛狀態(tài)樣本的數(shù)量為M個(gè),每個(gè)所述正常駕駛狀態(tài)樣本均為步驟101中所獲得的一個(gè)監(jiān)測時(shí)刻的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào);步驟104中所述樣本庫中存儲(chǔ)的所述險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)樣本的數(shù)量不小于M個(gè),每個(gè)所述險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)樣本均為步驟1034中獲得的險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下的一個(gè)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)。
10.按照權(quán)利要求8所述的基于進(jìn)似熵模板匹配的駕駛狀態(tài)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟1034中進(jìn)行險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下行駛狀態(tài)信息獲取之前,采用數(shù)據(jù)處理器(2)獲取步驟101中預(yù)先設(shè)計(jì)的路線中多個(gè)不同監(jiān)測位置處的道路曲率ρp;
步驟1034中對與該駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對對應(yīng)的險(xiǎn)態(tài)駕駛狀態(tài)下被監(jiān)測駕駛員所駕駛車輛在多個(gè)不同監(jiān)測位置處的方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行計(jì)算時(shí),根據(jù)公式(9),并結(jié)合步驟101中所獲得的該監(jiān)測位置處的側(cè)向加速度、該監(jiān)測位置處的道路曲率ρp以及該駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對中的神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間和動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算;公式(9)中, (10);公式(10)中,Kp為修正系數(shù)且Kp=110~150,ρp為該監(jiān)測位置處的道路曲率,為該駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對對應(yīng)的最優(yōu)預(yù)瞄時(shí)間且(11),公式(11)中,td和Th分別為該駕駛員反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)對中的神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間和動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間。