CN103043057A - 基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统，该系统包括具有至少一个传感器的第一单元。第一单元通过至少一个传感器感测车辆的驾驶状况(特性)。此外，第二单元被配置成接收关于车辆的基于位置的信息，包括运算统计单元的控制单元基于由感测单元检测的信息和由第二单元接收的位置信息，计算将由第一单元输出的关于特定种类的道路的容许范围。控制单元还包括异常驾驶判定单元，该异常驾驶判定单元将由第一单元感测的值与由运算统计单元计算的值进行比较，以判定车辆是否以异常状态被驾驶。

Description

基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统

技术领域

本发明涉及被配置成感测车辆的异常驾驶并向驾驶者提供警报的系统，更具体地说，本发明涉及异常驾驶状态判定和警报系统，该系统根据车辆位置信息判定驾驶者的驾驶状态，当系统感测到危险情形时，自动向驾驶者输出警报消息，而不对车辆增加额外的组件。

背景技术

由于许多不同的原因会发生交通事故，其中包括驾驶者疏忽和由路况引起的意外风险。在各种因素之中，最常见的两个原因是超速行驶或疲劳驾驶。这些情形会造成导致人身伤害或者甚至死亡的严重事故。

在致力于解决该问题的过程中，多数汽车制造商不断研发在安全车辆操作方面帮助驾驶者的各种新系统，并把这些新系统应用于车辆。

一些制造商研发出通过利用摄像机，感测驾驶者的反应和运动，或者通过传感器监测驾驶者的脉搏，能够判定驾驶者什么时候变得疲劳的技术。

当利用上述摄像机方法时，摄像机借助安装在车辆内的摄像机，拍摄驾驶者的面部照片，处理和分析所述照片，以识别驾驶者的眼睑的下垂和眨眼模式，和驾驶者的瞳孔的移动，并根据识别的结果，判定驾驶者是否变得疲劳。

在脉搏监测技术中，驾驶者的脉搏被用于根据驾驶者的脉搏的降低(当人入睡时，脉搏通常降低)，判定驾驶者是否变得疲劳。

然而，这些现有技术需要非常纷繁复杂的组件，比如检测驾驶者的脉搏率和执行脉搏率的分析算法的传感器和处理器，或者需要捕捉瞳孔的移动的摄像机，处理拍摄的图像的硬件，和拍摄图像的分析算法。另外，即使在包括这些组件时，也仅仅能够检测由疲劳驾驶引起的异常驾驶，与和实现系统所需的成本对比的预期结果相比，经济效率低下。

发明内容

鉴于上述问题，做出了本发明的各个方面，本发明的各个方面提供基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统，所述系统基于车辆位置信息，判定驾驶者的驾驶状态，当系统感测到危险情形时，自动向驾驶者输出警报消息，而不在车辆中安装一般不需要的额外的组件。

本发明的多个方面提供一种基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统，该系统判定驾驶者的异常驾驶状态。该系统可以包括：感测单元，被配置成包括至少一个传感器，并通过该至少一个传感器感测车辆的驾驶状况；位置信息接收单元，被配置成接收车辆的基于位置的信息；运算统计单元，被配置成基于由感测单元检测的信息，和从位置信息接收单元接收的基于位置的信息，计算将由所述感测单元输出的关于特定道路的容许范围；和异常驾驶判定单元，被配置成将由感测单元感测的值与由运算统计单元计算的值进行比较，以判定车辆是否以异常状态被驾驶。

该系统还可以包括数据存储单元，其被配置成累积地存储由运算统计单元计算的值，并将累积地存储的数据作为参考数据进行管理。该异常驾驶判定单元将由感测单元感测的值与存储在数据存储单元中的参考数据进行比较，以判定车辆是否以异常状态被驾驶。

当由感测单元感测的值中的至少一个偏离由运算统计单元计算的容许范围时，异常驾驶判定单元可以将当前驾驶状态判定为异常驾驶状态。

当由感测单元感测的值中的至少一个偏离存储在数据存储单元中的参考数据的范围时，异常驾驶判定单元可以将当前驾驶状态判定为异常驾驶状态。

感测单元可以包括选自转向角传感器(SAS)、车速传感器、加速度传感器和角速度传感器中的至少一个。此外，基于位置的信息可以包括选自全球定位系统(GPS)位置信息、地图信息、道路信息和交通信息中的至少一个。

该系统还可以包括警报显示单元，其被配置成根据异常驾驶判定单元的控制而输出警报消息。

在车辆中还可以包括被配置成访问外部网络的无线通信单元。在车辆外还可以包括操作服务器，该操作服务器连接于外部网络，并被配置成收集从车辆的无线通信单元传送的至少一条信息并进行综合管理，该异常驾驶判定单元可以通过无线通信单元把来自被确认的异常驾驶状态的位置的位置信息传送给操作服务器。

运算统计单元和异常驾驶判定单元可以被包含被实现为电子控制单元(ECU)的控制单元中。

操作服务器可以被配置成将收集的信息定期传送给至少一辆车。车辆内的异常驾驶判定单元被配置成基于通过无线通信单元从操作服务器接收的信息来确定危险区或地带，并通过警报显示单元输出警报消息。

根据具有本发明示例性实施例的上述结构的系统，可以基于车辆的位置信息，简单地判定驾驶状态，而无需额外的高成本和复杂组件，因而能够以最小的制造成本来提供可靠性高的高效、经济实用的异常驾驶判定系统。

另外，作为驾驶状态的判定结果，当检查驾驶状态并预计出现危险状态时，通过警报灯或语音消息向驾驶者提供即时警报，以便能够预防事故的发生。

本发明的系统具有根据在此引入的附图和本发明的下述详细说明而显而易见的，或者在附图和所述详细说明中更详细陈述的其它特征和优点，所述附图和本发明的下述详细说明一起用于解释本发明的原理。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性实施例的基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统的功能方框图；

图2是示出具有图1结构的系统的警报消息输出操作的图示；

图3是示出根据本发明另一个示例性实施例的异常驾驶状态判定和警报系统的功能方框图；

图4是示出向驾驶者指示危险区的警报消息的图示。

附图中各个元件的附图标记

11：异常驾驶判定单元

12：运算统计单元

13：数据存储单元

20：警报显示单元

51：异常驾驶判定单元

12：运算统计单元

13：数据存储单元

20：警报显示单元

30：无线通信单元

40：操作服务器

10，50：控制单元

具体实施方式

下面详细参考本发明的各种实施方式，这些实施方式的实施例在附图中被图解并且在下面被描述。附图中的相同附图标记表示相同的元件。当确定在本发明的实施例的说明中，相关公开中的结构或功能的详细说明妨碍实施例的理解时，将省略该详细说明。

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是示出根据本发明示例性实施例的基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统的功能方框图。在图1中，附图标记11是异常驾驶判定单元，异常驾驶判定单元11接收通过控制区域网(CAN)传送的驾驶状况感测信息(例如，路况)和通过多媒体CAN传送的基于位置的信息的部分(数据)，根据供给的信息，判定是否发生异常驾驶状况，当发生异常驾驶状况时，警告驾驶者。通过CAN传送的驾驶状况感测信息包含来自转向角传感器(SAS)，车速传感器，加速度传感器，角速度传感器等的输出信息的各个部分。通过多媒体CAN传送的基于位置的信息是诸如全球定位系统(GPS)位置信息，地图信息，道路信息和交通信息之类的导航信息。

附图标记12是运算统计单元，运算统计单元12根据驾驶状况感测信息和基于位置的信息，计算关于当前行驶道路的感测信息的每个部分的容许范围。附图标记13是数据存储单元，数据存储单元13将运算统计单元计算的数值累积存储具体的一段时间，并管理累积存储的数值，作为参考数据。附图标记20是根据异常驾驶判定单元11的控制而输出警报消息的警报显示单元。

异常驾驶判定单元11和运算统计单元12可集成在具体实施为电子控制单元(ECU)的控制单元中。可选地，异常驾驶判定单元11和运算统计单元12也可被实现成独立组件。

下面，说明具有上述结构的系统的操作。

安装在车辆内的各种传感器感测确定车辆的驾驶状态所需的测量信息，并通过CAN传送所感测的测量信息。异常驾驶判定单元11通过CAN，连接到SAS、车速传感器、加速度传感器、角速度传感器等，并通过多媒体CAN连接到导航。控制单元10中的异常驾驶判定单元11从车辆中的各个传感器，接收与驾驶状态相关的信息，并通过多媒体CAN，接收车辆的当前位置信息、道路信息、交通信息等等。

对所收集数据的简化的运算和统计处理由运算统计单元12执行。运算统计单元12执行的运算和统计处理过程是利用算法来执行的，包括计算传感器的输出值的相对关系索引，分别比较计算结果，和输出比较结果，作为预定时期内的统计信息。即，当车辆在高速公路上行驶时，异常驾驶判定单元11通过CAN接收车速，方向盘的变化等，并通过多媒体CAN接收包括车辆的当前位置，道路信息和交通信息在内的基于位置的信息。

异常驾驶判定单元11把信息临时存储在数据存储单元13中，并通过运算统计单元12计算用于判定驾驶状态所需的指标(index)。例如，通过考虑道路的限速和对应高速公路上的拥堵状态，确定在存在某些道路状况时，车辆能够继续行驶的速度范围，以及根据道路的曲率半径确定由方向盘(驾驶盘，手柄)指示的角度的适当范围。

异常驾驶判定单元11可将通过上述步骤计算的值存储在数据存储单元13中，并按预定的时间周期统计地累积管理计算的值。当通过CAN接收的数值其中之一偏离由运算统计单元12计算的容许范围或存储在数据存储单元13中的参考数据的范围时，异常驾驶判定单元11通过警报显示单元20，启动警报信号。结果是，如图2中所示，车辆的仪表群(仪表板)中表明异常驾驶状态的警报灯开启，并通过扬声器输出表明危险状态的警报消息。

例如，当方向盘相对于行驶路况的变化过大(即，道路的曲率和方向盘的定向旋转不符)，或者存在不能合理实现的加速和减速方式的重大变化时，异常驾驶判定单元11判定车辆或驾驶者处于异常驾驶状态。

异常驾驶判定单元11判定车辆的驾驶状态的根据标准主要被分成三个模式，即，例如在高速公路上驾驶的高速驾驶模式，例如在两车道高速公路/大路上或在市区中驾驶的中速驾驶模式，以及例如在拥堵道路上驾驶的低速驾驶模式。

例如，当利用从导航系统获得的信息，确认当前行驶道路是两车道高速公路或街道时，异常驾驶判定单元11将中速驾驶模式设定为参考值，将根据由运算统计单元12计算的值(根据基于位置的信息，SAS检测值以及加速度传感器和角速度传感器的检测值计算的容许范围的运算结果)计算的数值，与由每个传感器检测的数据进行比较，并根据比较结果确定是否出现异常驾驶。

在低速驾驶模式下，可以使用来自加速度传感器的测量值，可以参照道路的曲率、车速、基于车辆路线信息的当前横向加速度、以及方向盘值，来确定是否出现危险状况。

即，根据该示例性实施例，可实现一种能够基于从导航系统接收的道路信息，和通过CAN检测的车辆状态信息，有效地确定车辆的异常驾驶状态的系统。

本发明并不局限于该示例性实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对上述示例性实施例进行修改。图3图解说明根据本发明另一个实施例的基于车辆位置信息的异常驾驶判定和警报系统的功能方框图。

由运算统计单元12计算的信息可用作给行驶在对应道路上的其它车辆的重要信息。特别地，根据分析从多个车辆收集的信息的结果，可以确认多个驾驶者通常表现出异常驾驶状态的地点，并被应用于通过道路中的该地点的每个车辆。从而，可以另外应用共享对应信息的工作，以预防在道路本身被确认曾对驾驶者造成危险的地点的事故。

在如图3中所示的第二示例性实施例中，还包括接入外部网络(因特网)的无线通信单元30。还包括从多个车辆收集信息并进行综合管理的操作服务器40。

即，异常驾驶判定单元51将由多个车辆确认的异常驾驶状态的地点的位置信息和时间信息传送给通过无线通信单元30，经因特网访问的操作服务器40。操作服务器40提取多个车辆通常表现出异常驾驶状态的位置，并将对应位置信息传送给连接到网络的车辆，作为基于位置的信息或交通信息。

每个车辆的异常驾驶判定单元51通过无线通信单元30接收从操作服务器40传送的信息，并在显示单元20上将接收到的信息通知给驾驶者。因此，如图4中所示，操作服务器40根据其它驾驶者先前的遭遇，将危险区或地带通知给驾驶者。

根据该示例性实施例，可以提供一种能够通过共享来自多个车辆的关于路况危险或者路况较差的特定位置的信息来降低事故的风险并辅助驾驶者的系统。

上面已经出于举例说明的目的，给出了本发明的具体示例性实施例的上述说明。具体例证实施例的上述说明不是详尽的，也不意图把本发明局限于公开的明确形式，显然鉴于上面的教导，许多修改和变化是可能的。选择和说明例证实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够实现和利用本发明的各个示例性实施例，以及示例性实施例的各种替换和修改。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (22)

1.一种判定车辆的异常驾驶状态的系统，所述系统包括：

感测单元，被配置成包括至少一个传感器，并通过所述至少一个传感器感测车辆的驾驶状况；

位置信息接收单元，被配置成接收所述车辆的基于位置的信息；

运算统计单元，被配置成基于由所述感测单元检测的信息，和从所述位置信息接收单元接收的所述基于位置的信息，计算将由所述感测单元输出的关于特定道路的容许范围；和

异常驾驶判定单元，被配置成将由所述感测单元感测的值与由所述运算统计单元计算的值进行比较，以判定所述车辆是否以异常状态被驾驶。

2.如权利要求1所述的系统，还包括数据存储单元，其被配置成累积地存储由所述运算统计单元计算的值，并将累积地存储的数据作为参考数据进行管理，

其中所述异常驾驶判定单元将由所述感测单元感测的值与存储在所述数据存储单元中的所述参考数据进行比较，以判定所述车辆是否以异常状态被驾驶。

3.如权利要求1所述的系统，其中当由所述感测单元感测的值中的至少一个偏离由所述运算统计单元计算的所述容许范围时，所述异常驾驶判定单元将当前驾驶状态判定为异常驾驶状态。

4.如权利要求2所述的系统，其中当由所述感测单元感测的值中的至少一个偏离存储在所述数据存储单元中的所述参考数据的范围时，所述异常驾驶判定单元将当前驾驶状态判定为异常驾驶状态。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述感测单元包括选自转向角传感器(SAS)、车速传感器、加速度传感器和角速度传感器中的至少一个。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述基于位置的信息包括选自全球定位系统(GPS)位置信息、地图信息、道路信息和交通信息中的至少一个。

7.如权利要求1所述的系统，还包括警报显示单元，其被配置成根据所述异常驾驶判定单元的控制而输出警报消息。

8.如权利要求7所述的系统，其中在所述车辆中还包括被配置成访问外部网络的无线通信单元；在所述车辆外还包括操作服务器，所述操作服务器连接于外部网络，并被配置成收集从所述车辆的所述无线通信单元传送的至少一条信息并进行综合管理，

所述异常驾驶判定单元通过所述无线通信单元把来自被确认的异常驾驶状态的位置的位置信息传送给所述操作服务器。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述运算统计单元和所述异常驾驶判定单元包含在由电子控制单元(ECU)构成的控制单元中。

10.如权利要求8所述的系统，其中所述操作服务器被配置成将收集的信息定期传送给至少一辆车，所述车辆内的异常驾驶判定单元被配置成基于通过所述无线通信单元从所述操作服务器接收的信息来确定危险区，并通过所述警报显示单元输出所述警报消息。

11.一种系统，包括：

第一单元，包括至少一个传感器，并被配置成通过所述至少一个传感器感测车辆的多种驾驶特性；

第二单元，被配置成接收所述车辆的基于位置的信息；

控制单元，被配置成基于由所述第一单元检测的信息，和由所述第二单元接收的所述基于位置的信息，计算将由所述第一单元输出的关于特定道路的容许范围，并将由所述第一单元感测的值与由所述控制单元计算的值进行比较，以判定所述车辆是否以异常状态被驾驶。

12.如权利要求11所述的系统，还包括第三单元，所述第三单元被配置成将由所述控制单元计算的值累积地存储一恒定时间，并将累积地存储的数据作为参考数据进行管理，

其中所述控制单元将由所述第一单元感测的值与存储在所述第三单元中的参考数据进行比较，以判定所述车辆是否以异常状态被驾驶。

13.如权利要求11所述的系统，其中当由所述第一单元感测的值中的至少一个偏离所述由所述控制单元计算的容许范围时，所述控制单元将当前驾驶状态判定为异常驾驶状态。

14.如权利要求12所述的系统，其中当由所述第一单元感测的值中的至少一个偏离存储在所述第三单元中的参考数据的范围时，所述控制单元将当前驾驶状态判定为异常驾驶状态。

15.如权利要求11所述的系统，其中所述第一单元包括选自转向角传感器(SAS)、车速传感器、加速度传感器和角速度传感器中的至少一个。

16.如权利要求11所述的系统，其中所述基于位置的信息选自全球定位系统(GPS)位置信息、地图信息、道路信息和交通信息中的至少一个。

17.如权利要求11所述的系统，还包括警报显示单元，所述警报显示单元被配置成根据所述控制单元的控制而输出警报消息。

18.如权利要求17所述的系统，其中在所述车辆中还包括被配置成访问外部网络的无线通信单元；在所述车辆外还包括操作服务器，所述操作服务器连接于外部网络，并被配置成收集从所述车辆的所述无线通信单元传送的至少一条信息并进行综合管理，

所述控制单元通过无线通信单元，将驾驶过程中被确认的异常驾驶状态的地点的位置信息传送给所述操作服务器。

19.如权利要求11所述的系统，其中所述控制单元是电子控制单元(ECU)。

20.如权利要求18所述的系统，其中所述操作服务器被配置成将收集的信息定期传送给至少一辆车，并且

所述车辆内的所述控制单元被配置成基于通过所述无线通信单元从所述服务器接收的信息来确定危险区，并通过所述警报显示单元输出所述警报消息。

21.一种包含由控制单元执行的程序指令的计算机可读介质，所述计算机可读介质包含：

基于由第一单元检测的信息和由第二单元接收的基于位置的信息来计算将由所述第一单元输出的关于特定道路的容许范围的程序指令，和

将由所述第一单元感测的值与由运算统计单元计算的值进行比较来判定车辆是否以异常状态被驾驶的程序指令。

22.一种方法，包括：

由控制单元基于由第一单元检测的信息和从第二单元接收的基于位置的信息，计算将由所述第一单元输出的关于特定道路的容许范围，和

将由所述第一单元感测的值与由所述控制单元计算的值进行比较，以判定所述车辆是否以异常状态被驾驶。

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