本发明涉及新能源智能车辆高级辅助驾驶，具体涉及一种基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统。
背景技术：
1、随着新能源汽车电控化与智能化进程的快速推进，l2级别的车辆辅助驾驶系统已经得到了较为广泛的普及。l2级别辅助驾驶系统的出现代表了汽车部分自动化水平的提升，为驾驶员提供了可选择的高级驾驶辅助功能，在一定程度上改善了驾驶体验，增强了汽车行驶安全性，降低了事故风险。
2、目前，在自动驾驶的l2级别的辅助驾驶领域，存在两个主要系统主动地为人类驾驶员提供辅助。第一个是aeb系统，即自主紧急制动系统。在驾驶员操作车辆时，该系统在车辆前方出现与交通参与者碰撞风险时，提供紧急制动，防止因操作不当或分心而导致的部分紧急交通事故。第二个是lka系统，即车道保持辅助。该系统通过车辆前部的摄像头和传感器实时监测道路标线和车辆位置。一旦系统检测到车辆即将偏离车道，它通过方向盘振动、声音提示或视觉警告提醒驾驶员。部分系统还具备自动纠正功能，可通过电子稳定控制系统或转向辅助系统轻微调整方向，将车辆重新引导回车道中心。此外，部分高级别l2+的智能辅助驾驶系统中，还配备了车内视角的驾驶员检测系统，通过车内摄像头监测驾驶员眼动、面部特征，实时评估注意力水平和疲劳程度。系统在发现问题时通过声音、振动等方式发出警告，提醒驾驶员保持专注。然而，目前l2级别的辅助驾驶策略主要还是以车外环境信息为主导，提供紧急或驾驶员疏忽时的安全保障，主要利用车外传感器提供的信号为参考，在特定情况下直接接管车辆的控制系统，并没有涉及在常规驾驶时间对于驾驶员主观意图的主动或被动安全防护能力。这实际上没有充分利用新能源汽车电控化智能化的特点，不能更全面的保障车辆行驶安全与改善交通秩序与通行效率。
3、此外，新能源汽车的高级辅助驾驶技术领域并没有涉及对驾驶员状态识别后，从驾驶员主观意图出发的安全防护技术。这是由于传统的车身电器系统的电子控制单元(ecu)软件功能单一，自身的算力要求很低，无法完成复杂流程的高级辅助驾驶任务。与之相比，在汽车电子控制系统分布式系统架构下，许多功能相似、分离的电子控制单元的功能被集成整合到一个比ecu性能更强的处理器硬件平台上，整个汽车的电子控制系统分为多个域，每个域内部可以形成一个控制闭环，由一个域控制器来控制域内的所有电子控制单元。借由域控制器更加强大的计算能力，可以实现整合多传感器信息，多种深度学习算法集成的复杂软件任务。当前使用域控制器进行的高级控制辅助功能的技术设计上，没有充分利用域控制器高算力的优势。举例来说，动力域、底盘域和车身域控制器在设计上对控制器的算力要求不高，无法实现实时的、复杂的车内传感器数据整合与处理，只能用于具有一定延迟的驾驶员状态判断，例如酒驾、毒驾。而座舱域、智能驾驶域控制器在设计上拥有更高的算力要求，可以用于实时的信息采集与判断，更有利于进行驾驶员状态的监控与产生相应的控制信号。
4、为了使新能源汽车中的感知、决策和控制模块的域控单元算力得到全方面的应用，从而提高车辆行车安全与道路交通效率，应当寻找一种方法或组合系统使得高级辅助驾驶系统的设备可以实时为驾驶员提供常态时间的安全保障和安全参考，在最大化利用硬件设备的同时提升车辆的行车质量。
技术实现思路
1、为解决目前高级辅助驾驶系统中存在的没有充分利用域控制器高算力的优势，无法实现实时的、复杂的车内传感器数据整合与处理，仅用于具有一定延迟的驾驶员状态判断等问题，本发明提供了一种基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，通过智能驾驶域控制器对实时接收的驾驶员面部表情的神态的图像信息结合深度学习网络的智能化分析，判断出驾驶员是否发生了异常驾驶行为，并针对驾驶员的异常驾驶行为向动力域控制器发送信号，如降低电机扭矩，提高能量回收等级，逐渐降低车速，从而主动地为驾驶员提供安全辅助策略，有效降低了驾驶过程中因为突发情况导致的驾驶员疲劳、路怒症、情绪低落等复杂因素引发交通事故的风险。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，包括分别设置在新能源车辆座舱内的摄像组件、智能驾驶域控制器和车身域控制器、以及设置在发动机舱内的动力域控制器，所述摄像组件与所述智能驾驶域控制器相连，所述智能驾驶域控制器分别与动力域控制器和车身域控制器相连，
4、所述摄像组件通过若干设置于不同角度的摄像头实时捕捉驾驶员的面部图像信息，并传输至智能驾驶域控制器；
5、所述智能驾驶域控制器接收面部图像信息，并采用神经网络对驾驶员面部图像进行图像分割计算得到驾驶员人脸部分的若干面部像素块，通过对各面部像素块的区域提取并采用人脸识别算法识别面部特征点获得驾驶员五官特征分布情况进而计算得到驾驶员五官的实时特征变化信息；再根据实时特征变化信息通过神经网络多分类的方式，将驾驶员状态进行分类，并根据分类后的驾驶员状态以及驾驶员实时的驾驶行为判断驾驶员是否处于异常驾驶状态，若判断驾驶员处于异常驾驶状态，则所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，动力域控制器接收异常状态信号后对车辆提供动力域控制辅助；所述智能驾驶域控制器持续监控判断驾驶员的驾驶状态，并将驾驶员处于异常驾驶状态的时间与预设时间阈值作比对，若处于异常驾驶状态的时间小于预设时间阈值，则对动力域控制器发送解除控制的信号；若处于异常驾驶状态的时间大于等于预设时间阈值，则所述智能驾驶域控制器通过网络总线向车身域控制器发送告警信号，由车身域控制器进行车内和/或车外的异常驾驶警告。
6、优选地，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否存在异常加减速，若实时驾驶行为为踩油门或刹车而导致车辆的速度变化率大于预设阈值时，则判断存在异常加减速，所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，由动力域控制器控制发动机或电机的转速，对车辆进行限速和异常加速预防，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除限制转速的信号。
7、优选地，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否存在异常加减速，若实时驾驶行为为踩油门或刹车而导致车辆的速度变化率大于预设阈值时，则判断存在异常加减速，所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，由动力域控制器控制发动机或电机的扭矩，减小引擎扭矩，控制转速，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向智动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除限制转速的信号。
8、优选地，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否存在异常加减速，若实时驾驶行为为踩油门或刹车而导致车辆的速度变化率大于预设阈值时，则判断存在异常加减速，所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，由动力域控制器控制电池效率，加大能量回收效率，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除控制电池效率的信号。
9、优选地，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否不合理使用方向盘，若驾驶员状态为激动状态或疲劳状态，且实时驾驶行为为方向盘转向角度大于预设角度阈值时，则判断存在不合理使用方向盘，所述智能驾驶域控制器通过控制摄像头检测车道线从而对方向盘方向进行辅助调整以引导车辆回到车道中心，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除方向盘辅助调整的信号。
10、优选地，所述车身域控制器通过控制并开启车内氛围灯闪烁向驾驶员进行预警，同时开启车外危险报警闪光灯对周围车辆和行人进行报警，并由智能驾驶域控制器根据设置在车身四周的超声波雷达或毫米波雷达判断驾驶员是否在路边或应急车道靠边停车，若是，则停止所有告警信号，同时智能驾驶域控制器对动力域控制器发送参数重置信号，动力域控制器将自身所有参数重置并恢复正常状态。
11、优选地，所述车身域控制器还通过控制并开启蜂鸣器向驾驶员进行预警，或控制座椅与方向盘进行震动向驾驶员进行预警。
12、优选地，所述智能驾驶域控制器分类后的驾驶员状态包括激动状态和疲劳状态，所述激动状态包括兴奋状态、悲伤状态和愤怒状态。
13、本发明的有益效果为：
14、本发明提供的一种基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，用于利用高算力的智能驾驶域控制器实时对驾驶员的状态进行感知，降低驾驶员驾驶汽车时由于状态变化和情绪波动产生的车辆危险控制行为，最大程度上发挥高级辅助驾驶系统保障行驶安全以及交通通行效率的优势，分别设置在新能源车辆座舱内的摄像组件、智能驾驶域控制器和车身域控制器、以及设置在发动机舱内的动力域控制器，由摄像组件通过若干设置于不同角度的摄像头实时捕捉驾驶员的面部图像信息并传输至智能驾驶域控制器，智能驾驶域控制器采用神经网络对驾驶员面部图像进行图像分割计算得到驾驶员人脸部分的若干面部像素块，通过对各面部像素块的区域提取并采用人脸识别算法识别面部特征点获得驾驶员五官特征分布情况进而计算得到驾驶员五官的实时特征变化信息；再根据实时特征变化信息通过神经网络多分类的方式，将驾驶员状态进行分类，并根据分类后的驾驶员状态以及驾驶员实时的驾驶行为判断驾驶员是否处于异常驾驶状态，若判断驾驶员处于异常驾驶状态，则智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，动力域控制器接收异常状态信号后持续控制对车辆提供动力域控制辅助，以达到快速降低车速的目的，避免驾驶员在异常状态下失去对高速运行的汽车的控制。随后，智能驾驶域控制器持续监控判断驾驶员的驾驶状态，判断驾驶状态是否有所改善，根据异常状态持续的时间，使用车身域的车内车外警告的方式提醒驾驶员恢复正常状态，如果驾驶员能在驾驶辅助控制启动后短时间内恢复正常的驾驶行为，则对动力域控制器发送解除控制的信号，自动解除动力域控制器的辅助控制；否则，判断为驾驶员无法通过自主调节恢复驾驶状态，并通过网络总线向车身域控制器发送信号，进行车内和/或车外的异常驾驶警告，充分利用了智能驾驶域控制器高算力、高功能安全等级的优势，提供实时可靠的信息采集与判断，有效降低了驾驶员驾驶汽车时由于状态变化和情绪波动产生的车辆危险控制行为。
15、本发明利用智能驾驶域控制器高算力的特点，对驾驶员的状态进行实时感知，识别出驾驶员情绪变化，比如识别出兴奋状态、疲劳状态、愤怒状态和悲伤状态等信息，并根据人工智能的判断，针对驾驶员的异常状态，结合车辆当前的运动状态，向动力域控制器发送信号，如降低电机扭矩，提高能量回收等级等，逐渐降低车速，进行更有针对性的安全辅助控制，在驾驶员驾驶车辆的全生命周期内实时监控驾驶员的驾驶行为。通过智能驾驶域控制器实时对驾驶员面部表情的神态进行捕捉，结合深度学习网络的智能化分析，判断出驾驶员的主观上的驾驶状态以及是否发生了异常驾驶行为，从而主动地为驾驶员提供安全辅助策略，这些策略包括动力域层面的发动机或电机的转速控制，限制转速的上限；发动机或电机的扭矩控制，减小引擎扭矩，控制车轮转速；电池效率控制，加大能量回收效率，达到快速降低车速的目的，有效降低了驾驶过程中因为突发情况导致的驾驶员疲劳、路怒症、情绪低落等复杂因素引发交通事故的风险。
1.一种基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，包括分别设置在新能源车辆座舱内的摄像组件、智能驾驶域控制器和车身域控制器、以及设置在发动机舱内的动力域控制器，所述摄像组件与所述智能驾驶域控制器相连，所述智能驾驶域控制器分别与动力域控制器和车身域控制器相连，
2.根据权利要求1所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否存在异常加减速，若实时驾驶行为为踩油门或刹车而导致车辆的速度变化率大于预设阈值时，则判断存在异常加减速，所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，由动力域控制器控制发动机或电机的转速，对车辆进行限速和异常加速预防，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除限制转速的信号。
3.根据权利要求1所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否存在异常加减速，若实时驾驶行为为踩油门或刹车而导致车辆的速度变化率大于预设阈值时，则判断存在异常加减速，所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，由动力域控制器控制发动机或电机的扭矩，减小引擎扭矩，控制转速，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向智动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除限制转速的信号。
4.根据权利要求1所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否存在异常加减速，若实时驾驶行为为踩油门或刹车而导致车辆的速度变化率大于预设阈值时，则判断存在异常加减速，所述智能驾驶域控制器通过网络总线向动力域控制器发送异常状态信号，由动力域控制器控制电池效率，加大能量回收效率，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除控制电池效率的信号。
5.根据权利要求1所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述智能驾驶域控制器判断驾驶员是否处于异常的驾驶状态包括判断是否不合理使用方向盘，若驾驶员状态为激动状态或疲劳状态，且实时驾驶行为为方向盘转向角度大于预设角度阈值时，则判断存在不合理使用方向盘，所述智能驾驶域控制器通过控制摄像头检测车道线从而对方向盘方向进行辅助调整以引导车辆回到车道中心，同时由智能驾驶域控制器对异常驾驶状态持续的时间进行计算，并向动力域控制器请求对发动机或电机的辅助控制状态，直到智能驾驶域控制器监控到驾驶员状态恢复正常，对动力域控制器发送解除方向盘辅助调整的信号。
6.根据权利要求1至5之一所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述车身域控制器通过控制并开启车内氛围灯闪烁向驾驶员进行预警，同时开启车外危险报警闪光灯对周围车辆和行人进行报警，并由智能驾驶域控制器根据设置在车身四周的超声波雷达或毫米波雷达判断驾驶员是否在路边或应急车道靠边停车，若是，则停止所有告警信号，同时智能驾驶域控制器对动力域控制器发送参数重置信号，动力域控制器将自身所有参数重置并恢复正常状态。
7.根据权利要求6所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述车身域控制器还通过控制并开启蜂鸣器向驾驶员进行预警，或控制座椅与方向盘进行震动向驾驶员进行预警。
8.根据权利要求1所述的基于驾驶员状态感知的智能动力域控制系统，其特征在于，所述智能驾驶域控制器分类后的驾驶员状态包括激动状态和疲劳状态，所述激动状态包括兴奋状态、悲伤状态和愤怒状态。
