疲勞駕駛預警、對策與輔助

Pleaseaddthetexthere,accordingtotheneedtoadjustthefontandfontsize,with1.5doublespacedandtherightalignmentPleaseaddthetexthere,accordingtotheneedtontsize,with1.5doublespacedandtherightalignment疲勞駕駛預警、對策與輔助（上）智能駕駛預警形態(tài)02系統(tǒng)可靠性與靈敏度04簡介01預警時刻03目錄CONTENTS02

CONTENTS1簡介簡介預警將昏睡和疲勞狀態(tài)信息傳遞給駕駛人，以便采取糾正措施。兩個主要問題何時警告駕駛人：預警時刻如何警告駕駛人：報警模式預警、報警系統(tǒng)的設計問題預警方式：視覺、聽覺、觸覺預警時間用戶認可信賴度誤預警：沒有相應系統(tǒng)問題時的預警不相關預警：指示不相關的潛在問題的預警不當?shù)念A警：指示輕微問題的預警系統(tǒng)的可靠性和靈敏度02

CONTENTS2預警形態(tài)視覺顯示聽覺（聲音）觸覺視覺顯示警告可能入睡的駕駛人無法喚醒沉睡的駕駛人應用特性HUD圖像預警的優(yōu)缺點優(yōu)點：HUD圖像與現(xiàn)實世界和其他預警系統(tǒng)的集成，非常符合駕駛人使用習慣，這種警告需要人眼調節(jié)較小，特別有益于老年駕駛人。缺點：HUD的信息提供給注意前方的駕駛人，不能預警或警告注意力不集中、走神或疲勞的駕駛人。預警符號目的：傳播與潛在危害和如何避免危害的有關知識，但也可以作為當前危害的預警。符合可以迅速抓取注意力并傳達信息容易避免閱讀障礙或語言障礙符合容易記憶聽覺（聲音）視覺聽覺傳統(tǒng)的信息呈現(xiàn)方式，車內大部分信息通過視覺方式顯示給駕駛人。更適合駕駛人開車過程中的信息呈現(xiàn)方式，不占用駕駛人目光，更能保證駕駛安全。疲勞駕駛時，在駕駛人由于昏睡無法集中注意力的情況下，聽覺系統(tǒng)將非常有價值，聲音提醒需要注意的六種重要情況：高頻情況可聽度情況色調曝光情況聲壓級情況變異情況不協(xié)調情況聽覺（聲音）1、預警實現(xiàn)（緊急性）預警實現(xiàn)是指駕駛人對預警信號所表達的真實消息和緊急程度的理解。根據(jù)緊急性映射原理，情景的緊急性應與感知到的預警緊急性相匹配避撞和疲勞駕駛預警等高度緊急的情況應該被映射為高度緊急的聲音安全帶未系提醒等低緊急度的情況應該被映射為低緊急度的聲音聲壓級脈沖間隔改變預警緊急性的參數(shù)基頻高頻聲音被感知為高緊急性提高聲壓也增加了緊急性減少脈沖間隔也增加緊急性兩個連續(xù)的音調之間的間隔聽覺（聲音）2、鈴聲與語音信息54123音頻預警可以提供方向提示，音頻激勵比視覺激勵的處理更加迅速。鈴聲比語音需要的注意力少，但語音可以傳達更詳細的信息。鈴聲獨立于語言。在高度緊張的情況下，講話更有效。符合駕駛人的心理模型的音頻標識能提供更迅速、更適度的反應。聽覺（聲音）3、音頻預警的局限性123456雖然使用聽覺信息可能有助于緩解視覺上的混亂，但音頻本身具有侵入性和分散性。駕駛人可能會受到音頻預警的驚嚇或產生厭煩，尤其是非常緊急的情況下誤預警過多。有聽力障礙的駕駛人（主要是老年人）無法正確適應。鈴聲無法傳達詳細信息，而語音信號依賴于對語言的理解。在疲勞或高噪聲環(huán)境的情況下，信號缺失可能會導致問題。含有大量的語言信息和其他預警信號，可能會分散駕駛人的注意力。觸覺觸覺預警通過觸摸或身體接觸感應到信號，比如在轉向盤和駕駛人座椅上施加的振動信號。與音頻相比，觸覺界面也同樣有干擾較小的突出優(yōu)勢，但同樣也因指示消息無法傳達而缺失信息。研究表明，與音頻相比，駕駛人更喜歡觸覺警告。觸覺顯示的優(yōu)缺點駕駛人精神負擔更小可能更短的駕駛人反應時間乘客不會察覺到預警通過觸摸或身體接觸感測到的觸覺警告無需任何特定方向為駕駛人提供最快的反饋，并產生最快的反應無需傳感接收器特定的檢測方向，且能被非常快速地感測到不受大多數(shù)殘疾和損傷的影響，可以被大多數(shù)人檢測到觸覺顯示是侵入性的，不容易被拒絕雖然能有效地獲得駕駛人注意，但觸覺提示僅能傳遞有限的信息當在即將發(fā)生預警的情況下使用時，還應補充顯示信息02

CONTENTS3預警時刻預警時刻被駕駛人忽略預警過早被視為無效預警太遲駕駛人只有很短的時間來警覺并采取糾正措施，因而預警時刻非常關鍵，是確定預警有效性的關鍵因素。預警時間較早，駕駛人將有更多的時間做出反應，并采取糾正措施。早預警意味著將閾值設置在較低水平，將導致很高的誤預警率。誤預警率系統(tǒng)被接受程度高低取決于：預警為時已晚，駕駛人在警報發(fā)出前已經意識到危險預警太早，駕駛人知道他必須采取糾正措施但為時尚早很大程度上取決于預警時間駕駛人更容易接受時刻適中的預警系統(tǒng)。早預警為駕駛員帶來額外的時間以便對當時情況做出理解和相應，其益處可能勝過誤預警引起的代價。02

CONTENTS4系統(tǒng)可靠性與靈敏度誤預警預警系統(tǒng)的決策閾值設定基于瞌睡可能性的報警分級預警誤預警定義：并不代表駕駛人疲勞的真實狀態(tài)的預警，駕駛人并未疲勞但系統(tǒng)發(fā)出警報，稱為誤預警。誤預警的一個重要和危險問題是：可能導致駕駛人分心，將注意力從重要的駕駛任務上分散開來。閾值每一個檢測方案都是基于對各種參數(shù)（疲勞指標）的分析，一旦某個特定參數(shù)達到一定閾值，算法將發(fā)出警報。閾值設置太高，系統(tǒng)會很少預警，從而增加遺漏疲勞信號的概率。閾值設置太低，將會產生太多的預警，而其中大部分可能是誤預警。預警系統(tǒng)的決策閾值設定

S：由檢測算法發(fā)出的疲勞駕駛信號N：由檢測算法發(fā)出的非疲勞駕駛信號R：系統(tǒng)發(fā)出了疲勞駕駛預警P(S|R)：系統(tǒng)在駕駛人疲勞時產生疲勞預警的概率，即正確預警概率P(R|N)：系統(tǒng)在駕駛人未疲勞時產生疲勞預警的概率，即誤預警概率曲線序號P(R|N)的概率系統(tǒng)準確率P(R|S)10.0010.99920.010.99530.020.99940.060.9分析：下圖為不同準確度和閾值下的P（S|R）與P的曲線，每一條曲線代表了一個不同的閾值，閾值設置如下表。曲線1表示系統(tǒng)中閾值設定非常嚴格，誤報率P(R|N)為0.001，P(R|S)為0.999,即使在這樣嚴格的閾值和高準確度下，0誤報率也幾乎不可能。只有當瞌睡概率為10%以上時，正確預警率P(S|R)才趨近1。由于駕駛途中瞌睡的概率非常低，無論系統(tǒng)精度如何總會有誤報。所以設置太高的閾值實現(xiàn)極低的誤報率并不是很好的方案。

駕駛過程中瞌睡是極小概率，若只有正確預警，駕駛人將無法做出正確反應，并可能采取危險的反應方式。在一定范圍內的誤報是好的，會讓駕駛人熟悉預警系統(tǒng)?；陬赡苄缘膱缶粋€理想的預警系統(tǒng)將在可能發(fā)生碰撞或產生疲勞，并知曉駕駛人自身能夠避免危險時發(fā)出警報，即使誤報，也將幫助駕駛人熟悉系統(tǒng)，并能夠以更好的方式來反應。能夠增加駕駛人瞌睡可能性的因素白天睡眠更多：工作時間更多而休息時間更少，倒班和夜班等。時刻：一天的時間，是疲勞駕駛的一個預測指標，基于駕駛人疲勞和清醒的生理和表現(xiàn)數(shù)據(jù)，對駕駛人疲勞和警醒影響最強和最穩(wěn)定的因素時刻。年齡較大且經驗豐富的駕駛人途中較短和較差睡眠：一般情況下，由于較少睡眠和連續(xù)多天的睡眠不足，一個人在正常清醒時間中瞌睡傾向會增加。睡眠障礙癥狀：有未經治療的睡眠呼吸暫停、打鼾或睡眠呼吸障礙的駕駛人發(fā)生車禍的危險更高。更傾向于夜間疲勞駕駛。分級預警預警信號根據(jù)事件的可能性逐級呈現(xiàn)低緊迫性中緊迫性高緊迫性逐漸預警可以由下面三種模式組成，是疲勞嚴重性的函數(shù)分級預警提供了更大的安全邊際，不會使駕駛人習慣于預警。駕駛人更信任逐級預警，同時厭煩水平也不會增加。分級預警會增加誤報概率，從而在高動態(tài)和快速變化的碰撞中不太有效，分級預警在低速環(huán)境中更為有效，此時碰撞情景的動態(tài)可以允許駕駛人從更早的預警中獲益。Pleaseaddthetexthere,accordingtotheneedtoadju