[发明专利]通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统与方法

权利要求书

1.一种通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于，包括脚部压力感知模块、行驶感知模块、乘员状态监控模块、乘员状态数据计算模块、乘员状态数据近似真值计算模块、乘员状态数据算法更新模块等；

所述脚部压力感知模块，包括压力传感器阵列、压力信号采集处理装置，获取乘员左右脚压力分布；压力信号采集处理装置记录压力传感器阵列采集的乘员左右脚压力分布数据；压力传感器阵列布置于乘员脚部活动范围的地板上或直接布置于乘员足底或鞋底；各脚掌和脚跟至少各有一个压力信号输出；

所述行驶感知模块，负责获得本车数据和行车环境数据；

所述乘员状态监控模块，用于获得乘员面部头部及肢体动作数据；

所述乘员状态数据计算模块，基于脚部压力感知模块中的乘员左右脚压力分布数据的时域信息，经过傅里叶变换获得频域信息；结合行驶感知模块输出的本车数据及行车环境数据、时域信息及其统计特征和频域信息计算得到乘员状态计算值；计算的方法为基于规则的方法或基于机器学习的方法；其中，基于机器学习的方法表现为不断训练迭代的算法模型；

所述乘员状态数据近似真值计算模块，基于行驶感知模块输出的本车数据及行车环境数据、乘员状态监控模块输出的乘员面部头部及肢体动作数据，调用机器学习算法进行处理，输出乘员状态近似真值；

所述乘员状态数据算法更新模块，在所述乘员状态数据计算模块采用基于机器学习的方法计算乘员状态计算值时，判断乘员状态计算值DS(T0)与乘员状态数据近似真值DS_r(T0)这两个矢量指标的欧氏距离之差是否符合要求，如不符合要求则基于当前时刻乘员脚部压力数据的时域信息Ptime(T0)及其统计特征Ptimefeature(T0)、频域信息Pfreq(T0)、本车数据Veh(T0)及行车环境数据Env(T0)与乘员状态数据近似真值DS_r(T0)之间的映射关系，对乘员状态数据计算模块中的算法模型进行不断迭代并更新。

2.根据权利要求1所述的通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于：

在地板上布置压力传感器时，沿着车辆纵向逐个排布；

在乘员足底或鞋底布置压力传感器时，压力信号采用无线传输。

3.根据权利要求1所述的通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于：

所述本车数据包括车辆运动信息、驾驶操纵输入、座椅状态和底盘动力系统状态； 其中，所述车辆运动信息包括车速、纵向加速度、侧向加速度、横摆角、横摆角速度、侧倾角、侧倾角速度、俯仰角、俯仰角速度、垂向位移、垂向速度、垂向加速度；

所述行车环境数据包括宏观、中观和微观层面； 其中，宏观层面包括车辆运行的区域属性，包括城市、乡村、城郊、高速、越野、园区；中观层面包括拥堵程度、车流密度、事故易发概率；微观层面包括周边车辆与本车相对运动、周边车辆属性、周边道路属性。

4.根据权利要求1所述的通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于：

所述时域信息是指从脚部压力感知模块的压力信号采集处理装置中获取的过去时段内的乘员左右脚压力分布数据；

所述时域信息的统计特征由时域信息经过噪声滤波和统计分析得到。

5.根据权利要求2所述的通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于，所述时域信息的统计特征包括均值、方差、变化率、分布不均匀度。

6.根据权利要求1所述的通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于，所述乘员状态数据计算模块中，基于规则的方法是指预先设定乘员左右脚压力分布数据的时域信息和频域信息中各项参数的阈值，与乘员状态计算值之间的逻辑规则，根据实时的时域信息和频域信息确定乘员状态计算值。

7.根据权利要求1所述的通过乘员脚部位置压力分布识别乘员状态的系统，其特征在于，所述乘员状态数据计算模块为每个乘员保存对应的最终算法模型，作为其下次乘坐车辆的初始算法模型。