專利名稱：一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車模擬駕駛、避撞預(yù)警以及主動安全領(lǐng)域，具體為一種面向汽車駕 駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及到該系統(tǒng)的預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
主動安全控制技術(shù)的目的在于避免交通事故的發(fā)生，在出現(xiàn)危險情況之前及時向 駕駛員發(fā)出預(yù)警信號。目前主要有車輪制動器、電子控制防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、電子控制 制動力分配系統(tǒng)(EBD)、驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)(ASR)、車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESP)、雷達(dá)車 距控制與報警系統(tǒng)等。當(dāng)汽車前方有障礙物并有可能發(fā)生碰撞時，碰撞自動檢測系統(tǒng)通過多個掃描激光 雷達(dá)、多個攝像頭以及六個方位的被動光束傳感器來確認(rèn)危險狀況，當(dāng)出現(xiàn)危險而駕駛員 沒有采取相應(yīng)措施時，系統(tǒng)將自動進(jìn)行轉(zhuǎn)向與制動。目前美國、日本和歐洲都有不少公司已 經(jīng)成功開發(fā)出該類產(chǎn)品。如美國德科電子公司開發(fā)的Firewarn碰撞預(yù)警系統(tǒng)是利用雷達(dá) 來檢測汽車周邊危險。沃爾沃全力自動剎車系統(tǒng)在緊急情況下，首先會向駕駛員發(fā)出聲音 警示，同時在風(fēng)擋玻璃的抬頭顯示上出現(xiàn)閃光信號。奔馳公司最近開發(fā)了 PRE-SAFE安全預(yù) 警系統(tǒng)，該系統(tǒng)在提前檢測到即將發(fā)生的碰撞后，能夠幫助駕駛員和乘客，以及車輛本身在 撞擊發(fā)生前進(jìn)入預(yù)備狀態(tài)。該系統(tǒng)的設(shè)計宗旨從意識到碰撞即將發(fā)生直至碰撞真正發(fā)生的 整個較長的時間過程中，在對即將發(fā)生的碰撞進(jìn)行感知和判斷的基礎(chǔ)上，提前啟動保護(hù)系 統(tǒng)，以求進(jìn)一步降低駕駛員及乘客受傷的危險。當(dāng)危險情況出現(xiàn)時，該系統(tǒng)能夠自動監(jiān)測到 碰撞的征兆，馬上啟動包括收緊安全帶等在內(nèi)的主動預(yù)防措施，在潛在的撞擊出現(xiàn)前，將駕 駛員和前方乘客的位置調(diào)整至最佳狀態(tài)，從而使安全氣囊更具效力，為乘客和駕駛員的人 身安全帶來更大的保障。其中三菱、馬自達(dá)、本田和日產(chǎn)等很多公司均有類似系統(tǒng)。中國專利公開號為CN 200620110759，
公開日期2008年08月02日的“一種汽車行 駛超聲波防擦掛預(yù)警系統(tǒng)”以及公開號為CN 200610054353，
公開日期2008年12月03日 的“高速公路汽車行駛智能檢測預(yù)警方法及其預(yù)警系統(tǒng)”的實用新型專利對該領(lǐng)域都有涉 及。其中“一種汽車行駛超聲波防擦掛預(yù)警系統(tǒng)”僅用一個微處理器總體控制，超聲波脈沖 由信號分析和處理裝置直接產(chǎn)生；采用收發(fā)一體傳感器、可以適用于不同溫度環(huán)境下工作； 對汽車兩側(cè)障礙物檢測，防止擦掛事故發(fā)生，設(shè)有人機接口，可以聲光報警、數(shù)字顯示距離， 工作方式分為汽車低速行駛即包括倒車和城市密集交通中行使和高速行駛。“高速公路汽 車行駛智能檢測預(yù)警方法及其預(yù)警系統(tǒng)”實用新型能在汽車行駛中檢測汽車前、后方道路 障礙物，判斷汽車是否處于安全行使，出現(xiàn)危險狀況時，立即發(fā)出聲、光、圖像報警，保障駕 乘人員的生命和財產(chǎn)的安全。駕駛模擬器是有軟件和硬件共同組成的一個基于虛擬現(xiàn)實的半實物仿真系統(tǒng)，其 主要有三個方面的優(yōu)點(1)安全性高，可以進(jìn)行高速、極限行駛以及非常危險的安全性試 驗；(2)再現(xiàn)性好，由于車輛狀態(tài)和試驗條件很難控制，實車試驗再現(xiàn)性較差，使用駕駛模擬器可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、車輛模型的選擇和虛擬環(huán)境的設(shè)定；(3)可方便地設(shè)定各 種條件、經(jīng)濟性高，與實車試驗相比，駕駛模擬器在軟件環(huán)境中可更便利地設(shè)定各種試驗條 件和試驗參數(shù)。但目前預(yù)警分析比較單一，甚至有的僅僅針對追尾進(jìn)行分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)及其預(yù)警方 法，為駕駛員提供了一種實時、方便和高效的汽車駕駛安全預(yù)警，有利于增強駕駛員的安全 意識和處理交通危險的能力，有利于減免交通事故的發(fā)生。本發(fā)明包括如下技術(shù)特征一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系 統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊、虛擬駕駛模塊、信息感知模塊、駕駛行為分析模塊和駕 駛安全預(yù)警模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊與虛擬駕駛模塊連接；所述虛擬駕駛模塊包括虛擬用 戶汽車和虛擬交通場景；所述虛擬駕駛模塊與信息感知模塊連接；所述信息感知模塊與駕 駛行為分析模塊連接；所述駕駛行為分析模塊結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路信息對用戶駕 駛員當(dāng)前的駕駛行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；所述駕駛行 為分析模塊與駕駛安全預(yù)警模塊連接。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的駕駛信號輸入器、駕駛信號采集器、信號處理 器、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器和模數(shù)轉(zhuǎn)換卡；所述駕駛信號輸入器輸入真實用戶駕駛員操控方向盤、檔位、加速踏板、制動踏板 和離合器的操作過程信號；所述駕駛信號采集器利用角位移和位置傳感器采集操控信號；所述信號處理器對采集到的信號進(jìn)行濾波處理并提取有用信號；所述多路轉(zhuǎn)換器是為了避免多路信號互相混疊，將各路信號按照預(yù)定時序分時地 保持電路接通；所述采樣保持器是指在固定時間點上取出被處理的駕駛信號，并把駕駛信號的值 放大后存儲起來，保持一段時間，以供模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，直到下一個采樣時間再取出一個模 擬信號值來代替原來的值為止；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換卡將處理后的駕駛行為模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。所述虛擬駕駛模塊包括駕駛模擬器、虛擬交通場景、虛擬用戶汽車和虛擬自主汽 車；駕駛模擬器受真實用戶駕駛員的操控，驅(qū)動虛擬交通場景中對應(yīng)的虛擬用戶汽車；虛 擬交通場景和虛擬自主汽車為駕駛安全預(yù)警創(chuàng)造駕駛環(huán)境。所述信息感知模塊包括道路信息感知部分、自身駕駛信息獲取部分、交通燈信息 感知部分和周邊交通信息感知部分。所述道路信息感知部分采集虛擬用戶汽車所處的當(dāng)前車道、當(dāng)前道路限速信息；所述自身駕駛信息獲取部分采集虛擬用戶汽車的車道、車速和行駛軌跡；所述交通燈信息感知部分查找虛擬用戶汽車前方安全距離范圍內(nèi)是否有交通 燈；所述周邊交通信息感知部分對虛擬用戶汽車安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車的信息進(jìn) 行篩選，提取虛擬自主汽車的速度、加速度、與虛擬用戶汽車距離信息。所述虛擬用戶汽車安全區(qū)域為虛擬用戶汽車周圍的隱形包圍盒空間；直線型路段中包圍盒空間的截面是一個矩形；圓弧路段中包圍盒空間是圓環(huán)弧狀；而當(dāng)包圍盒有部分 不處于汽車當(dāng)前路段時，包圍盒將有多個部分拼接而成；所述汽車安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車為與虛擬用戶汽車最近的左前方車、正前方 車、右前方車、正左方車，正右方車、左后方車、正后方車和右后方車。所述駕駛行為分析模塊根據(jù)虛擬用戶汽車的行駛軌跡和安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車的信息來分析虛擬用戶汽車是否有發(fā)生異常駕駛行為或交通危險的存在。所述安全預(yù)警模塊包括燈光、聲音和文字三種方式的預(yù)警信息。本發(fā)明還包括一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警方 法，其特征在于包括如下步驟(1)數(shù)據(jù)采集模塊采集駕駛模擬中的方向盤、檔位、離合器、制動踏板和加速踏板 的信號，并將這些信號進(jìn)行相應(yīng)的處理后傳遞到虛擬駕駛模塊；(2)虛擬駕駛模塊接收到數(shù)據(jù)采集模塊采集的駕駛信號后，驅(qū)動虛擬用戶汽車在 虛擬交通場景中行駛；(3)信息感知模塊實時檢測虛擬交通信息并對信息進(jìn)行實時篩選，提取對虛擬用 戶汽車駕駛安全相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵信息；(4)信息感知模塊將虛擬用戶汽車駕駛安全相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵信息傳遞到駕駛行為分 析模塊，駕駛行為分析模塊結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路關(guān)鍵信息對用戶駕駛員當(dāng)前的駕 駛行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；(5)駕駛行為分析模塊根據(jù)不同的異常行為或交通危險的級別，向駕駛安全預(yù)警 模塊發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號。本發(fā)明公開了一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方 法，發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集模塊、虛擬駕駛模塊、信息感知模塊、駕駛行為分析模塊和駕駛安全預(yù) 警模塊。真實用戶駕駛員操作汽車駕駛模擬器時，數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的方向盤、制動踏 板、加速踏板、檔位等數(shù)據(jù)送入虛擬駕駛模塊，使汽車駕駛模擬器操控的虛擬用戶汽車行駛在 虛擬交通環(huán)境中。信息感知模塊實時獲取虛擬汽車周邊的交通信息和虛擬用戶汽車的駕駛軌 跡，并將數(shù)據(jù)送入駕駛行為分析模塊進(jìn)行特征提取和處理。當(dāng)存在交通危險或異常駕駛行為 時，駕駛安全預(yù)警模塊以燈光、聲音和文字三種方式實時發(fā)出預(yù)警信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本 發(fā)明為汽車模擬駕駛、汽車駕駛安全控制提供了一種實時、高效的預(yù)警方法及系統(tǒng)。


圖1為預(yù)警系統(tǒng)連接關(guān)系2為預(yù)警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)；圖3為數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)；圖4為汽車虛擬駕駛模塊結(jié)構(gòu)；圖5為道路周邊關(guān)鍵信息的提?。粓D6為虛擬用戶汽車碰撞檢測區(qū)域。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖1-6對本發(fā)明進(jìn)一步說明如下
本發(fā)明提出一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法。 包括數(shù)據(jù)采集模塊1、虛擬駕駛模塊2、信息感知模塊3、駕駛行為分析模塊4和駕駛安全預(yù) 警模塊5 ；所述數(shù)據(jù)采集模塊1與虛擬駕駛模塊2連接；所述虛擬駕駛模塊2包括虛擬用戶 汽車和虛擬交通場景；所述虛擬駕駛模塊2與信息感知模塊3連接；所述信息感知模塊3與 駕駛行為分析模塊4連接；所述駕駛行為分析模塊4結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路信息對 用戶駕駛員當(dāng)前的駕駛行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；所述 駕駛行為分析模塊4與駕駛安全預(yù)警模塊5連接。其中數(shù)據(jù)采集模塊1用于采集駕駛模擬器的方向盤、加速踏板、制動踏板、離合器 和檔位等模擬信號，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸?shù)絇C機中進(jìn)行處理。
虛擬駕駛模塊2用于提供汽車模擬駕駛逼真的駕駛環(huán)境，該部分主要包括虛擬交 通場景(建筑物、道路、樹木等靜態(tài)場景和交通燈、虛擬自主汽車等動態(tài)場景)、用戶駕駛員 以及虛擬用戶汽車(用戶駕駛員操控的三維虛擬模型)。信息感知模塊3用于虛擬用戶汽車對其周邊的道路上關(guān)鍵信息的實時獲取，其中 主要獲取的關(guān)鍵信息指虛擬用戶汽車自身的行駛軌跡，影響虛擬用戶汽車駕駛的道路交通 信息，以及車速、車距、加速度、紅綠燈等。駕駛行為分析模塊4主要是結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，并且結(jié) 合當(dāng)前交通狀況判斷虛擬用戶汽車是否存在交通威脅。駕駛安全預(yù)警模塊5是在虛擬用戶汽車存在交通威脅的情況下才起作用，其主要 用于向駕駛員實時發(fā)出燈光、聲音和文字等三種方式的預(yù)警。數(shù)據(jù)采集模塊1主要由軟件和硬件兩部分組成。該模塊硬件部分主要包括駕駛信 號輸入、駕駛信號采集、信號處理器、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D卡等，而軟件部分主要是 對來自于USB接口中的信號進(jìn)行處理。見圖2。駕駛信號輸入是指真實用戶駕駛員操控方向盤、檔位、加速踏板、制動踏板、離合 器等駕駛過程。駕駛信號采集是利用角位移傳感器等采集方向盤、檔位、加速踏板、制動踏板、離 合器等設(shè)備的真實用戶駕駛員操控信號。信號處理器是對采集到的駕駛信號進(jìn)行濾波的處理提取有用信號。多路轉(zhuǎn)換器是為了避免多路信號互相混疊，將各路信號按照預(yù)定時序分時地保持 電路接通。采用保持器是指在固定時間點上取出被處理的駕駛信號，并把駕駛信號的值放大 后存儲起來，保持一段時間，以供模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，直到下一個采樣時間再取出一個模擬信 號值來代替原來的值為止。A/D卡將處理后的駕駛行為模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。虛擬駕駛模塊3主要由軟件和硬件兩部分組成。該模塊主要包括用戶駕駛員、駕 駛模擬器、虛擬交通場景、虛擬用戶汽車、虛擬自主汽車。見圖3。用戶駕駛員是指操控駕駛模擬器的真實駕駛員用戶；駕駛模擬器是用戶駕駛員的操控設(shè)備，是汽車模擬駕駛信號的輸入部分；虛擬交通場景用于為虛擬駕駛提供更加逼真的模擬駕駛環(huán)境，設(shè)置了建筑物、樹 木、交通燈等虛擬場景；
虛擬用戶汽車是由用戶駕駛員通過駕駛模擬器操控的三維虛擬模型，是駕駛模擬 器輸出信號的表現(xiàn)形式，根據(jù)駕駛員輸入到模擬器的信號進(jìn)行相應(yīng)的位姿變換和駕駛運動 控制。虛擬自主汽車是具有典型駕駛行為的智能汽 車，能夠根據(jù)虛擬交通場景的交通信 息，選擇跟馳、超車、變道、識別紅綠燈和障礙物等智能行為。信息感知模塊4主要分為道路信息感知、自身駕駛信息獲取、交通燈信息感知和 周邊交通信息感知三部分。道路信息感知是指每隔0. 1秒采集一次虛擬用戶汽車所處的當(dāng)前車道、當(dāng)前道路 限速等信息。自身駕駛信息獲取是指每隔0. 1秒采集一次虛擬用戶汽車的行駛軌跡。交通燈信息感知是指每隔0. 1次查找虛擬用戶汽車正前方安全距離范圍內(nèi)是否 有交通燈存在，若有，則同時獲取紅綠燈信息。周邊交通信息感知主要對虛擬用戶汽車安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車的信息進(jìn)行篩 選，提取對用戶駕駛員駕駛操作(虛擬用戶汽車的行駛)影響較大的虛擬自主汽車的速度、 加速度、與本車距離等信息。對虛擬用戶汽車駕駛行為構(gòu)成影響的主要交通信息來自于虛 擬用戶汽車所處的車道及其相鄰的左右兩車道，從而將復(fù)雜的交通信息簡化成一個九宮模 型，即九宮正中間“M”位置為虛擬用戶汽車，左前方“0”車、正前方“1”車、右前方“2”車、 正左方“3”車，正右方“5”車、左后方“6”車、正后方“7”車、右后方“8”車，如圖4。虛擬用戶汽車安全區(qū)域檢測是將在虛擬用戶汽車周圍設(shè)置一個隱形的包圍盒。虛 擬用戶汽車處于不同路段時的包圍盒將不一樣，直線型路段中包圍盒的截面是一個矩形； 圓弧路段中包圍盒是圓環(huán)弧狀；而當(dāng)包圍盒有部分不處于汽車當(dāng)前路段時，包圍盒將有多 個部分拼接而成。當(dāng)隱形的包圍盒與道路上其他車輛相碰時，虛擬用戶汽車將會被感知到 障礙車在九宮中的具體位置，隱形的包圍盒如圖5所示。在九宮模型“0”、“1”、“2”、“6”、 “7”和“8”六個位置中的任意一個位置都有可能有多輛障礙汽車，當(dāng)這六個位置中的任意一 個位置有多輛障礙汽車時，提取與九宮模型中“M”位置(即虛擬用戶汽車)最近的那輛汽 車作為虛擬用戶汽車的感知對象。如圖4，左前方位置有“0”和“9”兩輛汽車，由于“0”車 與“M”更近，于是剔除“9”車，提取“0”車。駕駛行為分析模塊5主要對上述獲取的各種信息進(jìn)行處理。采用模糊處理方法對 虛擬用戶汽車的行駛軌跡進(jìn)行時域與頻域的特征提取，并用分析結(jié)果更新行為特征庫。當(dāng) 軌跡出現(xiàn)異常時，用于觸發(fā)駕駛安全預(yù)警模塊的蛇形軌跡預(yù)警功能。駕駛行為分析模塊在 九宮感知信息的基礎(chǔ)上，對虛擬用戶汽車的方向盤、速度等信息進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)交通危險 時，觸發(fā)駕駛安全預(yù)警模塊。駕駛安全預(yù)警模塊6主要用于接收駕駛行為分析模塊的計算結(jié)果，依據(jù)安全距離 及異常行為的特征，駕駛安全預(yù)警采用三級響應(yīng)機制，啟動相應(yīng)的安全預(yù)警功能，并以燈 光、聲音和文字等三種方式實時向用戶駕駛員發(fā)出預(yù)警信息，提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施， 以避免交通事故的發(fā)生。結(jié)合上述分析，本發(fā)明一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)的 預(yù)警方法具體為(1)數(shù)據(jù)采集模塊1采集駕駛模擬器中的方向盤、檔位、離合器、制動踏板和加速踏板的信號，并將這些信號進(jìn)行相應(yīng)的處理后傳遞到虛擬駕駛模塊；(2)虛擬駕駛模塊2接收到數(shù)據(jù)采集模塊采集的駕駛信號后，驅(qū)動虛擬用戶汽車 在虛擬交通場景中行駛；(3)信息感知模塊3實時檢測虛擬交通信息并對信息進(jìn)行實時篩選，提取對虛擬 用戶汽車駕駛安全相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵信息；(4)信息感知模塊3將虛擬用戶汽車駕駛安全相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵信息傳遞到駕駛行為 分析模塊4，駕駛行為分析模塊4結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路關(guān)鍵信息對用戶駕駛員當(dāng) 前的駕駛行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；(5)駕駛行為分析模塊4根據(jù)不同的異常行為或交通危險的級別，向駕駛安全預(yù) 警模塊5發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號。
權(quán)利要求
一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊、虛擬駕駛模塊、信息感知模塊、駕駛行為分析模塊和駕駛安全預(yù)警模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊與虛擬駕駛模塊連接；所述虛擬駕駛模塊包括虛擬用戶汽車和虛擬交通場景；所述虛擬駕駛模塊與信息感知模塊連接；所述信息感知模塊與駕駛行為分析模塊連接；所述駕駛行為分析模塊結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路信息對用戶駕駛員當(dāng)前的駕駛行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；所述駕駛行為分析模塊與駕駛安全預(yù)警模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的駕駛信號輸入器、駕駛信號采集器、信號處理器、 多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器和模數(shù)轉(zhuǎn)換卡；所述駕駛信號輸入器輸入真實用戶駕駛員操控方向盤、檔位、加速踏板、制動踏板和離 合器的操作過程信號；所述駕駛信號采集器利用角位移和位置傳感器采集操控信號；所述信號處理器對采集到的信號進(jìn)行濾波處理并提取有用信號；所述多路轉(zhuǎn)換器是為了避免多路信號互相混疊，將各路信號按照預(yù)定時序分時地保持 電路接通；所述采樣保持器是指在固定時間點上取出被處理的駕駛信號，并把駕駛信號的值放大 后存儲起來，保持一段時間，以供模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，直到下一個采樣時間再取出一個模擬信 號值來代替原來的值為止；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換卡將處理后的駕駛行為模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于虛擬駕駛模塊包括駕駛模擬器、虛擬交通場景、虛擬用戶汽車和虛擬自主汽車；駕駛 模擬器受真實用戶駕駛員的操控，驅(qū)動虛擬交通場景中對應(yīng)的虛擬用戶汽車；虛擬交通場 景和虛擬自主汽車為駕駛安全預(yù)警創(chuàng)造駕駛環(huán)境。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于所述信息感知模塊包括道路信息感知部分、自身駕駛信息獲取部分、交通燈信息感知 部分和周邊交通信息感知部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于所述道路信息感知部分采集虛擬用戶汽車所處的當(dāng)前車道、當(dāng)前道路限速信息；所述自身駕駛信息獲取部分采集虛擬用戶汽車的車道、車速和行駛軌跡；所述交通燈信息感知部分查找虛擬用戶汽車前方安全距離范圍內(nèi)是否有交通燈；所述周邊交通信息感知部分對虛擬用戶汽車安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車的信息進(jìn)行篩 選，提取虛擬自主汽車的速度、加速度、與虛擬用戶汽車距離信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于所述虛擬用戶汽車安全區(qū)域為虛擬用戶汽車的隱形包圍盒空間；直線型路段中包圍 盒空間的截面是一個矩形；圓弧路段中包圍盒空間是圓環(huán)弧狀；而當(dāng)包圍盒有部分不處于 汽車當(dāng)前路段時，包圍盒將有多個部分拼接而成；所述汽車安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車為與虛擬用戶汽車最近的左前方車、正前方車、右 前方車、正左方車，正右方車、左后方車、正后方車和右后方車。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于所述駕駛行為分析模塊根據(jù)虛擬用戶汽車的行駛軌跡和安全區(qū)域內(nèi)虛擬自主汽車的 信息來分析虛擬用戶汽車是否有發(fā)生異常駕駛行為或交通危險的存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征 在于所述安全預(yù)警模塊包括燈光、聲音和文字三種方式的預(yù)警信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警方 法，其特征在于包括如下步驟(1)數(shù)據(jù)采集模塊采集駕駛模擬中的方向盤、檔位、離合器、制動踏板和加速踏板的信 號，并將這些信號進(jìn)行相應(yīng)的處理后傳遞到虛擬駕駛模塊；(2)虛擬駕駛模塊接收到數(shù)據(jù)采集模塊采集的駕駛信號后，驅(qū)動虛擬用戶汽車在虛擬 交通場景中行駛；(3)信息感知模塊實時檢測虛擬交通信息并對信息進(jìn)行實時篩選，提取對虛擬用戶汽 車駕駛安全相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵信息；(4)信息感知模塊將虛擬用戶汽車駕駛安全相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵信息傳遞到駕駛行為分析模 塊，駕駛行為分析模塊結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路關(guān)鍵信息，對用戶駕駛員當(dāng)前的駕駛 行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；(5)駕駛行為分析模塊根據(jù)不同的異常行為或交通危險的級別，向駕駛安全預(yù)警模塊 發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號。
全文摘要
一種面向汽車駕駛模擬器的虛擬駕駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、虛擬駕駛模塊、信息感知模塊、駕駛行為分析模塊和駕駛安全預(yù)警模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊與虛擬駕駛模塊連接；所述虛擬駕駛模塊包括虛擬用戶汽車和虛擬交通場景；所述虛擬駕駛模塊與信息感知模塊連接；所述信息感知模塊與駕駛行為分析模塊連接；所述駕駛行為分析模塊結(jié)合虛擬用戶汽車周邊的道路關(guān)鍵信息對用戶駕駛員當(dāng)前的駕駛行為進(jìn)行分析，判斷是否將會出現(xiàn)異常駕駛行為或交通危險；所述駕駛行為分析模塊與駕駛安全預(yù)警模塊連接。本發(fā)明有利于增強駕駛員的安全意識和處理交通危險的能力，有利于減免交通事故的發(fā)生。
文檔編號G09B9/052GK101872559SQ201010196328
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者何漢武, 張吉穩(wěn), 張翔, 胡兆勇, 陳和恩 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)