專利名稱：用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)，并且，更具體而言涉及具有分別用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)以及估計(jì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的兩個(gè)模塊的系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的相應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
交通事故的發(fā)生時(shí)常是由于例如因困倦、患病、分心、醉酒等導(dǎo)致的司機(jī)反常造成。為了防止由司機(jī)反常造成的事故，可能至關(guān)重要的是為司機(jī)提供警告消息以重新建立司機(jī)對(duì)周圍交通形勢(shì)的注意，或者在危急情況下建議司機(jī)采取剎車或換成車輛的另一司機(jī)。
已知有若干系統(tǒng)試圖預(yù)測(cè)司機(jī)的行為并在他/她沒有意識(shí)到當(dāng)前駕駛形勢(shì)或車輛環(huán)境的情況下為該司機(jī)提供警告消息。然而，可能至關(guān)重要的是提供司機(jī)能夠吸收并且對(duì)其作出反應(yīng)的警告消息。換句話說，可能至關(guān)重要的是，為引起司機(jī)反常的不同原因提供不同的警告消息。例如，應(yīng)當(dāng)給予困倦的司機(jī)針對(duì)困倦的警告消息而非針對(duì)例如司機(jī)醉酒或分心的消息。當(dāng)司機(jī)實(shí)際上覺得困倦時(shí)，針對(duì)例如司機(jī)分心的警告消息可能導(dǎo)致司機(jī)沒有吸收并且沒有以正確和期望的方式對(duì)該消息作出反應(yīng)。
US 6 974 414描述了用于監(jiān)視司機(jī)生理行為的系統(tǒng)。該系統(tǒng)測(cè)量例如司機(jī)眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛注視方向、閉眼次數(shù)、眨眼動(dòng)作、頭部運(yùn)動(dòng)等。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到可能造成事故的多個(gè)生理行為之一時(shí)，向車輛司機(jī)提供警告消息。
然而，這個(gè)系統(tǒng)以及其它已知系統(tǒng)可能無法良好辨別引起司機(jī)反常的實(shí)際原因， 即，無法明確地確定測(cè)量到的反常背后的實(shí)際因素。因而需要提供一種用于改善對(duì)車輛司機(jī)的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以通過一種用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)來至少部分解決以上問題，該系統(tǒng)包括第一模塊，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的第一方法；第二模塊，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的第二方法； 以及用于在第一模塊和第二模塊中的一個(gè)與第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)之間共享估計(jì)出的狀態(tài)的裝置，其中基于第一模塊和第二模塊中的一個(gè)的狀態(tài)來調(diào)整第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)所實(shí)現(xiàn)的估計(jì)方法，從而改善對(duì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)與駕駛員的生理和/ 或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的估計(jì)。
本發(fā)明基于以下理解通過例如在模塊之間共享估計(jì)出的狀態(tài)，可以調(diào)整由所述模塊中的一個(gè)或兩個(gè)執(zhí)行的方法以更好的執(zhí)行其估計(jì)。例如，第一模塊可以只檢測(cè)反常駕駛表現(xiàn)的發(fā)生，這可以由用于檢測(cè)例如車道保持等的當(dāng)前已知系統(tǒng)來提供。反常駕駛表現(xiàn)的實(shí)際理由和/或原因可能無法由第一模塊獨(dú)自很好地判別。然而，通過從第二模塊將駕駛員生理和/或行為狀態(tài)的估計(jì)狀態(tài)與第一模塊共享，可以給予第一模塊這樣的信息，使得可以確定反常駕駛表現(xiàn)的理由和/或原因的歸類。應(yīng)當(dāng)注意的是，共享的估計(jì)狀態(tài)還可以包括在模塊之間共享至少中間估計(jì)狀態(tài)，即模塊之一不一定共享“完整/完全狀態(tài)估計(jì)”，而是共享由例如狀態(tài)估計(jì)方法之一的功能塊之一提供的中間狀態(tài)估計(jì)。因此，當(dāng)從第二模塊向第一模塊提供了反常駕駛表現(xiàn)的原因的指示時(shí)，可以執(zhí)行對(duì)第一方法的調(diào)整以改善其估計(jì)。當(dāng)然，系統(tǒng)還可以以相反方式運(yùn)行，即，第二模塊估計(jì)駕駛員的生理和/或行為狀態(tài)，并且來自第一模塊的共享的估計(jì)為第二模塊提供這樣的信息使得第二模塊可以確定所估計(jì)出的生理和/或行為狀態(tài)的實(shí)際因素。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，可以歸類及確定駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)。此外，基于第一方法和第二方法之一的估計(jì)來對(duì)第一方法和第二方法中的另一個(gè)的估計(jì)進(jìn)行歸類，可以提供與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比得到改善的穩(wěn)固的系統(tǒng)，以估計(jì)反常駕駛表現(xiàn)的原因。因此，如果第一方法估計(jì)特定的駕駛表現(xiàn)，則第二方法可以提供其估計(jì)作為第一模塊的輸入，以使得可實(shí)現(xiàn)第一方法的估計(jì)的歸類。當(dāng)然與如上所述相反的方式也是可以的，即，將第一方法的估計(jì)提供作為第二模塊的輸入，以對(duì)第二方法的檢測(cè)進(jìn)行歸類。
根據(jù)另一示例，困倦駕駛表現(xiàn)是分鐘別的緩慢過程，而分心駕駛是秒級(jí)的快速過程。因此，基于接收到的來自第二模塊的估計(jì)，第一方法的算法可以用于以分鐘級(jí)或秒級(jí)工作。這在例如第二模塊檢測(cè)到分心駕駛時(shí)可以是有利的。據(jù)此，第一模塊的算法可以被布置為以秒級(jí)工作，并且可以過濾掉對(duì)于例如困倦駕駛行為而言典型的駕駛行為(其如上所述以秒級(jí)工作)。因此，當(dāng)?shù)诙K將其估計(jì)提供給第一模塊時(shí)，第一模塊的第一方法可以調(diào)整其算法的時(shí)間范圍。
此外，當(dāng)將來自例如第二模塊的狀態(tài)估計(jì)提供給第一模塊時(shí)，第一模塊可以被進(jìn)一步布置為搜尋由第二模塊估計(jì)出的駕駛行為，以確保第二模塊的估計(jì)是正確的。例如，如果第二模塊檢測(cè)到困倦駕駛表現(xiàn)，則第一模塊的算法可以被布置為以分鐘級(jí)工作，以找到困倦駕駛的跡象。
此外，這種系統(tǒng)在車輛警告系統(tǒng)中也是有益的，在車輛警告系統(tǒng)中，為車輛駕駛員提供警告消息很重要。因此，還可以向車輛駕駛員提供特定警告信號(hào)/消息，該信號(hào)/消息適于反常駕駛原因的估計(jì)。
措辭“表現(xiàn)估計(jì)”在下文中應(yīng)理解為對(duì)反常駕駛的原因(即車輛駕駛員的特定行為的原因)的估計(jì)。
措辭“第一模塊”和“第二模塊”應(yīng)被理解為表示子系統(tǒng)(物理設(shè)備、可編程功能塊，等等)，其被布置用于從內(nèi)部和外部傳感器/檢測(cè)器(其分別從車輛內(nèi)部/外部獲取數(shù)據(jù))接收數(shù)據(jù)?；诮邮盏降臄?shù)據(jù)，所述模塊分別提供對(duì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的估計(jì)以及對(duì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)的估計(jì)。
以下描述在第一模塊和第二模塊中的一個(gè)與所述第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)之間實(shí)現(xiàn)所估計(jì)狀態(tài)的共享的三個(gè)示例性實(shí)施例。
在第一示例性共享實(shí)現(xiàn)中，第一模塊的第一方法基于接收的來自外部傳感器/檢測(cè)器的數(shù)據(jù)來估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)。第二模塊的第二方法基于接收的來自內(nèi)部傳感器 /檢測(cè)器的數(shù)據(jù)來估計(jì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)。第二模塊隨后將其估計(jì)出的狀態(tài)提供給第一模塊，即第二模塊將其估計(jì)與第一模塊共享。此后基于接收到的第二方法的估計(jì)來調(diào)整第一模塊的第一方法。
與第一共享實(shí)現(xiàn)相比，在第二示例性共享實(shí)現(xiàn)中估計(jì)以相反“方向”共享。因此， 第一方法和第二方法如上所述提供它們各自的估計(jì)，此后第一模塊將其估計(jì)出的狀態(tài)提供給第二模塊，即第一模塊將其估計(jì)與第二模塊共享。此后基于接收到的第一方法的估計(jì)來調(diào)整第二模塊的第二方法。
在第三示例性共享實(shí)現(xiàn)中，第一方法將其估計(jì)出的狀態(tài)與第二模塊共享，并且第二方法將其估計(jì)出的狀態(tài)與第一模塊共享，即，共享以“雙向”提供。在這個(gè)情形中，第一方法和第二方法的估計(jì)出的狀態(tài)可以關(guān)于預(yù)定數(shù)量的共享周期而進(jìn)行調(diào)整。例如，當(dāng)?shù)诙椒ɑ诮邮盏降牡谝环椒ǖ墓烙?jì)而調(diào)整其估計(jì)出的狀態(tài)時(shí)，第二方法可以將其新的估計(jì)出的狀態(tài)與第一方法共享，該第一方法調(diào)整其估計(jì)。此后第一方法可以再次為第二方法提供更新后的估計(jì)，或者，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)估計(jì)足夠可靠，則將表現(xiàn)估計(jì)輸出至例如車輛的人機(jī)界面(HMI)或車輛警告系統(tǒng)。
然而應(yīng)當(dāng)注意到，表現(xiàn)估計(jì)未必是作為僅來自于第一模塊和第二模塊之一的輸出而給出的，估計(jì)還可以作為來自于這兩個(gè)模塊的輸出而提供給車輛的警告系統(tǒng)或HMI。此外，通過在向車輛的警告系統(tǒng)或HMI提供每個(gè)估計(jì)之前與信任值比較而對(duì)該估計(jì)進(jìn)行加權(quán)，輸出的估計(jì)還可以是兩個(gè)模塊的結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一方法可被布置用于檢測(cè)車輛車道保持、車速、車距保持以及車輛轉(zhuǎn)向行為中的至少一個(gè)。因此，第一方法可以檢測(cè)車輛駕駛員駕駛車輛的方式是否由駕駛員的反常引起。例如，如果車輛從車道的一側(cè)漂移至另一側(cè)、不受控制的加速/減速、或顯現(xiàn)出對(duì)前方車輛糟糕的距離保持能力，則車輛駕駛員的反?？赡芤殉霈F(xiàn)。然而，第一方法還可以被布置為檢測(cè)其它車輛行為，例如不精確的轉(zhuǎn)向、對(duì)交通變化的緩慢反應(yīng)時(shí)間、踩加速器踏板之后的直接剎車、不同的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)模式等。此外，第一方法可以通過例如攝像機(jī)、雷達(dá)、GPS、車對(duì)車通信、車輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施通信等來獲取用于檢測(cè)車輛行駛表現(xiàn)狀態(tài)的信息。
此外，第二方法還被布置為檢測(cè)駕駛員眼睛注視方向、駕駛員頭部運(yùn)動(dòng)、身體動(dòng)作及駕駛員眼皮行為中的至少一個(gè)。因此，第二方法檢測(cè)車輛駕駛員，并且尤其檢測(cè)駕駛員的生理和/或行為狀態(tài)。然而應(yīng)注意到，第二方法還可以被布置為檢測(cè)駕駛員的多個(gè)其它生理或行為狀態(tài)，例如與不同車輛系統(tǒng)(例如無線電或氣候控制系統(tǒng))的互動(dòng)、與其它乘客的互動(dòng)、語(yǔ)音模式、語(yǔ)音識(shí)別、對(duì)觸發(fā)事件的響應(yīng)/反應(yīng)、不同皮膚參數(shù)、呼吸或周圍空氣酒精含量的改變、瞳孔響應(yīng)、心率等。此外，第二方法可以通過例如攝像機(jī)、語(yǔ)音識(shí)別、按鈕壓按、 EKG等來獲取用于檢測(cè)駕駛員生理和/或行為狀態(tài)的信息。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一模塊可以包括多個(gè)預(yù)定方法，其中所述預(yù)定方法各自被布置為檢測(cè)駕駛員的特定駕駛表現(xiàn)狀態(tài)。因此調(diào)整多個(gè)預(yù)定方法中的每個(gè)以檢測(cè)駕駛員的特定駕駛表現(xiàn)狀態(tài)。有利之處在于可以布置更加復(fù)雜的系統(tǒng)，其中預(yù)定方法中的每一個(gè)可以設(shè)有被特定設(shè)計(jì)用于檢測(cè)駕駛員的特定駕駛表現(xiàn)狀態(tài)的算法。此外，對(duì)多個(gè)預(yù)定方法之一的選擇可以基于第二模塊的估計(jì)。因此，第二模塊的估計(jì)可以提供作為第一模塊的輸入，以使得第一模塊可確定要選擇所述多個(gè)預(yù)定方法中的哪一個(gè)。當(dāng)然，如以上詳細(xì)描述的第二和第三示例性共享實(shí)現(xiàn)針對(duì)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例同樣有效。
例如，預(yù)定方法可以設(shè)有具有如上所述的不同時(shí)間范圍(即，分鐘級(jí)或秒級(jí))的車道保持算法；或者用于檢測(cè)不同車輛操縱的算法。此外，預(yù)定方法可以設(shè)有用于檢測(cè)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)模式或速度保持模式等的算法。又進(jìn)一步地，預(yù)定方法還可使用上述算法的結(jié)合。
此外，第一模塊還包括權(quán)衡裝置，其被布置用于接收多個(gè)駕駛表現(xiàn)狀態(tài)并基于第二模塊的估計(jì)來加權(quán)估計(jì)出的駕駛表現(xiàn)。因此，多個(gè)預(yù)定方法中的每個(gè)的算法并行運(yùn)行并提供給權(quán)衡裝置?？梢岳缁趶牡诙K接收到的估計(jì)而向權(quán)衡裝置提供不同加權(quán)參數(shù)。加權(quán)參數(shù)可以使用線性或非線性計(jì)算，例如平方根計(jì)算、對(duì)數(shù)函數(shù)等。第二模塊將來自第二方法的估計(jì)提供給第一模塊，以使得權(quán)衡裝置可估計(jì)駕駛員的當(dāng)前駕駛表現(xiàn)的原因。 換句話說，權(quán)衡裝置基于多個(gè)駕駛表現(xiàn)狀態(tài)以及第二模塊的估計(jì)來對(duì)駕駛表現(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行歸類。第二示例性共享實(shí)現(xiàn)和第三示例性共享實(shí)現(xiàn)對(duì)于本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例也是有效的，而且還可以在權(quán)衡裝置與第二模塊之間提供該共享。此外，檢測(cè)到的駕駛員駕駛表現(xiàn)狀態(tài)可以是困倦/疲勞、分心、患病、醉酒、涉險(xiǎn)駕駛行為和不當(dāng)駕駛中的一個(gè)。對(duì)駕駛員的不同表現(xiàn)狀態(tài)的歸類的有利之處在于如上所述能夠更加準(zhǔn)確地檢測(cè)出司機(jī)反常的原因。這可以為例如車輛的警告系統(tǒng)提供信息，使得警告系統(tǒng)能夠?yàn)檐囕v的駕駛員提供他/她可吸收并對(duì)其作正確反映的警告信號(hào)/消息。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的方法，該車輛包括系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有第一模塊，該第一模塊實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的第一方法；以及第二模塊，該第二模塊實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的第二方法，其中，該方法包括以下步驟接收傳感器數(shù)據(jù)給第一模塊，以用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)；接收傳感器數(shù)據(jù)給第二模塊，以用于估計(jì)駕駛員的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)；在第一模塊和第二模塊中的一個(gè)與第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)之間共享估計(jì)出的狀態(tài)；并且基于第一模塊和第二模塊中的一個(gè)的估計(jì)來調(diào)整第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)的實(shí)現(xiàn)方法，從而改善車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)與駕駛員的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的估計(jì)。本發(fā)明的這個(gè)方面提供了如上關(guān)于之前方面所述的類似優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其體現(xiàn)一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)，該車輛包括一系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有 第一模塊，該第一模塊實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的第一方法；以及第二模塊，該第二模塊實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的第二方法，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括代碼，該代碼被配置為當(dāng)由處理器來執(zhí)行時(shí)接收傳感器數(shù)據(jù)給第一模塊，以用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)；接收傳感器數(shù)據(jù)給第二模塊，以用于估計(jì)駕駛員的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)；在第一模塊和第二模塊中的一個(gè)與第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)之間共享估計(jì)出的狀態(tài)；并且基于第一模塊和第二模塊中的一個(gè)的估計(jì)來調(diào)整第一模塊和第二模塊中的另一個(gè)的實(shí)現(xiàn)方法，從而改善車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)與駕駛員的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的估計(jì)。本發(fā)明的這個(gè)方面同樣提供了如上文關(guān)于本發(fā)明之前方面所述的類似優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從以下公開的描述中、從所附從屬權(quán)利要求中以及從圖示中顯現(xiàn)。


下面將參照示出本發(fā)明示例性實(shí)施例的附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其它方面，在圖不中
圖I是配備有外部傳感器的車輛及車輛前端處的坐標(biāo)系的立體圖2是配備有內(nèi)部傳感器的車輛內(nèi)部的立體圖3示出車輛駕駛員的臉部的坐標(biāo)系；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例，該系統(tǒng)具有第一模塊和第二模塊及HMI；
圖5示出根據(jù)圖4中示出的實(shí)施例的第一模塊的實(shí)施例；
圖6示出根據(jù)圖4中示出的實(shí)施例的第一模塊的又一實(shí)施例；并且
圖7提供用于利用圖4-6中所示系統(tǒng)的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖在下文中更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同形式實(shí)施，并且不應(yīng)解釋為限于本文中闡述的實(shí)施例；相反地，為了徹底性和完整性而提供這些實(shí)施例。相同的參考標(biāo)號(hào)在全文中指代相同的元件。
以下參照用于改善對(duì)車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)來描述本發(fā)明。車輛優(yōu)選配備有用于獲得車輛駕駛員信息的內(nèi)部傳感器，以及用于獲得車輛行駛以及車輛周圍環(huán)境的信息的外部傳感器。為了更好的理解，現(xiàn)在關(guān)于圖1-3來描述內(nèi)部傳感器和外部傳感器。
圖I示出示例性車輛(此處被示為汽車100)，其中包含了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。汽車100設(shè)有外部傳感器104，其被布置用于檢測(cè)車輛行駛情況(例如超車、車速、車輛偏航速率等)以及車輛周圍環(huán)境(例如車道標(biāo)記、道路標(biāo)記、道路曲線、周圍車輛等)。外部傳感器 104可以例如為攝像機(jī)或雷達(dá)傳感器。優(yōu)選地，由于攝像機(jī)在確定物體的高度和寬度時(shí)可提供高精度，而雷達(dá)傳感器在確定到物體的距離時(shí)可提供高精度，所以可以使用攝像機(jī)與雷達(dá)傳感器的結(jié)合。因此可確定周圍物體的大小、位置、速度等。關(guān)于汽車100的位置，坐標(biāo)系102 (此處被示為笛卡爾坐標(biāo)系)位于汽車100的前端處。坐標(biāo)系102被布置為跟隨車輛并且軸線分別表示縱向(X軸)、側(cè)向(y軸)、以及豎向(z軸)。檢測(cè)到的物體與汽車 100的坐標(biāo)系102相結(jié)合而被提供給車輛系統(tǒng)，以使得該系統(tǒng)可確定該物體相對(duì)于汽車100 的大小和位置。當(dāng)從不同傳感器104向系統(tǒng)連續(xù)提供所檢測(cè)的物體時(shí)，還可以確定周圍交通環(huán)境的速度和加速度。
圖2示出具有車輛駕駛員202的汽車100內(nèi)部，其中，汽車100配備有內(nèi)部傳感器(此處被示為攝像機(jī)系統(tǒng)204)。攝像機(jī)系統(tǒng)204被布置用于在車輛行駛期間確定車輛駕駛員202的行為。此外，攝像機(jī)系統(tǒng)204可以被布置為關(guān)注駕駛員臉部的預(yù)定數(shù)量的位置。這些位置例如可以是眼睛、眼皮、眉毛、鼻子、嘴、面頰等。攝像機(jī)系統(tǒng)204可以對(duì)于正常駕駛汽車100的具體駕駛員202進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)，或者在每次駕駛員202進(jìn)入汽車100駕駛座時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)攝像機(jī)系統(tǒng)204檢測(cè)到了駕駛員臉部的不同位置時(shí)，可以估計(jì)面部行為。 攝像機(jī)系統(tǒng)204因此可以檢測(cè)例如頭部和眼睛的方向、頭部姿態(tài)、眼睛掃視、頭部-眼睛急動(dòng)、閉眼、閉眼速度等。通過利用與駕駛員臉部304結(jié)合的坐標(biāo)系302 (如圖3中所示)，攝像機(jī)系統(tǒng)204還可以檢測(cè)駕駛員頭部是否正向右或向左轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn))305、向上或向下轉(zhuǎn)(俯仰)306、或者朝右肩或左肩傾斜(搖晃)307。臉部304的坐標(biāo)系302優(yōu)選是其原點(diǎn)位于駕駛員眼睛之間的極坐標(biāo)系。CN 102975721 A書明說6/8頁(yè)
此外，內(nèi)部傳感器還可以包括其它類型的駕駛員檢測(cè)裝置，以取代攝像機(jī)系統(tǒng)204 或作為攝像機(jī)系統(tǒng)204的補(bǔ)充。這例如可以包括用于檢測(cè)駕駛員的EKG或EEG的傳感器、 用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向行為的方向盤傳感器、加速踏板和/或剎車踏板中的用于檢測(cè)汽車100的不規(guī)律加速和/或剎車的傳感器、汽車100的各個(gè)按鈕中的用以檢測(cè)例如駕駛員202是否正在調(diào)節(jié)信息娛樂系統(tǒng)的任何不同功能的傳感器，等等。另外的內(nèi)部傳感器可以為用于檢測(cè)駕駛員202醉酒的呼吸分析傳感器或瞳孔大小傳感器。
現(xiàn)在參考圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。系統(tǒng)400包括第一模塊402和第二模塊404，其中所述模塊中的至少一個(gè)在示出的實(shí)施例中與例如人機(jī)界面 (HMI)406等相連 。盡管第二模塊404能夠與HMI 406相連(以虛線示出)，但是在圖4的不例性實(shí)施例中，第一模塊402與HMI 406相連。在不出的實(shí)施例中，第一模塊402是被布置用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)(即，車輛駕駛員202的當(dāng)前駕駛表現(xiàn))的系統(tǒng)。此外，第一模塊402包括第一方法408，該第一方法408具有駕駛表現(xiàn)估計(jì)算法以用于檢測(cè)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)。車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)應(yīng)被理解為表示汽車100在行駛期間的特定行為，例如車輛車道保持、車速、車距保持及車輛轉(zhuǎn)向行為。然而，這些不限于本發(fā)明的范圍，其還適用于任何其它類型的駕駛員202的駕駛表現(xiàn)。此外，為了使第一方法408估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)，如上文關(guān)于圖I所述的外部傳感器104為第一模塊402提供傳感器數(shù)據(jù)。
更進(jìn)一步地，在示出的實(shí)施例中，第二模塊404是被布置用于估計(jì)車輛駕駛員202 的生理和行為狀態(tài)(即，被布置用于檢測(cè)和估計(jì)駕駛員202的生理和行為狀態(tài)變化)的系統(tǒng)。對(duì)駕駛員生理和行為狀態(tài)的估計(jì)由第二模塊404中實(shí)現(xiàn)的第二方法410提供，該第二模塊404從上文關(guān)于圖2和圖3所述的內(nèi)部傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)。由第二模塊估計(jì)的生理和行為狀態(tài)的示例可以例如包括對(duì)以下的估計(jì)眼睛注視方向、面部注視方向、與車輛系統(tǒng)的交互、閉眼持續(xù)時(shí)間、閉眼速度、睜眼速度、與車輛的其他乘客的交談、EEG和/或EKG、 對(duì)所觸發(fā)事件的響應(yīng)/反應(yīng)時(shí)間等。
仍如圖4中所示，第一模塊402和第二模塊404彼此相連以共享由各自方法提供的估計(jì)。在示例性實(shí)施例中，示出了三個(gè)不同的共享實(shí)現(xiàn)412、414、416，其中第一共享實(shí)現(xiàn) 412向第一模塊402提供由第二模塊404估計(jì)的生理和/或行為狀態(tài)。在第二共享實(shí)現(xiàn)414 中，由第一模塊402估計(jì)的車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)被第二模塊404共享，并且在第三共享實(shí)現(xiàn) 416中，由第一模塊402和第二模塊404提供的估計(jì)在彼此之間共享，即，第三共享實(shí)現(xiàn)416 是第一共享實(shí)現(xiàn)412與第二共享實(shí)現(xiàn)414的結(jié)合。第三共享實(shí)現(xiàn)416還可以是迭代過程， 在該過程中，第一模塊402和第二模塊404的估計(jì)基于第一模塊402和第二模塊404中的另一個(gè)的估計(jì)而被連續(xù)更新和調(diào)整。現(xiàn)在將更加詳細(xì)地描述所述示例性共享實(shí)現(xiàn)。
在第一示例性共享實(shí)現(xiàn)412中，第一模塊402的第一方法408估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)，而第二模塊404的第二方法410估計(jì)駕駛員的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)，如上所述。第二模塊404將其估計(jì)出的狀態(tài)提供給第一模塊402，即，第二模塊404將其估計(jì)與第一模塊402共享。此后，基于接收到的第二方法410的估計(jì)來調(diào)整第一模塊402的第一方法408。例如，如果第一模塊402估計(jì)出汽車100的當(dāng)前駕駛表現(xiàn)(例如不規(guī)律的車道保持)，可能不能獨(dú)自確定出該駕駛表現(xiàn)的實(shí)際理由和/或原因。然而，當(dāng)?shù)诙K404將其估計(jì)出的狀態(tài)與第一模塊402共享時(shí)，第一模塊402的第一方法408可以調(diào)整，以使得可以確定對(duì)反常駕駛表現(xiàn)(即不規(guī)律的道路保持)的理由和/或原因的歸類。根據(jù)第一共享9實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例的又一示例，如果第二模塊404檢測(cè)到汽車100的駕駛員202具有緩慢的閉眼速度，并結(jié)合有更長(zhǎng)的眼皮閉合時(shí)間，則第二模塊404可以為第一模塊402提供對(duì)駕駛員 202的眼皮行為的估計(jì)。當(dāng)?shù)谝荒K402接收到來自第二模塊404的估計(jì)時(shí)，第一模塊402 可以用于估計(jì)車輛行駛可能出現(xiàn)的各種表現(xiàn)狀態(tài)(在這個(gè)示例中具體由于駕駛員202的眼皮行為而出現(xiàn))。如果第一模塊402檢測(cè)到這樣的車輛行駛狀態(tài)(例如分鐘級(jí)的不規(guī)律的車道保持)，則可作出困倦或疲勞估計(jì)和歸類。此后，第一模塊402可以例如為車輛的警告系統(tǒng)或HMI406提供估計(jì)出的歸類，從而為駕駛員202提供合適的警告消息/信號(hào)。例如， 向駕駛員202提供大聲且清楚的消息以警示他/她應(yīng)該休息。
與第一共享實(shí)現(xiàn)412形成對(duì)照，在第二示例性共享實(shí)現(xiàn)414中以“相反方向”共享估計(jì)。因此，第一方法408和第二方法410提供其如上所述的相應(yīng)的估計(jì)，并且此后第一模塊402為第二模塊404提供第一方法408的估計(jì)出的狀態(tài)，即第一模塊402將其估計(jì)與第二模塊404共享。此后基于接收到的第一方法408的估計(jì)來調(diào)整第二模塊404的第二方法 410。因此，第二方法410能夠確定第二方法410在初始時(shí)估計(jì)出的具體生理和/或行為狀態(tài)的實(shí)際理由/原因。此外，例如，如果第一模塊402為第二模塊404提供不規(guī)律的轉(zhuǎn)向行為及不規(guī)律的加速和剎車行為的估計(jì)，則可以調(diào)整第二模塊404以檢測(cè)和估計(jì)例如駕駛員 202的醉酒。如果第二模塊404檢測(cè)到這樣的行為，則第二模塊404可以例如為汽車100的警告系統(tǒng)或HMI 406提供估計(jì)出的歸類，從而為駕駛員202提供合適的警告消息/信號(hào)。
在第三示例性共享實(shí)現(xiàn)416中，第一模塊402將其估計(jì)出的狀態(tài)與第二模塊404 共享，而第二模塊404將其估計(jì)出的狀態(tài)與第一模塊402共享，即，共享以“雙向”提供。在這個(gè)情況中，第一模塊402和第二模塊404的估計(jì)出的狀態(tài)可以針對(duì)預(yù)定數(shù)量的共享周期進(jìn)行調(diào)整。例如，如果第一模塊402估計(jì)出不規(guī)律的車道保持，則第二模塊404可以用于估計(jì)這種不規(guī)律的車道保持的原因。隨后第二模塊404例如檢測(cè)和估計(jì)在汽車100的信息娛樂系統(tǒng)上的按鈕按下，伴隨有駕駛員朝著該信息娛樂系統(tǒng)方向注視。第二模塊404此時(shí)可以將其建立的估計(jì)提供給第一模塊402。第一方法408此時(shí)可以用于例如估計(jì)汽車100的周圍物體，以確定例如發(fā)生事故的可能性。如果正在接近周圍物體，則第一模塊402此時(shí)可以為第二模塊404提供這個(gè)估計(jì)，以使得第二模塊404可以確定和估計(jì)駕駛員202是否注視著接近的物體。取決于形勢(shì)的危急程度，第一模塊402和第二模塊404隨后可以為例如汽車100的警告系統(tǒng)或HMI 406提供對(duì)駕駛員202的表現(xiàn)估計(jì)的歸類，使得向車輛駕駛員 202提供合適的警告消息/信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，模塊402、404各自的估計(jì)可以以不同時(shí)間間隔更新。例如，在彎道上高速行駛的汽車100可以比直道上以低速行駛的汽車100更加頻繁的更新，即，模塊402、 404更加頻繁地提供對(duì)車輛行駛及生理和行為狀態(tài)的估計(jì)。
圖5和圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第一模塊402’、402”的兩個(gè)不同實(shí)施例(以下進(jìn)行描述)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在上文關(guān)于圖4描述的示例性共享實(shí)現(xiàn)412、414、416可同等應(yīng)用于圖5和圖6的實(shí)施例，因此將不再作進(jìn)一步描述，除非存在需要描述的不同之處。
根據(jù)圖5，第一模塊402’包括多個(gè)預(yù)定方法502、504、506，其各自布置有用于檢測(cè)駕駛員202的特定駕駛行為的算法。在圖5的實(shí)施例中示出了三個(gè)預(yù)定方法502、504、506， 但是如需要，本發(fā)明當(dāng)然可同等地應(yīng)用或多或少的預(yù)定方法。預(yù)定方法502、504、506各自被布置為檢測(cè)駕駛員202的特定駕駛表現(xiàn)，例如困倦駕駛、分心駕駛、醉酒駕駛、涉險(xiǎn)駕駛、不當(dāng)駕駛等等。當(dāng)例如系統(tǒng)400提供第一示例性共享實(shí)現(xiàn)412時(shí)，第一模塊402’接收如上所述由第二模塊404提供的估計(jì)。取決于第二模塊404的特定估計(jì)，選擇所述預(yù)定方法之一 502，以使得第一模塊402’利用該預(yù)定方法502的算法來估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)。所選預(yù)定方法502在圖5中被示為用于檢測(cè)困倦駕駛的方法，但是也可以是適合于檢測(cè)車輛駕駛員202的其它表現(xiàn)狀態(tài)的任意其它方法。
現(xiàn)在參照示出根據(jù)本發(fā)明的第一模塊402”的又一實(shí)施例的圖6，下面將關(guān)于如上所述的第一示例性共享實(shí)現(xiàn)412來描述該實(shí)施例。圖6的實(shí)施例還包括如上關(guān)于圖5所述的多個(gè)預(yù)定方法502、504、506。此外，在圖6的實(shí)施例中，第一模塊402’還包括權(quán)衡裝置 508，其被布置為接收多個(gè)預(yù)定方法502、504、506的算法。因此，多個(gè)預(yù)定方法502、504、506 并行運(yùn)行并且權(quán)衡裝置508基于接收到的第二模塊404的估計(jì)來加權(quán)估計(jì)出的車輛駕駛員202的駕駛表現(xiàn)。例如，如果第二模塊404估計(jì)出駕駛員的眼皮行為例如慢速閉眼/睜眼，則權(quán)衡裝置508可以例如進(jìn)行加權(quán)使得第一模塊402”應(yīng)主要檢測(cè)困倦駕駛表現(xiàn)(例如 70-80% )，但也檢測(cè)醉酒駕駛表現(xiàn)(例如20-30% )。
盡管在圖5中示出的實(shí)施例關(guān)于第一示例性共享實(shí)現(xiàn)412來描述，但應(yīng)當(dāng)注意的是，使用第二示例性共享實(shí)現(xiàn)414和第三示例性共享實(shí)現(xiàn)416也是同等適用的。根據(jù)圖6 的實(shí)施例，可以在第一模塊402”的權(quán)衡裝置508與第二模塊404之間以及如上所述在模塊 402”、404這二者之間提供共享。
在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”不排除多個(gè)。單一計(jì)算機(jī)或其它單元可以完成在權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)功能。一些特定措施被記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中，僅僅這一情況并不表示這些措施的組合無法用于獲得優(yōu)勢(shì)。
以上參照若干實(shí)施例而大體描述了本發(fā)明。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)容易理解的那樣，除了上文公開的實(shí)施例之外的其它實(shí)施例在所附專利權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)也是同等可能的。例如，除了上述小汽車之外，本發(fā)明還可適用于卡車、公共汽車、翻斗車、輪式裝載機(jī)及其它類型車輛。同樣，本發(fā)明不限于使用攝像機(jī)和/或雷達(dá)傳感器來檢測(cè)車輛的環(huán)境；其它已知的和合適的傳感器當(dāng)然也是有效的。還可以使用超過兩個(gè)模塊，例如，也可以給以上系統(tǒng)提供第三模塊，其被布置用于檢測(cè)不同交通狀況例如密度、周圍車輛速度、當(dāng)前天氣狀況等。
權(quán)利要求
1.一種用于改善車輛(100)的駕駛員(202)的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)(400)，包括 -第一模塊(402，402’，402”)，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的第一方法(408)； -第二模塊(404)，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)所述駕駛員(202)的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的第二方法(410);以及 -用于在所述第一模塊(402,402’，402”)和所述第二模塊(404)中的一個(gè)與所述第一模塊(402，402’，402”)和所述第二模塊(404)中的另一個(gè)之間共享估計(jì)出的狀態(tài)的裝置， 其中，所述第一模塊(402，402’，402”)和所述第二模塊(404)中的一個(gè)的所實(shí)現(xiàn)的估計(jì)方法基于所述第一模塊(402，402’，402”)和所述第二模塊(404)中的另一個(gè)的狀態(tài)而進(jìn)行調(diào)整，從而改善對(duì)車輛行駛的所述表現(xiàn)狀態(tài)與所述駕駛員(202)的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的所述估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一方法(408)被布置用于檢測(cè)車輛車道保持、車速、車距保持以及車輛轉(zhuǎn)向行為中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其中，所述第二方法(410)被布置用于檢測(cè)駕駛員眼睛注視方向、駕駛員頭部運(yùn)動(dòng)、駕駛員眼皮行為及身體動(dòng)作中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述第一模塊(402，402’，402”)包括多個(gè)預(yù)定方法(502，504，506)，其中所述預(yù)定方法(502，504，506)各自被布置用于檢測(cè)所述駕駛員(202)的特定駕駛表現(xiàn)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，選擇所述多個(gè)預(yù)定方法(502，504，506)中的一個(gè)基于所述第二模塊(404)的估計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述第一模塊(402)還包括權(quán)衡裝置(508)，所述權(quán)衡裝置(508)被布置用于接收多個(gè)駕駛表現(xiàn)狀態(tài)并且基于所述第二模塊(404)的估計(jì)來加權(quán)估計(jì)出的駕駛表現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)到的駕駛員駕駛表現(xiàn)狀態(tài)是困倦/疲勞、分心、患病、醉酒、涉險(xiǎn)駕駛行為和不當(dāng)駕駛中的一個(gè)。
8.用于改善車輛駕駛員的表現(xiàn)估計(jì)的方法，所述車輛包括一系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有 -第一模塊(402，402’，402”)，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的第一方法(408);以及 -第二模塊(404)，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)所述駕駛員(202)的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的第二方法(410)，其中所述方法包括以下步驟 -接收(SI)傳感器數(shù)據(jù)給所述第一模塊(402，402’，402”)，以用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)； -接收(S2)傳感器數(shù)據(jù)給所述第二模塊(404)，以用于估計(jì)所述駕駛員(202)的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)； -在所述第一模塊和所述第二模塊中的一個(gè)與所述第一模塊和所述第二模塊中的另一個(gè)之間共享(S3)所估計(jì)出的狀態(tài)；并且 -基于所述第一模塊(402，402’，402”)和所述第二模塊(404)中的一個(gè)的估計(jì)來調(diào)整(S4)所述第一模塊(402，402’，402”)和所述第二模塊(404)中的另一個(gè)所實(shí)現(xiàn)的方法，從而改善車輛行駛的所述表現(xiàn)狀態(tài)與所述駕駛員(202)的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的所述估計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一方法(408)被布置用于檢測(cè)車輛車道保持、車速、車距保持以及車輛轉(zhuǎn)向行為中的至少一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，所述第二方法(410)被布置用于檢測(cè)駕駛員眼睛注視方向、駕駛員頭部運(yùn)動(dòng)、駕駛員眼皮行為及身體動(dòng)作中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一模塊(402，402’，402”)包括多個(gè)預(yù)定方法(502，504，506)，其中所述預(yù)定方法(502，504，506)各自被布置用于檢測(cè)所述駕駛員(202)的特定駕駛表現(xiàn)狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，對(duì)所述多個(gè)預(yù)定方法(502，504，506)之一的選擇基于所述第二模塊(404)的估計(jì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一模塊(402)還包括權(quán)衡裝置(508)，所述權(quán)衡裝置(508)被布置用于接收多個(gè)駕駛表現(xiàn)狀態(tài)并且基于所述第二模塊(404)的估計(jì)來加權(quán)估計(jì)出的駕駛表現(xiàn)。
全文摘要
用于改善車輛(100)的駕駛員(202)的表現(xiàn)估計(jì)的系統(tǒng)(400)，包括第一模塊(402，402’，402”)，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)的第一方法(408)；第二模塊(404)，其實(shí)現(xiàn)用于估計(jì)駕駛員(202)的生理和行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的第二方法(410)；以及用于在第一模塊(402，402’，402”)和第二模塊(404)中的一個(gè)與第一模塊(402，402’，402”)和第二模塊(404)中的另一個(gè)之間共享估計(jì)出的狀態(tài)的裝置，其中，基于第一模塊(402，402’，402”)和第二模塊(404)中的一個(gè)的狀態(tài)來調(diào)整第一模塊(402，402’，402”)和第二模塊(404)中的另一個(gè)所實(shí)現(xiàn)的估計(jì)方法，從而改善車輛行駛的表現(xiàn)狀態(tài)與駕駛員(202)的生理和/或行為狀態(tài)中的至少一個(gè)的估計(jì)。
文檔編號(hào)B60W50/08GK102975721SQ201210299529
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者丹尼爾·萊溫, 古斯塔夫·馬爾庫(kù)拉, 萊娜·韋斯特瓦爾, 彼得·克龍貝里, 特倫特·維克托 申請(qǐng)人:沃爾沃汽車公司, 沃爾沃技術(shù)公司