基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法及装置与流程

1.本发明涉及行人风险评价技术领域，特别涉及一种基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法及装置。


背景技术：

2.现有行车风险评价方法该行车风险评价方法通过传感器采集自车的行驶信息，并处理得到车辆的异常驾驶信息。同时，通过获取已发送的事故信息，根据异常驾驶信息和事故信息建立用于评价行车风险的机器学习模型；将采集到的自车异常驾驶信息代入机器学习模型，即可对车辆当前行车风险情况进行评价。该专利技术方案能够准确地分析驾驶员的不良驾驶行为对于行车风险的影响，降低事故风险。
3.该行车风险评价模型仅考虑了驾驶员的异常驾驶行为对于行车风险的影响，未考虑人
‑
车
‑
路交通环境中，车辆和行人及路况信息的交互，存在较明显的局限性。
4.现有基于行车安全场的车辆智能安全决策方法，该专利介绍了一种基于行车安全场的车辆智能安全决策方法。该技术在自车的智能交通管理系统的中央计算机中预先设置行车安全场模型和行车风险辨识模型。其中，行车安全场模型用于反映交通风险随时间空间的变化，是通过分析人
‑
车
‑
路系统各因素对交通系统的影响而构建得到。在进行行车风险评价时，首先通过行车安全场模型，获取交通系统处于稳态时当前行车最优速度和车辆与该车辆之外的物体之间的安全行驶距离；然后，根据当前行车最优速度和安全行驶距离，通过获取行车风险辨识模型的作用量的最小值，进而得到车辆当前的行车风险等级值。该专利技术方案能够达到对道路交通系统进行安全调控，有利于降低道路碰撞交通事故发生率。
5.该技术方案在分析人
‑
车
‑
路系统中不同因素对于交通系统的影响时，将行人简单归为普通障碍物，即仅考虑了行人的物理安全，而未考虑行人的心理安全因素。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
7.为此，本发明的一个目的在于提出一种基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法，该方法考虑行驶车辆是否会危及行人的心理安全，提出了心理安全距离概念，并挖掘其可能影响因素进行数值分析，有效地保证行人心理安全。
8.本发明的另一个目的在于提出一种基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置。
9.为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法，定义心理安全距离，所述心理安全距离包括：心理安全通行距离r1和心理安全制动距离r2，所述方法包括：
10.s1：获取所述心理安全距离的数值特征；
11.s2：分析所述数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到
分析结果；
12.s3：根据所述分析结果得到所述数值特征和所述影响因素之间的结论；以及，将所述心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，所述行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，所述行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。
13.本发明实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法，通过获取所述心理安全距离的数值特征；分析所述数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到分析结果；根据所述分析结果得到所述数值特征和所述影响因素之间的结论；以及，将所述心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，所述行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，所述行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。本发明中，通过考虑行驶车辆是否会危及行人的心理安全，提出了心理安全距离概念，并挖掘其可能影响因素进行数值分析。将心理安全距离融入行车安全场理论，建立了行人风险动态评价模型。有效地保证行人心理安全，为汽车主动安全预警系统设计提供了新的开发视角。
14.本发明第二方面实施例提出了一种基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置，定义心理安全距离，所述心理安全距离包括：心理安全通行距离r1和心理安全制动距离r2，包括：
15.获取模块，用于获取所述心理安全距离的数值特征；
16.分析模块，用于分析所述数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到分析结果；
17.确定模块，用于根据所述分析结果得到所述数值特征和所述影响因素之间的结论；以及，
18.生成模块，用于将所述心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，所述行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，所述行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。
19.本发明实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置，通过获取所述心理安全距离的数值特征；分析所述数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到分析结果；根据所述分析结果得到所述数值特征和所述影响因素之间的结论；以及，将所述心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，所述行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，所述行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。本发明中，通过考虑行驶车辆是否会危及行人的心理安全，提出了心理安全距离概念，并挖掘其可能影响因素进行数值分析。将心理安全距离融入行车安全场理论，建立了行人风险动态评价模型。有效地保证行人心理安全，为汽车主动安全预警系统设计提供了新的开发视角。
20.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中：
22.图1为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的心理安全距离示意图。
23.图2为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的流程图。
24.图3为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的心理安全通行距离频率分布示意图。
25.图4为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的心理安全制动距离特征值及分布示意图。
26.图5为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的心理安全通行距离
‑
年龄示意图。
27.图6为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的心理安全制动距离
‑
性别示意图。
28.图7为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的装置结构示意图。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法。
31.为了更准确地对行人进行风险评价，本说明首先定义了“心理安全距离”概念。心理安全距离是指：以行人保护为目的，提供满足行人心理安全感的车辆和行人最小间距。如图1所示，心理安全距离主要包括两个层面心理安全通行距离(r1)和心理安全制动距离(r2)，分别指行人在面对行驶车辆和制动停下的车辆时，能够保证行人心理安全的车辆和行人最小间距。如图1所示。
32.图2为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法的流程图。
33.如图2所示，基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法包括一下步骤：
34.步骤s1：获取心理安全距离的数值特征。
35.可以理解的是，本发明首先定义了“心理安全距离”概念。心理安全距离是指：以行人保护为目的，提供满足行人心理安全感的车辆和行人最小间距。如图1所示，心理安全距离主要包括两个层面心理安全通行距离(r1)和心理安全制动距离(r2)，分别指行人在面对行驶车辆和制动停下的车辆时，能够保证行人心理安全的车辆和行人最小间距。
36.具体的，在明确了心理安全距离的定义之后，通过挖掘大量问卷分析数据，获取r1和 r2的数值特征，并分析其与车速、车型、样本特征等因素之间的相关性。
37.步骤s2：分析数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到
分析结果。
38.可以理解的是，根据数值特征对样本个体特征进行相关性分析，得到样本个体特征参数k，其中，k为大于0的常数。
39.具体的，对样本个体特征进行调研，包括性别、年龄、冒险行为倾向等，统计结果如表1所示。调研通过感觉寻求量表对样本的冒险行为倾向进行统计，在表1中对该量表进行数据可视化：分别将量表中的每个问题赋予0.2的权重，最终将冒险行为倾向转化为取值为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1的变量。
40.表1
[0041][0042]
表2
[0043][0044]
注：**表示p＜0.01，*表示p＜0.05
[0045]
如表2所示，从表中可以看出，冒险行为倾向与和均表现出较明显的相关性，且冒
险行为倾向越高，对应的和的值越小，即对应的个体特征参数k的值越小。同时，样本的年龄与心理安全通行距离(r1)、样本的性别与心理安全通行距离(r2)均表现出弱相关性。
[0046]
可以理解的是，为进一步分析可能存在的关系，将对两组数据进行具体分析。
[0047]
具体的，图4和图5分别展示了心理安全通行距离与年龄间的关系和心理安全制动距离与性别间的关系。从图中可以看出：在面对相同车速的车辆时，年龄在40岁以上的和在20岁以下的行人所需要的心理安全通行距离平均要高于年龄在21岁～40岁的行人，即年龄在21岁～40岁的行人，其个体特征参数k的值普遍较小；在面对相同车型的车辆时，女性所需要的心理安全制动距离平均要高于男性，即男性的个体特征参数k的值普遍低于女性。
[0048]
进一步，结合样本个体特征参数k，和根据心理安全通行距离r1和车速的相关性分析，得到心理安全通行距离r1估算公式；以及，和根据心理安全制动距离r2和车型的相关性分析，得到心理安全制动距离r2估算公式。
[0049]
具体的，分别对心理安全通行距离(r1)和心理安全制动距离(r2)进行了调研。在对心理安全通行距离(r1)的调研中，主要分析其和车速(60km/h、40km/h、20km/h)的相关性，统计结果如图3所示：
[0050]
具体的，从统计结果可以看出：行人在面对行驶车辆时，所需要的心理安全通行距离不低于50米，且车速越快，行人需要的心理安全通行距离数值越大。同时，行人的冒险行为倾向越高，其心理安全通行距离普遍越小。
[0051]
可以理解的是，根据调研结果，当行人面对车速为v0的车辆时，可以将心理安全通行距离的估算方法总结为式(1)：
[0052][0053]
式中k是一个大于0的常数，代表行人的个体特征参数，其大小取决于行人的性别、年龄、冒险行为倾向等因素；v
*
表示选定的参考车速，其值为60km/h。
[0054]
具体的，在对心理安全制动距离(r2)的调研中，在样本个人特征之外，主要分析了其与车型(轿车、客车、货车)的相关性。调研统计结果如图4所示：
[0055]
可以理解的是，从统计结果来看：在面对轿车时，行人的心理安全制动距离主要分布在6
‑
10米；而在面对客车和货车时，行人的心理安全制动距离主要分布范围分别是10
‑
15 米和15
‑
20米。而从轿车到客车到货车，其车长越来越长、车身高度越来越高。因此可以初步做出判断：当车长越长、车身高度越高时，行人面对车辆所需要的心理安全制动距离也越长。
[0056]
此外，从调研结果可以看出，样本的个人特征对心理安全制动距离也有影响，样本的冒险行为倾向越高，其心理安全制动距离也普遍越小。因此对于车长为a0、车身高度为b0的车辆，行人在面对该车辆时的心理安全制动距离估算方法总结为式(2)：
[0057][0058]
式中a
*
、b
*
为选定的参考车辆的车身尺寸，对应车长为5米，车身高度为1.6米的轿车；同式(1)，上式中的k同样表示行人的个体特征参数。
[0059]
步骤s3：根据分析结果得到数值特征和影响因素之间的结论；以及，将心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。
[0060]
具体的，本发明通过大量数据的调研结果将其数值特征和影响因素总结如下：
[0061]
①
心理安全通行距离：在无信号灯路段，行人在面对行驶车辆时，所需要的心理安全通行距离不低于50米，且车速越快，行人需要的心理安全通行距离数值越大；在面对相同车速的车辆时，年龄在40岁以上的和在20岁以下的行人所需要的心理安全通行距离要高于年龄在21岁～40岁的行人；根据问卷调研结果提出了如式(1)所示的心理安全通行距离估算方法。
[0062]
②
心理安全制动距离：在面对行驶车辆时，绝大多数行人所需要的心理安全制动距离分布在5～20米，且车型越大，行人需要的心理安全制动距离数值越大；在面对相同车型的车辆时，女性所需要的心理安全制动距离平均高于男性；根据问卷调研结果提出了如式 (2)所示的心理安全制动距离估算方法。
[0063]
进一步，本发明将心理安全距离融入行车安全场理论，得到行人风险评价方法。
[0064]
具体的，行车安全场(e
s
)由势能场(e
r
)、动能场(e
v
)和行为场(e
d
)三部分组成。从其定义不难发现，行人在行车安全场中所产生的场强只存在于动能场和行为场。
[0065]
可以理解的是，首先对于动能场，可以认为行人产生的动能场是针对其生理安全和心理安全而各自产生的动能场叠加组成的。相应地，其动能场场强大小也由两部分场强相加而得到。根据心理安全距离问卷调研结果可知，在无信号灯路段，当行人与车辆间的距离在50米之内时，行人大多不会选择穿行马路。因此可以认为针对行人心理安全产生的动能场主要分布在行人50米范围之内。故行人在行车安全场中的动能场场强公式为：
[0066][0067]
式中k0是一个位于(0，1)的常数，其值取决于车辆自身特征参数。k和k1为待定常数，k3为波传播的速度，r
b
为b位置处的路况信息，m
b
为运动物体b的虚拟质量，v
b
为运动物体b的速度矢量，r
bj
为从运动物体b的质心位置指向自车质心所在位置的距离向量，θ
b
为 r
bj
与v
b
的夹角(逆时针方向为正)，grad e
v，bj
为动能场场强e
v，bj
的梯度向量，其计算方法为：
[0068][0069]
以道路方向为x轴，垂直与道路方向为y轴建立直角坐标系xoy，式中为v2与x轴的夹角(逆时针方向为正)。
[0070]
由此，根据行车安全场理论，行人产生的行为场场强公式为：
[0071]
e
d，cj
＝e
v，cj
·
dr
c
ꢀꢀ
(5)
[0072]
式中dr
c
为行人风险因子，其取值范围在(0，1]。影响dr
c
大小的因素包括行人的个人特征和危险过街行为等，其中行人个体特征包括性别、年龄、冒险行为倾向等因素；危险过街行为包括从众过街、违章过街、过街时使用手机等因素。行人风险因子的值越大，其产生的行为场场强也越大，即行人面临的风险越大。
[0073]
根据行人的动能场和行为场场强公式，可以对其风险评价指标进行推导：
[0074][0075]
式中spe1、spe1分别表示行人所产生的行车风险在空间和时间上的分布情况，spe0、 spe0为两者在r
21
|＝50时的取值。dsi1是行人产生的行车风险的综合评价指标。
[0076]
式(6)是基于行人心理安全距离得到的行人风险评价方法。
[0077]
进一步，还包括，本发明根据心理安全距离建立行人风险动态评价模型，根据行人风险动态评价模型生成汽车主动安全预警信息。
[0078]
可以理解的是，本发明将心理安全距离概念融入行车安全场理论，建立了行人风险动态评价模型，经仿真实验验证，该模型能够有效保证行人的心理安全，为汽车主动安全预警系统设计提供了新的开发视角。
[0079]
根据本发明实施例提出的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法，通过获取心理安全距离的数值特征；数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到分析结果；根据分析结果得到数值特征和影响因素之间的结论；以及，将心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。本发明
中，通过考虑行驶车辆是否会危及行人的心理安全，提出了心理安全距离概念，并挖掘其可能影响因素进行数值分析。将心理安全距离融入行车安全场理论，建立了行人风险动态评价模型。有效地保证行人心理安全，为汽车主动安全预警系统设计提供了新的开发视角。
[0080]
其次，参照附图描述根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置。
[0081]
图6为根据本发明一个实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置结构示意图。
[0082]
如图6所示，该基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置10包括：
[0083]
获取模块100、分析模块200、确定模块300和生成模块400。
[0084]
获取模块100，用于获取心理安全距离的数值特征；
[0085]
分析模块200，用于分析数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到分析结果；
[0086]
确定模块300，用于根据分析结果得数值特征和影响因素之间的结论；以及，
[0087]
生成模块400，用于将心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，行车安全场e
s
包括：势能场e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。
[0088]
进一步，本发明实施例中还包括：行人风险动态评价模型模块500，用于汽车主动安全预警系统。
[0089]
需要说明的是，前述对基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置，此处不再赘述。
[0090]
根据本发明实施例提出的基于行人心理安全距离的车辆碰撞风险评价装置，通过获取心理安全距离的数值特征；分析数值特征与车速、车型、样本个体特征影响因素之间的相关性，得到分析结果；根据分析结果得到数值特征和影响因素之间的结论；以及，将心理安全距离引入行车安全场e
s
，得到行人风险评价公式，其中，行车安全场e
s
包括：势能场 e
r
、动能场e
v
和行为场e
d
，行人风险评价公式由行人的动能场和行为场场强公式计算得出。本发明中，通过考虑行驶车辆是否会危及行人的心理安全，提出了心理安全距离概念，并挖掘其可能影响因素进行数值分析。将心理安全距离融入行车安全场理论，建立了行人风险动态评价模型。有效地保证行人心理安全，为汽车主动安全预警系统设计提供了新的开发视角。
[0091]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0092]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
[0093]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。