CN104424751B - 驾驶状态检测系统、驾驶状态检测方法与电子装置 - Google Patents

驾驶状态检测系统、驾驶状态检测方法与电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驾驶状态检测系统,包括第一电子装置、第二电子装置、校正单元与警示单元。第一电子装置会检测载具的初始载具角度,第二电子装置会检测驾驶的初始头部角度并且校正单元根据初始载具角度以及初始头部角度计算校正角度。此外,第一电子装置会持续检测载具的目前载具角度,第二电子装置会持续检测驾驶的目前头部角度且校正单元还用以根据驾驶的目前头部角度与校正角度来计算驾驶的校正后头部角度。再者,警示单元会计算目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值并且在角度差值的绝对值超过门坎值时产生警示信息。

Description

驾驶状态检测系统、驾驶状态检测方法与电子装置
技术领域
本发明涉及一种驾驶状态检测系统、驾驶状态检测方法与电子装置。
背景技术
近年来,随着车辆技术的成熟,使得全世界的车辆趋向普及化,虽为人类带来生活上的便利,但同时也因缺乏完善的行车教育训练与驾驶习惯养成,使得因交通事故所造成的伤亡人数仍居高不下。因此先进国家及各大车厂均积极寻求如何将科技应用于车辆上,以提高车辆行驶的安全性,并降低交通事故发生率。交通事故的发生,往往人为因素占大部分,疲劳与分神则往往是意外发生的主因,上述分心驾驶行为,绝大多数均可由头部姿态进行判断。
近年来电子技术也不断进步,电子零件的体积也不断缩小,耗电量也逐渐降低。例如Google的Glasses与Apple的Smart Watch已引领下世代Wearable-tech潮流。另外,如亚马逊、Facebook、NIKE与微软等科技巨擘亦投入相关技术研发如智能服饰、电话手套、健身慢跑鞋、健康腕带与聪明袜等产品,因此,穿戴式科技的成长动力不容小觑。
发明内容
本发明提供一种驾驶状态检测系统、驾驶状态检测方法与电子装置,其电子装置可检测载具以及驾驶的状态,当驾驶出现分心或异常的现象时,检测系统可发出警示提醒,实现行车安全。
本发明提出一种驾驶状态检测系统,包括:第一电子装置,包括第一传感器以及与第一传感器耦接的第一通信单元,其中第一传感器用以检测载具在第一维度上的初始载具角度;第二电子装置,包括第二传感器以及与第二传感器耦接的第二通信单元,其中该第二传感器用以检测驾驶在第一维度上的初始头部角度;校正单元,配置在第一电子装置或第二电子装置中,并且用以根据在第一维度上的初始载具角度以及初始头部角度得到在第一维度上的校正角度;以及警示单元,配置在第一电子装置或第二电子装置中,其中第一传感器还用以持续检测载具在第一维度上的目前载具角度,并且第二传感器还用以持续检测驾驶在第一维度上的目前头部角度,其中校正单元还用以根据驾驶在第一维度上的目前头部角度与在第一维度上的校正角度计算驾驶在第一维度上的校正后头部角度,其中警示单元用以计算在第一维度上目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值并且判断在第一维度上的角度差值的绝对值是否超过第一门坎值,其中倘若在第一维度上的角度差值的绝对值超过第一门坎值时,警示单元产生一警示信息。
本发明另提出一种电子装置,包括:微控制器,传感器,耦接至微控制器且用以检测电子装置在第一维度上的初始角度以及目前角度;通信单元,耦接至微控制器并且用以接收另一电子装置在第一维度上的初始角度的信号以及另一电子装置在第一维度上的目前角度的信号;校正单元,耦接至微控制器,其中校正单元根据电子装置在第一维度上的初始角度以及另一电子装置在第一维度上的初始角度得到在第一维度上的校正角度,并且根据第一维度上的校正角度调整电子装置在第一维度上的目前角度与另一电子装置在第一维度上的目前角度的其中之一以产生第一维度的校正后角度;以及警示单元,耦接至微控制器,并且用以计算电子装置在第一维度上的目前角度与另一电子装置在第一维度上的目前角度的其中另一与第一维度的校正后角度之间的角度差值并且判断在第一维度上的角度差值的绝对值是否超过第一门坎值,其中倘若在第一维度上的角度差值的绝对值超过第一门坎值时,警示单元产生警示信息。
本发明另提出一种驾驶状态检测方法,包括:检测载具在第一维度上的初始载具角度;检测驾驶在第一维度上的初始头部角度;读取校正信号以判断是否进行校正流程,当读取到该校正信号,根据在第一维度上的初始载具角度以及初始头部角度得到在第一维度上的校正角度;持续检测载具在第一维度上的目前载具角度,并且持续检测驾驶在第一维度上的目前头部角度;根据驾驶在第一维度上的目前头部角度与在第一维度上的校正角度计算驾驶在第一维度上的校正后头部角度;计算在第一维度上的目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值;判断在第一维度上的角度差值的绝对值是否超过第一门坎值;以及倘若在第一维度上的角度差值的绝对值超过第一门坎值时,产生警示信息。
本发明另提出一种驾驶状态检测系统,包括:第一电子装置,包括第一传感器以及与第一传感器耦接的第一通信单元,其中第一传感器用以检测载具在第一维度上的初始载具角速度;第二电子装置,包括第二传感器以及与第二传感器耦接的第二通信单元,其中该第二传感器用以检测驾驶在第一维度上的初始头部角速度;校正单元,配置在第一电子装置或第二电子装置中,并且用以根据在第一维度上的初始载具角速度以及初始头部角速度得到在第一维度上的校正角速度;以及警示单元,配置在第一电子装置或第二电子装置中,其中第一传感器还用以持续检测载具在第一维度上的目前载具角速度,并且第二传感器还用以持续检测驾驶在第一维度上的目前头部角速度,其中校正单元还用以根据驾驶在第一维度上的目前头部角速度与在第一维度上的校正角速度计算驾驶在第一维度上的校正后头部角速度,其中警示单元用以计算在第一维度上目前载具角速度与校正后头部角速度之间的角速度差值并且判断在第一维度上的角速度差值的绝对值是否超过第一门坎值,其中倘若在第一维度上的角速度差值的绝对值超过第一门坎值时,警示单元产生警示信息。
本发明另提出一种电子装置,包括:微控制器,传感器,耦接至微控制器且用以检测电子装置在第一维度上的初始角速度以及目前角速度;通信单元,耦接至微控制器并且用以接收另一电子装置在第一维度上的初始角速度的信号以及另一电子装置在第一维度上的目前角速度的信号;校正单元,耦接至微控制器,其中校正单元根据电子装置在第一维度上的初始角速度以及另一电子装置在第一维度上的初始角速度得到在第一维度上的校正角速度,并且根据第一维度上的校正角速度调整电子装置在第一维度上的目前角速度与另一电子装置在第一维度上的目前角速度的其中之一以产生第一维度的校正后角速度;以及警示单元,耦接至微控制器,并且用以计算电子装置在第一维度上的目前角速度与另一电子装置在第一维度上的目前角速度的其中另一与第一维度的校正后角速度之间的角速度差值并且判断在第一维度上的角速度差值的绝对值是否超过第一门坎值,其中倘若在第一维度上的角速度差值的绝对值超过第一门坎值时,警示单元产生一警示信息。
本发明另提出一种驾驶状态检测方法,包括:检测载具在第一维度上的初始载具角速度;检测驾驶在第一维度上的初始头部角速度;读取校正信号以判断是否进行校正流程,当读取到该校正信号,根据在第一维度上的初始载具角速度以及初始头部角速度得到在第一维度上的校正角速度;持续检测载具在第一维度上的目前载具角速度,并且持续检测驾驶在第一维度上的目前头部角速度;根据驾驶在第一维度上的目前头部角速度与在第一维度上的校正角速度计算驾驶在第一维度上的校正后头部角速度;计算在第一维度上的目前载具角速度与校正后头部角速度之间的角速度差值;判断在第一维度上的角速度差值的绝对值是否超过第一门坎值;以及倘若在第一维度上的角速度差值的绝对值超过第一门坎值时,产生警示信息。
附图说明
图1为根据本发明的一范例实施例所绘示的驾驶状态检测系统方块图。
图2为根据本发明的一范例实施例所绘示的驾驶状态检测方法的流程图。
图3A~图3B为根据本发明的一范例实施例所绘示的校正流程示意图。
图3C为根据本发明的一范例实施例所绘示的计算校正后驾驶角度与载具角度的角度差值的示意图。
图4A~图4C为根据本发明的一范例实施例所绘示的驾驶分心判断机制的示意图。
图5A~图5C为根据本发明的另一范例实施例所绘示的驾驶分心判断机制的示意图。
110:第一电子装置
120A:传感器
121:速度传感器
123:角度传感器
130A:通信单元
140:校正单元
150:警示单元
170:微控制器
210:第二电子装置
120B:传感器
130B:通信单元
180:微控制器
S201、S203、S205、S207、S209、S211、S213:检测驾驶状态的步骤
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
图1为根据本发明的一范例实施例所显示的驾驶状态检测系统方块图。必须了解的是,图1的范例仅是为了方便说明,并不用以限制本发明。
请参照图1,驾驶状态检测系统100包括第一电子装置110、第二电子装置210、校正单元140与警示单元150。
第一电子装置110是用于载具端,且包括微控制器170、传感器120A和通信单元130A。微控制器170用以控制第一电子装置110的整体运作。传感器120A和通信单元130A耦接至该微控制器170,其中传感器120A用以检测载具在第一维度上的初始载具角度,且通信单元130A用以与另一电子装置建立通信。
第二电子装置120,用于用户端(例如,驾驶端),且包含微控制器180、传感器120B和通信单元130B。微控制器180用以控制第二电子装置210的整体运作。传感器120B和通信单元130B耦接至该微控制器180,其中传感器120B用以检测驾驶在第一维度上的初始头部角度,且通信单元130B用以与另一电子装置建立通信。
在本范例实施例中,第一电子装置110的传感器120A与第二电子装置210的传感器120B可以是电子罗盘(Compass)或是磁力计(Magnetometer)用以量测绝对角度。例如,当第一电子装置110安置在载具(例如,车辆)上时,即可感测车辆车体的绝对角度;而当第二电子装置210安置在驾驶头部上的穿戴物(例如,眼镜、帽子)上时,即可感测驾驶头部的绝对角度。
在本范例实施例中,第一电子装置110的通信单元130A与第二电子装置210的通信单元130B可以是无线通信单元或有线通信单元。
校正单元140是配置在第一电子装置110中,并且用以根据在第一维度上的初始载具角度与初始头部角度得到在第一维度上的校正角度。具体来说,第二电子装置210会将目前第一维度上的初始头部角度通过通信单元130B传送到第一电子装置110,而第一电子装置110的通信单元130A接收第一维度上的初始头部角度后,传感器120A会感测第一维度上的初始载具角度,校正单元140根据第一维度上的初始载具角度以及初始头部角度得到第一维度上的校正角度。必须了解的是,尽管在本范例实施例中,校正单元140是配置在第一电子装置110中,但本发明不限于此。例如,在另一范例实施例中,校正单元140亦可配置在第二电子装置210中。
警示单元150是配置在第一电子装置110中,并且用以根据传感器120A所检测的角度以及传感器120B所检测的角度之间的差值来判断是否发出警示信息。
具体来说,传感器120A会持续检测载具在第一维度上的目前载具角度,并且传感器120B会持续检测驾驶在第一维度上的目前头部角度,其中第二电子装置210的通信单元130B会持续将传感器120B所检测的在第一维度上的目前头部角度传送给第一电子装置110的通信单元130A。此外,校正单元140会根据驾驶在第一维度上的目前头部角度与在第一维度上的校正角度计算驾驶在第一维度上的校正后头部角度。例如,第一维度上的目前头部角度减掉第一维度上的校正角度得到第一维度上的校正后头部角度。特别是,警示单元150会计算在第一维度上目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值并且判断在第一维度上的角度差值的绝对值是否超过第一门坎值。倘若在第一维度上的角度差值的绝对值超过第一门坎值时,警示单元会产生一警示信息。
例如,在本范例实施例中,警示单元150是以播放声音来发出警示。然而,必须了解的是,本发明不限于此,在另一范例实施例中,警示单元150亦可以播放影像,或产生震动或者以声音、影像与震动中的至少其中两个的组合来发出警示。
例如,在另一范例实施例中,警示单元150还用以计算一预定时间,并且警示单元150是在第一维度上的角度差值的绝对值持续预定时间内超过第一门坎值时才产生警示信息,由此避免误判。
必须了解的是,尽管在本范例实施例中,警示单元150是配置在第一电子装置110中,但本发明不限于此。例如,在另一范例实施例中,警示单元150亦可配置在第二电子装置210中。另外,在一范例实施例中,警示单元150亦可以是独立的装置,并通过通信接口来接收由第一电子装置110或第二电子装置210所送出的绝对角度信息。
在一范例实施例中,传感器120A还用以检测载具的目前载具速度,并且判断目前载具速度是否超过载具速度门坎值,其中警示单元150是在第一维度上的角度差值的绝对值超过该第一门坎值且目前载具速度超过载具速度门坎值时才产生该警示信息。
例如,第一电子装置110的传感器120A包括速度传感器121与角度传感器123,其中速度传感器121用以感测目前载具速度且角度传感器123用以感测载具在第一维度上的初始载具角度以及目前载具角度。
如上所述,在另一范例实施例中,校正单元140亦可整合于第二电子装置210中。若校正单元140整合于第二电子装置210时,第一电子装置110的通信单元130A会传送第一维度上的初始载具角度以及目前载具角度至第二电子装置210,且校正单元140会根据第一维度上的初始载具角度与第二电子装置210的传感器120B所检测的初始头部角度来计算校正角度。之后,校正单元140会根据所接收的目前头部角度与第一维度上的校正角度得到第一维度上的校正后头部角度。当校正单元140整合于第二电子装置210中时,则第一电子装置110可不须配置校正单元140。
在另一范例实施中,第一电子装置110的通信单元130A或第二电子装置210的通信单元130B还可以与远程服务器(未显示)连线,将载具速度、载具角度、驾驶角度或校正角度等传送至远程服务器,例如物流配送业者、客运业者或是保险业者的服务器以形成实时监控载具与驾驶。且第一电子装置110或第二电子装置210亦可以接收远程服务器传送的信息,例如门坎值等设定信息。特别是,在此范例中,警示单元150还可通过通信单元130A、130B将警示信息传送至远程服务器。
尽管在上述范例实施例中,是在一个维度上来检测载具与驾驶头部的角度,由此判断是否发出警示信息。然而,本发明不限于此,本发明的方法还可根据多个维度的载具与驾驶头部的角度来识别是否发出警示信息。
例如,传感器120A还用以检测该载具在第二维度上的初始载具角度,并且传感器120B还用以检测驾驶在第二维度上的初始头部角度,其中校正单元140还用以根据在第二维度上的初始载具角度以及初始头部角度得到在第二维度上的校正角度,其中传感器120A还用以检测载具在第二维度上的目前载具角度,并且传感器120B还用以检测驾驶在第二维度上的目前头部角度,其中校正单元140还用以根据驾驶在第二维度上的目前头部角度与在第二维度上的校正角度计算驾驶在第二维度上的校正后头部角度,其中警示单元150还用以计算在第二维度上目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值并且判断在第二维度上的角度差值的绝对值是否超过第二门坎值,其中倘若在第二维度上该角度差值的绝对值超过第二门坎值时,该警示单元150产生警示信息。
再例如,传感器120A还用以检测该载具在第三维度上的初始载具角度,并且传感器120B还用以检测驾驶在第三维度上的初始头部角度,其中校正单元140还用以根据在第三维度上的初始载具角度以及初始头部角度得到在第三维度上的校正角度,其中传感器120A还用以检测载具在第三维度上的目前载具角度,并且传感器120B还用以检测驾驶在第三维度上的目前头部角度,其中校正单元140还用以根据驾驶在第三维度上的目前头部角度与在第三维度上的校正角度计算驾驶在第三维度上的校正后头部角度,其中警示单元150还用以计算在第三维度上目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值并且判断在第三维度上的角度差值的绝对值是否超过第三门坎值,其中倘若在第三维度上角度差值的绝对值超过第三门坎值时,警示单元150产生警示信息。
例如,在一范例实施例中,第一电子装置110的传感器120A与第二电子装置210的传感器120B可为三轴电子罗盘,其测量载具与驾驶的绝对角度,例如航向/偏航(Yaw)角度、俯仰(Pitch)角度、以及侧倾/滚转(Roll)角度。上述第一维度、第二维度以及第三维度可以分别是航向/偏航(Yaw)角度、俯仰(Pitch)角度、以及侧倾/滚转(Roll)角度的其中一种。因此,目前载具角度与校正后头部角度之间的角度差值的绝对值可以是航向/偏航(Yaw)的角度差值的绝对值、俯仰(Pitch)的角度差值的绝对值、以及侧倾/滚转(Roll)的角度差值的绝对值中的三个维度的至少其中之一。
在另一范例实施例中,当得到了绝对的角度后,通过角度与时间的关系,即角度对时间的变化率推得角速度ω,角速度包含航向/偏航角速度、俯仰角速度、以及侧倾/滚转角速度。同理校正角度可推得校正角速度,校正角速度包含校正航向/偏航角速度、校正俯仰角速度、以及校正侧倾/滚转角速度。且角度差值的绝对值亦可推得角速度差值的绝对值,该角速度差值的绝对值可以是航向/偏航角速度差值的绝对值、俯仰角速度差值的绝对值、以及侧倾/滚转角速度差值的绝对值的其中之一或其组合。
在本范例实施例中,驾驶状态检测系统100的第一电子装置110,其可以是与载具结合的装置或是携带型的终端装置,其中,携带型的终端装置系可与载具是结合/分离状态,例如智能型手机、平板计算机、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)导航装置、行车纪录器、或是随車诊断系统(on board diagnostics,OBD)等。
驾驶状态检测系统100的第二电子装置210,是用以感测驾驶的姿势与状态,在一范例实施例中,第二电子装置210特别是感测驾驶的头部姿态来判断是否分心驾驶。第二电子装置210可以是穿戴式电子产品,例如眼镜、帽子、手表、头带或腕带等,或是可黏贴/附着或佩戴于驾驶衣物帽子的电子设备。
值得一提的是,尽管在本范例实施例中,校正单元140与警示单元150是以一个电路来实作,但本发明不限于此。例如,在另一范例实施例,校正单元140与警示单元150亦可以软件或韧体码来实作,并储存于第一电子装置110或第二电子装置210的一储存电路中。当第一电子装置110或第二电子装置210启动时,实作校正单元140与警示单元150的软件或韧体码会被微控制器来运转,以执行本发明所述的驾驶状态检测机制。
图2为根据本发明的一范例实施例所显示的驾驶状态检测方法的流程图。
请同时参考图1以及图2,首先第一电子装置110检测载具在第一维度上的初始载具角度,且第二电子装置210检测驾驶在第一维度上的初始头部角度(步骤S201)。
接着,校正单元140会读取一校正信号以判断是否进行一校正流程(步骤S203)。在本范例实施例中,此校正信号可在第一电子装置110或第二电子装置210启动使用时,自动发出校正信号并进行后续的校正流程;或是于第一电子装置110或第二电子装置210中内建一校正开关(未绘出),由使用者手动启动校正开关进行后续的校正流程,例如驾驶身上的第二电子装置210有被移动或是歪斜时,使用者即可手动启动校正开关再次进行校正流程。
当读取到校正信号,则校正流程会被执行(步骤S205)。具体来说,校正流程系根据在第一维度上的初始载具角度以及初始头部角度得到在第一维度上的校正角度。反之,若未读取到校正信号表示之前已进行过校正流程。接着,第一电子装置110会持续检测载具在第一维度上的目前载具角度,并且第二电子装置210持续检测驾驶在第一维度上的目前头部角度(步骤S207)。之后,校正单元140会根据驾驶在第一维度上的目前头部角度与在第一维度上的校正角度计算驾驶在第一维度上的校正后头部角度(步骤S209),并且警示单元150会计算在第一维度上的目前载具角度与校正后头部角度之间的一角度差值且判断在第一维度上的角度差值的绝对值是否超过一第一门坎值(S211)。倘若在第一维度上的角度差值的绝对值超过第一门坎值时,则在步骤S213中,警示单元150会产生警示信息。
在一范例实施例中,驾驶状态检测方法上述流程可还包括检测载具的目前载具速度,并且判断目前载具速度是否超过一载具速度门坎值。若未超过载具速度门坎值(例如,5Km/h),则持续读取载具速度,即载具速度过慢或静止时,则不进行后续流程。若载具速度超过载具速度门坎值时,驾驶分心判断机制步骤才会被执行。即,产生警示信息的步骤是在第一维度上的角度差值的绝对值超过第一门坎值且目前载具速度超过载具速度门坎值时才被执行。
上述的范例实施例步骤中,第一维度上的初始载具角度、初始头部角度、校正角度、目前载具角度、目前头部角度、校正后头部角度以及角度差值;在其他的范例实施例中,亦可以是第二维度或第三维度上的初始载具角度、初始头部角度、校正角度、目前载具角度、目前头部角度、校正后头部角度以及角度差值。而倘若在第二维度上角度差值的绝对值超过第二门坎值时,产生警示信息或是倘若在第三维度上角度差值的绝对值超过第三门坎值时,产生警示信息。其中第一维度、第二维度以及第三维度可以分别是航向/偏航(Yaw)角度、俯仰(Pitch)角度、以及侧倾/滚转(Roll)角度中的三个维度的至少其中之一。
其中,上述步骤S203(即,判断是否进行一校正流程)、步骤S205(即,校正流程)、步骤S209与S211(驾驶分心判断机制)以及步骤S213(即,发出一警示信号至警示单元)等步骤系可在第一电子装置110或第二电子装置210上执行。
在步骤S209中除了判断角度差值的绝对值是否超过第一门坎值,还可以亦可以加入计算一预定时间来判断驾驶是否分心,其中产生警示信息的步骤是在第一维度上的角度差值的绝对值持续预定时间内超过该第一门坎值时才被执行。例如,当角度差值的绝对值>0(例如,5°),且持续一预定时间(例如3秒钟),发出一警示信息至警示单元150。
在另一范例实施例中,角度对时间的变化率可以推得角速度ω,因此图2的方法流程图中,步骤S201至步骤S211的角度亦可以置换成角速度ω,即载具角度可推得载具角速度,驾驶角度可推得驾驶角速度,角度差值的绝对值可以以角速度差值的绝对值来取代。因此在步骤S211中,判断角速度差值的绝对值是否超过门坎值,门坎值亦可以加入驾驶摆动频率参数来加强判断驾驶是否分心。例如,当角速度差值的绝对值>Aω,且达到一摆动频率参数f,例如驾驶头部上下规律摆动(可能是打瞌睡),头部姿态维持时间过久(看窗景或与邻座交谈),驾驶低头捡拾物品或是低头操作手机等皆为驾驶分心的情况,则警示单元150会发出警示信息。
接着,进一步说明在本范例实施例中的校正流程、校正后头部角度以及目前载具角度与该校正后头部角度之间的角度差值。
图3A~3B为根据本发明的一范例实施例所显示的校正流程示意图。
在本范例实施例中,第二电子装置210系整合于驾驶所戴的帽子上。请参照图3A,首先载具的第一电子装置110的初始载具角度会被检测。此外,驾驶面向载具正前面,其头戴帽子中的第二电子装置210的初始头部角度会被检测,如此即可通过初始载具角度与初始头部角度的差值的绝对值计算出校正角度(即,)。若校正角度为0,则表示第一电子装置110与第二电子装置210角度无误差或是已经进行过校正流程。初始载具角度在本范例实施例中分别为载具绝对航向角(Absolute Yaw Angle)、载具绝对俯仰角(Absolute Pitch Angle)以及载具绝对侧倾角(Absolute Roll Angle)的三个维度的至少其中之一或其组合。初始头部角度在本范例实施例中分别为驾驶绝对航向角(Absolute Yaw Angle)、驾驶绝对俯仰角(Absolute Pitch Angle)以及驾驶绝对侧倾角(Absolute Roll Angle)的三个维度的至少其中之一或其组合。例如,在本范例实施例中,初始载具角度为180°,初始头部角度为225°,且校正角度ΔθYaw,Roll,Pitch为45°(即,|225°-180°|)。
请参照图3B,校正后头部角度等于初始头部角度减掉校正角度ΔθYaw,Roll,Pitch的绝对值,即初始头部角度校正后得到的校正后头部角度为。因此,校正后头部角度等于180°(即,|225°-45°|),其与初始载具角度(即,180°)相同,即完成校正流程。
图3C为根据本发明的一范例实施例所显示计算校正后头部角度与目前载具角度的角度差值示意图。
请同时参考图3A、图3B以及图3C,由上述图3A已得到校正角度ΔθYaw,Roll,Pitch,持续检测载具在目前载具角度并且持续检测驾驶的目前头部角度且图3B亦得知如何得到校正后头部角度图3C则接着说明如何得到目前载具角度与校正后头部角度的角度差值。
请参考图3C,计算校正后头部角度与目前载具角度的角度差值的绝对值算式为。在此范例实施例中,目前载具角度为190°、目前头部角度为220°、校正角度ΔθYaw,Roll,Pitch为45°,因此校正后头部角度,如此可计算角度差值的绝对值|=15°,由此判断驾驶的头部角度未与载具角度平行,表示驾驶并未正视前方。特别是,若角度差值的绝对值的门坎值设为5°时,则在此范例实施例中,因角度差值的绝对值大于5°,因此警示单元会产生警示信号。
图4A~4C进一步说明根据本发明的一范例实施例所显示的驾驶分心判断机制的示意图。
在此范例实施例中是以驾驶的头部角度姿态以及时间的关系来判断驾驶是否分心,例如驾驶看窗景姿态维持时间过久,或低头捡拾物品等情况。
图4A表示驾驶头部的侧倾/滚转角度的角度差值的绝对值大于门坎值θR且持续一段时间Ts;图4B表示驾驶头部的偏向/偏航角度的角度差值的绝对值大于门坎值θY且持续一段时间Ts;图4C表示驾驶头部的俯仰角度的角度差值的绝对值大于门坎值θP且持续一段时间Ts。只要驾驶的头部角度与时间关系符合如图4A~4C中至少其中一种情况,则判定驾驶分心,并发出警示信号至警示装置提醒驾驶专心。
图5A~5C进一步说明根据本发明的另一范例实施例所显示的驾驶分心判断机制的示意图。
在此范例实施例中是以驾驶头部角速度与频率的关系作为判断驾驶是否分心的依据,例如驾驶打瞌睡头部上下摆动或是频频转头与乘客交谈等情况。图5A表示驾驶头部的侧倾/滚转角速度的角速度差值的绝对值大于门坎值ωR且超过某一频率f;图5B表示驾驶头部的偏向/偏航角速度的角速度差值的绝对值大于门坎值ωY且超过某一频率f;图5C表示驾驶头部的俯仰角速度的角速度差值的绝对值大于门坎值ωP且超过某一频率f。只要驾驶的头部角速度与频率关系符合如图5A~5C中其中一种情况或其组合,则判定驾驶分心,并发出警示信息以提醒驾驶专心。
在一范例实施例中,第一电子装置110的信息与数据是通过通信单元130A所传送与接收,第二电子装置210的信息与数据亦是通过通信单元130B所传送与接收,其中,通信单元130A、130B具有自动连线功能,用户便能轻易的操作与使用。在此,通信单元130A、130B可支持全球行动通信系统(Global System for Mobile communications,GSM)、第三代行动通信网络(The Third Generation Mobile Communication,3G MobileCommunication)、第四代行动通信网络(4G Mobile Communication)、长期演进技术网络(Long Term Evolution Network,LTE Network)、个人手持式电话系统(Personal Handy-phone System,PHS)、分码复存(Code Division Multiple Access,CDMA)、无线保真(Wirele ss Fidelity,Wi-Fi)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability forMicrowave Access,WiMAX)、蓝牙(Bluetooth)等无线信号传输(Wireless SignalTransmission)技术。通信单元130A、130B也可以支持有线信号传输(Wired SignalTransmission)技术,例如通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)、火线串行接口(Firewire)或雷霆串行接口(Thunderbolt)。在本范例实施例中,用户装置110的通信模块130A用以连接第二电子装置210以及远程服务器160。
综上所述,本发明所提出的电子装置、驾驶状态检测系统与方法,通过载具端与驾驶端两方具有传感器可分别得到载具与驾驶的绝对角度后,进行驾驶端的角度校正流程,接着进行驾驶分心判断机制,于驾驶头部姿态维持时间过久或是产生过高的频率时,自动警示驾驶者可避免或降低行车风险。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种驾驶状态检测系统,包括:
一第一电子装置,包括一第一传感器以及与第一传感器耦接的一第一通信单元,其中该第一传感器用以检测一载具在一第一维度上的一初始载具角度;
一第二电子装置,包括一第二传感器以及与第二传感器耦接的一第二通信单元,其中该第二传感器用以检测一驾驶在该第一维度上的一初始头部角度;
一校正单元,配置在该第一电子装置或该第二电子装置中,并且用以根据在该第一维度上的该初始载具角度以及该初始头部角度得到在该第一维度上的一校正角度;以及
一警示单元,配置在该第一电子装置或该第二电子装置中,
其中该第一传感器还用以持续检测该载具在该第一维度上的一目前载具角度,并且该第二传感器还用以持续检测该驾驶在该第一维度上的一目前头部角度,
其中该校正单元还用以根据该驾驶在该第一维度上的该目前头部角度与在该第一维度上的该校正角度计算该驾驶在该第一维度上的一校正后头部角度,
其中该警示单元用以计算在该第一维度上该目前载具角度与该校正后头部角度之间的一角度差值并且判断在该第一维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第一门坎值,
其中倘若在该第一维度上的该角度差值的绝对值超过该第一门坎值时,该警示单元产生一警示信息。
2.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,该警示信息包括一声音、一影像及/或一震动。
3.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,该第一传感器还用以检测该载具的一目前载具速度,并且判断该目前载具速度是否超过一载具速度门坎值,
其中该警示单元是在该第一维度上的该角度差值的绝对值超过该第一门坎值且该目前载具速度超过该载具速度门坎值时才产生该警示信息。
4.如权利要求3所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,该第一传感器还包括:
一速度传感器,用以检测该载具的该目前载具速度;以及
一角度传感器,用以检测该载具在该第一维度的该初始载具角度与该目前载具角度。
5.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,
其特征在于,该第一传感器还用以检测该载具在一第二维度上的一初始载具角度,并且该第二传感器还用以检测该驾驶在该第二维度上的一初始头部角度,
其中该校正单元还用以根据在该第二维度上的该初始载具角度以及该初始头部角度得到在该第二维度上的一校正角度,
其中该第一传感器还用以检测该载具在该第二维度上的一目前载具角度,并且该第二传感器还用以检测该驾驶在该第二维度上的一目前头部角度,
其中该校正单元还用以根据该驾驶在该第二维度上的该目前头部角度与在该第二维度上的该校正角度计算该驾驶在该第二维度上的一校正后头部角度,
其中该警示单元还用以计算在该第二维度上该目前载具角度与该校正后头部角度之间的一角度差值并且判断在该第二维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第二门坎值,
其中倘若在该第二维度上该角度差值的绝对值超过该第二门坎值时,该警示单元产生该警示信息。
6.如权利要求5所述的驾驶状态检测系统,
其特征在于,该第一传感器还用以检测该载具在一第三维度上的一初始载具角度,并且该第二传感器还用以检测该驾驶在该第三维度上的一初始头部角度,
其中该校正单元还用以根据在该第三维度上的该初始载具角度以及该初始头部角度得到在该第三维度上的一校正角度,
其中该第一传感器还用以检测该载具在该第三维度上的一目前载具角度,并且该第二传感器还用以检测该驾驶在该第三维度上的一目前头部角度,
其中该校正单元还用以根据该驾驶在该第三维度上的该目前头部角度与在该第三维度上的该校正角度计算该驾驶在该第三维度上的一校正后头部角度,
其中该警示单元还用以计算在该第三维度上该目前载具角度与该校正后头部角度之间的一角度差值并且判断在该第三维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第三门坎值,
其中倘若在该第三维度上该角度差值的绝对值超过该第三门坎值时,该警示单元产生该警示信息。
7.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,该警示单元还用以计算一预定时间,并且该警示单元是在该第一维度上的该角度差值的绝对值持续该预定时间内超过该第一门坎值时才产生该警示信息。
8.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,还包括:一远程服务器,
其中该警示单元通过该第一通信单元或该第二通信单元将该警示信息传送至该远程服务器。
9.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,该第一传感器与该第二传感器为一电子罗盘或一磁力计。
10.如权利要求1所述的驾驶状态检测系统,其特征在于,该第一通信单元与该第二通信单元为一有线通信单元或一无线通信单元。
11.一种电子装置,其特征在于,包括:
一微控制器,
一传感器,耦接至该微控制器且用以检测该电子装置在一第一维度上的一初始角度以及一目前角度;
一通信单元,耦接至该微控制器并且用以接收另一电子装置在该第一维度上的一初始角度的一信号以及该另一电子装置在该第一维度上的一目前角度的一信号;
一校正单元,耦接至该微控制器,其中该校正单元根据该电子装置在该第一维度上的该初始角度以及该另一电子装置在该第一维度上的该初始角度得到在该第一维度上的一校正角度,并且根据该第一维度上的该校正角度调整该电子装置在该第一维度上的该目前角度以产生该第一维度的一校正后角度;以及
一警示单元,耦接至该微控制器,并且用以计算该另一电子装置在该第一维度上的该目前角度与该第一维度的该校正后角度之间的一角度差值并且判断在该第一维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第一门坎值,
其中倘若在该第一维度上的该角度差值的绝对值超过该第一门坎值时,该警示单元产生一警示信息。
12.如权利要求11所述的电子装置,其特征在于,该警示信息包括一声音、一影像及/或一震动。
13.如权利要求11所述的电子装置,其特征在于,该传感器还用以检测一载具的一目前载具速度,并且判断该目前载具速度是否超过一载具速度门坎值,
其中该警示单元是在该第一维度上的该角度差值的绝对值超过该第一门坎值且该目前载具速度超过该载具速度门坎值时才产生该警示信息。
14.如权利要求13所述的电子装置,其特征在于,该传感器还包括:
一速度传感器,用以检测该载具的该目前载具速度;以及
一角度传感器,用以检测该载具在该第一维度的一初始载具角度与一目前载具角度。
15.如权利要求11所述的电子装置,
其中该传感器还用以检测该电子装置在一第二维度上的一初始角度,并且该通信单元还用以接收该另一电子装置在该第二维度上的一初始角度,
其中该校正单元还用以根据该电子装置在该第二维度上的该初始角度以及该另一电子装置在该第二维度上的该初始角度得到该第二维度上的一校正角度,
其中该传感器还用以检测该电子装置在该第二维度上的一目前角度,并且该通信单元还用以接收该另一电子装置在该第二维度上的一目前角度,
其中该校正单元还用以根据该第二维度上的该校正角度调整该电子装置在该第二维度上的该目前角度以产生该第二维度的一校正后角度,
其中该警示单元还用以计算该另一电子装置在该第二维度上的该目前角度的与该第二维度的该校正后角度之间的一角度差值并且判断在该第二维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第二门坎值,
其中倘若在该第二维度上的该角度差值的绝对值超过该第二门坎值时,该警示单元产生该警示信息。
16.如权利要求15所述的电子装置,
其中该传感器还用以检测该电子装置在一第三维度上的一初始角度,并且该通信单元还用以接收该另一电子装置在该第三维度上的一初始角度,
其中该校正单元还用以根据该电子装置在该第三维度上的该初始角度以及该另一电子装置在该第三维度上的该初始角度得到该第三维度上的一校正角度,
其中该传感器还用以检测该电子装置在该第三维度上的一目前角度,并且该通信单元还用以接收该另一电子装置在该第三维度上的一目前角度,
其中该校正单元还用以根据该第三维度上的该校正角度调整该电子装置在该第三维度上的该目前角度以产生该第三维度的一校正后角度,
其中该警示单元还用以计算该另一电子装置在该第三维度上的该目前角度与该第三维度的该校正后角度之间的一角度差值并且判断在该第三维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第三门坎值,
其中倘若在该第三维度上的该角度差值的绝对值超过该第三门坎值时,该警示单元产生该警示信息。
17.如权利要求11所述的电子装置,其特征在于,该警示单元还用以计算一预定时间,并且该警示单元是在该第一维度的上的该角度差值的绝对值持续该预定时间内超过该第一门坎值时才产生该警示信息。
18.如权利要求11所述的电子装置,
其特征在于,该警示单元将通过该通信单元将该警示信息传送至一远程服务器。
19.如权利要求11所述的电子装置,其特征在于,该传感器为一电子罗盘或一磁力计。
20.如权利要求11所述的电子装置,其特征在于,该通信单元为一有线通信单元或一无线通信单元。
21.一种驾驶状态检测方法,包括:
检测一载具在一第一维度上的一初始载具角度;
检测一驾驶在该第一维度上的一初始头部角度;
读取一校正信号以判断是否进行一校正流程,当读取到该校正信号,根据在该第一维度上的该初始载具角度以及该初始头部角度得到在该第一维度上的一校正角度;
持续检测该载具在该第一维度上的一目前载具角度,并且持续检测该驾驶在该第一维度上的一目前头部角度;
根据该驾驶在该第一维度上的该目前头部角度与在该第一维度上的该校正角度计算该驾驶在该第一维度上的一校正后头部角度;
计算在该第一维度上的该目前载具角度与该校正后头部角度之间的一角度差值;
判断在该第一维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第一门坎值;以及
倘若在该第一维度上的该角度差值的绝对值超过该第一门坎值时,产生一警示信息。
22.如权利要求21所述的驾驶状态检测方法,其特征在于,产生该警示信息的步骤包括:产生一声音、一影像及/或一震动。
23.如权利要求21所述的驾驶状态检测方法,其特征在于,还包括检测该载具的一目前载具速度,并且判断该目前载具速度是否超过一载具速度门坎值,
其中产生该警示信息的步骤是在该第一维度上的该角度差值的绝对值超过该第一门坎值且该目前载具速度超过该载具速度门坎值时才被执行。
24.如权利要求21所述的驾驶状态检测方法,其特征在于,还包括:
检测该载具在一第二维度上的一初始载具角度,并且检测该驾驶在该第二维度上的一初始头部角度;
根据在该第二维度上的该初始载具角度以及该初始头部角度得到在该第二维度上的一校正角度;
检测该载具在该第二维度上的一目前载具角度,并且检测该驾驶在该第二维度上的一目前头部角度;
根据该驾驶在该第二维度上的该目前头部角度与在该第二维度上的该校正角度计算该驾驶在该第二维度上的一校正后头部角度;
计算在该第二维度上该目前载具角度与该校正后头部角度之间的一角度差值并且判断在该第二维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第二门坎值;以及
倘若在该第二维度上该角度差值的绝对值超过该第二门坎值时,产生该警示信息。
25.如权利要求24所述的驾驶状态检测方法,其特征在于,该方法还包括:
检测该载具在一第三维度上的一初始载具角度,并且检测该驾驶在该第三维度上的一初始头部角度;
根据在该第三维度上的该初始载具角度以及该初始头部角度得到在该第三维度上的一校正角度;
检测该载具在该第三维度上的一目前载具角度,并且检测该驾驶在该第三维度上的一目前头部角度;
根据该驾驶在该第三维度上的该目前头部角度与在该第三维度上的该校正角度计算该驾驶在该第三维度上的一校正后头部角度;
计算在该第三维度上该目前载具角度与该校正后头部角度之间的一角度差值并且判断在该第三维度上的该角度差值的绝对值是否超过一第三门坎值;以及
倘若在该第三维度上该角度差值的绝对值超过该第三门坎值时,产生该警示信息。
26.如权利要求21所述的驾驶状态检测方法,其特征在于,还包括:计算一预定时间,
其中产生该警示信息的步骤是在该第一维度上的该角度差值的绝对值持续该预定时间内超过该第一门坎值时才被执行。
27.如权利要求21所述的驾驶状态检测方法,其特征在于,还包括:
将该警示信息传送至一远程服务器。
28.一种驾驶状态检测系统,包括:
一第一电子装置,包括一第一传感器以及与第一传感器耦接的一第一通信单元,其中该第一传感器用以检测一载具在一第一维度上的一初始载具角速度;
一第二电子装置,包括一第二传感器以及与第二传感器耦接的一第二通信单元,其中该第二传感器用以检测一驾驶在该第一维度上的一初始头部角速度;
一校正单元,配置在该第一电子装置或该第二电子装置中,并且用以根据在该第一维度上的该初始载具角速度以及该初始头部角速度得到在该第一维度上的一校正角速度;以及
一警示单元,配置在该第一电子装置或该第二电子装置中,
其中该第一传感器还用以持续检测该载具在该第一维度上的一目前载具角速度,并且该第二传感器还用以持续检测该驾驶在该第一维度上的一目前头部角速度,
其中该校正单元还用以根据该驾驶在该第一维度上的该目前头部角速度与在该第一维度上的该校正角速度计算该驾驶在该第一维度上的一校正后头部角速度,
其中该警示单元用以计算在该第一维度上该目前载具角速度与该校正后头部角速度之间的一角速度差值并且判断在该第一维度上的该角速度差值的绝对值是否超过一第一门坎值,
其中倘若在该第一维度上的该角速度差值的绝对值超过该第一门坎值时,该警示单元产生一警示信息。
29.一种电子装置,包括:
一微控制器,
一传感器,耦接至该微控制器且用以检测该电子装置在一第一维度上的一初始角速度以及一目前角速度;
一通信单元,耦接至该微控制器并且用以接收另一电子装置在该第一维度上的一初始角速度的一信号以及该另一电子装置在该第一维度上的一目前角速度的一信号;
一校正单元,耦接至该微控制器,其中该校正单元根据该电子装置在该第一维度上的该初始角速度以及该另一电子装置在该第一维度上的该初始角速度得到在该第一维度上的一校正角速度,并且根据该第一维度上的该校正角速度调整该电子装置在该第一维度上的该目前角速度以产生该第一维度的一校正后角速度;以及
一警示单元,耦接至该微控制器,并且用以计算该另一电子装置在该第一维度上的该目前角速度与该第一维度的该校正后角速度之间的一角速度差值并且判断在该第一维度上的该角速度差值的绝对值是否超过一第一门坎值,
其中倘若在该第一维度上的该角速度差值的绝对值超过该第一门坎值时,该警示单元产生一警示信息。
30.一种驾驶状态检测方法,包括:
检测一载具在一第一维度上的一初始载具角速度;
检测一驾驶在该第一维度上的一初始头部角速度;
读取一校正信号以判断是否进行一校正流程,当读取到该校正信号,根据在该第一维度上的该初始载具角速度以及该初始头部角速度得到在该第一维度上的一校正角速度;
持续检测该载具在该第一维度上的一目前载具角速度,并且持续检测该驾驶在该第一维度上的一目前头部角速度;
根据该驾驶在该第一维度上的该目前头部角速度与在该第一维度上的该校正角速度计算该驾驶在该第一维度上的一校正后头部角速度;
计算在该第一维度上的该目前载具角速度与该校正后头部角速度之间的一角速度差值;
判断在该第一维度上的该角速度差值的绝对值是否超过一第一门坎值;以及
倘若在该第一维度上的该角速度差值的绝对值超过该第一门坎值时,产生一警示信息。
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