CN103419716A - 车辆及其驾驶员昏沉状态警示系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种驾驶员昏沉状态警示系统，包括驾驶员昏沉状态检测装置，用于检测车辆驾驶员的昏沉状态，和警示装置，其被构造成在驾驶员昏沉状态检测装置检测到驾驶员处在昏沉状态时被启动，以产生可引起驾驶员注意和/或引起周围车辆中人员或行人注意的警示信号；其中，所述警示装置由车辆的特定功能部件构成，所述功能部件具有与车辆的特定操作相关的基本功能和兼用于昏沉状态警示的辅助功能，并且，当所述功能部件执行其基本功能时，所述用于昏沉状态警示的辅助功能被禁用。还公开了一种包括上述警示系统的车辆以及一种适于在上述警示系统中执行的驾驶员昏沉状态警示方法。

Description

车辆及其驾驶员昏沉状态警示系统和方法

技术领域

本发明涉及用于警示车辆驾驶员或者警示周围车辆中人员或行人以便注意到驾驶员处在昏沉状态的系统和方法。本发明还涉及包括这种系统的车辆。

背景技术

在驾驶车辆时，驾驶员有时可能会昏沉，即昏昏欲睡或打瞌睡，其原因包括疲劳、饮酒或服用了药物等。都知道昏沉状态会使驾驶员能力减弱，因为在昏沉状态，驾驶员的注意力会在无意识中消失。驾驶员在昏沉状态无法自控，因此驾驶员昏沉状态是个严重问题，并且每年导致多起交通事故和人身伤害。

近年来，已经研制出一些驾驶员昏沉状态警示系统，用于检测车辆驾驶员昏沉状态级别，并且警示或唤醒昏沉的驾驶员。一方面，已有各种驾驶员昏沉状态检测方法。例如，可以通过检测驾驶员眼睛的反射光线、驾驶员面部和眼睛的图像、驾驶员的头部动作等来判断昏沉状态。另一方面，也有不少用于警示昏沉的驾驶员或者警示周围车辆中人员或行人的装置被提出。例如，有一种警示装置包括音频或视频信号发生器，其在驾驶员的昏沉状态被检测到后产生声音或闪光。还有一种装置包括磁场发生器，其产生超低频交流磁场并将其施加于昏沉的驾驶员的头部。还有一种装置包括驾驶员座椅振动装置，用于振醒昏沉的驾驶员。

在已有的驾驶员昏沉状态警示系统中，需要采用额外的警示或唤醒装置来产生警示信号或动作，例如音频或视频信号发生器（诸如装于仪表板中的警示蜂鸣器、灯等）、磁场发生器或振动装置，如前所述。然而，对于车辆而言，尤其是经济型车辆（LPV），厂家通常并不希望添加额外的设备，因为这会增加成本。

发明内容

本发明的目的是降低车辆、尤其是经济型车辆的驾驶员昏沉状态警示系统的成本。

为此，本发明在其一个方面提供了一种驾驶员昏沉状态警示系统，包括：驾驶员昏沉状态检测装置，用于检测车辆驾驶员的昏沉状态，和警示装置，其被构造成在驾驶员昏沉状态检测装置检测到驾驶员处在昏沉状态时被启动，以产生可引起驾驶员注意和/或引起周围车辆中人员或行人注意的警示信号，其中，所述警示装置由车辆的特定功能部件构成，所述功能部件具有与车辆的特定操作相关的基本功能和兼用于昏沉状态警示的辅助功能，并且，当所述功能部件执行其基本功能时，所述用于昏沉状态警示的辅助功能被禁用。

根据本发明的一种优选实施方式，驾驶员昏沉状态警示系统还包括控制器，其连接于驾驶员昏沉状态检测装置和警示装置之间，所述控制器被构造成从驾驶员昏沉状态检测装置接收检测到的昏沉状态信息并且响应于该信息控制警示装置的操作。

根据本发明的一种优选实施方式，构成警示装置的所述功能部件包括车辆中的马达，所述马达的操作与车辆在正常状态下的驾驶不相关，并且，所述警示信号是通过所述马达在高于其常规转速的噪声产生转速下运转而产生的噪声。

根据本发明的一种优选实施方式，所述马达是车辆ABS和/或ESP系统中的泵马达，并且，所述控制器包括所述ABS和/或ESP系统的电子控制单元。

根据本发明的一种优选实施方式，所述噪声产生转速为2000rpm或以上，并且，所述泵马达运转100至1000ms、优选250至500ms的时段以产生所述噪声。

根据本发明的一种优选实施方式，作为附加或替代，构成警示装置的所述功能部件包括车辆喇叭，并且，所述控制器包括仪表板电子控制单元，其控制喇叭的启动以输出作为警示信号的声音。

根据本发明的一种优选实施方式，喇叭的所述声音具有逐渐变化的模式。

根据本发明的一种优选实施方式，作为附加或替代，构成警示装置的所述功能部件包括下述车辆部件中的一个或多个：车灯，仪表板灯，驾驶室内照明装置，门窗玻璃系统，空调系统，音频播放系统，雨刮器系统。

本发明在其另一方面提供了一种车辆，特别是经济型车辆，其包括前面描述的驾驶员昏沉状态警示系统。

本发明在其又一方面提供了一种驾驶员昏沉状态警示方法，其适于在前面描述的驾驶员昏沉状态警示系统中执行，包括下述步骤：利用驾驶员昏沉状态检测装置检测驾驶员的昏沉状态，以及，当驾驶员昏沉状态检测装置检测到驾驶员处在昏沉状态时启动警示装置以产生警示信号。

根据本发明，车辆中原有的用于执行特定车辆操作的功能部件被额外地用作警示装置，用于输出警示信号以提醒驾驶员或提醒周围车辆中人员或行人注意到驾驶员处在昏沉状态，从而提高驾驶安全性，因此，不需要在车辆中添加额外的专用警示设备，这有助于避免车辆成本增加。对于经济型车辆而言，这一点尤其有利。本发明为车辆制造商和用户提供了一种有用的选择。

附图说明

图1是一种根据本发明的驾驶员昏沉状态警示系统的示意性框图。

图2是一种根据本发明的驾驶员昏沉状态警示方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的一些优选实施方式。

如图1所示，根据本发明的一个实施方式的驾驶员昏沉状态警示系统主要包括驾驶员昏沉状态检测装置1，与驾驶员昏沉状态检测装置1连接的控制器2，和与控制器2连接的警示装置3。

驾驶员昏沉状态检测装置1主要包括驾驶员昏沉状态传感器11和与其通信的处理器12。驾驶员昏沉状态传感器11可以是本领域中已知的任何类型的，例如数码摄像机。驾驶员昏沉状态传感器11检测到驾驶员信息，例如眼睛反射光线，面部和/或眼睛图像，眼睛和/或头部动作，呼吸方式等等。

由驾驶员昏沉状态检测装置1检测到的信息被发送至处理器12，例如车辆中的电子控制单元（ECU），该处理器然后分析该信息以判断驾驶员的昏沉状态。例如，当前信息和驾驶员清醒状态下的信息之间的差异，或是与昏沉状态相关的参数，可被用于指示驾驶员的昏沉状态程度或低警觉度。当所述差异或参数高于或低于某个阈值时，处理器12确定驾驶员处于昏沉或警觉力丧失状态。

当处理器12判断出驾驶员处于昏沉状态时，驾驶员昏沉状态检测装置1将代表昏沉状态的信号发送至控制器2，控制器然后启动警示装置3。警示装置3然后输出警示信号，以提醒或唤醒驾驶员或警告周围车辆中人员或行人。

尽管警示装置3优选由控制器2启动，但也可以由驾驶员昏沉状态检测装置1直接启动警示装置3。在后一情况下，控制器2可以被省略或集成于驾驶员昏沉状态检测装置1中。

根据本发明的一个重要构思，警示装置3由车辆的原有功能部件构成，所述原有功能部件本身具有其在车辆中的基本功能，该基本功能是除了警示驾驶员或者警示周围车辆中人员或行人注意到驾驶员昏沉状态之外的其它功能。换言之，由车辆中用于执行车辆特定操作的原有功能部件（即使没有驾驶员昏沉状态警示系统，也存在该功能部件）兼任警示装置3。因此，该功能部件现在具有双重功能，即与特定车辆操作相关的基本功能和与昏沉状态警示相关的辅助功能。通过这种方式，不需要添加任何额外作为警示装置的辅助设备。

根据本发明的驾驶员昏沉状态警示系统的第一基本实施方式，构成警示装置3的功能部件为车辆ABS和/或ESP系统中的泵马达，而控制器2是ABS和/或ESP系统的ABS/ESP-ECU，如下面所描述。

一旦驾驶员昏沉状态检测装置1检测到驾驶员处于昏沉状态，其输出信号就会经车辆控制器局域网（CAN）传送至ABS/ESP-ECU。如果ABS/ESP-ECU接收到该信号，ABS和/或ESP系统中的软件将启动ABS和/或ESP泵马达以高转速即高于其常规转速的噪声产生转速（例如≥2000rpm）旋转短时段，例如100至1000ms，优选250至500ms。

该泵马达的噪声通常会被车辆中的驾驶员清晰地听到，尤其是在车体NVH（噪音、振动与舒适性）性能较差的经济型车辆中。因此，来自ABS和/或ESP泵马达的突然短时间噪声可以用作警示信号，以使驾驶员意识到其需要小心。对于一些低噪音或几乎无噪音的车辆，例如电动车辆，该泵马达的噪音甚至可能会被周围车辆中人员和行人听到，以使他们注意到这种状况。

只要驾驶员昏沉状态检测装置1检测到驾驶员仍未脱离昏沉状态，该泵马达就可以被反复启动。为了确保不会因为用于唤醒驾驶员的功能而导致ABS和/或ESP的使用寿命减少，建议在ABS和/或ESP系统的软件中采用寿命计数器，并且为用于这种唤醒功能的泵总启动时间设置一个上限，例如总共20分钟（允许1200或以上次数的驾驶员唤醒）。在驾驶员对车辆进行制动或是执行ABS和/或ESP操作时，以及在出现ABS和/或ESP系统故障时，禁止由驾驶员昏沉状态检测装置1触发泵运转。此外，由驾驶员昏沉状态检测装置1触发的泵运转过程中，每个车轮的液压制动系统的进液阀可被关闭，以避免车轮中制动液压力聚集。或者，每个车轮的液压制动系统的进液阀和排液阀可同时打开，以确保制动液顺畅流过而避免车轮中制动液压力聚集。

在上述实施方式中，通过ABS和/或ESP系统的泵马达的启动实现驾驶员唤醒功能经，制造商不必在车辆中装备任何额外的硬件（例如仪表板中附加的警示灯或蜂鸣器）。如果制造商希望引入驾驶员昏沉状态检测功能，他们仅需要安装适当的驾驶员昏沉状态检测功能所需的软件和硬件，而在提示驾驶员昏沉状态被检测到的人机界面（HMI）方面的费用可以受到限制。

对于ABS和/或ESP系统供应商而言，也不需要在ECU或液压单元（HU）硬件上增加费用。警示功能可以通过附加的触发信号来启动泵马达而实现。泵马达启动功能本身已经存在于具有常规功能（ABS和/或ESP系统的逻辑程序或TSI功能）的软件中。因此，必要的拓展工作被局限于执行和测试适当寿命管理以及驾驶员执行制动或ABS和/或ESP系统介入制动过程时禁用警示的逻辑程序。需要做的预处理仅仅是实现将驾驶员昏沉状态信号引入车辆控制器局域网，并使其可被提供给ABS和/或ESP-ECU以便用作触发信号来启动泵马达。

可以理解，作为替代方式，警示信号可以由在车辆正常驾驶状态下不被使用的其它马达或可动部件产生。当被用作警示装置3以产生音频警示信号时，马达或可动部件应当不与其基本或原始设计功能冲突，也不能与车辆其它部件的操作相冲突。

根据本发明的驾驶员昏沉状态警示系统的第二基本实施方式，构成警示装置3的所述功能部件为车辆喇叭，如下面所描述。

在一些市场，车辆驾驶规则尚不像发达地区那样完善，鸣喇叭可能还不被认为是个必须严格规范的问题。这就有可能实现某些驾驶员辅助功能，即利用喇叭作为输出媒介，以取代某些很复杂的系统，例如警报信号灯、主动转向干涉系统等。根据本发明的驾驶员昏沉状态警示系统，当驾驶员昏沉状态被检测到后，通过鸣喇叭，可以警告周围车辆或环境中的人员（甚至也包括驾驶员自身）。

具体地讲，一旦驾驶员昏沉状态检测装置1检测到驾驶员处在昏沉状态，其输出信号经车辆控制器局域网（CAN）被传送至仪表板。如果仪表板ECU接收到该信号，仪表板ECU中的软件接通一个开关，该开关启动喇叭以输出作为警示信号的声音。喇叭的声音可被周围车辆中人员和行人听到，从而警告他们注意情况。如果喇叭的声音被警察听到，他们可以追上车辆并且强制驾驶员停车。

另外，驾驶员自己也可能被喇叭声叫醒并且注意交通状况。只要驾驶员昏沉状态检测装置检测到驾驶员未脱离昏沉状态，喇叭可以被反复启动。如果在第一次喇叭启动后驾驶员昏沉状态检测装置1检测到驾驶员仍处于昏沉状态并且驾驶员的驾驶行为没有变化，喇叭可以被反复操作。喇叭的声音模式可以发生变化，例如第一次为短声音，第二次为长声音，第三次及以后为长短时间交替多遍。

如前所述，制造商不希望车辆成本增加，尤其是经济型车辆。利用鸣喇叭来提供环境警示功能，制造商不需要在车辆中添加任何额外的硬件（例如装于仪表板中的额外警示灯或蜂鸣器），除了启动喇叭可能需要的并行开关/继电器以外。即使是这样，由于这种额外的开关/继电器可被简单地安装在驾驶室中，因此也不需要采用高度复杂的车辆中装配技术。这样，这种开关/继电器可以采用成本很低的市场有售器件。如果制造商希望引入驾驶员昏沉状态检测功能，他们仅需要安装适当的驾驶员昏沉状态检测功能所需的软件和硬件，而在向周围环境发出警示以引起人们注意到车辆驾驶员可能处于昏沉状态的喇叭启动方面的费用可以受到限制。

此外，车辆的车灯也可以被用作警示装置3。当驾驶员昏沉状态被检测到时，车灯被启动而以相对高频闪光，以警告周围车辆中人员或行人。

作为本发明的驾驶员昏沉状态警示系统的一种改型，警示装置3由车辆的音频播放系统构成。当驾驶员昏沉状态检测装置1判断出驾驶员处于昏沉状态时，音频播放系统被交替打开和关闭，以产生高音量。作为附加或替代，车辆的仪表板灯和/或驾驶室照明装置可以被交替接通和断开。驾驶员可以被所述声音和/或驾驶室照明装置的闪光警示或唤醒。周围车辆中人员或行人也可能听到和/或看到所述声音和/或闪光。

作为本发明的驾驶员昏沉状态警示系统的另一种改型，警示装置3由车辆的空调系统构成。当驾驶员昏沉状态检测装置1判断出驾驶员处于昏沉状态时，空调系统被启动而以高出风量（例如以最高出风量）向昏沉的驾驶员吹送空气（例如冷空气，比如以最低温度）。这样，驾驶员容易被突如其来的空气、尤其是冷空气吹醒。

作为附加或替代，一或多个门窗玻璃、尤其是驾驶员侧门窗玻璃（附带其升降机构）可被用作警示装置3。在检测到驾驶员昏沉时，一或多个门窗玻璃被其升降机构降低到最低位置，从而外界空气可以进入驾驶室内，以有助于唤醒驾驶员。

作为附加或替代，车辆的雨刮器系统可以用作警示装置3，当昏沉状态被检测到时，雨刮器被启动而摆动，以引起驾驶员注意。

应指出，尽管前面描述了一些可被额外用作警示装置3的车辆功能部件，它们仅仅是以示例的方式给出的，而本发明并不局限于此。车辆的其它功能部件，即车辆的其它原本用于其它车辆功能而非用于昏沉状态警示功能的部件，也可被用作警示装置3，只要它们在兼用于昏沉状态警示功能时不与车辆正常状态下驾驶时它们的基本功能冲突即可。

还应指出，可被兼用作警示装置3的各种车辆功能部件可以单独使用，也可以组合使用。

下面参照图2描述本发明的前述驾驶员昏沉状态警示系统中可以执行的一种驾驶员昏沉状态警示方法。

当驾驶员开始驾驶车辆后，驾驶员昏沉状态警示系统即被自动启动或由驾驶员手动启动。驾驶员昏沉状态警示系统利用驾驶员昏沉状态检测装置1检测驾驶员的昏沉状态或警觉度。当驾驶员昏沉状态检测装置1判断出驾驶员处于昏沉状态或其警觉度低于某个阈值时，驾驶员昏沉状态检测装置1将代表驾驶员昏沉状态的信号发送至控制器2，该控制器然后启动警示装置3。或者，警示装置3可由驾驶员昏沉状态检测装置1直接启动。警示装置3然后输出警示信号以提醒或唤醒驾驶员或警告周围车辆中人员或行人。驾驶员昏沉状态检测装置1持续检视驾驶员的昏沉状态或警觉度。如果驾驶员仍处于昏沉状态或其警觉度未能升高到高于该阈值，警示装置3保持输出警示信号，可能以逐渐增加的信号强度和/或频率，直至驾驶员被唤醒。

根据本发明，在驾驶员昏沉状态警示系统和方法中，原本设置在车辆中用于执行车辆特定操作的功能部件被额外地用作警示装置，以输出警示信号来提醒驾驶员或者提醒周围车辆中人员或行人注意到驾驶员处在昏沉状态，从而提高驾驶安全性，因此车辆中不必添加附加的专用警示装置，这可以避免车辆的成本增加。对于经济型车辆而言，这一点尤其有利。

本发明的驾驶员昏沉状态警示系统可以在新车辆状配备，或是添加到已经投入使用的车辆中。在后一情况下，仅仅需要添加驾驶员昏沉状态检测装置1，并且修改用于控制兼用作警示装置3的功能部件的相应控制单元中的软件。

虽然这里参考一些具体的实施方式描述了本发明，但这些实施方式仅仅是以示例的方式给出的，而不对本发明的范围构成限制。权利要求及其等同替换旨在涵盖所有那些落在本发明精神和范围内的对这些实施方式做出的修改、替换和变化。

Claims (10)

1.一种驾驶员昏沉状态警示系统，包括：

驾驶员昏沉状态检测装置，用于检测车辆驾驶员的昏沉状态，以及

警示装置，其被构造成在驾驶员昏沉状态检测装置检测到驾驶员处在昏沉状态时被启动，以产生可引起驾驶员注意和/或引起周围车辆中人员或行人注意的警示信号，

其中，所述警示装置由车辆的特定功能部件构成，所述功能部件具有与车辆的特定操作相关的基本功能和兼用于昏沉状态警示的辅助功能，并且，当所述功能部件执行其基本功能时，所述用于昏沉状态警示的辅助功能被禁用。

2.如权利要求1所述的驾驶员昏沉状态警示系统，还包括控制器，其连接于驾驶员昏沉状态检测装置和警示装置之间，所述控制器被构造成从驾驶员昏沉状态检测装置接收检测到的昏沉状态信息并且响应于该信息控制警示装置的操作。

3.如权利要求2所述的驾驶员昏沉状态警示系统，其中，构成警示装置的所述功能部件包括车辆中的马达，所述马达的操作与车辆在正常状态下的驾驶不相关，并且，所述警示信号是通过所述马达在高于其常规转速的噪声产生转速下运转而产生的噪声。

4.如权利要求3所述的驾驶员昏沉状态警示系统，其中，所述马达是车辆ABS和/或ESP系统中的泵马达，并且，所述控制器包括所述ABS和/或ESP系统的电子控制单元。

5.如权利要求4所述的驾驶员昏沉状态警示系统，其中，所述噪声产生转速为2000rpm或以上，并且，所述泵马达运转100至1000ms、优选250至500ms的时段以产生所述噪声。

6.如权利要求2至5中任一项所述的驾驶员昏沉状态警示系统，其中，构成警示装置的所述功能部件包括车辆喇叭，并且，所述控制器包括仪表板电子控制单元，其控制喇叭的启动以输出作为警示信号的声音。

7.如权利要求6所述的驾驶员昏沉状态警示系统，其中，喇叭的所述声音具有逐渐变化的模式。

8.如权利要求1至7中任一项所述的驾驶员昏沉状态警示系统，其中，构成警示装置的所述功能部件包括下述车辆部件中的一个或多个：车灯，仪表板灯，驾驶室内照明装置，门窗玻璃系统，空调系统，音频播放系统，雨刮器系统。

9.一种车辆，特别是经济型车辆，包括如权利要求1至8中任一项所述的驾驶员昏沉状态警示系统。

10.一种驾驶员昏沉状态警示方法，其适于在如权利要求1至8中任一项所述的驾驶员昏沉状态警示系统中执行，包括下述步骤：

利用驾驶员昏沉状态检测装置检测驾驶员的昏沉状态，以及

当驾驶员昏沉状态检测装置检测到驾驶员处在昏沉状态时启动警示装置以产生警示信号。

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