基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统

本发明涉及嗅觉交互系统，具体涉及基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统。

背景技术：

1、嗅觉是由化学分子刺激嗅觉感受器所引起的一种强大的感觉，它影响着我们如何感知、体验周围的世界,是人类最复杂、最具挑战性的器官，嗅觉与大脑脑层的边缘系统中的海马体、杏仁体紧密相连，关系着人类的记忆和情感，嗅觉可以唤起愉快或不愉快的感受，调节情绪、注意力、压力和记忆，嗅觉是唯一不经过下丘脑的感觉器官，能够快速提取有意义的信息，嗅觉信息传递的动机是为了创造更具存在感、沉浸感和现实感等感官体验；

2、目前自动驾驶主导下的汽车设计不再只探索视听模态发展，嗅觉模态被视为一种更自然的补充模态而成为新的设计趋势，探究不同车内空间嗅觉对于不同紧急程度驾驶场景体验的影响，为不同紧急程度的驾驶场景体验提供可行的嗅觉设计方法以及参考。

3、现有技术存在以下不足：

4、现有的交互系统未将车辆驾驶状态与嗅觉模态结合使用，汽车在出现故障时，交互系统仅能提供视听反应，驾驶者在驾驶场景内的感知体验和情绪体验低，且在车辆行驶过程中，交互系统不能对车辆异常行驶状态进行预测和评估，使得车辆安全驾驶得不到保障。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，包括监测模块、判断模块、控制模块、特征体验模块以及操作模块；

3、监测模块：在车辆启动后定时采集与车辆异常行驶相关的行驶数据；

4、判断模块：接收行驶数据后，通过异常驾驶模型分析车辆的当前行驶状态；

5、控制模块：基于车辆行驶状态信息生成车内驾驶场景体验的映射框架；

6、特征体验模块：接收映射框架信息后，对不同紧急程度的驾驶场景提供不同的感知特征体验；

7、操作模块：用于向车辆驾驶者显示车辆行驶数据以及驾驶场景，且车辆驾驶者通过操作模块控制特征体验模块使用。

8、在一个优选的实施方式中，所述监测模块在车辆启动后定时采集与车辆异常行驶相关的行驶数据，行驶数据包括车辆压线行驶时长、发动机引擎转速波动次数、车身姿态角幅值。

9、在一个优选的实施方式中，所述异常驾驶模型的建立步骤为：

10、将车辆压线行驶时长、发动机引擎转速波动次数、车身姿态角幅值去除量纲后，综合分析生成异常系数式中，yxs为车辆压线行驶时长，bdz为发动机引擎转速波动次数，为车身姿态角幅值，a1、a2、a3分别为车辆压线行驶时长、发动机引擎转速波动次数、车身姿态角幅值的比例系数，且a1、a2、a3均大于0；

11、获取异常系数ycs后，将异常系数ycs与梯度阈值进行对比，梯度阈值包括第一异常阈值ycm以及第二异常阈值ycn，且第一异常阈值ycm＜第二异常阈值ycn，完成异常驾驶模型的建立。

12、在一个优选的实施方式中，所述车辆压线行驶时长的获取逻辑为：通过车辆两侧后视镜底部的摄像头以及位于车辆前端中部的摄像头实时监测，当检测到车辆压线时，监测模块开始计时。

13、在一个优选的实施方式中，所述发动机引擎转速波动次数的获取逻辑为：当油门踏板的踩踏深度没有发生变化时，通过公式：bdz＝{b1+b2+b3+...+bn}，b为油门踏板的踩踏深度未改变时，发动机引擎转速值变化次数合集，n为大于0的正整数，bn为第n次发动机引擎转速值变化次数总和。

14、在一个优选的实施方式中，所述车身姿态角幅值式中，i为车身姿态角种类编号库，且i为{1、2、3}，zti为不同车身姿态角求和，zt1为俯仰角，zt2为滚转角，zt3为偏航角。

15、在一个优选的实施方式中，所述俯仰角滚转角式中，accx、accy和accz分别表示车辆在x、y和z轴方向上的加速度；

16、偏航角式中，magx、magy分别表示车辆在x和y轴方向上的磁场强度。

17、在一个优选的实施方式中，若车辆行驶过程中的异常系数ycs≥第二异常阈值ycn，所述判断模块分析车辆的当前行驶状态无异常；

18、若车辆行驶过程中的第一异常阈值ycm≤异常系数ycs＜第二异常阈值ycn，所述判断模块分析车辆的当前行驶状态轻度异常；

19、若车辆行驶过程中的异常系数ycs＜第一异常阈值ycm，所述判断模块分析车辆的当前行驶状态重度异常。

20、在一个优选的实施方式中，所述控制模块接收车辆的当前行驶状态无异常时，生成期望感知场景映射框架；

21、所述控制模块接收车辆的当前行驶状态轻度异常时，生成重要感知场景映射框架；

22、所述控制模块接收车辆的当前行驶状态重度异常时，生成紧急感知场景映射框架。

23、在一个优选的实施方式中，所述特征体验模块接收期望感知场景映射框架时，散发“玫瑰”气味；

24、所述特征体验模块接收重要感知场景映射框架时，散发“迷迭香”气味；

25、所述特征体验模块接收紧急感知场景映射框架时，特征体验模块散发“柠檬”气味以及发出声光警示。

26、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

27、1、本发明通过监测模块在车辆启动后定时采集与车辆异常行驶相关的行驶数据，判断模块接收行驶数据后，通过异常驾驶模型分析车辆的当前行驶状态，控制模块基于车辆行驶状态信息生成车内驾驶场景体验的映射框架特征体验模块接收映射框架信息后，对不同紧急程度的驾驶场景提供不同的感知特征体验，该交互系统在车辆行驶过程中，通过异常驾驶模型定时分析车辆行驶状态，在发现车辆存在异常驾驶时，通过结合嗅觉补充车内的视听反应，不仅有效对车辆行驶状态进行评估，保障车辆的安全行驶，而且还提高驾驶场景的感知体验和情绪体验；

28、2、本发明通过将车辆压线行驶时长、发动机引擎转速波动次数、车身姿态角幅值去除量纲后，综合分析生成异常系数，依据异常系数与梯度阈值的对比结果控制特征体验模块进入相应的启动状态，从而发出相应气味辅助警示驾驶者，进一步保障车辆的安全行驶。

技术特征：

1.基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：包括监测模块、判断模块、控制模块、特征体验模块以及操作模块；

2.根据权利要求1所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述监测模块在车辆启动后定时采集与车辆异常行驶相关的行驶数据，行驶数据包括车辆压线行驶时长、发动机引擎转速波动次数、车身姿态角幅值。

3.根据权利要求2所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述异常驾驶模型的建立步骤为：

4.根据权利要求3所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述车辆压线行驶时长的获取逻辑为：通过车辆两侧后视镜底部的摄像头以及位于车辆前端中部的摄像头实时监测，当检测到车辆压线时，监测模块开始计时。

5.根据权利要求4所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述发动机引擎转速波动次数的获取逻辑为：当油门踏板的踩踏深度没有发生变化时，通过公式：bdz＝b1+b2+b3+...+bn，b为油门踏板的踩踏深度未改变时，发动机引擎转速值变化次数合集，n为大于0的正整数，bn为第n次发动机引擎转速值变化次数总和。

6.根据权利要求5所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述车身姿态角幅值式中，i为车身姿态角种类编号库，且i为{1、2、3}，zti为不同车身姿态角求和，zt1为俯仰角，zt2为滚转角，zt3为偏航角。

7.根据权利要求6所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述俯仰角滚转角式中，accx、accy和accz分别表示车辆在x、y和z轴方向上的加速度；

8.根据权利要求3所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：若车辆行驶过程中的异常系数ycs≥第二异常阈值ycn，所述判断模块分析车辆的当前行驶状态无异常；

9.根据权利要求8所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述控制模块接收车辆的当前行驶状态无异常时，生成期望感知场景映射框架；

10.根据权利要求9所述的基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，其特征在于：所述特征体验模块接收期望感知场景映射框架时，散发“玫瑰”气味；

技术总结本发明公开了基于多源数据分析的车辆驾驶嗅觉交互系统，涉及嗅觉交互系统技术领域，通过监测模块在车辆启动后定时采集与车辆异常行驶相关的行驶数据，判断模块接收行驶数据后，通过异常驾驶模型分析车辆的当前行驶状态，控制模块基于车辆行驶状态信息生成车内驾驶场景体验的映射框架特征体验模块接收映射框架信息后，对不同紧急程度的驾驶场景提供不同的感知特征体验。本发明在车辆行驶过程中，通过异常驾驶模型定时分析车辆行驶状态，在发现车辆存在异常驾驶时，通过结合嗅觉补充车内的视听反应，不仅有效对车辆行驶状态进行评估，保障车辆的安全行驶，而且还提高驾驶场景的感知体验和情绪体验。技术研发人员：袁晓芳,刘洋受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15