1.基于駕駛行為與眼動(dòng)特征的疲勞駕駛辨識(shí)方法,其特征在于,包括以下步驟:
1)設(shè)計(jì)疲勞駕駛模擬實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集駕駛?cè)嗽诓煌跔顟B(tài)下的駕駛行為數(shù)據(jù),包括方向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)角速度、車速、車輛加速度和駕駛?cè)说难蹌?dòng)數(shù)據(jù),包括眨眼、注視、掃視數(shù)據(jù);
2)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行切分篩選,建立疲勞駕駛樣本數(shù)據(jù)庫(kù);
3)采用單因素方差分析的方法對(duì)不同疲勞狀態(tài)下駕駛?cè)说鸟{駛行為參數(shù)和眼動(dòng)特征參數(shù)差異的顯著性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并找出了各種特征參數(shù)的最優(yōu)時(shí)間窗;初步篩選出駕駛行為特征參數(shù)包括方向盤絕對(duì)均值SAM、轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差SASTD、方向盤角速度絕對(duì)均值SWM、角速度標(biāo)準(zhǔn)差SWSTD、速度標(biāo)準(zhǔn)差Vstd、加速度均值A(chǔ)m和標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)std;眼動(dòng)特征參數(shù)包括眨眼頻率BF、注視持續(xù)時(shí)間均值FIXT_mean和標(biāo)準(zhǔn)差FIXT_std、掃視平均速度標(biāo)準(zhǔn)差SACV_std和瞳孔直徑變異系數(shù)CVPLD;
4)對(duì)初步篩選出的特征參數(shù)進(jìn)行雙變量Spearman相關(guān)分析,具體步驟如下:
4-1)對(duì)來(lái)源與同一指標(biāo)的特征參數(shù)進(jìn)行分析,相關(guān)性顯著的特征,只能選擇一項(xiàng);
4-2)對(duì)篩選出的特征參數(shù),按駕駛行為參數(shù)和眼動(dòng)參數(shù)分類進(jìn)行相關(guān)性分析,同樣,對(duì)相關(guān)性顯著的指標(biāo)只能選擇一項(xiàng);
4-3)對(duì)經(jīng)過(guò)以上兩部篩選后余下的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,對(duì)相關(guān)性顯著的指標(biāo)采取步驟4-1)、4-2)同樣的處理方式;
5)篩選出最優(yōu)特征參數(shù)包括:方向盤轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差SASTD、車輛加速度標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)std、掃視平均速度標(biāo)準(zhǔn)差SACV_std和瞳孔直徑變異系數(shù)CVPLD;
6)建立疲勞駕駛BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)模型,首先確定該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輸入神經(jīng)元數(shù)、輸出神經(jīng)元數(shù)、隱含層數(shù)、隱含層神經(jīng)元數(shù);其次個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的傳遞函數(shù)、設(shè)置各層初始值的權(quán)值,最后確定最佳學(xué)習(xí)效率,選取適當(dāng)?shù)钠谕`差,具體如下:
6-1)輸入神經(jīng)元,選步驟5)中最優(yōu)特征參數(shù)及作為模型的輸入,并將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理;
6-2)輸出神經(jīng)元,設(shè)定輸出為1-清醒、2-疲勞、3-非常疲勞,并由一個(gè)神經(jīng)元表示,在網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)結(jié)果中,以1.5和2.5為界,如果預(yù)測(cè)值1≤k≤1.5,則為清醒;如果預(yù)測(cè)值1.5≤k≤2.5,則為疲勞如果預(yù)測(cè)值2.5≤k≤3,則為非常疲勞;
6-3)隱含層數(shù),單個(gè)隱含層,隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為9;
6-4)傳遞函數(shù),BP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用tansig作為傳遞函數(shù),輸出層采用purelin作為傳遞函數(shù);
6-5)初始權(quán)重,初始權(quán)值定為(-1,1)之間的非零隨機(jī)值;
6-6)學(xué)習(xí)效率和期望誤差,采用LM學(xué)習(xí)算法,學(xué)習(xí)效率根據(jù)期望誤差自動(dòng)調(diào)節(jié),無(wú)需設(shè)定;期望誤差設(shè)定為0.001;
7)利用Matlab軟件編寫模型程序,隨機(jī)選取訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本集對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和疲勞狀態(tài)辨識(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞駕駛檢測(cè)方法,其特征在于,所述疲勞駕駛模擬實(shí)驗(yàn)具體如下:
1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備:
A、駕駛模擬系統(tǒng),由仿真車輛、控制臺(tái)區(qū)、視景系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)組成;主要操作設(shè)備都是真實(shí)車輛設(shè)備,通過(guò)傳感器捕獲用戶的輸入動(dòng)作,將用戶的輸入以及其他相關(guān)進(jìn)行模擬仿真計(jì)算,同時(shí)將仿真結(jié)果通過(guò)視景系統(tǒng)顯示、聲音仿真系統(tǒng)以及信號(hào)輸出系統(tǒng)將對(duì)應(yīng)信息反饋給用戶;系統(tǒng)還包括仿真車輛運(yùn)行過(guò)程中本車相關(guān)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出接口,可根據(jù)研究需求,設(shè)置不同的采樣頻率,導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行二次分析;
B、Eye LinkⅡ型眼動(dòng)儀,采用瞳孔模式進(jìn)行追蹤;
2)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景:使用單調(diào)環(huán)形公路作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,所述單調(diào)環(huán)形公路為一條環(huán)形雙向6車道的郊區(qū)單調(diào)高等級(jí)公路,車道寬度3.75m,道路全長(zhǎng)20km,路面平整,天氣設(shè)置為晴天;
3)實(shí)驗(yàn)人員:身體健康,睡眠規(guī)律,測(cè)試前24h內(nèi)不允許飲酒,測(cè)試前12h內(nèi)不允許飲用咖啡、茶;
4)實(shí)驗(yàn)方案:保持100km/s的車速在中間車道行駛,工作人員每5min記錄一次被試人員的主觀疲勞等級(jí)(由睡眠尺度表Karolinska sleepiness scale,KSS標(biāo)定),直到行駛60min,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。