本公開涉及汽車控制領(lǐng)域,具體地,涉及一種控制車輛駕駛的方法及裝置。
背景技術(shù):
腦-機(jī)接口技術(shù)是指不依賴于傳統(tǒng)外周神經(jīng)和肌肉組成的運(yùn)動(dòng)控制通路,在大腦和外部設(shè)備間直接建立連接的人機(jī)交互方式。將腦-機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用于智能駕駛領(lǐng)域,可在人腦意識(shí)與汽車系統(tǒng)間建立直接“連結(jié)”,實(shí)現(xiàn)“意念”控制汽車。
目前,用于實(shí)現(xiàn)腦-機(jī)接口的eeg(electroencephalography,腦電信號(hào))通常為ssvep(steady-statevisualevokedpotential,穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位)、p300等?,F(xiàn)有“腦控汽車”方案主要是基于ssvep實(shí)現(xiàn)輔助駕駛功能,例如,導(dǎo)航以及音樂(lè)控制等?;蛲ㄟ^(guò)腦電信號(hào)判斷駕駛員疲勞狀態(tài),觸發(fā)相應(yīng)控制或警告功能。但由于腦-機(jī)接口技術(shù)在識(shí)別準(zhǔn)確率、傳輸速率和穩(wěn)定性上存在一定局限性,需要依賴外界視覺(jué)刺激系統(tǒng),不但不能體現(xiàn)駕駛員的主觀意識(shí),且由于駕駛員眼睛注視刺激系統(tǒng)而不能實(shí)時(shí)關(guān)注路況和周圍環(huán)境信息,導(dǎo)致安全性大大降低,以及駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕駛時(shí)容易導(dǎo)致駕駛員的視覺(jué)疲勞。
由于目前基于腦電信號(hào)對(duì)汽車進(jìn)行控制的方式存在上述缺陷,故一種有效的解決措施有待被提出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本公開的目的是提供一種控制車輛駕駛的方法及裝置,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中基于腦電信號(hào)對(duì)汽車進(jìn)行控制安全性較低的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本公開提供一種控制車輛駕駛的方法,采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行。
可選的,上述方法還包括:在采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)之前,在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多次采集駕駛員的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);提取多次采集的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;使用分類器對(duì)提取到的特征進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,得到至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;將提取到的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征分別與車輛的至少兩種操作建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。
可選的,根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行,包括:提取第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征,根據(jù)預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征與車輛的操作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定與采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操作,控制車輛執(zhí)行目標(biāo)操作。
可選的,上述至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),包括:駕駛員想象控制其身體不同部位所產(chǎn)生的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)。
可選的,上述至少兩種操作包括:車輛左/右轉(zhuǎn)向操作、車輛前進(jìn)/后退操作以及車輛停止前進(jìn)/后退操作。
可選的,采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),包括:以預(yù)設(shè)周期定期采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)腦電想象信號(hào)。
可選的,根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行,包括:如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛左轉(zhuǎn)第一預(yù)設(shè)角度;如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其右手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛右轉(zhuǎn)第二預(yù)設(shè)角度;當(dāng)車輛的行駛速度大于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛剎車;當(dāng)車輛的行駛速度等于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛勻速行駛。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本公開還提供一種控制車輛駕駛的裝置,包括:第一采集模塊,用于采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);控制模塊,用于根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行。
可選的,上述裝置還包括:第二采集模塊,用于在采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)之前,在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多次采集駕駛員的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);提取模塊,用于提取多次采集的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;分類模塊,用于使用分類器對(duì)提取到的特征進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,得到至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;建立模塊,用于將提取到的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征分別與車輛的至少兩種操作建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。
可選的,上述控制模塊用于:提取第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征,根據(jù)預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征與車輛的操作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定與采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操作,控制車輛執(zhí)行目標(biāo)操作。
可選的,上述至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)包括:駕駛員想象控制其身體不同部位所產(chǎn)生的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)。
可選的,上述至少兩種操作包括:車輛左/右轉(zhuǎn)向操作、車輛前進(jìn)/后退操作以及車輛停止前進(jìn)/后退操作。
可選的,上述第一采集模塊用于:以預(yù)設(shè)周期定期采集駕駛員第一的運(yùn)動(dòng)腦電想象信號(hào)。
可選的,上述控制模塊,包括:第一控制單元,用于如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛左轉(zhuǎn)第一預(yù)設(shè)角度;第二控制單元,用于如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其右手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛右轉(zhuǎn)第二預(yù)設(shè)角度;第三控制單元,用于當(dāng)車輛的行駛速度大于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛剎車;第四控制單元,用于當(dāng)車輛的行駛速度等于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛勻速行駛。
本實(shí)施例提供的方案,通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制汽車駕駛功能,由于運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)為自發(fā)的腦電信號(hào),不依賴于外界刺激,避免了駕駛員由于外界視覺(jué)刺激導(dǎo)致的視覺(jué)疲勞,提高駕駛過(guò)程的安全性。
本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
附圖是用來(lái)提供對(duì)本公開的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開,但并不構(gòu)成對(duì)本公開的限制。在附圖中:
圖1是本公開涉及的控制車輛駕駛的方法的流程圖;
圖2是本公開涉及的車輛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;
圖3是本公開涉及的訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練過(guò)程的流程圖;
圖4是本公開涉及的對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行識(shí)別的流程圖;
圖5是本公開涉及的控制車輛駕駛的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本公開,并不用于限制本公開。
本公開的實(shí)施例提供了一種控制車輛駕駛的方法,圖1是該方法的流程圖,如圖1所示,該方法包括如下處理:
步驟101:采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);
在本實(shí)施例中,可以以預(yù)設(shè)周期定期的采集駕駛員的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),可以設(shè)置該預(yù)設(shè)周期為幾秒鐘,基于此,可以根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)采集到的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的某一完整操作的控制,例如,假設(shè)采集周期為1秒,當(dāng)在10秒鐘內(nèi)采集到10次運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則在該10秒內(nèi)執(zhí)行10次該腦電信號(hào)對(duì)應(yīng)的對(duì)車輛的控制操作。
本實(shí)施例提供的方法還可以包括將指定的腦電信號(hào)與車輛需執(zhí)行的操作建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟,基于此,在步驟101之前,本實(shí)施例提供的方法還可以包括:在采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)之前,在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多次采集駕駛員的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);提取對(duì)多次采集的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;使用分類器對(duì)提取到的特征進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,得到至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;將提取到的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征分別與車輛的至少兩種操作建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。其中,車輛的至少兩種操作具體可以包括:車輛左/右轉(zhuǎn)向操作、車輛前進(jìn)/后退操作以及車輛停止前進(jìn)/后退操作。
需要說(shuō)明的是,在本實(shí)施例中,對(duì)駕駛員的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練的操作并非在用戶每次使用車輛時(shí)都需要執(zhí)行,對(duì)于同一用戶來(lái)說(shuō),在其初次使用汽車時(shí)執(zhí)行完整的一次學(xué)習(xí)訓(xùn)練即可。如果其他用戶需要使用當(dāng)前車輛,則需要重新進(jìn)行完整的一次學(xué)習(xí)訓(xùn)練。
步驟102:根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行。
在采集到駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)之后,提取該第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征,根據(jù)預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征與車輛的操作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定與當(dāng)前采集到的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操作,控制車輛執(zhí)行目標(biāo)操作。
其中,車輛的運(yùn)行狀態(tài)具體可以包括車輛行駛的速度,可以通過(guò)can(controllerareanetwork,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線得到汽車的車速信息,基于此,根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行,包括但不限于以下幾種控制方式:
如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛左轉(zhuǎn)第一預(yù)設(shè)角度;
如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其右手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛右轉(zhuǎn)第二預(yù)設(shè)角度;
當(dāng)車輛的行駛速度大于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛剎車;
當(dāng)車輛的行駛速度等于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛勻速行駛。
以上對(duì)本實(shí)施例提供的方法的各步驟以及實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述,以下則對(duì)實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)進(jìn)行介紹。
在本實(shí)施例中,可以使用腦電信號(hào)采集器、腦電信號(hào)分析器以及執(zhí)行器三部分構(gòu)成的車輛控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例提供的方法,該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
腦電信號(hào)采集器用來(lái)采集車輛駕駛員的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)。該腦電信號(hào)采集器包括腦電電極,放大器和發(fā)送單元。其中,腦電電極與駕駛員頭皮接觸,用來(lái)拾取用戶的腦電信號(hào),不同位置的多個(gè)腦電電極可做成腦電帽佩戴在用戶頭上。各腦電電極按順序通過(guò)電極線連接到放大器上,放大器對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理后發(fā)送給腦電信號(hào)分析器。用戶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象時(shí),主要在其感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)的頭皮腦電信號(hào)發(fā)生變化。因此,在本實(shí)施例中,將腦電電極附接到駕駛員的頭皮感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū),可通過(guò)該腦電電極測(cè)量想象信號(hào)在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)間傳遞時(shí)生成的電流。
在本實(shí)施例中,在采集到駕駛員的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)后,需要對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析,具體可以利用腦電信號(hào)分析器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該腦電信號(hào)分析器通過(guò)有線或無(wú)線通信方式與連接有各腦電電極連接的放大器連接。如果放大器與腦電信號(hào)分析器的連接方式為有線通信,則腦電信號(hào)采集器的發(fā)送單元為連接放大器和腦電信號(hào)分析器的電纜線。在該情況下腦電信號(hào)分析器的接收單元為與電纜線連接的端口,如usb(通用串行總線,universalserialbus)口或串口。如果放大器與腦電信號(hào)分析器的連接方式為無(wú)線通信,則腦電信號(hào)采集器的發(fā)送單元和腦電信號(hào)分析器的接收單元可以為無(wú)線通信模塊,如藍(lán)牙,zigbee,wifi等。采用無(wú)線通信方式可將放大器以及腦電電極固定在腦電帽上,允許測(cè)試者完全自由運(yùn)動(dòng),避免傳統(tǒng)的電纜運(yùn)動(dòng)干擾,以獲得高質(zhì)量的腦電圖記錄。其中,放大器可以內(nèi)置可充電電池,允許數(shù)小時(shí)的連續(xù)記錄。
腦電信號(hào)分析器的硬件為接口齊全的工控板;其軟件系統(tǒng)包括接收單元、訓(xùn)練系統(tǒng)、識(shí)別系統(tǒng)和控制單元。接收單元從腦電信號(hào)采集器接收到駕駛員的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);訓(xùn)練系統(tǒng)能夠基于采集到的一定數(shù)量的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的樣本建立腦電信號(hào)分類器模型,并將模型參數(shù)傳遞給識(shí)別系統(tǒng);識(shí)別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在線識(shí)別用戶的運(yùn)動(dòng)想象部位,發(fā)送給控制單元;控制單元進(jìn)行控制優(yōu)化后生成控制指令并傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)。
其中,訓(xùn)練系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)基于足夠數(shù)量的已知樣本,依據(jù)一定的學(xué)習(xí)規(guī)則尋找最優(yōu)分類器的過(guò)程。圖3是訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練過(guò)程的流程圖。該訓(xùn)練過(guò)程包括腦電信號(hào)預(yù)處理,特征提取及分類器訓(xùn)練。
預(yù)處理:由于腦電信號(hào)非常微弱,其采集過(guò)程中很容易受到噪聲的干擾,主要噪聲有:50hz/60hz的電源干擾偽跡、眼球運(yùn)動(dòng)偽跡以及肌肉運(yùn)動(dòng)偽跡。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后可降低噪聲影響,得到較為純凈的腦電信號(hào)。預(yù)處理方法可以包括頻帶濾波器(高通、低通以及帶通等)、空間濾波器(拉普拉斯濾波器以及共平均參考等)以及分離噪聲分量算法(獨(dú)立分量分析以及主成分分析)等。
特征提?。禾卣魈崛〉哪康氖钦页瞿X電信號(hào)中最能夠明確表示使用者不同意識(shí)信息的特征,通過(guò)這些特征來(lái)確定各種參數(shù),并組成與意識(shí)任務(wù)有最大相關(guān)度的特征向量的過(guò)程。運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)特征提取方法可以使用erd(eventrelateddesynchronization,事件相關(guān)去同步化)、ers(eventrelateddesynchronization,事件相關(guān)同步化)以及csp(commonspecialpattern,特征和共空間模式)等方式來(lái)進(jìn)行。
當(dāng)大腦皮質(zhì)的某個(gè)區(qū)域被激活,該區(qū)域的代謝和血流量增加,同時(shí)大腦信息加工導(dǎo)致alpha(8-13hz)和beta(13-30hz)頻段震蕩的幅度減低或者阻滯,這一電生理現(xiàn)象被稱為erd。alpha和beta頻譜在大腦靜息或惰性狀態(tài)下表現(xiàn)出明顯波幅增高的電活動(dòng),此即為ers。用戶在想象左手運(yùn)動(dòng)時(shí),大腦皮層右側(cè)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)?huì)出現(xiàn)erd現(xiàn)象;在想象右手運(yùn)動(dòng)時(shí),大腦皮層左側(cè)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)?huì)出現(xiàn)erd現(xiàn)象;在想象雙腳運(yùn)動(dòng)時(shí),大腦皮層中央感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)?huì)出現(xiàn)erd現(xiàn)象。因此可以根據(jù)這些區(qū)域腦電能量的差異提取出相應(yīng)的腦電特征,最終通過(guò)合適的分類器識(shí)別出各類腦電模式,即,各種腦電信號(hào)。
共空間模式的原理是通過(guò)構(gòu)建一個(gè)共同的空間濾波器來(lái)尋取最優(yōu)空間映射方向,使得一類信號(hào)在此方向上的能量值最大,而另一類信號(hào)在此方向上的能量值最小。
分類器訓(xùn)練:將每個(gè)訓(xùn)練樣本進(jìn)行特征提取后,構(gòu)成訓(xùn)練樣本集送入分類器;根據(jù)分類準(zhǔn)確率進(jìn)行迭代,不斷調(diào)整分類器參數(shù),最終得到最優(yōu)的分類器。分類方法主要有l(wèi)da(lineardiscriminantanalysis,線性判別分析)、nn(neuralnetwork,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))、elm(extremelearningmachine,極限學(xué)習(xí)機(jī))、svm(supportvectormachines,支持向量機(jī))等。
識(shí)別系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,得出識(shí)別結(jié)果的目的,用以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車相應(yīng)功能控制。圖4是對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行識(shí)別的流程圖。該過(guò)程包括腦電信號(hào)預(yù)處理,特征提取及分類識(shí)別。預(yù)處理和特征提取方法與訓(xùn)練系統(tǒng)的預(yù)處理和特征提取方法一致,在此不再贅述;分類識(shí)別是基于訓(xùn)練后的最優(yōu)分類器識(shí)別出用戶運(yùn)動(dòng)意圖,即識(shí)別出用戶的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)所對(duì)應(yīng)的車輛需要執(zhí)行的操作。
控制單元:腦電信號(hào)分析器的控制單元與執(zhí)行器的電子控制器間可以通過(guò)can總線進(jìn)行通信,因此要求腦電信號(hào)分析器的控制單元要有can接口。腦電信號(hào)分析器的控制單元通過(guò)can總線得到汽車的車速信息(即上述步驟102中的車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)中的至少一種信息),控制單元根據(jù)車速和腦電信號(hào)識(shí)別結(jié)果形成控制指令,指令具體形成過(guò)程包括但不限于以下幾種:
1、當(dāng)車速為0km/h時(shí):
腦電信號(hào)識(shí)別結(jié)果為駕駛員想象其左手運(yùn)動(dòng),則控制指令為:汽車左轉(zhuǎn)10°(即對(duì)應(yīng)上述預(yù)設(shè)角度,具體也可以是其他度數(shù),此處的10°僅為示例);
腦電信號(hào)識(shí)別結(jié)果為駕駛員想象其右手運(yùn)動(dòng),則控制指令為:汽車右轉(zhuǎn)10°;
腦電信號(hào)識(shí)別結(jié)果為駕駛員想象其雙腳運(yùn)動(dòng)(雙腳或任意一腳均可),則控制指令為:汽車勻速前進(jìn),速度為10km/h。
2、當(dāng)車速大于0km/h時(shí):
腦電識(shí)別結(jié)果為駕駛員想象其左手運(yùn)動(dòng),則控制指令為:汽車左轉(zhuǎn)10°;
腦電識(shí)別結(jié)果為駕駛員想象其右手運(yùn)動(dòng),則控制指令為:汽車右轉(zhuǎn)10°;
腦電識(shí)別結(jié)果為駕駛員想象其雙腳運(yùn)動(dòng),則控制指令為:剎車至速度為0km/h。
以上控制指令經(jīng)過(guò)控制優(yōu)化后,通過(guò)can總線發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制器。
通過(guò)該控制信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車控制的優(yōu)化,控制優(yōu)化策略具體可以包括:?jiǎn)?dòng)優(yōu)化,解決汽車啟動(dòng)前進(jìn)時(shí)靜摩擦力較大引起的問(wèn)題;轉(zhuǎn)向優(yōu)化,解決汽車由直行突然轉(zhuǎn)向時(shí),轉(zhuǎn)向不到位的問(wèn)題;安全性能優(yōu)化,解決汽車行駛過(guò)程中遇到障礙物,識(shí)別結(jié)果錯(cuò)誤等帶來(lái)的安全問(wèn)題。
本實(shí)施例中的執(zhí)行器包括電子控制器和汽車底層執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電子控制器通過(guò)can總線接收腦電分析器傳來(lái)的控制指令,并根據(jù)控制指令驅(qū)動(dòng)汽車的底層執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動(dòng)作。其中,汽車底層執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括但不限于方向盤、車輪、指示燈以及發(fā)動(dòng)機(jī)等。
本實(shí)施例提供的方法,通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制汽車駕駛功能。由于運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)為自發(fā)的腦電信號(hào),不依賴于外界刺激,避免了駕駛員由于外界視覺(jué)刺激導(dǎo)致的視覺(jué)疲勞,提高了用戶主動(dòng)性;同時(shí),本方法采用自發(fā)的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)作為汽車的控制指令,能夠?yàn)轳{駛員帶來(lái)新的體驗(yàn),解放了駕駛員的雙腳以及雙手,同時(shí)還為肢體障礙患者操控汽車帶來(lái)便利;在者,本方法通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象訓(xùn)練系統(tǒng)和合理的控制策略進(jìn)一步提高了汽車控制過(guò)程的安全性。
本公開的實(shí)施例還提供了一種控制車輛駕駛的裝置,該裝置用于實(shí)現(xiàn)上述控制車輛駕駛的方法,該裝置可以設(shè)置與車輛內(nèi),也可以是車載設(shè)備,圖5是該裝置的結(jié)構(gòu)框圖,如圖5所示,該裝置50包括如下組成部分:
第一采集模塊51,用于采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);
該第一采集模塊51可以用于:以預(yù)設(shè)周期定期采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)腦電想象信號(hào)。
控制模塊52,用于根據(jù)車輛當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制車輛運(yùn)行。
進(jìn)一步的,上述裝置50還可以包括:第二采集模塊,用于在采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)之前,在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多次采集駕駛員的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào);提取模塊,用于提取對(duì)多次采集的第二運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;分類模塊,用于使用分類器對(duì)提取到的特征進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,得到至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征;建立模塊,用于將提取到的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征分別與車輛的至少兩種操作建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。
其中,至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)具體可以包括:駕駛員想象控制其身體不同部位所產(chǎn)生的至少兩種運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)。以及,至少兩種操作具體可以包括:車輛左/右轉(zhuǎn)向操作、車輛前進(jìn)/后退操作以及車輛停止前進(jìn)/后退操作。
基于上述第二采集模塊、提取模塊、分類模塊以及建立模塊所實(shí)現(xiàn)的功能,本實(shí)施例中的控制模塊52具體可以用于:在采集駕駛員的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)之后,提取該第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征,根據(jù)預(yù)先建立的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征與車輛的操作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定與當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操作,控制車輛執(zhí)行目標(biāo)操作。
上述控制模塊具體可以包括如下組成部分:第一控制單元,用于如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛左轉(zhuǎn)第一預(yù)設(shè)角度;第二控制單元,用于如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其右手而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛右轉(zhuǎn)第二預(yù)設(shè)角度;第三控制單元,用于當(dāng)車輛的行駛速度大于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛剎車;第四控制單元,用于當(dāng)車輛的行駛速度等于0時(shí),如果當(dāng)前采集到的第一運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)是由駕駛員想象控制其左腳和/右腳而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào),則控制車輛勻速行駛。
本實(shí)施例提供的裝置,通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)控制汽車駕駛功能。由于運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)為自發(fā)的腦電信號(hào),不依賴于外界刺激,避免了駕駛員由于外界視覺(jué)刺激導(dǎo)致的視覺(jué)疲勞,提高用戶主動(dòng)性;同時(shí),本裝置采用自發(fā)的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)作為汽車的控制指令,能夠?yàn)轳{駛員帶來(lái)新的體驗(yàn),解放了駕駛員的雙腳以及雙手,同時(shí)還為肢體障礙患者操控汽車帶來(lái)便利;在者,本裝置通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象訓(xùn)練系統(tǒng)和合理的控制策略進(jìn)一步提高了汽車控制過(guò)程的安全性。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本公開并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù),本公開對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外,本公開的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本公開的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。