可靠的风险评估是自动驾驶车辆的核心难题。尽管自动化程度不断提升,乘客的认知信号仍可作为非侵入式的辅助信息,提高客观安全性和主观安全感,且无需主动干预。本文提出一种基于脑电图(EEG)的脑机接口(BCI),用于解码乘客的神经响应,实现风险预测(Risk Prediction, RP)和危险识别(Danger Identification, DI),并将乘客建模为真实使用场景中的乘员。为此,我们设计了乘客认知模型(Passenger Cognitive Model, PCM)、风险感知序列标注(Risk-aware Sequential Labeling, RSL)以及乘客EEG解码策略(Passenger EEG Decoding Strategy, PEDS),其中核心解码器为3D卷积递归神经网络(3D-CRNN),实现EEG的时空联合特征学习。实验表明,3D-CRNN在RP任务上取得 $95.3\% \pm 2.7\%$ 的平衡准确率(Balanced Accuracy, BA),在单主体DI任务上经RSL提升至 $85.0\% \pm 3.2\%$(原 $80.9\% \pm 3.9\%$)。事件级分析显示,3D-CRNN在不同事件类型的RP和DI上均优于其他模型。跨会话DI实验得到 $77.0\% \pm 5.3\%$ 的BA,跨主体评估在已见主体上为 $77.4\% \pm 1.1\%$,在未见主体上仍保持 $64.9\% \pm 8.5\%$,表明模型具备良好的跨主体和跨会话泛化能力。上述结果验证了EEG解码框架在AV乘客危害感知中的可行性,暗示乘客认知信号可为未来AV决策和功能安全(SOTIF)提供辅助监督。
点评:该工作展示了将脑电信号直接用于自动驾驶安全评估的可行性,为人机协同安全提供了新思路。