CN103303307A - 驾驶员辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的驾驶员辅助系统，该系统具有至少一个用于监测驾驶员脚部(7)的脚部传感器(9;11)，用于根据脚部传感器的检测结果决定安全措施(S6)的控制单元，以及用于检测(S1)靠近外部障碍物的环境传感器，并且该系统这样设置，仅当环境传感器的检测结果显示有与障碍物接触的危险时，才实施安全措施。

Description

驾驶员辅助系统
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的驾驶员辅助系统，该系统辅助驾驶员识别危险情况和采取安全措施以防止危险。
背景技术
这种驾驶员辅助系统应当理想化地仅当驾驶员没有觉察到危险或其没有以合适的方式对危险做出反应时才采取措施。为了适应这种要求，这种驾驶员辅助系统必须不仅能够提供所需的传感器，来识别客观出现的危险状况，而且其必须能够监测驾驶员，并且在危险情况中评估，驾驶员是否对危险做出合适的反应。因为这种合适的反应大多包括对汽车的制动，因此这种驾驶员辅助系统必须能够监测驾驶员的脚，并且评估是否制动踏板被操作或即将被操作。
由DE 10 2007 003740 A1已知一种具有制动调节系统的驾驶员辅助系统，其具有用于检测驾驶员脚部的第一传感器，该传感器检测油门踏板的向后运动或在油门踏板上的驾驶员脚部的向后运动，该系统并且在放脚空间的底板上具有第二压力感应的传感器，该传感器据说用于识别脚部从油门踏板到制动踏板的运动，并且当检测到脚部不但从油门踏板上收回还朝制动踏板运动时，认定是紧急制动情况。
因为这种传统的驾驶员辅助系统根本不具有使其能够识别脚部从油门踏板向制动踏板运动的原因的信息源，因此存在较大危险，即没有识别紧急制动情况或错误认定当前情况。只要驾驶员没有实际操作制动，则不存在这样可靠的根据，即，使得传统的驾驶员辅助系统能够区分驾驶员直接意愿的用于制动的脚部运动与驾驶员仅把脚部备放在制动踏板上以能够在需要时立即制动的脚步运动。当辅助系统在后一种情况中错误地认定紧急情况并在驾驶员实际触碰制动踏板之前实施制动，则该系统对于驾驶员来说是非常错误的，并导致其不会使用这种辅助系统，尽管该系统客观上提供了更高的安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种驾驶员辅助系统，其能够仅当实际需要时才采取可靠的安全措施。
本发明通过一种驾驶员辅助系统解决，该系统具有至少一个用于监测驾驶员脚部的脚部传感器，用于根据脚部传感器的检测结果决定可行的安全措施的控制单元，以及用于检测靠近外部障碍物的环境传感器，并且该系统这样设置，仅当环境传感器的检测结果显示有与障碍物接触的危险时，才实施安全措施。当客观上不存在与障碍物接触的危险时，也不要认定：通过脚部传感器检测到的驾驶员脚部运动代表驾驶员直接的制动意愿。而这更像是预先措施，其目的在于能够及时阻止可能出现的危险。在这种客观上仍未发生的危险的情况中，按照本发明的驾驶员辅助系统能够避免抢先采取安全措施。
控制单元具体地这样设置，根据环境传感器的检测结果定量地评估与障碍物接触的危险，例如，估算至与障碍物可能接触所剩的剩余时间，并且当脚部传感器的检测结果没有示出驾驶员的制动准备时，在规定的危险级别实施安全措施，或当脚部传感器的检测结果示出驾驶员的制动准备时，放弃安全措施。
在该规定的级别之上还可以相宜地这样定义更高的危险级别，使得当达到更高的级别时，无需考虑脚部传感器的检测结果而采取安全措施。
脚部传感器尤其包括指向制动踏板的踩踏面前的空间的摄像机，优选是红外摄像机和/或安装在制动踏板、尤其是其踩踏面上的无接触式传感器。
作为这种无接触传感器尤其可以考虑红外传感器、超声波传感器或电容传感器。
驾驶员辅助系统在超过极限值时采取安全措施，该极限值可以根据脚部传感器的检测结果而不同。通过这种方法尤其可以在关于安全措施的决定中考虑被检测到的脚部运动表示驾驶员的注意力和制动准备的不同明确程度。
安全措施可以包括操作汽车的制动或向驾驶员输出报警信号。按照本发明的驾驶员辅助系统也可以采取两种安全措施，必要时在决定是否采取措施时分别以不同的极限值为基础。
触发安全措施的阈值应该相宜地在脚部传感器检测到肢体时比没有检测到肢体时高。当检测到制动踏板前有肢体(尤其是脚)时就推断出驾驶员准备制动，并且由驾驶员辅助系统触发的安全措施可能更多地会惹恼驾驶员而非辅助他。
当脚部传感器在检测到外部障碍物之后才开始检测到肢体，这是关于驾驶员注意力的特别有说服力的证据。当是这种情况时，可以推断出：驾驶员也觉察到该障碍物并且已经将脚放置在制动器上，用于必要时能够快速制动。在这种情况中驾驶员辅助系统仍不该抢在驾驶员前面。
此外，脚部传感器这样设置，估算肢体运动的速度，其中，触发安全措施的阈值根据肢体的运动速度确定。因此，一方面非常低的速度代表脚部运动不是由于交通事件，因此在这种情况下用于安全措施的较高的触发阈值是合适的。反之，极大的速度可能是驾驶员受惊反应的证据，因此在此用于安全措施的较低的触发阈值也是合适的。
附图说明
本发明其他的特征和优点由以下对实施例的说明并参照附图得出。通过该说明和附图也能够得出实施例未被权利要求涉及的特征。这些特征也可能以不同于在此详细公开的组合方式出现。多个这些特征在相同的语句中或在其他形式的上下文关联中相互描述也并不能得出这样的结论：它们仅能够以这样详细公开的组合方式出现；相反，以此为基础，从多个这些特征中也可以删除或改变单独的特征，只要这不会影响本发明的功能性即可。在附图中：
图1示出按照本发明的汽车的放脚空间的示意图；和
图2示出按照本发明的驾驶员辅助系统的工作方法的流程图。
具体实施方式
按照本发明的驾驶员辅助系统包括控制单元(如微处理器)、环境传感器(如电子摄像机或雷达装置)，该环境传感器用于检测在行车道上汽车(该车携带有驾驶员辅助系统)之前的移动或未移动的障碍物，例如其他汽车、行人等，该系统还包括用于实施汽车制动的执行器和/或用于产生声音、光学或触觉警告信号的信号装置，该警告信号为汽车的驾驶员提示由辅助系统识识别出的危险。具有这些部件的驾驶员辅助系统是已知的，因此在此省略对其的详细描述。
驾驶员辅助系统的控制单元额外地与脚部传感器相连，该脚部传感器用于检测驾驶员脚部的运动或其用于操作油门踏板和制动踏板的相同的角的运动。
图1示出汽车座椅之前的放脚空间的示意图。通常方式中油门踏板1、制动踏板2和可选的离合器踏板3设置在仪表盘4下的夹角空间中。在该空间的侧面由车门5和传动通道6限定。
驾驶员的脚7的脚跟放在放脚空间的底板8上。油门踏板1和制动踏板2这样相互靠近地布置，使得脚7通过如图中双向箭头所示的转动从踏板1或2向另一个转移，而不用将脚跟从底板8上抬起。
上述脚部传感器可以是红外、超声波或电容传感器9，其安装在制动踏板2的踩踏面10中，并且能够检测驾驶员的脚7在其在图1中所示的位置从制动踏板2上无接触地离开至几厘米，但是当脚7位于临近的踏板1或3前时不响应。
作为备选或补充能够在仪表盘4中这样安装摄像机11(优选是红外摄像机)，使得其视野12(在图1中通过虚线限定的)包括直接位于制动板2的踩踏面10之前的空间。摄像机11在图1中由虚线表示，因为其在图示的立体视图中是不可见的；摄像机11唯一自由露出的部件是在仪表盘下侧安置的进光镜头。
在本发明的一些技术方案中，在油门踏板1上还安装与脚部传感器9相同类型的脚部传感器13，或者摄像机11这样安装，使得其视野包括制动踏板2以及油门踏板1之前的空间。
按照本发明的驾驶员辅助系统的控制单元的可行的工作方式将参照图2的流程图阐述。在第一方法步骤S1中，控制单元由环境传感器提供的数据开始，判断在汽车的路径上是否存在障碍物。如果没有识别到障碍物，则本发明局限于按规律的时间间隔重复搜索S1。当驶过弯道时前行的汽车或行人突然出现在环境传感器的检测区域中，或当低于与已经长时间位于环境传感器的检测区域中的障碍物的最小距离时，则在步骤S1中确定障碍物的存在。
根据由脚部传感器9或摄像机11提供的信息，控制单元在步骤S2中决定驾驶员的右脚7是否位于制动踏板2之上或之前，以致驾驶员当其愿意时能够简单地踩下右脚7来制动。在具有手动变速器和离合器的汽车中，驾驶员左脚在离合器踏板3上的动作能够作为附加的判断准则，因为快速刹车而不熄灭发动机的前提是也同时踩下离合器踏板3。为此，离合器踏板3也可以配备与传感器9相同类型的传感器，或者摄像机11的视野也将离合器踏板3之前的空间包纳在内，并且控制单元适用地编程，用于根据由摄像机11提供的图片决定，脚7是否在和在哪个踏板1、2、3前。
因此，至少当脚部出现在制动踏板2上以及必要时另一只脚出现在离合器踏板3上时，这表示驾驶员准备刹车，则控制单元在步骤S3中将反应阈值设定为中级水平Thr2，在步骤S4中估算与障碍物的距离和汽车相对障碍物的速度并且根据这些数据计算到与障碍物相撞所剩的剩余时间TTC。只要该剩余时间TTC大于在步骤S3中确定的阈值Thr2，则本方法返回S4，由此剩余时间TTC被继续更新。当配备驾驶员辅助系统的汽车和作为障碍物被检测到的前行汽车的路径分开时，或当汽车之间的距离增加时，则前行汽车不再被当作障碍物，则与该汽车相关的方法中断。相反地，若剩余时间TTC小于阈值Thr2，则在步骤S6中采取保护措施，该措施可以是操作汽车的制动器或产生警告信号，引导驾驶员操作制动器。
若在步骤S2中确定，脚7没有放于制动踏板2上，则在步骤S7中确定数值上比步骤S3中的更大的阈值Thr1，这等于提高了辅助系统的灵敏度。在步骤S8和S9中完全如步骤S4、S5所述那样完成对剩余时间的计算和其与阈值的对比。当剩余时间TTC小于阈值Thr1时，在此本方法也分支到步骤6。在这种情况下，较高的灵敏度考虑到这样的事实，即驾驶员为了制动需要时间把脚放置在制动踏板上，并且当尽管剩余时间TTC更少他仍没把脚放置在制动踏板上，这也强烈暗示出驾驶员注意力不足并且需要采取步骤S6的措施。
当在步骤S9中确定，剩余时间TTC还没超过阈值Thr1，则如在步骤S5中那样有规律地更新剩余时间TTC。在这种更新中，分别在步骤S10中检查，是否驾驶员可能在此期间已经把脚放置在制动踏板上了。如果没有，则该方法返回步骤S8。相反地如果驾驶员把他的脚放置在制动踏板上了，则这是一个明确的提示，其有注意跟踪交通事件，并且当制动需要时能够及时制动。在这种情况中，阈值Thr降低至值Thr3，其小于或等于Thr2，也就是说在，直到剩余时间TTC降低至值Thr3以下，才采取安全措施S6。
根据本方法的一种扩展设计，在步骤S10和S12之间还完成步骤S11，其中，控制单元例如根据由摄像机11检测到的运动，或根据在通过脚部传感器13检测脚7的结束和通过脚部传感器9检测脚7的开始之间的时段估算驾驶员的脚的速度，并且将该速度与两个极限值对比。在本方法的这种技术方案中，仅当被检测到的速度在两个极限值之间时，才设定阈值为Thr3。无论是极慢(可能是无意的运动)还是极快(可能是由于受惊的运动)的情况，均设置数值上较大的阈值Thr0(S13、S14)，剩余时间TTC很容易小于该阈值，因此在下一次重复步骤S9时立刻分支到安全措施步骤S6。
附图标记清单
1  油门踏板
2  制动踏板
3  离合器踏板
4  仪表盘
5  车门
6  传动通道
7  脚
8  底板
9  脚部传感器
10 踩踏面
11 摄像机
12 视野
13 脚部传感器

Claims (11)

1.一种驾驶员辅助系统，其具有至少一个用于监测驾驶员脚部(7)的脚部传感器(9;11)，用于根据脚部传感器的检测结果决定安全措施(S6)的控制单元，其特征在于，所述驾驶员辅助系统还包括用于检测(S1)靠近外部障碍物的环境传感器，并且该驾驶员辅助系统这样设置，仅当环境传感器的检测结果显示有与障碍物接触的危险时，才实施安全措施。
2.按照权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，控制单元这样设置，根据环境传感器的检测结果定量地评估(S4;S8)与障碍物接触的危险，并且当脚部传感器(9;11)的检测结果没有示出驾驶员的制动准备时，在规定的危险级别实施安全措施(S6)，或当脚部传感器(9;11)的检测结果示出驾驶员的制动准备时，放弃安全措施(S6)。
3.按照权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，脚部传感器(9;11)设置用于无接触地检测在汽车的制动踏板(2)的踩踏面(10)前的空间中的肢体(7)。
4.按照权利要求3所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，脚部传感器包括指向制动踏板(2)的踩踏面(10)前的空间的摄像机，尤其是红外摄像机和/或安装在制动踏板(2)、尤其是其踩踏面(10)上的无接触式传感器(9)。
5.按照权利要求4所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，无接触式传感器(9)是红外传感器、超声波传感器或电容传感器。
6.按照前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在超过极限值(Thr)时触发安全措施(S6)，该极限值(Thr)可以根据脚部传感器(9;11)的检测结果而不同。
7.按照前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，安全措施(S6)包括操作汽车的制动或向驾驶员输出报警信号。
8.按照前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，驾驶员辅助系统这样设置，当脚部传感器(9;11)检测到肢体(7)时，认定驾驶员的制动准备性比当脚部传感器(9;11)没有检测到肢体(7)时更高。
9.按照前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，驾驶员辅助系统这样设置，当脚部传感器(9;11)在检测到外部障碍物之后才开始检测到(10)肢体(7)时，认定驾驶员的制动准备性比当脚部传感器(9;11)在开始检测障碍物之前已经检测到肢体(7)时更高。
10.按照前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，脚部传感器(9;11)这样设置，估算肢体运动的速度(S11)并且在评估制动准备性时考虑该速度(S12-S14)。
11.按照前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，所述至少一个传感器(11)或另一传感器这样设置，检测离合器踏板(3)前面的肢体(7)，并且当同时检测到肢体(7)出现在制动踏板(2)处以及肢体(7)出现在离合器踏板(3)处时，认定制动准备性比当检测到仅有一个肢体(7)出现在制动踏板处时高。
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