CN101547819A - 驾驶辅助系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种包括驾驶辅助装置和驾驶辅助限制装置的驾驶辅助系统，所述驾驶辅助装置用于向驾驶员(D)提供驾驶辅助，所述驾驶辅助限制装置用于在车速等于或低于最小运行速度阈值时限制所述驾驶辅助。所述驾驶辅助系统还包括用于判定驾驶员(D)的清醒水平的清醒水平判定装置。根据所述清醒水平放松对所述驾驶辅助的限制。

Description

驾驶辅助系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于辅助正在驾驶车辆的驾驶员的驾驶辅助系统及方法。
背景技术
已经提出了作为用于辅助驾驶员的驾驶辅助系统的一种车道偏离报警系统，所述车道偏离报警系统识别车辆的位置，且在判定车辆将驶出车道时向驾驶员发出警报。在日本专利申请公报11-25397号(JP-A-11-25397)说明的用于车辆的车道偏离报警系统中，当车速等于或低于预定的最小运行速度阈值时限制输出警报，以防止车辆在低速行驶时例如换道时输出不必要的警报。
然而，在上述用于车辆的车道偏离报警系统中，当车速等于或低于最小运行速度阈值时，不管驾驶员的清醒水平如何，都终止诸如发出警报这样的驾驶辅助功能。在驾驶员的清醒水平低时终止驾驶辅助功能可能会导致例如车辆驶出车道。
发明内容
本发明提供一种根据驾驶员的清醒水平提供驾驶辅助的驾驶辅助系统及方法。
本发明一方面为一种包括驾驶辅助装置和驾驶辅助限制装置的驾驶辅助系统，所述驾驶辅助装置用于向正在驾驶车辆的驾驶员提供驾驶辅助，所述驾驶辅助限制装置用于在车速等于或低于最小运行速度阈值时限制所述驾驶辅助。所述驾驶辅助系统还包括用于判定驾驶员的清醒水平的清醒水平判定装置，根据所述清醒水平的降低放松所述驾驶辅助限制装置对驾驶辅助的限制。本发明的另一方面为与如上所述的驾驶辅助系统具有相似组成的驾驶辅助方法。
使用这种设有用于判定驾驶员的清醒水平的清醒水平判定装置的驾驶辅助系统及方法，在判定所述清醒水平降低时能够放松对所述驾驶辅助的限制。这样防止了当车速等于或低于最小运行速度阈值时不管驾驶员的清醒水平如何都限制所述驾驶辅助。因此，能够根据驾驶员的清醒水平提供驾驶辅助，从而提高可靠性。放松对所述驾驶辅助的限制可包括将最小运行速度阈值设定至低于正常状态中的速度以及取消对驾驶辅助的限制。所述“最小运行速度阈值”为判定是否要限制所述驾驶辅助的执行的标准速度。所述“清醒水平”代表驾驶员的困倦度。例如，当驾驶员能够正常驾驶时，“所述清醒水平高”，而当驾驶员昏昏欲睡从而注意力下降不能正常驾驶时，“所述清醒水平低”。
根据上述系统，当清醒水平降低时所述驾驶辅助限制装置可通过降低最小运行速度阈值放松对所述驾驶辅助的限制。根据清醒水平的降低来降低所述最小运行速度阈值允许根据驾驶员的清醒水平恰当地执行所述驾驶辅助。
根据上述系统，所述驾驶辅助限制装置可将所述最小运行速度阈值设定为当所述清醒水平低时比当清醒水平高时较低的值。
根据上述系统，当清醒水平低于预定值时，可通过取消对驾驶辅助的限制放松对所述驾驶辅助的限制。从而，当清醒水平降低时，不管车速如何低都保持所述驾驶辅助的执行。
根据上述系统，所述驾驶辅助限制装置可计算当车速低于所述最小运行速度阈值的次数并且当车速低于所述最小运行速度阈值的次数超过预定次数时限制所述驾驶辅助。
根据上述系统，与所述清醒水平高时的预定次数相比，当所述清醒水平低时所述驾驶辅助限制装置可增加预定次数。
根据上述系统，所述驾驶辅助装置可通过识别车辆正在行驶的车道、基于车道与车辆之间的位置关系判定车辆是否将驶出车道以及在判定车辆将驶出车道时向驾驶员发出警报来执行所述驾驶辅助。从而，所述驾驶辅助可包括发出可能偏离车道的警报以及根据所述清醒水平放松对所述驾驶辅助的限制。即使当所述清醒水平降低并且车速等于或低于最小运行速度阈值时，也可合适地执行所述驾驶辅助。从而，当清醒水平和车速都降低时，也能够输出警报来提醒驾驶员可能会偏离车道。
根据上述系统，所述驾驶辅助限制装置可通过识别车辆正在行驶的车道、基于车道与车辆之间的位置关系判定车辆是否将驶出车道以及施加校正转向力矩以防止车辆驶出车道来执行所述驾驶辅助。从而，所述驾驶辅助可包括施加校正转向力矩以防止车辆驶出车道以及根据所述清醒水平来放松对所述驾驶辅助的限制。即使当所述清醒水平降低并且车速等于或低于最小运行速度阈值时，也可合适地执行所述驾驶辅助。从而，当清醒水平和车速都降低时，也可施加转向力以防止车辆驶出车道。
根据上述系统，所述清醒水平判定装置可采集驾驶员的面部图像，并基于驾驶员面部的角度判定驾驶员的清醒水平。这就允许例如当驾驶员面朝车辆前方时判定所述清醒水平高，而当驾驶员面朝下方时判定所述清醒水平低。
根据上述系统，所述清醒水平判定装置可判定当驾驶员(D)面朝车辆前方时的清醒水平高于驾驶员(D)面朝下方时的清醒水平。
根据上述系统，清醒水平判定装置可基于驾驶员(D)的血压和脑电波活动来判定所述清醒水平。
附图说明
根据以下参考附图进行的优选实施方式的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，所述附图中相同的数字用于表示相同的元件，其中：
图1为示出根据本发明实施方式的车道偏离报警系统的系统结构图；
图2为示出如何根据驾驶员的清醒水平设定最小运行速度阈值的示例的曲线图；
图3为示出由车道偏离报警ECU执行的驾驶辅助限制操作的流程图；以及
图4为示出清醒水平、车速、最小运行速度阈值、停止次数以及运行状态之间关系的时间图。
具体实施方式
以下将参考附图1-4说明根据本发明的驾驶辅助系统的实施方式。在所述附图中，相同或者相似的元件被赋予相同的参考数字，且不会对其进行重复说明。在该实施方式中，所述驾驶辅助系统相当于车辆偏离报警系统。
图1为示出根据本发明实施方式的车道偏离报警系统100的系统结构图。图1中示出的所述车道偏离报警系统100识别车辆正在行驶的车道、基于车道与车辆的位置判定车辆是否将驶出车道(车道标记)以及在判定车辆将驶出车道时输出警报。车道偏离报警系统100包括车道偏离报警电控单元(下文称作“车道偏离报警ECU”)1。所述车道偏离报警ECU 1由用于处理运算的CPU、作为存储部的ROM和RAM、输入信号回路、输出信号回路、电源回路等组成。
车道偏离报警系统100包括：采集驾驶员D的面部图像的面部图像采集摄像机2；处理来自所述面部图像采集摄像机2的信号的面部图像处理电控单元(下文称作“面部图像处理ECU”)；采集车辆的前方图像的前方图像采集摄像机4；处理来自所述前方图像采集摄像机4的信号的前方图像处理电控单元(下文称作“前方图像处理ECU”)5；检测车速的车速传感器6；以及检测转向力矩的转向力矩传感器7。来自面部图像处理ECU 3、前方图像处理ECU 5、车速传感器6和转向力矩传感器7的输出信号被输入到车道偏离报警ECU1。此外，用于输出报警声的报警装置8电连接至车道偏离报警ECU1。
面部图像采集摄像机2安装在例如转向柱盖9的上表面上，以采集驾驶员D的面部图像。面部图像处理ECU 3可以起清醒水平判定装置的作用，所述清醒水平判定装置通过基于所述输入信号进行图像处理来识别驾驶员的面部图像，检测驾驶员D面部的角度，并基于所述面部的角度判定驾驶员的清醒水平。当驾驶员面朝车辆前方时，面部图像处理ECU 3判定清醒水平高，而当驾驶员面朝下方时，面部图像处理ECU 3判定清醒水平低。
前方图像采集摄像机4置于车舱的前中部来透过挡风玻璃(挡风板)采集车辆前方道路的图像。前方图像处理ECU 5通过处理由前方图像采集摄像机4输出的图像信息来检测界定车辆正在其上行驶的车道两端的标记(其可为画于道路上的白线或者黄线或者为置于道路上或者嵌入道路中的标记块，下文称作“车道标记”)，并识别所述车道。
车道偏离报警ECU 1基于来自于前方图像处理ECU 5、车速传感器6和转向力矩传感器7相应输出信号预测车辆将行驶的路线，并且车道偏离报警ECU 1将预测出的路线与由前方图像处理ECU 5识别出的车道标记的位置进行比较，以判定车辆是否将驶出其正在行驶的车道。
此外，当判定车辆将驶出其正在行驶的车道时，车道偏离报警ECU 1提供驾驶辅助，亦即将车道偏离警报(下文称作“LDW”)输出至报警装置8。车道偏离报警ECU 1和报警装置8可以起用于向正在驾驶车辆的驾驶员提供驾驶辅助的本发明的驾驶辅助装置的作用。根据该实施方式的所述驾驶辅助包括LDW。根据本发明的驾驶辅助可包括其它类型的辅助，也可为其它类型的辅助与LDW的结合。
此外，车道偏离报警ECU 1可以起本发明的所述驾驶辅助限制装置的作用，用于当车速等于或低于最小运行速度阈值时限制LDW装置(下文称作“LDWD”)运行发出LDW，并且所述车道偏离报警ECU 1可执行驾驶辅助限制过程。具体地，车道偏离报警ECU 1具有用于计算车速等于或者低于最小运行速度阈值的次数(例如，每经过单位周期计一次)的停止计数器，以在所述停止次数达到预定的可接受次数(例如10次)时停止所述LDWD的运行。所述LDWD包括在所述车道偏离报警ECU 1中。
当清醒水平下降时，通过根据清醒水平以可变的方式设定所述最小运行速度阈值，所述车道偏离报警ECU 1能够放松对所述LDWD运行的限制。具体地，当清醒水平低时最小运行速度阈值设定地低于清醒水平高时的最小运行速度阈值。
图2为示出根据清醒水平设定最小运行速度阈值的示例的曲线图。图2中，纵轴表示最小运行速度阈值，横轴表示清醒水平。曲线L1示出最小运行速度阈值根据清醒水平的变化。在图2中，当清醒水平高时，最小运行速度阈值设为V1，当清醒水平降低时，也设低最小运行速度阈值，当清醒水平降低至一个恒定水平时，最小运行速度阈值设为最低值V0(V0<V1)。
车道偏离报警ECU 1的所述ROM除了存储用于使所述CPU能够运行的程序之外，还存储用于设定所述最小运行速度阈值等的数据(映射)。
下面将参考图3的流程图说明由车道偏离报警ECU 1执行的所述“驾驶辅助限制操作”。
首先，在步骤1中，车道偏离报警ECU 1判定LDWD是否正在运行。当LDWD正在运行时，操作进入步骤2。当LDWD未在运行时，操作终止。关于LDWD是否正在运行的判定可基于例如驾驶员是否已操作了开关。
在步骤2中，车道偏离报警ECU 1设定用于所述LDWD的最小运行速度阈值。车道偏离报警ECU 1根据清醒水平参考存储于所述存储部中的所述映射来设定所述最小运行速度阈值。
然后，在步骤3中，车道偏离报警ECU 1判定车速是否等于或低于步骤2中设定的最小运行速度阈值。当判定车速等于或低于所述最小运行速度阈值时，操作进入步骤6。当判定车速高于所述最小运行速度阈值时，操作进入步骤4。
在步骤4中，车道偏离报警ECU 1判定停止次数是否为1或者更大。当停止次数为零时，操作终止。当停止次数为1或者更大时，操作进入步骤5，其中，在所述操作终止之前停止次数减一。
在步骤6中，车道偏离报警ECU 1使停止次数加一。然后，在步骤7中，车道偏离报警ECU 1判定停止次数是否已经超过了预定的可接受次数(例如10次)。当停止次数低于预定的可接受次数时，操作终止。当停止次数大于预定的可接受次数时，操作进入步骤8。在步骤8中，车道偏离报警ECU 1停止(限制)所述LDWD的运行。随后，在步骤9中，在操作终止之前，车道偏离报警ECU 1将停止次数重设为零。
下面将参考图4说明清醒水平、车速、最小运行速度阈值、停止次数以及LDWD的运行状态之间关系。图4为示出清醒水平、车速、最小运行速度阈值、停止次数以及LDWD的运行状态之间关系的时间图。在图4中，横轴表示时间，曲线L2示出清醒水平的变化，曲线L3以实线示出最小运行速度阈值的变化，曲线L4以虚线示出车速的变化，曲线L5示出停止次数的增加与减少，曲线L6通过“开启”或者“关闭”示出LDWD的运行状态。
曲线L2表示的清醒水平在点A处开始降低，在点B处达到其升高之前的最小值。由曲线L3表示的最小运行速度阈值根据清醒水平进行变化。由曲线L4表示的车速开始时高于最小运行速度阈值，在点D之后降低至最小运行速度阈值之下，在点E之后又升高至最小运行速度阈值之上。由曲线L5表示的停止次数在对应于点D的点F处开始增加，在对应于点E的点G处开始减小。由曲线L6表示的LDWD的运行状态在所有时间上都是“开启”。在相关技术中，所述最小运行速度阈值为恒值。因此，当车速如曲线L4所示的那样变化时，在车速低于V1、低于最小运行速度阈值的点H之后，LDWD的运行受到限制(被“关闭”)。由于图4中未限制LDWD的运行，所以当车辆可能驶出车道时，会输出报警声(LDW)。
根据如上所述构造的车道偏离报警系统100，判定清醒水平，并且根据所述清醒水平来改变所述最小运行速度阈值，使得所述最小运行速度阈值随着清醒水平的降低而降低。这就降低了不管驾驶员的清醒水平如何都限制LDWD运行的可能性，从而，根据驾驶员的清醒水平来使所述驾驶辅助运行。因此，当清醒水平和车速都降低且车辆有可能驶出车道时，可输出报警声来提醒驾驶员，这就导致了所述装置可靠性的提高。
在该实施方式中，停止计数器计算停止次数(即车速低于最小运行速度阈值的单位周期数)，当所述停止次数达到或者超过预定的可接受次数时，终止LDWD的运行。可选地，当车速等于或者低于最小运行速度阈值时可终止所述驾驶辅助，而不是基于所述停止次数终止所述驾驶辅助。
此外，在该实施方式中，可根据清醒水平改变预定的可接受停止次数。与所述清醒水平高时的所述预定的可接受次数相比，当所述清醒水平低时可增加所述预定的可接受次数，以放松对驾驶辅助的限制。
此外，在上述实施方式中，当清醒水平降低时也降低所述最小运行速度阈值。可选地，当清醒水平等于或者低于预定的参考值时，可取消对驾驶辅助的限制。这就允许当清醒水平降低时不管车速如何都继续进行驾驶辅助。
而且，在上述实施方式中，所述驾驶辅助系统应用于车道偏离报警系统。可选地，本发明可应用于提供其它类型驾驶辅助的驾驶辅助系统。例如，作为所述驾驶辅助系统，一种道路保持辅助系统通过识别车辆正在行驶的车道、基于车道与车辆之间的位置关系判定车辆是否将驶出车道以及当判定车辆将驶出车道时施加校正转向力矩以防止偏离来提供驾驶辅助。
此外，在上述实施方式中，采集了驾驶员的面部图像并基于面部的所述角度判定清醒水平。可选地，可根据其它方式判定驾驶员的清醒水平。例如，可使用驾驶员的诸如血压或者脑电波活动这样的生物学信息判定清醒水平。
尽管已参考本发明的示例性实施方式对本发明进行了说明，但应了解，本发明不局限于所述的实施方式或者构造。相反，本发明旨在包含各种修改和等价的构造。此外，尽管在各种示例性组合和构造中示出了示例性实施方式的各种元件，但是其它包括更多、更少或者只有单独元件的组合和构造也在本发明的精神与范围之内。

Claims (12)

1.一种具有驾驶辅助装置和驾驶辅助限制装置的驾驶辅助系统，所述驾驶辅助装置用于向正在驾驶车辆的驾驶员(D)提供驾驶辅助，所述驾驶辅助限制装置用于在车速等于或低于最小运行速度阈值时限制所述驾驶辅助，所述驾驶辅助系统的特征在于包括：
用于判定所述驾驶员(D)的清醒水平的清醒水平判定装置，其中，
根据所述清醒水平来放松所述驾驶辅助限制装置对所述驾驶辅助的限制。
2.如权利要求1所述的驾驶辅助系统，其中，
当所述清醒水平降低时，所述驾驶辅助限制装置通过降低所述最小运行速度阈值来放松对所述驾驶辅助的限制。
3.如权利要求2所述的驾驶辅助系统，其中，
所述驾驶辅助限制装置将所述最小运行速度阈值设定为当所述清醒水平低时的值比当所述清醒水平高时的值低。
4.如权利要求1所述的驾驶辅助系统，其中，
当所述清醒水平低于预定值时，通过取消对所述驾驶辅助的限制来放松对所述驾驶辅助的限制。
5.如权利要求1或4所述的驾驶辅助系统，其中，
所述驾驶辅助限制装置计算当所述车速低于所述最小运行速度阈值的次数，并且当所述车速低于所述最小运行速度阈值的所述次数超过预定次数时限制所述驾驶辅助。
6.如权利要求5所述的驾驶辅助系统，其中，
与所述清醒水平高时的情况相比，当所述清醒水平低时所述驾驶辅助限制装置增加所述预定次数。
7.如权利要求1至6中任一项所述的驾驶辅助系统，其中，
所述驾驶辅助装置通过识别所述车辆正在行驶的车道、基于所述车道与所述车辆之间的位置关系判定所述车辆是否将驶出所述车道以及在判定所述车辆将驶出所述车道时向所述驾驶员(D)发出警报来提供所述驾驶辅助。
8.如权利要求1至7中任一项所述的驾驶辅助系统，其中，
所述驾驶辅助装置通过识别所述车辆正在行驶的车道、基于所述车道与所述车辆之间的位置关系判定所述车辆是否将驶出所述车道以及施加校正转向力矩以防止偏离来提供所述驾驶辅助。
9.如权利要求1至8中任一项所述的驾驶辅助系统，其中，
所述清醒水平判定装置采集所述驾驶员(D)的面部图像，并基于所述驾驶员(D)面部的角度判定所述驾驶员(D)的所述清醒水平。
10.如权利要求9所述的驾驶辅助系统，其中，
所述清醒水平判定装置判定当所述驾驶员(D)面朝所述车辆前方时的清醒水平高于当所述驾驶员(D)面朝下方时的清醒水平。
11.如权利要求1至8中任一项所述的驾驶辅助系统，其中，
所述清醒水平判定装置基于所述驾驶员(D)的血压或者脑电波判定所述清醒水平。
12.一种向正在驾驶车辆的驾驶员(D)提供驾驶辅助的驾驶辅助方法，其中，
当车速等于或者低于最小运行速度阈值时限制所述驾驶辅助的执行，所述驾驶辅助方法的特征在于包括下列步骤：
判定所述驾驶员(D)的清醒水平；以及
根据所述清醒水平来放松对所述驾驶辅助的限制。
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