憤怒情緒下的汽車駕駛行為特征分析與建模.pdf

1、“路怒癥”是形容由于在駕駛過(guò)程中遭遇堵車、他人違規(guī)駕駛等影響駕駛?cè)苏ｑ{駛，導(dǎo)致駕駛?cè)藥е鴳嵟榫w駕駛的一種現(xiàn)象。路怒癥也稱為憤怒駕駛，現(xiàn)已經(jīng)成為了世界普遍關(guān)注的一個(gè)社會(huì)問(wèn)題。從20世紀(jì)70年代以來(lái)，路怒癥現(xiàn)象在世界各國(guó)越來(lái)越普遍，無(wú)論是在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家。駕駛?cè)嗽趹嵟榫w下駕駛，駕駛?cè)撕苋菀资Э?，通常?duì)他人作粗俗的手勢(shì)、語(yǔ)言上威脅侮辱、攻擊他人等，輕則與他人發(fā)生口角、傷害、影響他人安全駕駛，重則發(fā)生一些傷亡、撞車等嚴(yán)重事故。憤怒

2、情緒通常會(huì)影響駕駛?cè)说牟僮餍袨?，?dǎo)致駕駛?cè)瞬倏剀囕v油門、剎車、轉(zhuǎn)向、檔位等的動(dòng)作以及車輛的行駛狀態(tài)（速度、車輛的側(cè)傾角、俯仰角、航向角等）發(fā)生改變，這些改變統(tǒng)稱為駕駛行為的改變。通過(guò)研究駕駛?cè)嗽趹嵟榫w下的駕駛行為特征，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛?cè)藨嵟{駛狀態(tài)的檢測(cè)與識(shí)別，同時(shí)可以為憤怒駕駛行為建模提供參考依據(jù)，也為開(kāi)發(fā)安全輔助駕駛設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。
　　首先，設(shè)計(jì)并開(kāi)展了憤怒駕駛模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)車實(shí)驗(yàn)。基于現(xiàn)有的模擬駕駛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并開(kāi)展了模擬

3、駕駛實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)包括了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)、駕駛?cè)藨嵟榫w的誘導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的組織和數(shù)據(jù)的采集等。采取被試內(nèi)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，一共開(kāi)展了10組模擬駕駛實(shí)驗(yàn)，每個(gè)駕駛?cè)朔謩e開(kāi)展自由駕駛和憤怒駕駛兩組實(shí)驗(yàn)。基于已經(jīng)構(gòu)建好數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的試驗(yàn)車平臺(tái)，設(shè)計(jì)并開(kāi)展了實(shí)車實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景選擇的是武漢市主城區(qū)的主干道和支路，駕駛?cè)嗽?小時(shí)的時(shí)間限制下，按預(yù)定的路線完成駕駛?cè)蝿?wù)，共開(kāi)展了30組實(shí)驗(yàn)。在兩類實(shí)驗(yàn)中，采集了駕駛?cè)说纳恚ㄆる?、呼吸、血流量波?dòng)、腦電）、操

4、作（方向盤(pán)、剎車、油門等）、車輛行駛狀態(tài)（車速、側(cè)傾角、航向角、俯仰角等）、視頻（道路環(huán)境、駕駛?cè)嗣娌勘砬榈龋?、主觀問(wèn)卷等數(shù)據(jù)。
　　其次，分析了駕駛?cè)嗽趹嵟榫w下的駕駛行為特征。分析了駕駛行為的時(shí)域統(tǒng)計(jì)特征，并對(duì)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角進(jìn)行了頻域分析。具體分析的指標(biāo)包括方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角速度、制動(dòng)踏板、加速踏板開(kāi)度、車速、航向角、側(cè)傾角、俯仰角等。在憤怒情緒下，有明顯變化的駕駛行為特征主要有：（1）方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的絕對(duì)均值和標(biāo)準(zhǔn)差、頻譜；（2

5、）制動(dòng)踏板的使用頻率；（3）加速踏板開(kāi)度增長(zhǎng)率、分布；（4）車速的標(biāo)準(zhǔn)差；（5）加速度的標(biāo)準(zhǔn)差；（6）航向角幅值的標(biāo)準(zhǔn)差；（7）側(cè)傾角的絕對(duì)均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、上四分位數(shù)、下四分位數(shù)、中位數(shù)；（8）俯仰角的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、上四分位數(shù)、下四分位數(shù)、中位數(shù)。其中隨著駕駛?cè)藨嵟榫w的增加沒(méi)有呈現(xiàn)一致規(guī)律性變化的駕駛行為指標(biāo)主要有：車速、加速度、俯仰角的絕對(duì)均值以及航向角的絕對(duì)均值。
　　最后，根據(jù)心理學(xué)中情緒與行為的關(guān)系建立了憤怒

6、情緒下的駕駛?cè)瞬僮餍袨槟Ｐ?，并?duì)模型進(jìn)行了仿真分析。憤怒駕駛行為模型將駕駛?cè)说那榫w強(qiáng)度分為三個(gè)等級(jí)：低憤怒等級(jí)、中等憤怒等級(jí)、高憤怒等級(jí)。三個(gè)等級(jí)的情緒變化引入情緒指數(shù)來(lái)進(jìn)行控制，情緒指數(shù)取值范圍是(0,1]。當(dāng)情緒指數(shù)小于0.5時(shí)，憤怒情緒屬于低等級(jí)；當(dāng)情緒指數(shù)在[0.5,0.6]時(shí)，憤怒情緒屬于中等級(jí)；當(dāng)情緒指數(shù)在(0.6,1]時(shí)，憤怒情緒屬于高等級(jí)。針對(duì)每一個(gè)憤怒等級(jí)，分別建立了相應(yīng)的憤怒情緒等級(jí)下的駕駛行為模型，駕駛行為的更新依