具有危险级别的警告功能的驾驶辅助系统和方法

摘要

本发明涉及一种具有危险级别的警告功能的驾驶辅助系统和方法，其综合地确定车辆的行驶速度、驾驶者的注意力、道路情况等等，并且向驾驶者提供与危险程度(危险级别)相对应的警告。特别地，将与驾驶者的困倦或粗心状态的程度相对应的计算的数据值、与车速和道路的危险程度相对应的计算值，与输出值对应的预定参考值进行比较，以根据比较结果输出至少一个提醒驾驶者危险级别的警告消息。

说明书

技术领域

本发明涉及用于警告驾驶者在驾驶时的危险情况的技术，更具体 地说，涉及一种具有识别危险级别的警告功能的驾驶辅助系统和方法， 其综合地确定车辆的行驶速度、驾驶者的注意力(驾驶者在道路上集 中了多少注意力)、道路情况等，并且为驾驶者提供与危险程度相对应 的警告。

背景技术

随着已成为现代社会生活必需品的汽车的使用率的增加，交通事 故的发生率也迅速地增长。交通事故的发生可能出于各种不同的原因， 驾驶者的粗心和由于道路情况所致的意外危险也是其中的原因。在这 些因素中，最普遍的两个原因是速度和困倦。这些情况可能引起导致 人身伤害甚至死亡的严重事故。

国家公路交通安全管理局(NHTSA)统计的一个年度内出现的2.5 百万起交通事故显示，全部交通事故中的25％～56％是由于驾驶者粗心 驾驶车辆引起的。导致这种粗心的三个最重要因素是视觉忽视、注意 力不集中和困倦。

为了解决该问题，多数汽车制造商继续开发各种用于辅助驾驶者 进行安全车辆操作的新系统并且据此将这些新系统应用到车辆中。一 些制造商已经开发出新技术，其能够通过利用摄像机感测驾驶者的反 应和移动或者通过传感器监测驾驶者的脉搏来确定驾驶者何时变得困 倦，并且当驾驶者困倦或者以粗心方式进行操作时在仪表盘上显示警 告灯以建议驾驶者停下来短暂休息一会儿。

然而，困倦或粗心驾驶可能导致像那些由酗酒驾驶所引起的交通 事故一样严重的交通事故。因此，需要对用于综合地确定驾驶者的神 智并且根据超出了休息一会这样的简单建议的确定结果而采取积极和 立即动作的系统进行研究。

发明内容

本发明的各个方面已经考虑到以上问题，并且提供一种具有用于 警告驾驶者危险程度的警告功能的驾驶辅助系统和方法，其综合地确 定车辆的行驶速度、驾驶者的注意力、道路情况等等，并且为驾驶者 提供一种相当于危险程度的警告。

根据本发明一个方面，提供一种具有警告驾驶者危险程度(在下 文中被称为“危险级别″)的警告功能的驾驶辅助系统。该系统可以 包括：驾驶状态监测单元，被配置成监测驾驶者的困倦或粗心驾驶； 车速传感器，被配置成检测车辆的行驶速度；道路信息提供装置，被 配置成提供道路信息；参考数据存储单元，被配置成将来自驾驶状态 监测单元、车速传感器和道路信息提供装置的输出信息用作因子，存 储用于危险级别的参考值；警告输出单元，被配置成根据预定的控制 数据输出至少一个与驾驶者的危险状态相对应的警告消息；以及控制 单元，被配置成基于存储在参考数据存储单元中的信息，对驾驶状态 监测单元、车速传感器和道路信息提供装置的输出信息进行比较和计 算，以确定驾驶危险的程度，并且根据驾驶危险的程度来控制警告输 出单元以输出与驾驶危险的程度相对应的警告数据。

驾驶状态监测单元可以包括：摄像机，被配置成拍摄驾驶者的面 部；以及控制器，被配置成对摄像机拍摄的图像信息进行分析，并基 于分析结果输出与驾驶者的状态相对应的状态信息。

警告输出单元可以包括选自显示装置、扬声器、车轮控制器和触 觉板(haptic sheet)中的至少一个组件。控制单元可以被配置成控制警 告输出单元，以根据驾驶危险的程度有选择地驱动警告输出单元中的 任一组件。

道路信息提供装置可被配置为或实施在导航装置或车道偏离警报 系统(LDWS)中的任一个内。根据相同的思路，控制单元可以被整体 地包含在电子控制单元(ECC)内。

根据本发明另一个方面提供一种具有用于评价和警告驾驶者危险 级别的警告功能的驾驶辅助方法，其基于预设的参考值确定并警告驾 驶者的危险程度。该方法可以包括：输出关于驾驶者的困倦或粗心的 程度的状态信息作为与困倦或粗心的程度的数据值；检测车速；确定 道路的危险程度，并且输出与道路的危险程度相对应的计算值；将输 出状态信息的步骤、检测车速的步骤以及确定道路的危险级别的步骤 的输出值，与关于输出值设定的预定参考值进行比较；根据比较结果 输出至少一个警告消息。

比较输出值的步骤可以包括将输出状态信息的步骤、检测车速的 步骤以及确定道路的危险状态的步骤的输出值，同时地与关于输出值 设定的预定参考值进行比较和计算。

比较输出值的步骤还可以或者可选地包括将输出状态信息的步 骤、检测车速的步骤以及确定道路的危险状态的步骤的输出值，根据 优先级顺序地与关于输出值设定的预定参考值进行比较和计算。

在本发明的某些实施方式中，输出警告消息的步骤是通过利用选 自通过显示器开启警告灯的方法、通过扬声器输出语音消息的方法以 及通过车轮振动或触觉板振动而给予振动的方法中的至少一种方法来 执行的。

此外，比较输出值的步骤可以包括首先将输出状态信息步骤的输 出值与关于该输出值设定的预设参考值进行比较和计算，然后将检测 车速的步骤的输出值与关于输出值设定的预设参考值进行比较和计 算，之后再将确定道路的危险程度的步骤的输出值与关于输出值设定 的预设参考值进行比较和计算。

根据本发明的示意性实施例，通过综合地考虑与驾驶危险程度相 关的多个因素，可以将驾驶者的危险状态逐步细分，并提供与每种危 险级对应程度的适当警告。

因此，驾驶者可以根据危险程度采取行动。也就是说，驾驶者可 以迅速地识别危险程度并且采取立即行动，从而防止驾驶者以可预见 引起事故的方式行动。另外，由于示例性实施方式也估计适度的危险 并且吸引驾驶者注意到这些危险，所以在危险变得太大之前还可以事 先通知驾驶者。

于此合并了本发明的系统和方法具有的在附图中可以看出或者更 详细地阐明的其它特点和优点，并且以下具体实施方式一起用来解释 本发明的某些原理。

附图说明

图1是示出根据本发明示例性实施例的具有危险级别的警告功能 的驾驶辅助系统的功能方框图；

图2是示出具有图1结构的驾驶辅助系统的操作的程序图；

图3是示出根据本发明示例性实施例将驾驶危险程度细分操作的 视图；

图4是示出用于各种程度驾驶危险的警告方法的视图。

具体实施方式

下面详细地参考本发明的各个实施方式，这些实施方式的实施例 在附图被示出，并且在后面会详细描述。附图中相同的附图标记表示 同样的元件。在本发明的实施例描述中，当确定在相关说明书中的配 置或功能的详细描述会干扰对实施例的理解时，将省略这些详细描述。

可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其 它类似的术语包括一般而言的机动车辆，比如包含运动型多用途车辆 (SUV)、公共汽车、货车，各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰 船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动汽车、混合动 力电动汽车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除了石油以 外的资源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合动力车辆是具有 两种或多种动力来源的车辆，例如汽油动力车辆和电动动力车辆二者。

图1是根据本发明示例性实施例的具有用于各种危险级别的警告 功能的驾驶辅助系统的功能框图。在图1中，驾驶状态监测单元10被 配置成监测驾驶者的困倦或粗心驾驶。驾驶状态监测单元10内的摄像 机11和控制器12被配置成基于由摄像机11拍摄的图像信息，输出与 驾驶者状态相对应的状态信息。

车速传感器20被配置成检测车辆的行驶速度，导航装置30被配 置成提供道路信息。

参考数据存储单元40被配置成根据来自驾驶状态监测单元10、车 速传感器20和导航装置30的输出信息，存储与危险程度相关的参考 值。控制单元50被配置成计算和比较驾驶状态监测单元10、车速传感 器20和导航装置30的输出信息，以便基于存储在参考数据存储单元 40中的信息和与驾驶危险的各个程度相对应的输出控制数据，来确定 驾驶危险的程度。

警告输出单元60被配置为根据来自控制单元50的预设控制数据， 输出对应于驾驶者的危险程度的各种警告消息。警告输出单元60可以 包括内置有驾驶警告灯的显示装置61、扬声器62、被配置为控制车轮 振动的车轮控制器63，以及触觉板(haptic sheet)64，该触觉板64被 配置成内置振动装置并且被配置成根据预定的控制数据将振动传送到 驾驶者的座位。

在本发明的某些实施例中，控制单元50可以被整体地实施在电子 控制单元(ECC)中。

接下来参考图2的程序图，描述具有上述配置的驾驶辅助系统的 操作。

根据本发明的示例性实施例，驾驶者可以通过按下包含在车辆内 的按钮来启动，以选择某些驾驶辅助功能。这样做允许该系统在已确 定，例如，驾驶者的身体外部特征已经改变或者需要在高速公路上长 途驾驶安排暂停时，获取驾驶者的注意力(ST10)。可选地，当车辆启 动时，示例性实施例可被实施以便自动地执行驾驶辅助系统，而无需 驾驶者的任何操作。

在选择了根据示例性实施例的驾驶辅助功能时，控制单元50分别 从驾驶状态监测单元10、车速传感器20和导航装置30采集驾驶者的 身体状态信息、车辆的速度信息，以及车辆当前行驶道路的道路信息 (ST11)。

同时，在参考数据存储单元40中可以设置用于从各个输入设备提 供的每条信息的参考值。该参考值可以被设置成在车辆制造期间预设 的值。可选地，参考值可以被配置为由控制单元50根据在预定时间段 内的平均值或累积计算的经验值来重置。

控制单元50连续地监测从驾驶状态监测单元10、车速传感器20 和导航装置30应用的信息，并且确定在行驶的计划线路中是否检测到 即将出现路段的危险程度，诸如陡坡、建筑或具有曲率半径的急弯 (ST12)。

当步骤ST12的监测结果是感测到即将出现路段的危险程度时，控 制单元50通过车速传感器20的输出值来检查车辆的当前速度(ST13)。 当在步骤ST13中确定出车辆的当前速度没有超出预设的标准速度之 后，控制单元50确定当前状态处于危险级别1，并开启置于显示装置 61中的警告灯(ST14)，从而引起驾驶者的注意。

当在步骤ST13中，车辆的当前速度超过预设参考速度时，控制单 元50根据从驾驶状态监测单元10提供的信息确定驾驶者的身体状态 是否为困倦或是粗心(ST15)。当确定出驾驶者不是困倦或粗心时，控 制单元50确定当前状态为危险级别2，并通过扬声器62输出诸如蜂鸣 声之类的警告消息(ST16)。

当在步骤S15中确定出驾驶者的身体状态不处于正常状态时，控 制单元50确定当前状态为危险级别3，并控制车轮控制器63或触觉板 64以使车辆振动预定的时间段或振动驾驶者的座位，从而输出强烈警 告消息以使驾驶者再次警觉(S17)。

同时，当驾驶者确定不再需要驾驶辅助功能时，根据示例性实施 例，驾驶者可以通过简单的按钮选择方法在任何时间终止驾驶辅助功 能的功能(ST18)。

有利地，根据示例性实施例，可以通过综合地考虑与驾驶危险程 度相关的多个因素，根据危险程度，将驾驶者的危险状态进行细分， 并且为各个危险级别，提供与危险程度相对应的适当的警告响应。

图3示出驾驶危险程度的细分，其中除了驾驶状态监测单元10、 车速传感器20和导航装置30之外，另外配置有照明传感器。从组件 输出的值与用于危险级别的预设参考值相比较，根据比较结果对驾驶 危险程度进行细分。

就驾驶危险程度而言，预定用于各个级别的警告方法，图4示出 根据驾驶危险的各个程度的警告方法。也就是说，根据上述配置，可 以更进一步细分驾驶危险程度，并提供适于各个程度驾驶危险的警告 方法。

本发明并不局限于上述示例性实施例。在不脱离本发明的精神和 范围的情况下，还可以对上述示例性实施例进行修改。例如，所述系 统可以被配置成包括车道偏离警告系统(LDWS)来代替导航装置30， 以使控制单元50根据LDWS的输出数据感测道路危险。

上述的示例性实施例示出，顺序地执行道路危险程度的处理ST12、 确定当前速度是否超出参考值的处理ST13、以及感测驾驶者困倦或粗 心驾驶车辆的处理ST15，然而也可以通过一个处理器同时整体地完成 这三个处理。

在上述示例性实施方式中，控制单元可实施为被配置成执行上述 处理的控制器或处理器。此外，本发明的控制器或处理器中的控制逻 辑可被实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算 机可读介质上的非短暂计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括， 但不局限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、闪存盘、智能 卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在连接计算机 系统的网络中，以便计算机可读介质可以以分布式方式，例如，通过 电信息通信服务器或控制器区域网(CAN)，存储和执行。

为了说明和描述已经给出了本发明具体示例性实施例的上述描 述。它们并不意图把本发明穷举或限制为所公开的精确形式，而是显 然地，按照上述教导可以进行许多修改和变化。选择和描述所述示例 性实施例以便说明本发明的某些特定的原理及其实际应用，从而使得 其它本领域技术人员进行和利用本发明的各种示例性实施例，及其各 种替换和修改。本发明的范围意在由附加于此的权利要求及其等效物 来定义。