(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211073183.0 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 安徽农业大 学 地址 230000 安徽省合肥市蜀山区长江西 路130号 (72)发明人 朱萌　何佳琦　张文君　余帆　 张云彬　李丹　汲潘婷　吴纨晓　 (74)专利代理 机构 合肥云道尔知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 3423 0 专利代理师 司楠 (51)Int.Cl. G06F 16/29(2019.01) G06F 16/2458(2019.01) G06F 16/248(2019.01) A61B 5/16(2006.01)A61B 5/0533(2021.01) A61B 5/00(2006.01) G01S 19/42(2010.01) G01S 19/14(2010.01) G16Y 20/10(2020.01) G16Y 20/40(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/60(2020.01) (54)发明名称 一种城市夜间街道步行安全感的测度方法 (57)摘要 本发明公开了一种城市夜间街道步行安全 感的测度方法， 包括以下步骤： 选择测度街道； 组 织被试者在夜间对街道进行实地步行感知； 被试 者携带可穿戴动态生命体征监测仪、 GPS定位系 统； 通过穿戴动态生命体征监测仪导出被试者在 夜间步行时的皮肤电导反应SCR值； 计算被试者 SCR唤醒周期峰值发生率， 再进行 非参数检验， 判 断感知数据是否有效； 通过检验后， 计算被试者 单位周期的SCR唤醒峰值发生率； 融合被试者步 行同步采集的GPS信号， 产生唤醒热点地图； 对唤 醒热点进行情绪效价， 形成被试者夜行恐惧热点 地图； 最后对热点地图进行核密度分析， 得出夜 行恐惧感热力分布结果， 实现对城市街道夜间安 全感的实时测度。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115438136 A 2022.12.06 CN 115438136 A 1.一种城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 选择需要测度的街道空间作为测度对象； 步骤2： 招募被试者并进行随机分组， 在夜间适宜天气条件下组织被试者在实验街道进 行实地步行感知； 步骤3： 被试者携带 可穿戴动态生命体征监测仪、 GP S定位系统； 步骤4： 通过穿戴动态生命体征监测仪导出被试者在夜间步行时的皮肤电导反应SCR 值， 对SCR值进行 预处理， 对数据中的伪影、 无效值、 异常值进行处 理； 步骤5： 利用对被试者SCR值进行峰值计算， 得到每位被试者的唤醒峰值发生率均 值， 对 每位被试者的峰值发生率均值进行非参数检验， 当显著性满足要求， 进行步骤6； 如果不能 满足要求， 则需要重新进行实验； 步骤6： 设定计算周期为6 0秒， 计算被试者的单位周期唤醒峰值发生 率； 步骤7： 利用GPS定位系统与步行同步采集的GPS信号， 融合被试者唤醒周期峰值发生 率， 建立唤醒 热点地图； 步骤8： 根据唤醒热点地图， 以问卷和访谈形式引导被试者述情， 形成被试者夜行恐惧 热力地图； 步骤9： 对热点 地图进行核密度分析， 得 出夜行恐惧感热力分布结果。 2.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤2中， 依据实验心理学中组内设计相关要求， 将被试者随机分组减少误差， 实验开始前 告知被试者参加的实验过程、 路线和注意内容， 选择适宜天气条件下， 每次实验安排2—4 人， 步行时间在20： 0 0至22： 00之间。 3.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤3中， 在被试者手 掌部位贴合电极片， 可穿戴动态生命体征监测仪通过贴合在手掌上的 电极片采集GSR信号， 根据步行速度， 设置生理信号采集频率； GPS定位系统通过在实验专用 手机上安装定位软件实现， 实时记录被试者空间位置， 并导出时空路径。 4.根据权利要求3所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤4中， 预 处理方式如下， 通过对皮肤电反应 GSR进行高通滤波， 得到 皮肤电导反应S CR值， 具体如下， 首先对实验中得到的GSR与SCR波形曲线数据进行预处理， 利用GSR标记和GSR波 形内插的编辑方式剔除出现明显错误的数据， 在实验过程中， 需要 人工对无效值进 行判断， 无效值包括电极片与手部接触不良现象得到的数据、 数据中出现的极大值、 极小值、 缺失 值， 最后导出被试者在实验中产生的GSR与SCR值。 5.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤5中， 被试者SCR值峰值检测计算包括被试者唤醒总峰值发生率均值an和标准化唤醒总 峰值发生 率acn， an和acn计算公式如下： 其中Xn是SCR特征值波峰总数， tn是被试者实验时长， an是对第n个被试者在tn中产生的 SCR特征值波峰总数Xn进行统计， 最后对an归一化处理得到acn， 其中anmin为SCR特征值波峰值权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438136 A 2的最小波峰值， anmax为SCR特征值波峰的最大波峰值； 随后对不同实验分组的acn进行Mann ‑Whitney U、 Kolmogor ov‑Smirnov Z、 Moses、 Wald ‑ Wolfowitz检验， 四种 检验中都呈现不显著p≥0.05， 两组数据方能被看作是一个样本进行 研究； 如果出现显著 性差异， 那就说明两条街道的随机 分组对实验结果产生了显著影响， 就 需要分析 出现差异的原因， 需要 进行更多街道实验进行判断。 6.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤6中， 首先根据成年人步行速度和GSR采集频率， 确定统计周期为60秒， 每个统计周期内 会产生120组SCR特征值， 计算被试者唤醒周期峰值 发生率， 找出变化频率较高波峰周期， 即 可以确定为产生情绪高唤醒的周期， 计算公式如下， 其中， yj为第n位被试者在第j个统计周期内峰值发生总数， qnj为第n个被试者在第j统 计周期内唤醒峰值发生 率。 7.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤7中， 在第n个被试者的唤醒峰值发生率集合Qn中， 取数值前8名， 按照时间线中的GPS数 据， 找出相应的空间位置并在地图上 标注， 建立每位被试者的唤醒 热点地图。 8.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤8中， 完成实验后3天 内， 邀请每位被试者单独进入实验室， 通过观看唤醒热力地图和夜 行时录制的全景视频， 进 行交流和填写述情问卷， 筛除不是由恐惧情绪引发的唤醒热点， 得 到夜行恐惧感热点 地图。 9.根据权利要求1所述的一种 城市夜间街道步行安全感的测度方法， 其特征在于： 所述 步骤9中， 对夜行恐惧感热点进行核密度分析， 利用GIS中的核密度方法进行计算： 其中， f(x,y)是指核密度计算， n为热点个 数， h为带宽， disti指空间中两点 之间的距 离， 基于本次实验的人本感知尺度与信号测量频率误差， 经反复调整对比， 最终h定为20m， K0 (t)是核函数， 本次计算采用高斯核函数， p opi为给定的权重字段， 由上一节计算可知， 每位 被试者的恐惧热点值的大小是存在差异的， 体现在空间中则具体表现为恐惧程度的大小， 所以对Qn归一化处理后， 赋值给popi， 计算后形成恐惧热力梯度图。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438136 A 3