專利名稱：一種基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，特別是涉及信息交流狀態(tài)下的心 理負(fù)荷測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對交通工具的需求在不斷地增加，因此，也就需要有大量的 汽車、飛機(jī)、輪船、火車等各種交通工具的駕駛員。為了加快對駕駛員的培訓(xùn)過程，減少培訓(xùn) 所要花費(fèi)的開銷，降低培訓(xùn)過程中學(xué)員由于缺乏經(jīng)驗(yàn)所造成的意外及損失，用于對駕駛過 程進(jìn)行模擬的模擬駕駛器應(yīng)運(yùn)而生。在現(xiàn)有技術(shù)中，存在著多種類型的模擬駕駛器。以最為常見的汽車模擬駕駛器為 例，現(xiàn)有的汽車模擬駕駛器大多是涉及汽車駕駛培訓(xùn)方面的設(shè)備，比如汽車駕駛模擬裝置， 這些設(shè)備主要用于模擬駕駛過程中所遇到的各種路況，然后記錄駕駛員在遇到不同路況時(shí) 所完成的駕駛操作，通過對這些駕駛操作的判斷來培養(yǎng)駕駛員的駕駛技術(shù)與意識，糾正駕 駛員不正確的駕駛動(dòng)作，并對駕駛員如何應(yīng)對各種突發(fā)情況進(jìn)行培訓(xùn)?，F(xiàn)有的模擬駕駛器對于駕駛員的培訓(xùn)具有良好的效果，但也存在著一定的不足。 例如，現(xiàn)有的模擬駕駛器實(shí)現(xiàn)了駕駛界面中的模擬場景與駕駛員的駕駛動(dòng)作間的交互，但 在駕駛過程中，駕駛動(dòng)作僅僅是駕駛員的外在表現(xiàn)，駕駛過程中駕駛員的心理狀況對于整 個(gè)駕駛過程也有重要的影響，并在一定情況下會對駕駛員的駕駛動(dòng)作產(chǎn)生影響。對于駕駛 員在駕駛過程中的心理狀況加以記錄并對其進(jìn)行分析，有助于更好地提高模擬駕駛器的實(shí) 際效果。因此，對駕駛員的心理狀況進(jìn)行記錄與分析在模擬駕駛的過程中具有良好的應(yīng)用 前景，但在現(xiàn)有的模擬駕駛器中并不存在這樣的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的模擬駕駛器無法對用戶在駕駛過程中的心理狀態(tài)進(jìn) 行測量的缺陷，從而提供一種快速、有效的駕駛心理負(fù)荷測量系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，包括 用于生成模擬駕駛場景的模擬場景顯示模塊、用于執(zhí)行模擬駕駛動(dòng)作的模擬駕駛模塊、用 于對模擬駕駛過程中的心理狀態(tài)進(jìn)行檢測的心理狀況記錄模塊；其中，所述的模擬駕駛模 塊包括有對用戶的駕駛行為進(jìn)行記錄的數(shù)據(jù)采集裝置；所述的模擬場景顯示模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的駕駛?cè)蝿?wù)顯示與該駕駛?cè)蝿?wù)相對應(yīng)的 駕駛難度的模擬駕駛場景，用戶根據(jù)所述模擬駕駛場景在所述的模擬駕駛模塊上進(jìn)行駕駛 操作，所述模擬駕駛模塊中的所述數(shù)據(jù)采集裝置采集并記錄用戶的模擬駕駛行為，并將與 模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)反饋到所述的模擬場景顯示模塊，以實(shí)時(shí)更新所述模擬場景顯示 模塊所顯示的駕駛場景；所述的與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)還被發(fā)送到所述的心理狀況記 錄模塊，所述的心理狀況記錄模塊將用戶在駕駛?cè)蝿?wù)完成后對自我心理負(fù)荷的主觀評價(jià)與 所述的與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，以檢測用戶在不同路況和任務(wù)難度下的心理負(fù)荷。上述技術(shù)方案中，還包括用于在駕駛過程中向用戶顯示次要任務(wù)的次任務(wù)顯示模 塊；所述心理狀況記錄模塊會對用戶執(zhí)行所述次任務(wù)顯示模塊所顯示的次任務(wù)的績效進(jìn)行 記錄。上述技術(shù)方案中，還包括用于提供導(dǎo)航信息的導(dǎo)航模塊。上述技術(shù)方案中，所述的導(dǎo)航信息包括動(dòng)態(tài)電子地圖或包含導(dǎo)航信息的語音。上述技術(shù)方案中，所述的與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)包括用來表示用戶駕駛動(dòng) 作的數(shù)據(jù)、用戶的個(gè)人基本信息以及在駕駛過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案中，所述的用戶在駕駛?cè)蝿?wù)完成后對自我心理負(fù)荷的主觀評價(jià)采用 NASA-3000評價(jià)量表獲取。上述技術(shù)方案中，所述的模擬駕駛模塊采用Saitek R220模擬駕駛器。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于1、提供了影響車載電子設(shè)備安全使用的心理學(xué)評價(jià)指標(biāo)。2、對未來駕駛界面設(shè)計(jì)如保障駕駛安全提供了重要依據(jù)。3、為車載電子設(shè)備對駕駛績效的影響提供了實(shí)驗(yàn)平臺。


圖1為本發(fā)明的基于模擬駕駛平臺的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的基于模擬駕駛平臺的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖面說明1 顯示器 2 主機(jī)3 方向盤4 踏板5 剎車踏板 6 油門踏板7 耳麥8 左鍵9 右鍵
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明加以說明。在圖1中，給出了本發(fā)明的模擬駕駛心理負(fù)荷測量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施 例中，所述的模擬駕駛心理負(fù)荷測量系統(tǒng)用于對用戶的模擬駕駛過程中的心理負(fù)荷進(jìn)行測 量，具體包括模擬場景顯示模塊、模擬駕駛模塊以及心理狀況記錄模塊。其中，所述的模擬 場景顯示模塊用于向用戶顯示根據(jù)模擬駕駛?cè)蝿?wù)所生成的模擬路況場景，用戶在模擬駕駛 模塊上根據(jù)模擬路況場景做出相應(yīng)的駕駛動(dòng)作，這些駕駛動(dòng)作由模擬駕駛模塊捕捉并記錄 后，反饋到模擬場景顯示模塊，對模擬場景顯示模塊中所展示的模擬路況場景產(chǎn)生影響；與 此同時(shí)，心理狀況記錄模塊會對用戶在上述模擬駕駛過程中的心理狀況進(jìn)行記錄與分析， 然后根據(jù)記錄與分析的結(jié)果對所述模擬場景顯示模塊當(dāng)前顯示的模擬駕駛?cè)蝿?wù)進(jìn)行維護(hù) 或調(diào)整，以更好地實(shí)現(xiàn)模擬駕駛。在模擬場景顯示模塊中，除了要向用戶顯示與模擬駕駛?cè)蝿?wù)所對應(yīng)的模擬路況場 景外，還可以對行駛路線和模擬駕駛?cè)蝿?wù)的難度進(jìn)行設(shè)置，以調(diào)整模擬路況場景，從而提高 用戶對各種路況的適應(yīng)能力。模擬駕駛模塊在硬件實(shí)現(xiàn)上包括諸如方向盤、踏板之類的駕駛設(shè)備，如現(xiàn)有技術(shù)中常見的^itek R220模擬駕駛器，其中的方向盤為數(shù)碼方向盤，踏板包括油門踏板和剎車 踏板，這些設(shè)備與現(xiàn)有的模擬駕駛設(shè)備或汽車相類似，只是在模擬駕駛模塊中還包含有對 數(shù)碼方向盤或踏板的數(shù)據(jù)采集裝置。所述的數(shù)據(jù)采集裝置會將用戶對所述數(shù)碼方向盤或踏 板的動(dòng)作進(jìn)行捕捉和記錄，并發(fā)送到模擬場景顯示模塊和心理狀況記錄模塊中。心理狀況記錄模塊用于對用戶的心理狀況進(jìn)行記錄，心理狀況記錄模塊中所記錄 的數(shù)據(jù)至少包括兩類。第一類是與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)不僅包括由前述 模擬駕駛模塊所記錄的用戶的駕駛動(dòng)作，如用戶對方向盤或踏板的動(dòng)作，還包括用戶的個(gè) 人基本信息，如年齡、性別、駕齡、學(xué)歷及實(shí)際駕駛公里數(shù)等，以及在駕駛過程中產(chǎn)生的各種 數(shù)據(jù)，如行駛軌跡、橫向偏移距離、方向盤、油門以及剎車的反應(yīng)數(shù)據(jù)等。第二類是關(guān)于心 理負(fù)荷的主觀評價(jià)的數(shù)據(jù)。在每一次駕駛?cè)蝿?wù)或每一組駕駛?cè)蝿?wù)完成后，用戶會對自己在 駕駛過程中的心理負(fù)荷做主觀評價(jià)，在主觀評價(jià)過程中所得到的數(shù)據(jù)會被存儲在心理狀 況記錄模塊中。對用戶的心理負(fù)荷進(jìn)行主觀評價(jià)的方法多種多樣，在本實(shí)施例中，可采用 NASA-3000作為心理負(fù)荷的評價(jià)量表。根據(jù)心理狀況記錄模塊中所記錄的與模擬駕駛行 為有關(guān)的數(shù)據(jù)以及關(guān)于心理負(fù)荷的主觀評價(jià)數(shù)據(jù)，就可以對用戶的心理負(fù)荷進(jìn)行評估與測 量。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的模擬駕駛心理負(fù)荷測量系統(tǒng)還包括次任務(wù) 顯示模塊。所述的次任務(wù)是相對于模擬駕駛過程中的主任務(wù)一模擬駕駛而言的，系統(tǒng)要求 用戶在完成主任務(wù)的同時(shí)，還要對次任務(wù)顯示模塊所顯示的次任務(wù)做出反應(yīng)。例如，用戶在 模擬駕駛的過程中，次任務(wù)顯示模塊向用戶顯示不同的次任務(wù)，用戶利用模擬駕駛模塊上 的相應(yīng)按鍵對次任務(wù)做出相應(yīng)的反應(yīng)。次任務(wù)顯示模塊所能顯示的次任務(wù)多種多樣，在一個(gè)示例中，所述的次任務(wù)是要 求用戶根據(jù)顯示器上所顯示的圓點(diǎn)的顏色，在駕駛模擬器上按下相應(yīng)的按鍵。當(dāng)本發(fā)明還包括次任務(wù)顯示模塊時(shí)，所述的心理狀況記錄模塊除了要記錄前述的 兩類數(shù)據(jù)外，還要對用戶在執(zhí)行次任務(wù)時(shí)的績效(如完成任務(wù)的反應(yīng)時(shí)和正確率)進(jìn)行記 錄，記錄所得到的數(shù)據(jù)也用于評價(jià)用戶在當(dāng)前狀態(tài)下的心理負(fù)荷。隨著諸如GPS之類的導(dǎo)航設(shè)備在汽車上的普遍采用，為了更好地對駕駛過程進(jìn)行 模擬，在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，模擬駕駛系統(tǒng)還包括有導(dǎo)航模塊。這一導(dǎo)航模塊用于向 用戶提供導(dǎo)航信息，用戶在導(dǎo)航信息的輔助下可更好地完成相應(yīng)的駕駛操作。導(dǎo)航模塊所 提供的駕駛信息可以是動(dòng)態(tài)的電子地圖，也可以是包含導(dǎo)航信息的語音，或者是兩者的結(jié) 合或其他方式。用戶通過模擬駕駛場景模塊設(shè)置行駛路線后，導(dǎo)航模塊會根據(jù)行駛路線將 相關(guān)的導(dǎo)航信息通知用戶。由于導(dǎo)航模塊可以以電子地圖的方式或語音的方式向用戶提供 導(dǎo)航信息，而不同方式對用戶的心理負(fù)荷也會產(chǎn)生影響，因此，心理狀況記錄模塊也可以對 用戶在不同導(dǎo)航方式下的心理負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)測量、記錄，從而多方面揭示用戶心理負(fù)荷的 變化。此處所提到的對心理負(fù)荷的實(shí)時(shí)測量的過程與前述實(shí)施例中所提到的心理負(fù)荷測量 過程類似，因此不再重復(fù)說明。在圖2中給出了本發(fā)明的模擬駕駛心理負(fù)荷測量系統(tǒng)的一種硬件實(shí)現(xiàn)方式。本發(fā) 明在硬件上可包括顯示器1、主機(jī)2、數(shù)碼方向盤3和踏板4，在數(shù)碼方向盤3上包括有左鍵 8和右鍵9，而踏板4則包括有剎車踏板5和油門踏板6。此外，還可包括耳麥7，耳麥7可 用于接聽包含導(dǎo)航信息的語音。當(dāng)用戶在這一系統(tǒng)上進(jìn)行模擬駕駛操作時(shí)，首先設(shè)置一定的駕駛路線，要求用戶按照設(shè)置好的路線行駛。模擬駕駛?cè)蝿?wù)開始后，用戶佩戴耳機(jī)后，端 坐在顯示器1前，雙手放置在方向盤3上，雙腳踏在踏板4上。計(jì)算機(jī)中的模擬場景顯示模 塊顯示用戶的行駛情況，并在顯示器1上顯示出駕駛場景。在顯示器1的左下角會呈現(xiàn)動(dòng) 態(tài)的電子導(dǎo)航地圖，地圖上會實(shí)時(shí)呈現(xiàn)用戶此時(shí)在路線上的位置。導(dǎo)航的語音信息通過耳 麥7傳遞給用戶，用戶可根據(jù)語音信息調(diào)整駕駛路線。此時(shí)，模擬駕駛模塊會實(shí)時(shí)地記錄用 戶的駕駛操作。同時(shí)，次任務(wù)顯示模塊在顯示器1的下方會隨機(jī)呈現(xiàn)紅色或綠色的圓點(diǎn)，用 戶需要在完成駕駛?cè)蝿?wù)的同時(shí)對隨機(jī)出現(xiàn)的圓點(diǎn)做按鍵反應(yīng)，如紅色按左鍵8，綠色按右鍵 9。通過設(shè)置不同復(fù)雜難度道路，以及不同的導(dǎo)航信息呈現(xiàn)方式與次要任務(wù)的組合，形成不 同的駕駛難度，記錄用戶的駕駛績效、次要任務(wù)績效和主觀心理負(fù)荷評價(jià)，從而形成對用戶 心理負(fù)荷的測量。通過本發(fā)明能夠?qū)τ脩粼隈{駛過程中的心理狀態(tài)進(jìn)行測量，有助于更好地了解用 戶的心理狀況，從而有針對性地克服用戶在駕駛過程中所存在的問題。最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參 照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方 案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，包括用于生成模擬駕駛場景 的模擬場景顯示模塊、用于執(zhí)行模擬駕駛動(dòng)作的模擬駕駛模塊、用于對模擬駕駛過程中的 心理狀態(tài)進(jìn)行檢測的心理狀況記錄模塊；其中，所述的模擬駕駛模塊包括有對用戶的駕駛 行為進(jìn)行記錄的數(shù)據(jù)采集裝置；所述的模擬場景顯示模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的駕駛?cè)蝿?wù)顯示與該駕駛?cè)蝿?wù)相對應(yīng)的駕駛 難度的模擬駕駛場景，用戶根據(jù)所述模擬駕駛場景在所述的模擬駕駛模塊上進(jìn)行駕駛操 作，所述模擬駕駛模塊中的所述數(shù)據(jù)采集裝置采集并記錄用戶的模擬駕駛行為，并將與模 擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)反饋到所述的模擬場景顯示模塊，以實(shí)時(shí)更新所述模擬場景顯示模 塊所顯示的駕駛場景；所述的與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)還被發(fā)送到所述的心理狀況記 錄模塊，所述的心理狀況記錄模塊將用戶在駕駛?cè)蝿?wù)完成后對自我心理負(fù)荷的主觀評價(jià)與 所述的與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，以檢測用戶在不同路況和任務(wù)難度下的心理負(fù) 荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括用 于在駕駛過程中向用戶顯示次要任務(wù)的次任務(wù)顯示模塊；所述心理狀況記錄模塊會對用戶 執(zhí)行所述次任務(wù)顯示模塊所顯示的次任務(wù)的績效進(jìn)行記錄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括 用于提供導(dǎo)航信息的導(dǎo)航模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo) 航信息包括動(dòng)態(tài)電子地圖或包含導(dǎo)航信息的語音。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，所 述的與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)包括用來表示用戶駕駛動(dòng)作的數(shù)據(jù)、用戶的個(gè)人基本信 息以及在駕駛過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，所 述的用戶在駕駛?cè)蝿?wù)完成后對自我心理負(fù)荷的主觀評價(jià)采用NASA-3000評價(jià)量表獲取。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的模 擬駕駛模塊采用Mitek R220模擬駕駛器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于模擬駕駛的心理負(fù)荷測量系統(tǒng)，包括用于生成模擬駕駛場景的模擬場景顯示模塊、用于執(zhí)行模擬駕駛動(dòng)作的模擬駕駛模塊、用于對模擬駕駛過程中的心理狀態(tài)進(jìn)行檢測的心理狀況記錄模塊；其中，模擬駕駛模塊包括對用戶的駕駛行為進(jìn)行記錄的數(shù)據(jù)采集裝置；模擬場景顯示模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的駕駛?cè)蝿?wù)顯示模擬駕駛場景，用戶根據(jù)模擬駕駛場景在模擬駕駛模塊上進(jìn)行駕駛操作，數(shù)據(jù)采集裝置采集并記錄用戶的模擬駕駛行為，并將與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)反饋到模擬場景顯示模塊，以實(shí)時(shí)更新模擬場景顯示模塊所顯示的駕駛場景；與模擬駕駛行為有關(guān)的數(shù)據(jù)還被發(fā)送到心理狀況記錄模塊，心理狀況記錄模塊檢測用戶在不同路況和任務(wù)難度下的心理負(fù)荷。
文檔編號A61B5/18GK102113888SQ20101003368
公開日2011年7月6日 申請日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者孫向紅, 張侃 申請人:中國科學(xué)院心理研究所