專利名稱：一種對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種模擬與監(jiān)測系統(tǒng)，特別涉及一種對駕駛員的心理和行為進 行監(jiān)測的裝置。
背景技術(shù)：
目前，汽車的模擬駕駛器較多，其中許多都是涉及汽車駕駛培訓(xùn)方面的設(shè)備， 比如汽車駕駛模擬裝置，供教學(xué)或訓(xùn)練用的模擬機等。己有的模擬駕駛器主要側(cè)重 于增加駕駛的真實感，但是由于缺少對模擬駕駛過程中車輛以及駕駛員行為狀態(tài)數(shù) 據(jù)的采集， 一般只能應(yīng)用于駕駛培訓(xùn)用途，并不能作為科學(xué)研究的平臺使用。申請 號為200520001998.3的中國專利申請"一種汽車駕駛模擬裝置"以及申請?zhí)枮?94105978.2的中國專利申請"培訓(xùn)車輛駕駛員的模擬駕駛系統(tǒng)"都屬于上述情況。
近年來，各國政府、民間組織以及各大汽車公司在世界各地發(fā)起了多種形式的 安全行車教育宣傳活動，來指導(dǎo)駕車者樹立必要的安全行車意識和培養(yǎng)良好的駕駛 習(xí)慣。行車安全不僅需要駕駛員的安全駕駛意識的重視和提高，而且也需要先進的
汽車安全設(shè)施的裝配，尤其是一些能夠幫助駕駛員了解自身駕駛狀態(tài)的設(shè)施裝置。 先進的汽車安全設(shè)施是行車安全不可或缺的保障。能夠反應(yīng)汽車安全駕駛的設(shè)施裝 置，除了汽車儀表、汽車制動系統(tǒng)等傳統(tǒng)的常規(guī)設(shè)施外，還包括安全帶、安全氣囊 等一些汽車安全配置。但是，這些設(shè)施只是為駕駛員駕駛提供了一種行車安全的手 段，并沒有反映駕駛員的駕駛狀態(tài)。如果能夠?qū)︸{駛員在駕駛過程中的行為與心理 數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，將有助于提髙駕駛的安全性。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的現(xiàn)有技術(shù)中的模擬駕駛設(shè)備只能模擬駕駛過程，無法采集駕 駛過程中車輛和駕駛員的行為狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而提出一種對駕駛員的心理和行為進行 監(jiān)測的裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的
裝置，包括模擬駕駛子系統(tǒng)，還包括次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)以及駕駛員生理數(shù)據(jù)采集 子系統(tǒng)；其中，
所述的模擬駕駛子系統(tǒng)包括模擬駕駛設(shè)備和情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺，所述的 情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺還包括用于產(chǎn)生不同模擬駕駛情景的駕駛情景模擬模塊和 用于記錄實驗數(shù)據(jù)的實驗數(shù)據(jù)記錄模塊；
所述的駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)還包括心電數(shù)據(jù)采集模塊、體動數(shù)據(jù)采集模 塊和呼吸數(shù)據(jù)采集模塊。
上述技術(shù)方案中，所述的模擬駕駛設(shè)備包括數(shù)碼方向盤2和踏板6;其中，所 述的數(shù)碼方向盤2還包括方向盤3、左轉(zhuǎn)向燈按鍵4和右轉(zhuǎn)向燈按鍵5，所述的左轉(zhuǎn) 向燈按鍵4和右轉(zhuǎn)向燈按鍵5位于所述方向盤3的中上部左右兩側(cè)，所述踏板6包 括油門踏板8和剎車踏板7，所述剎車踏板7位于所述油門踏板8的左側(cè)。
上述技術(shù)方案中，所述的模擬駕駛設(shè)備采用Saitek R220模擬駕駛器。
上述技術(shù)方案中，所述的次要任務(wù)子系統(tǒng)包括次要任務(wù)顯示器10、次要任務(wù)主 機11、 E-prime反應(yīng)盒12、次要任務(wù)主試耳機13、次要任務(wù)被試耳機14、被試話 筒15;其中，所述的次要任務(wù)主試耳機13和次要任務(wù)被試耳機14都與所述的次要 任務(wù)主機11電連接，所述的被試話筒15則與所述的E-prime反應(yīng)盒12電連接，所 述的E-prime反應(yīng)盒12還電連接到所述的次要任務(wù)主機11上，所述的次要任務(wù)顯 示器10與所述的次要任務(wù)主機11電連接。
上述技術(shù)方案中，所述的駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采用康飛KF2動態(tài)多參數(shù) 生理信號檢測儀。
本實用新型的優(yōu)點在于
1、 本實用新型可以實時監(jiān)測并告知駕駛員汽車駕駛過程中駕駛員本身的駕駛狀 態(tài)，有利于對駕駛員的駕駛狀態(tài)進行監(jiān)控。
2、 本實用新型可以實時記錄駕駛員駕駛成績，以及對駕駛事件的反應(yīng)正確率和
反應(yīng)時，有利于對駕駛員在駕駛過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)做進一步分析。
3、 本實用新型對駕駛員在駕駛過程中的方向盤、油門、剎車以及心率、呼吸等 數(shù)據(jù)進行記錄，可以實時監(jiān)測駕駛員的駕駛狀態(tài)。
4、 利用本實用新型的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置可對汽車安全駕駛 裝置的設(shè)計提供技術(shù)上的支持。


圖1為本實用新型的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置的示意圖； 圖2為本實用新型的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置中的次要任務(wù)實驗 子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖3為本實用新型的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置中的模擬駕駛實驗 子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4為本實用新型的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置中的駕駛員生理數(shù) 據(jù)采集子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖面說明
1主任務(wù)主機2數(shù)碼方向盤3方向盤
4左轉(zhuǎn)向燈按鍵右轉(zhuǎn)向燈按鍵6踏板
7剎車踏板8油門踏板9主任務(wù)顯示器
10次要任務(wù)顯示器11次要任務(wù)顯示器12E-prime反應(yīng)盒
13次要任務(wù)主試耳機14次要任務(wù)被試耳機15被試話筒
16生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)17模擬駕駛實驗子系統(tǒng)
18次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)19康飛主帶20康飛帶體
21康飛副帶22一次性電極
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
如圖l所示，本實用新型的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置包括模擬駕
駛子系統(tǒng)17、次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)18以及駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)16。
模擬駕駛子系統(tǒng)n包括模擬駕駛設(shè)備、情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺。其中，模擬
駕駛設(shè)備在本實施例中可采用Saitek R220模擬駕駛器，如圖3所示，該模擬駕駛 設(shè)備包括數(shù)碼方向盤2、踏板6，其中，數(shù)碼方向盤2還包括方向盤3、左轉(zhuǎn)向燈按 鍵4和右轉(zhuǎn)向燈按鍵5。左轉(zhuǎn)向燈按鍵4和右轉(zhuǎn)向燈按鍵5位于方向盤3的中上部 左右兩側(cè)放置大拇指的地方，分別對轉(zhuǎn)向燈進行操作。踏板6則包括油門踏板8和 剎車踏板7。
所述的情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺包括駕駛情景模擬模塊和實驗數(shù)據(jù)記錄模塊， 其中，駕駛情景模擬模塊的作用是產(chǎn)生不同的模擬駕駛情景，例如直路駕駛、彎路
駕駛等。實驗數(shù)據(jù)記錄模塊的作用是記錄實驗數(shù)據(jù)，所記錄的實驗數(shù)據(jù)包括測試人 員的個人基本信息，如年齡、性別、駕齡、學(xué)歷及實際駕駛公里數(shù)等；以及在駕駛 過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，如碰撞次數(shù)、跟車距離、橫向偏移距離、對前車事件的反 應(yīng)、方向盤、油門以及剎車的反應(yīng)數(shù)據(jù)。
所述的情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺在硬件實現(xiàn)上采用一臺高性能臺式機，如圖3 所示，情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺包括主任務(wù)主機1和主任務(wù)顯示器9，在本實施例 中，采用Lenovo開天S6000臺式機。駕駛員通過主任務(wù)顯示器9觀察駕駛情景模擬 模塊所產(chǎn)生的路況情景，從而產(chǎn)生相應(yīng)的駕駛行為，由實驗數(shù)據(jù)記錄模塊記錄駕駛 過程中所產(chǎn)生的相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述的模擬駕駛子系統(tǒng)配置靈活，可根據(jù)實驗需要調(diào)節(jié)參數(shù)，從而改變駕駛事 件的頻率、時間、道路類型等實驗條件、以及方向盤敏感度、模擬速度等系統(tǒng)控制
指標，使模擬駕駛的心理學(xué)研究更加方便。
次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)的功能是對駕駛員的次要任務(wù)績效數(shù)據(jù)進行記錄。在本實 用新型中，所述的次要任務(wù)是指除駕駛?cè)蝿?wù)以外所完成的任務(wù)，例如，駕駛員在執(zhí) 行駕駛?cè)蝿?wù)的同時口頭完成兩位數(shù)的加法運算。次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)根據(jù)駕駛員在 做加法運算時的正確率和反應(yīng)速度計算績效數(shù)據(jù)。次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)讓駕駛員在 從事駕駛?cè)蝿?wù)時，同時完成次要任務(wù)，通過對駕駛者的次要任務(wù)成績的記錄和分析 來反映不同難度的駕駛?cè)蝿?wù)的心理負荷，進而揭露影響被試駕駛成績的各項環(huán)境和 心理因素。
如圖2所示，所述的次要任務(wù)子系統(tǒng)包括次要任務(wù)顯示器10、次要任務(wù)主機11、 E-prime反應(yīng)盒12、次要任務(wù)主試耳機13、次要任務(wù)被試耳機14、被試話筒15。 其中，次要任務(wù)主試耳機13和次要任務(wù)被試耳機14都與次要任務(wù)主機11相連，次 要任務(wù)主試耳機13由實驗操作人員佩戴，次要任務(wù)被試耳機14由駕駛員佩戴，駕 駛員佩戴耳機后通過次要任務(wù)顯示器10和耳機14接收任務(wù)，由被試話筒15接收駕 駛員對任務(wù)的答復(fù)，被試話筒15的插頭與E-prime反應(yīng)盒12相連，把被試話筒15 所接收到的聲音信息輸入反應(yīng)盒12中；所述反應(yīng)盒12與次要任務(wù)主機11相連，把 反應(yīng)盒記錄到的聲音信息輸入到次要任務(wù)主機12中，由主機12對駕駛員的反應(yīng)時 間做進一步的分析。
駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)，所采集的生理數(shù)據(jù)包 括心率、心率變異性、呼吸率、呼吸率變異等生理指標。駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系
統(tǒng)包括心電數(shù)據(jù)采集模塊、體動(駕駛員身體運動強度)數(shù)據(jù)采集模塊和呼吸數(shù)據(jù) 采集模塊三個部分。在本實施例中駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可采用康飛KF2動態(tài) 多參數(shù)生理信號檢測儀。如圖4所示，采用康飛KF2動態(tài)多參數(shù)生理信號檢測儀的 駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括康飛主帶19、康飛帶體20、康飛副帶21和一次性 電極22。由于生理指標的客觀性和無侵入性的特點，可以作為反映被試工作負荷的 常用的指標，本系統(tǒng)結(jié)合次要任務(wù)和生理指標記錄，可從多方面揭示模擬駕駛過程 中的心理和行為的變化。
下面對本實用新型的模擬駕駛心理并監(jiān)測駕駛行為的系統(tǒng)的操作過程作具體說 明。在一次模擬駕駛?cè)蝿?wù)中，要求駕駛員跟隨前方的引導(dǎo)車，根據(jù)引導(dǎo)車的變化做 出相應(yīng)的反應(yīng)，在跟隨過程中需要與前車保持一定的距離以避免碰撞。模擬駕駛?cè)?務(wù)開始后，駕駛員佩戴駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)后，端坐在主任務(wù)顯示器9前， 雙手放置在方向盤3上，左右手拇指分別放在左轉(zhuǎn)向燈按鍵4和右轉(zhuǎn)向燈按鍵5上， 駕駛員的右腳踏在踏板6上。計算機中的駕駛情景模擬模塊模擬引導(dǎo)車的行駛情況， 并在主任務(wù)顯示器9上顯示出來。駕駛員在跟隨引導(dǎo)車的過程中，根據(jù)引導(dǎo)車的變 化相應(yīng)地加速、減速、打燈或變換車道。需要加速時踩油門踏板8，減速時踩剎車 踏板7。如果引導(dǎo)車左側(cè)尾燈亮，則按左轉(zhuǎn)向燈4;如果引導(dǎo)車的右側(cè)尾燈亮，則按 右轉(zhuǎn)向燈5。如果引導(dǎo)車向左側(cè)變道，則駕駛員向左轉(zhuǎn)動方向盤3;如果引導(dǎo)車向右 側(cè)變道，則駕駛員向右轉(zhuǎn)動方向盤3。在上述駕駛過程中，駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子 系統(tǒng)實時采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)，并通過主任務(wù)主機1顯示。駕駛員在駕駛過程中， 為了監(jiān)測駕駛員的駕駛狀態(tài)，還需要次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)對駕駛員的次要任務(wù)績效 數(shù)據(jù)進行記錄。次要任務(wù)績效數(shù)據(jù)主要包括駕駛員對次要任務(wù)完成的正確率和反應(yīng) 時間。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制。 盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術(shù)方案的 精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置，其特征在于，包括模擬駕駛子系統(tǒng)(17)，次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)(18)以及駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(16)；其中，所述的模擬駕駛子系統(tǒng)(17)包括模擬駕駛設(shè)備和情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺，所述的情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺還包括駕駛情景模擬模塊和實驗數(shù)據(jù)記錄模塊；所述的駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(16)還包括心電數(shù)據(jù)采集模塊、體動數(shù)據(jù)采集模塊和呼吸數(shù)據(jù)采集模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置，其特征在于， 所述的模擬駕駛設(shè)備包括數(shù)碼方向盤(2)和踏板(6);其中，所述的數(shù)碼方向盤(2) 還包括方向盤(3)、左轉(zhuǎn)向燈按鍵(4)和右轉(zhuǎn)向燈按鍵(5)，所述的左轉(zhuǎn)向燈按鍵(4)和右轉(zhuǎn)向燈按鍵(5)位于所述方向盤(3)的中上部左右兩側(cè)，所述踏板(6) 包括油門踏板(8)和剎車踏板(7)，所述剎車踏板(7)位于所述油門踏板(8)的 左側(cè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置,其特征在于， 所述的模擬駕駛設(shè)備采用Saitek R220模擬駕駛器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置，其特征在于， 所述的系統(tǒng)的控制指標包括方向盤敏感度、模擬速度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置，其特征在于， 所述的次要任務(wù)子系統(tǒng)包括次要任務(wù)顯示器(10)、次要任務(wù)主機(11)、 E-prime 反應(yīng)盒(12)、次要任務(wù)主試耳機(13)、次要任務(wù)被試耳機(14)、被試話筒(15); 其中，所述的次要任務(wù)主試耳機(13)和次要任務(wù)被試耳機(14)都與所述的次要 任務(wù)主機(11)電連接，所述的被試話筒(15)則與所述的E-prime反應(yīng)盒(12) 電連接，所述的E-prirae反應(yīng)盒(12)還電連接到所述的次要任務(wù)主機(11)上， 所述的次要任務(wù)顯示器(10)與所述的次要任務(wù)主機(11)電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種對駕駛員的心理和行為進行監(jiān)測的裝置，包括模擬駕駛子系統(tǒng)，次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)以及駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；其中，模擬駕駛子系統(tǒng)包括模擬駕駛設(shè)備和情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺，情景模擬與數(shù)據(jù)采集平臺還包括駕駛情景模擬模塊和實驗數(shù)據(jù)記錄模塊；次要任務(wù)實驗子系統(tǒng)用于使駕駛員完成次要任務(wù)，并對駕駛員的次要任務(wù)績效數(shù)據(jù)進行記錄和分析；駕駛員生理數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于采集駕駛員的生理數(shù)據(jù)，它包括心電數(shù)據(jù)采集模塊、體動數(shù)據(jù)采集模塊和呼吸數(shù)據(jù)采集模塊。本實用新型有利于對駕駛員的駕駛狀態(tài)進行監(jiān)控，對汽車安全駕駛裝置的設(shè)計提供技術(shù)上的支持。
文檔編號A61B5/18GK201067406SQ20072010361
公開日2008年6月4日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者孫向紅, 侃 張, 榮 楊, 郝學(xué)芹 申請人:中國科學(xué)院心理研究所