一种危险驾驶行为警示与推荐系统及其方法

1.本发明涉及交通安全领域，具体涉及一种危险驾驶行为警示与推荐系统及其方法。

背景技术：

2.随着经济的高速发展，人民的物质生活水平不断提高，汽车在人们的日常生活中变得越来越重要。而伴随着车辆的普及，交通事故的频率也在逐年升高。数据显示，因驾驶人因素而导致的交通事故占所有交通事故的70％以上，所以危险驾驶行为可以被认为是交通事故的主要原因之一。
3.目前，对于交通事故的分析大都是被动地在事故之后分析事故数据，出事故原因，从而制订相应的对策来减少道路交通事故的发生。
4.随着信息技术和通信技术的快速发展，具有先进无线连接能力的汽车在汽车市场上越来越普遍，无线连接能力的汽车之间可以通过v2v通信技术直接交换车辆运动数据，而无需通过转发；同时传感器的类型和数量也迅速增加，能实时获取车辆的驾驶数据。

技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种危险驾驶行为警示与推荐系统及其方法，利用车辆的实时驾驶数据来对驾驶行为进行判断，并向具有危险驾驶行为的驾驶员提出警告和操作推荐，可以有效降低事故发生率。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
7.一种危险驾驶行为警示与推荐系统，包括数据采集模块、数据分析模块和反馈模块；
8.数据采集模块包含gps传感器、加速度传感器和v2v通讯单元；gps传感器用于获取车辆的速度数据；加速度传感器用于获取车辆的加速度数据；v2v通讯单元用于获取周围车辆的速度数据和加速度数据；
9.数据分析模块包含分析单元和控制单元；分析单元用于根据车辆与周围车辆的位置数据、速度数据和加速度数据，得到车辆驾驶员的驾驶波动性得分和周围车辆驾驶员的驾驶波动性得分；控制单元用于根据车辆驾驶员的驾驶波动性得分和周围车辆驾驶员的驾驶波动性得分控制反馈模块对车辆驾驶员进行警示，也用于控制反馈模块对车辆驾驶员进行操作推荐；
10.反馈模块用于对车辆驾驶员进行警示和操作推荐。
11.一种危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，包括以下步骤：
12.步骤1，数据采集模块获取一定时间内自身车辆的速度数据和加速度数据，以及周围所有车辆的速度数据和加速度数据；
13.步骤2，数据分析模块分别计算自身车辆和周围每个车辆的驾驶波动性指标；
14.步骤3，数据分析模块分别对自身车辆和周围每个车辆的驾驶波动性指标进行无
量纲化处理；
15.步骤4，数据分析模块计算自身车辆的驾驶波动性得分；计算周围每个车辆的驾驶波动性得分；
16.步骤5，当自身车辆的驾驶波动性得分不大于周围50％的车辆的驾驶波动性得分，则自身车辆驾驶员为危险驾驶员，数据分析模块控制反馈模块对自身车辆驾驶员进行警示；
17.步骤6，数据分析模块分别将驾驶波动性得分最高车辆的加速度数据、平均速度与自身车辆的加速度数据、平均速度进行比较，根据比较结果控制反馈装置对自身车辆驾驶员进行操作推荐。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果为：利用车辆的实时驾驶数据来对驾驶行为进行判断，并向具有危险驾驶行为的驾驶员提出警告和操作推荐，可以有效降低事故发生率。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
20.图1为本发明危险驾驶行为警示与推荐系统的结构示意图；
21.图2为本发明危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法中不同速度下有不同正常加速度范围的示意图。
具体实施方式
22.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
23.参考图1，一种危险驾驶行为警示与推荐系统，包括数据采集模块、数据分析模块和反馈模块；
24.数据采集模块包含gps传感器、加速度传感器和v2v通讯单元；gps传感器用于获取车辆的速度数据；加速度传感器用于获取车辆的加速度数据；v2v通讯单元用于获取周围车辆的速度数据和加速度数据；
25.数据分析模块包含分析单元和控制单元；分析单元用于根据车辆与周围车辆的位置数据、速度数据和加速度数据，得到车辆驾驶员的驾驶波动性得分和周围车辆驾驶员的驾驶波动性得分；控制单元用于根据车辆驾驶员的驾驶波动性得分和周围车辆驾驶员的驾驶波动性得分控制反馈模块对车辆驾驶员进行警示，也用于控制反馈模块对车辆驾驶员进行操作推荐；
26.反馈模块用于对车辆驾驶员进行警示和操作推荐。反馈模块为一个显示器，通过显示文字对驾驶员进行警示和操作推荐。
27.一种危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，包括以下步骤：
28.步骤1，数据采集模块获取一定时间内自身车辆的速度数据和加速度数据，以及周围所有车辆的速度数据和加速度数据；
29.步骤2，数据分析模块分别计算自身车辆和周围每个车辆的驾驶波动性指标；
30.具体的，驾驶波动性指标包含变异系数和异常值百分比；
31.变异系数的计算公式如下：
[0032][0033]
式中，σ为车辆在一定时间内速度的标准差，μ为车辆在一定时间内速度的平均值；
[0034]
例如，gps传感器和加速度传感器的采集时间为5秒，则当gps传感器和加速度传感器的采样频率为10hz时，速度和加速度在5秒内均有50个数据。即有：
[0035]
车辆在5秒内速度的平均值
[0036]
车辆在5秒内速度的标准差
[0037]
异常值百分比的计算公式如下：
[0038][0039]
式中，n为加速度传感器在一定时间内的采集到的加速度数据个数，n1为加速度传感器在一定时间内的采集到的不在正常范围内的加速度数据个数；
[0040]
车辆加速、减速的能力在不同的行驶速度下差异很大，即在较高的速度下，最大正常加速度和最小正常加速度的值可能明显小于在较低速度下相应的值。因此，相比具有两个固定的上限和下限，不同速度下都具有自己的加速度上限和下限，以每2.5km/h为一个速度区间，如图2所示。
[0041]
在不同的速度下车辆有不同的加速度正常范围，加速度正常范围的取值通过对大量的不同速度下的加速度数据进行经验分析得到。
[0042]
例如，在某一速度下，通过对大量的加速度数据进行分析得到正常加速度数据，将该速度下正常加速度的最大值，作为该速度下加速度正常范围的上限；同理，将该速度下正常加速度的最小值，作为该速度下加速度正常范围的下限。
[0043]
得到自身车辆的变异系数异常值百分比周围车辆的变异系数异常值百分比其中i＝1，2，...，n，其中n为周围车辆的个数；n的大小与v2v通信单元的通讯距离有关。
[0044]
步骤3，数据分析模块分别对自身车辆和周围每个车辆的驾驶波动性指标进行无量纲化处理；
[0045]
具体的，无量纲化处理的计算公式如下：
[0046][0047]
式中，z表示无量纲化值，x表示驾驶波动性指标，x
max
表示周围车辆中驾驶波动性指标的最大值，x
min
表示周围车辆中驾驶波动性指标的最小值；
[0048]
得到自身车辆的变异系数的无纲量化值异常值百分比的无纲量化值周围车辆的变异系数的无纲量化值异常值百分比的无纲量化值其中i＝1,2,
…
,n。
[0049]
步骤4，数据分析模块计算自身车辆的驾驶波动性得分；计算周围每个车辆的驾驶波动性得分；
[0050]
具体的，自身车辆的驾驶波动性得分的计算公式如下：
[0051][0052]
周围车辆的驾驶波动性得分的计算公式如下：
[0053][0054]
步骤5，当自身车辆的驾驶波动性得分不大于周围50％的车辆的驾驶波动性得分，则自身车辆驾驶员为危险驾驶员，数据分析模块控制反馈模块对自身车辆驾驶员进行警示；
[0055]
步骤6，数据分析模块分别将驾驶波动性得分最高车辆的加速度数据、平均速度与自身车辆的加速度数据、平均速度进行比较，根据比较结果控制反馈装置对自身车辆驾驶员进行操作推荐。
[0056]
具体的，当驾驶波动性得分最高车辆的平均速度低于自身车辆的平均速度，则反馈装置提示自身车辆驾驶员进行减速；
[0057]
如果自身车辆的最大加速度大于驾驶波动性得分最高车辆的最大加速度，则反馈装置提示自身车辆驾驶员轻踩油门踏板，即不要猛然加速；
[0058]
如果自身车辆的最小加速度大于驾驶波动性得分最高车辆的最小加速度，则反馈装置提示自身车辆驾驶员轻踩刹车踏板，即不要猛然刹车。
[0059]
因为v2v通信技术的数据传输对传输距离具有一定的限制，即只能保持一定范围如几米到十几米距离的通信，故可以认为自身车辆与周围车辆的道路条件基本类似。但同时考虑到可能出现的自身车辆的驾驶环境与驾驶波动性得分最高车辆的驾驶环境差距很大的情况，自身车辆驾驶员在收到操作推荐后，当危险驾驶员认为自己的驾驶行为为安全驾驶行为，可手动关闭提示信息。
[0060]
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

1.一种危险驾驶行为警示与推荐系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据分析模块和反馈模块；数据采集模块包含gps传感器、加速度传感器和v2v通讯单元；gps传感器用于获取车辆的速度数据；加速度传感器用于获取车辆的加速度数据；v2v通讯单元用于获取周围车辆的速度数据和加速度数据；数据分析模块包含分析单元和控制单元；分析单元用于根据车辆与周围车辆的位置数据、速度数据和加速度数据，得到车辆驾驶员的驾驶波动性得分和周围车辆驾驶员的驾驶波动性得分；控制单元用于根据车辆驾驶员的驾驶波动性得分和周围车辆驾驶员的驾驶波动性得分控制反馈模块对车辆驾驶员进行警示，也用于控制反馈模块对车辆驾驶员进行操作推荐；反馈模块用于对车辆驾驶员进行警示和操作推荐。2.一种危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，基于权利要求1的危险驾驶行为警示与推荐系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，数据采集模块获取一定时间内自身车辆的速度数据和加速度数据，以及周围所有车辆的速度数据和加速度数据；步骤2，数据分析模块分别计算自身车辆和周围每个车辆的驾驶波动性指标；步骤3，数据分析模块分别对自身车辆和周围每个车辆的驾驶波动性指标进行无量纲化处理；步骤4，数据分析模块计算自身车辆的驾驶波动性得分；计算周围每个车辆的驾驶波动性得分；步骤5，当自身车辆的驾驶波动性得分不大于周围50％的车辆的驾驶波动性得分，则自身车辆驾驶员为危险驾驶员，数据分析模块控制反馈模块对自身车辆驾驶员进行警示；步骤6，数据分析模块分别将驾驶波动性得分最高车辆的加速度数据、平均速度与自身车辆的加速度数据、平均速度进行比较，根据比较结果控制反馈装置对自身车辆驾驶员进行操作推荐。3.根据权利要求2所述的危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，其特征在于，驾驶波动性指标包含变异系数和异常值百分比；变异系数的计算公式如下：式中，σ为车辆在一定时间内速度的标准差，μ为车辆在一定时间内速度的平均值；异常值百分比的计算公式如下：式中，n为加速度传感器在一定时间内的采集到的加速度数据个数，n1为加速度传感器在一定时间内的采集到的不在正常范围内的加速度数据个数。4.根据权利要求3所述的危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，其特征在于，步骤3中的无量纲化处理，具体的，无量纲化处理的计算公式如下：
或式中，z表示无量纲化值，x表示驾驶波动性指标，x
max
表示周围车辆中驾驶波动性指标的最大值，x
min
表示周围车辆中驾驶波动性指标的最小值。5.根据权利要求4所述的危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，其特征在于，步骤4具体的，自身车辆的驾驶波动性得分的计算公式如下：式中，为自身车辆的变异系数的无纲量化值，为自身车辆的异常值百分比的无纲量化值；周围车辆的驾驶波动性得分的计算公式如下：式中，为周围车辆的变异系数的无纲量化值，为周围车辆的异常值百分比的无纲量化值，其中i＝1,2,
…
,n，其中n为周围车辆的个数。6.根据权利要求2所述的危险驾驶行为警示与推荐系统的警示推荐方法，其特征在于，步骤6具体的，当驾驶波动性得分最高车辆的平均速度低于自身车辆的平均速度，则反馈装置提示自身车辆驾驶员进行减速；如果自身车辆的最大加速度大于驾驶波动性得分最高车辆的最大加速度，则反馈装置提示自身车辆驾驶员轻踩油门踏板；如果自身车辆的最小加速度大于驾驶波动性得分最高车辆的最小加速度，则反馈装置提示自身车辆驾驶员轻踩刹车踏板。

技术总结

本发明涉及交通安全领域，具体涉及一种危险驾驶行为警示与推荐系统及其方法。本发明通过利用车辆的实时驾驶数据计算自身车辆及周围车辆的驾驶波动性得分，对驾驶行为进行判断，并向具有危险驾驶行为的驾驶员提出警告和操作推荐，可以有效降低事故发生率。可以有效降低事故发生率。可以有效降低事故发生率。

技术研发人员：

朱彤 杜磊 张晓 成宇飞 刘浩学

受保护的技术使用者：

长安大学

技术研发日：

2022.08.05

技术公布日：

2022/11/11