一种基于模拟驾驶的心理负荷测量系统

摘要

本发明提供一种基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，包括用于生成模拟驾驶场景的模拟场景显示模块、用于执行模拟驾驶动作的模拟驾驶模块、用于对模拟驾驶过程中的心理状态进行检测的心理状况记录模块；其中，模拟驾驶模块包括对用户的驾驶行为进行记录的数据采集装置；模拟场景显示模块根据预先设定的驾驶任务显示模拟驾驶场景，用户根据模拟驾驶场景在模拟驾驶模块上进行驾驶操作，数据采集装置采集并记录用户的模拟驾驶行为，并将与模拟驾驶行为有关的数据反馈到模拟场景显示模块，以实时更新模拟场景显示模块所显示的驾驶场景；与模拟驾驶行为有关的数据还被发送到心理状况记录模块，心理状况记录模块检测用户在不同路况和任务难度下的心理负荷。

权利要求

1.一种基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，包括用于生成模拟驾驶场景的模拟场景显示模块、用于执行模拟驾驶动作的模拟驾驶模块、用于对模拟驾驶过程中的心理状态进行检测的心理状况记录模块；其中，所述的模拟驾驶模块包括有对用户的驾驶行为进行记录的数据采集装置；

所述的模拟场景显示模块根据预先设定的驾驶任务显示与该驾驶任务相对应的驾驶难度的模拟驾驶场景，用户根据所述模拟驾驶场景在所述的模拟驾驶模块上进行驾驶操作，所述模拟驾驶模块中的所述数据采集装置采集并记录用户的模拟驾驶行为，并将与模拟驾驶行为有关的数据反馈到所述的模拟场景显示模块，以实时更新所述模拟场景显示模块所显示的驾驶场景；所述的与模拟驾驶行为有关的数据还被发送到所述的心理状况记录模块，所述的心理状况记录模块将用户在驾驶任务完成后对自我心理负荷的主观评价与所述的与模拟驾驶行为有关的数据相结合，以检测用户在不同路况和任务难度下的心理负荷；

所述心理状况记录模块还适于对用户在模拟驾驶过程中的心理状况进行记录与分析，然后根据记录与分析的结果对所述模拟场景显示模块当前显示的模拟驾驶任务进行维护或调整。

2.根据权利要求1所述的基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，还包括用于在驾驶过程中向用户显示次要任务的次任务显示模块；所述心理状况记录模块会对用户执行所述次任务显示模块所显示的次任务的绩效进行记录。

3.根据权利要求1或2所述的基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，还包括用于提供导航信息的导航模块；

所述心理状况记录模块对用户在不同导航方式下的心理负荷进行实时测量、记录。

4.根据权利要求3所述的基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，所述的导航信息包括动态电子地图或包含导航信息的语音。

5.根据权利要求1或2所述的基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，所述的与模拟驾驶行为有关的数据包括：用来表示用户驾驶动作的数据、用户的个人基本信息以及在驾驶过程中产生的数据。

6.根据权利要求1或2所述的基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，所述的用户在驾驶任务完成后对自我心理负荷的主观评价采用NASA-3000评价量表获取。

7.根据权利要求1所述的基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，其特征在于，所述的模拟驾驶模块采用Saitek R220模拟驾驶器。

说明书

一种基于模拟驾驶的心理负荷测量系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种模拟驾驶的心理负荷测量系统，特别是涉及信息交流状态下的心理负荷测量系统。

背景技术

[0002] 随着社会经济的发展，对交通工具的需求在不断地增加，因此，也就需要有大量的汽车、飞机、轮船、火车等各种交通工具的驾驶员。为了加快对驾驶员的培训过程，减少培训所要花费的开销，降低培训过程中学员由于缺乏经验所造成的意外及损失，用于对驾驶过程进行模拟的模拟驾驶器应运而生。

[0003] 在现有技术中，存在着多种类型的模拟驾驶器。以最为常见的汽车模拟驾驶器为例，现有的汽车模拟驾驶器大多是涉及汽车驾驶培训方面的设备，比如汽车驾驶模拟装置，这些设备主要用于模拟驾驶过程中所遇到的各种路况，然后记录驾驶员在遇到不同路况时所完成的驾驶操作，通过对这些驾驶操作的判断来培养驾驶员的驾驶技术与意识，纠正驾驶员不正确的驾驶动作，并对驾驶员如何应对各种突发情况进行培训。

[0004] 现有的模拟驾驶器对于驾驶员的培训具有良好的效果，但也存在着一定的不足。例如，现有的模拟驾驶器实现了驾驶界面中的模拟场景与驾驶员的驾驶动作间的交互，但在驾驶过程中，驾驶动作仅仅是驾驶员的外在表现，驾驶过程中驾驶员的心理状况对于整个驾驶过程也有重要的影响，并在一定情况下会对驾驶员的驾驶动作产生影响。对于驾驶员在驾驶过程中的心理状况加以记录并对其进行分析，有助于更好地提高模拟驾驶器的实际效果。因此，对驾驶员的心理状况进行记录与分析在模拟驾驶的过程中具有良好的应用前景，但在现有的模拟驾驶器中并不存在这样的功能。

发明内容

[0005] 本发明的目的是克服现有的模拟驾驶器无法对用户在驾驶过程中的心理状态进行测量的缺陷，从而提供一种快速、有效的驾驶心理负荷测量系统。

[0006] 为了实现上述目的，本发明提供了一种基于模拟驾驶的心理负荷测量系统，包括用于生成模拟驾驶场景的模拟场景显示模块、用于执行模拟驾驶动作的模拟驾驶模块、用于对模拟驾驶过程中的心理状态进行检测的心理状况记录模块；其中，所述的模拟驾驶模块包括有对用户的驾驶行为进行记录的数据采集装置；

[0007] 所述的模拟场景显示模块根据预先设定的驾驶任务显示与该驾驶任务相对应的驾驶难度的模拟驾驶场景，用户根据所述模拟驾驶场景在所述的模拟驾驶模块上进行驾驶操作，所述模拟驾驶模块中的所述数据采集装置采集并记录用户的模拟驾驶行为，并将与模拟驾驶行为有关的数据反馈到所述的模拟场景显示模块，以实时更新所述模拟场景显示模块所显示的驾驶场景；所述的与模拟驾驶行为有关的数据还被发送到所述的心理状况记录模块，所述的心理状况记录模块将用户在驾驶任务完成后对自我心理负荷的主观评价与所述的与模拟驾驶行为有关的数据相结合，以检测用户在不同路况和任务难度下的心理负荷。

[0008] 上述技术方案中，还包括用于在驾驶过程中向用户显示次要任务的次任务显示模块；所述心理状况记录模块会对用户执行所述次任务显示模块所显示的次任务的绩效进行记录。

[0009] 上述技术方案中，还包括用于提供导航信息的导航模块。

[0010] 上述技术方案中，所述的导航信息包括动态电子地图或包含导航信息的语音。

[0011] 上述技术方案中，所述的与模拟驾驶行为有关的数据包括：用来表示用户驾驶动作的数据、用户的个人基本信息以及在驾驶过程中产生的数据。

[0012] 上述技术方案中，所述的用户在驾驶任务完成后对自我心理负荷的主观评价采用NASA-3000评价量表获取。

[0013] 上述技术方案中，所述的模拟驾驶模块采用Saitek R220模拟驾驶器。

[0014] 本系统的优点在于：

[0015] 1、提供了影响车载电子设备安全使用的心理学评价指标。

[0016] 2、对未来驾驶界面设计如保障驾驶安全提供了重要依据。

[0017] 3、为车载电子设备对驾驶绩效的影响提供了实验平台。

附图说明

[0018] 图1为本发明的基于模拟驾驶平台的心理负荷测量系统的示意图；

[0019] 图2为本发明的基于模拟驾驶平台的心理负荷测量系统的硬件结构图。

[0020] 图面说明

[0021] 1 显示器 2 主机 3 方向盘

[0022] 4 踏板 5 刹车踏板 6 油门踏板

[0023] 7 耳麦 8 左键 9 右键

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和具体实施方式对本发明加以说明。

[0025] 在图1中，给出了本发明的模拟驾驶心理负荷测量系统的一个实施例，在该实施例中，所述的模拟驾驶心理负荷测量系统用于对用户的模拟驾驶过程中的心理负荷进行测量，具体包括模拟场景显示模块、模拟驾驶模块以及心理状况记录模块。其中，所述的模拟场景显示模块用于向用户显示根据模拟驾驶任务所生成的模拟路况场景，用户在模拟驾驶模块上根据模拟路况场景做出相应的驾驶动作，这些驾驶动作由模拟驾驶模块捕捉并记录后，反馈到模拟场景显示模块，对模拟场景显示模块中所展示的模拟路况场景产生影响；与此同时，心理状况记录模块会对用户在上述模拟驾驶过程中的心理状况进行记录与分析，然后根据记录与分析的结果对所述模拟场景显示模块当前显示的模拟驾驶任务进行维护或调整，以更好地实现模拟驾驶。

[0026] 在模拟场景显示模块中，除了要向用户显示与模拟驾驶任务所对应的模拟路况场景外，还可以对行驶路线和模拟驾驶任务的难度进行设置，以调整模拟路况场景，从而提高用户对各种路况的适应能力。

[0027] 模拟驾驶模块在硬件实现上包括诸如方向盘、踏板之类的驾驶设备，如现有技术中常见的Saitek R220模拟驾驶器，其中的方向盘为数码方向盘，踏板包括油门踏板和刹车踏板，这些设备与现有的模拟驾驶设备或汽车相类似，只是在模拟驾驶模块中还包含有对数码方向盘或踏板的数据采集装置。所述的数据采集装置会将用户对所述数码方向盘或踏板的动作进行捕捉和记录，并发送到模拟场景显示模块和心理状况记录模块中。

[0028] 心理状况记录模块用于对用户的心理状况进行记录，心理状况记录模块中所记录的数据至少包括两类。第一类是与模拟驾驶行为有关的数据。此类数据不仅包括由前述模拟驾驶模块所记录的用户的驾驶动作，如用户对方向盘或踏板的动作，还包括用户的个人基本信息，如年龄、性别、驾龄、学历及实际驾驶公里数等，以及在驾驶过程中产生的各种数据，如行驶轨迹、横向偏移距离、方向盘、油门以及刹车的反应数据等。第二类是关于心理负荷的主观评价的数据。在每一次驾驶任务或每一组驾驶任务完成后，用户会对自己在驾驶过程中的心理负荷做主观评价，在主观评价过程中所得到的数据会被存储在心理状况记录模块中。对用户的心理负荷进行主观评价的方法多种多样，在本实施例中，可采用NASA-3000作为心理负荷的评价量表。根据心理状况记录模块中所记录的与模拟驾驶行为有关的数据以及关于心理负荷的主观评价数据，就可以对用户的心理负荷进行评估与测量。

[0029] 在本发明的又一个实施例中，本发明的模拟驾驶心理负荷测量系统还包括次任务显示模块。所述的次任务是相对于模拟驾驶过程中的主任务--模拟驾驶而言的，系统要求用户在完成主任务的同时，还要对次任务显示模块所显示的次任务做出反应。例如，用户在模拟驾驶的过程中，次任务显示模块向用户显示不同的次任务，用户利用模拟驾驶模块上的相应按键对次任务做出相应的反应。

[0030] 次任务显示模块所能显示的次任务多种多样，在一个示例中，所述的次任务是要求用户根据显示器上所显示的圆点的颜色，在驾驶模拟器上按下相应的按键。

[0031] 当本发明还包括次任务显示模块时，所述的心理状况记录模块除了要记录前述的两类数据外，还要对用户在执行次任务时的绩效(如完成任务的反应时和正确率)进行记录，记录所得到的数据也用于评价用户在当前状态下的心理负荷。

[0032] 随着诸如GPS之类的导航设备在汽车上的普遍采用，为了更好地对驾驶过程进行模拟，在本发明的又一个实施例中，模拟驾驶系统还包括有导航模块。这一导航模块用于向用户提供导航信息，用户在导航信息的辅助下可更好地完成相应的驾驶操作。导航模块所提供的驾驶信息可以是动态的电子地图，也可以是包含导航信息的语音，或者是两者的结合或其他方式。用户通过模拟驾驶场景模块设置行驶路线后，导航模块会根据行驶路线将相关的导航信息通知用户。由于导航模块可以以电子地图的方式或语音的方式向用户提供导航信息，而不同方式对用户的心理负荷也会产生影响，因此，心理状况记录模块也可以对用户在不同导航方式下的心理负荷进行实时测量、记录，从而多方面揭示用户心理负荷的变化。此处所提到的对心理负荷的实时测量的过程与前述实施例中所提到的心理负荷测量过程类似，因此不再重复说明。

[0033] 在图2中给出了本发明的模拟驾驶心理负荷测量系统的一种硬件实现方式。本发明在硬件上可包括显示器1、主机2、数码方向盘3和踏板4，在数码方向盘3上包括有左键8和右键9，而踏板4则包括有刹车踏板5和油门踏板6。此外，还可包括耳麦7，耳麦7可用于接听包含导航信息的语音。当用户在这一系统上进行模拟驾驶操作时，首先设置一定的驾驶路线，要求用户按照设置好的路线行驶。模拟驾驶任务开始后，用户佩戴耳机后，端坐在显示器1前，双手放置在方向盘3上，双脚踏在踏板4上。计算机中的模拟场景显示模块显示用户的行驶情况，并在显示器1上显示出驾驶场景。在显示器1的左下角会呈现动态的电子导航地图，地图上会实时呈现用户此时在路线上的位置。导航的语音信息通过耳麦7传递给用户，用户可根据语音信息调整驾驶路线。此时，模拟驾驶模块会实时地记录用户的驾驶操作。同时，次任务显示模块在显示器1的下方会随机呈现红色或绿色的圆点，用户需要在完成驾驶任务的同时对随机出现的圆点做按键反应，如红色按左键8，绿色按右键
9。通过设置不同复杂难度道路，以及不同的导航信息呈现方式与次要任务的组合，形成不同的驾驶难度，记录用户的驾驶绩效、次要任务绩效和主观心理负荷评价，从而形成对用户心理负荷的测量。

[0034] 通过本发明能够对用户在驾驶过程中的心理状态进行测量，有助于更好地了解用户的心理状况，从而有针对性地克服用户在驾驶过程中所存在的问题。

[0035] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。