CN104724123A - 用于获取驾驶员的负荷状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获取驾驶员的负荷状态的方法，其中获取车辆的规定轨迹并且将其与实际轨迹进行比较。利用所述实际轨迹与所述规定轨迹的偏差的增大的频率和/或大小推断出更高的负荷状态。

Description

用于获取驾驶员的负荷状态的方法

技术领域

本发明涉及一种用于获取驾驶员的负荷状态的方法。

背景技术

在文献DE 10 2004 027 085 A1中描述了一种用于车辆的车道保持的方法，其中按照客观的和主观的标准获取当前的潜在危险并且按照所面临的危险的程度采取分等级的措施。所述客观的危险情况能够借助车辆中的环境传感装置通过识别位于行驶车道中的物体来获取。对于主观的危险情况而言重要的是驾驶员的行为、尤其当前的疲劳状态，所述疲劳状态由转向活动性和/或在行驶车道中对车辆的操控来获取。在仅仅进行最小的转向动作和踏板动作时推断出疲劳状态，相反由较高的转向活动性应当能够推断出主动参与行驶。根据总潜在危险，分等级地施加影响，其中首先仅仅告、随后警告并且最后例如通过操纵转向致动器主动对车辆进行干预。

发明内容

本发明的任务在于，通过获取当前的负荷状态来改善车辆中的驾驶安全性。

该任务根据本发明通过权利要求1的特征来解决。从属权利要求说明了有利的改进方案。

借助根据本发明的方法能够获取车辆驾驶员的当前的负荷状态。根据负荷状态能够采取导致负荷状态降低的措施。由此总体上显著地提高驾驶安全性。

用于获取负荷状态的方法基于车辆的规定轨迹、也就是车辆在其上至少部分部段运动的行驶车道曲线与实际轨迹、也就是车辆的实际的行驶车道曲线的比较。作为车辆的规定轨迹与实际轨迹之间的比较的替代方案，也能够观察与此相关的状态参量、例如转向角，其方式为对转向角的规定曲线和实际曲线进行比较。不仅在观察轨迹时而且在观察转向角时均涉及直接归因于驾驶员活动性的车辆状态。

规定轨迹和实际轨迹也能够沿横向和沿纵向结合地描述车辆运动，从而附加地对这段时间经过的路段的规定值和实际值进行比较。作为替代方案，能够观察与此相关的状态参量、例如对油门踏板和制动踏板的操纵。

由实际曲线和规定曲线的偏差确定负荷状态。在此获取所述偏差的频率和/或大小，其中利用偏差的增大的频率或者说大小能够推断出提高的负荷状态。所述偏差的大小或者说频率由此是用于负荷状态的量度。通过考虑直接影响车辆行驶的驾驶员活动性能够确定实际曲线，所述实际曲线是与规定曲线进行比较的基础。

根据所获取的负荷状态能够采取降低负荷的措施。在此例如能够采取分等级的措施，其方式为：对于仅仅小幅提高的、超出平均值的负荷状态仅仅采取具有微小效果的措施，并且对于提高的负荷状态采用相应的具有更强效果的措施。例如能够首先仅仅进行告知或者警告，其方式为：为驾驶员显示当前的负荷状态并且要求改变行为、例如安排短暂休息。作为下一步措施能够间接地对车辆状态进行干预，其方式为：例如修正机组或者驾驶员辅助系统中的特征曲线。作为最强的干预手段能够直接对车辆状态进行干预，其方式为：操纵机组或者驾驶员辅助系统、例如自主地触发制动过程或者转向过程。

负荷状态或者压力水平会引起过度的驾驶员反应，由此提升了主观的危险情况并且相应地增大了事故危险。在压力下驾驶员会实施不冷静的驾驶行为，所述驾驶行为能够表现为额外的或者过度的转向动作，然而也能够表现为增强的踏板操纵。与此相比，放松的驾驶员则会展现出冷静的稳定的驾驶方式，所述驾驶方式表现为规定轨迹相对于实际轨迹的偏差或者相关的状态参量的偏差较小。

所述负荷状态能够由规定轨迹和实际轨迹的比较或者与此相关的状态参量的比较确定。为此例如获取方差或者标准偏差，所述方差或者标准偏差的大小是用于负荷状态的量度。所述方差能够由与平均值的偏差的平方之和来确定:

其中用n表示所观察的数据的数量，用表示各个数据值并且用表示数据的平均值。

对于多个状态参量、如对于沿横向和纵向定义的轨迹而言，能够确定负荷状态作为各个状态参量的方差的加权总和。

然而也能够实施其他的数据分析，利用所述数据分析确定和评估实际曲线与规定曲线的偏差。尤其在分析及评估方法方面有利的是，其中既检测和评估所述偏差的大小也检测和评估在所定义的时间段中所述偏差的数量。

所述规定轨迹或者与此相关的状态参量有利地由存在于车辆中的环境传感装置的测量数据来确定。所述环境传感装置例如能够包括摄像机、雷达传感器、激光雷达传感器或者红外传感器，利用所述环境传感装置能够检测车辆前方、侧方或者后方的环境。作为补充方案或者替代方案，也能够由带有所保存的道路地图的GPS（全球定位系统）的信息获得车辆的实际位置以及规定轨迹。必要时，车辆中的环境传感装置能够补充地提供例如关于行驶车道上的障碍物的信息。由这些信息获取所述规定轨迹或者说与此相关的参量如例如至少用于定义的前方道路区段的转向角曲线，同时能够检测所述轨迹的实际曲线或者说相关的状态参量的实际曲线。

在其中实施方法步骤的调节器或者说控制器中实施规定曲线与实际曲线之间的比较，并且必要时产生调节信号或者输出信号，以便实施降低负荷的措施。所述降低负荷的措施在此是向驾驶员进行信息输出或者向其发出警告，或者是以修正的方式调整可调整的机组中或者驾驶员辅助系统中的参数或者特征曲线。有待采用的干预措施的强度能够与所确定的负荷状态的大小相关。有待调整的机组例如是车辆中配备有执行器、例如转向电机或者说制动电机的转向系统或者制动系统，其中修正所述执行器的参数或者特征曲线。

为了平衡由负荷引起的过度的驾驶员输入，例如能够有利的是，仅仅以衰减或者减小的方式实现驾驶员输入。驾驶员的转向输入例如能够以与负荷状态较小时相比更小的车轮转向角实现在可转向的车轮上，或者通过转向系统中的伺服电机减小转向助力。作为补充方案或者替代方案，也能够以减小的或者衰减的方式实现踏板操纵、也就是对制动踏板或者加速踏板的操纵，从而使得例如加速踏板操纵行为仅仅造成与驾驶员处于更小负荷的状态下相比更小的加速。

作为降低负荷的措施，必要时还能够修正驾驶员辅助系统中、例如防抱死系统（ABS）中、驱动防滑系统（ASR）中、电子稳定性系统（ESP）中、制动助力器或者转向助力器中的特征曲线。在此涉及车辆中一个或者多个机组中的用于辅助驾驶员的功能，以便根据情况调整所期望的车辆行为。在负荷状态提高时，作为对所提到的特征曲线修正方案的补充方案或者替代方案，也能够激活这种驾驶员辅助系统、例如用于引导和自主实施制动过程的制动助力器。

对特征曲线施加影响一方面涉及驾驶安全性并且另一方面涉及驾驶舒适性。如前文所述，在涉及驾驶安全性的措施中例如仅仅以减小的方式实现驾驶员的加速命令。提高驾驶舒适性的措施、例如柔和的衰减调整能够提高驾驶员的舒适感并且由此降低压力水平，这同样具有提高安全性的功能。

为了评估负荷状态，除了对规定轨迹和实际轨迹进行比较或者对与此相关的特征参量进行比较之外，还能够补充地观察其他特征参量或者状态参量，所述特征参量或者状态参量要么归因于驾驶员操纵要么给出关于驾驶员健康状况的推断。例如能够在频率、强度和梯度方面对踏板操纵进行分析，因为高的压力水平导致增强的踏板操纵。通过车辆中的测量装置也能够获取关于健康的、驾驶员特定的参数例如驾驶员的心跳、血压或者呼吸活动。能够附加地考虑所述信息以用于获取压力水平。

所述轨迹的规定曲线优选为利用最小的转向消耗所行驶的行驶路线。以相应的方式也能够如此确定转向角的规定曲线，即需要最小的转向动作来行驶出理想路线。相应地，所述轨迹的或者说转向角的实际曲线中的偏差在驾驶员的负荷状态方面以特定方式具有说服力。

附图说明

能够从其他权利要求、附图说明和附图中获取其他优点和有利的实施方案，所述附图示出了用于获取驾驶员的负荷状态并且用于采取降低负荷的措施的功能原理。

具体实施方式

在附图中示出了用于获取负荷状态并且基于该负荷状态实施降低负荷的措施的流程原理。第一方块1象征着获取车辆的实际轨迹、也就是获取实际经过的驾驶路段，这例如能够借助导航系统和/或环境传感装置来确定。所述导航系统包括全球定位系统（GPS）以及所保存的道路地图，由此能够基于当前的车辆位置获取直接位于前方的驾驶路段。通过环境传感装置例如借助摄像机或者雷达系统同样能够确定直接位于前方的驾驶路段。也能够一起分析来自导航系统和环境传感装置的信息，由此例如能够识别出行驶车道上的障碍物。所述规定轨迹为最优的、理想状况下由车辆经过的驾驶路段。

在方块2中获取实际轨迹、也就是实际实施的驾驶行为。这例如同样借助导航系统和/或环境传感装置实现。此外，也能够借助车辆自身的传感装置来获取例如驾驶员的转向操纵，由所述转向操纵能够推断出实际轨迹。此外，也能够在方块1中获取用于特定驾驶路段的规定转向角曲线，并且将方块2中所测量的实际转向角曲线与所述规定曲线进行比较。

在方块3中，由方块1和方块2中的规定曲线和实际曲线之间的比较获取驾驶员的当前负荷状态。在此获取实际曲线与规定曲线的偏差，其中所述偏差在其大小和其数量方面是用于驾驶员的当前负荷状态的量度。例如能够以数学方法获取经验方差，或者由所述方差的根获取标准偏差，其中所述方差或者说所述标准偏差的大小是用于驾驶员的当前负荷状态的量度。

在方块4中，在车辆中采取降低负荷的措施。根据所获取的负荷状态的大小能够以分等级的方式实施措施。当负荷状态仅仅小幅提高时，向驾驶员发送例如如下信息或者警告就足够了：应当改变驾驶行为或者安排短暂休息。在相应更高的负荷状态下所实施的下一更高等级中，例如对车辆中的机组或者执行器实施干预，其方式为自主激活所述机组或者说执行器，或者改变机组或者说执行器的特征曲线或者参数。而干预的程度又能够取决于负荷状态的大小。这种行为方式使得例如在中等程度的负荷状态下实施与高负荷状态下相比更小程度的干预。如此能够有利的是，在中等程度的负荷状态下例如朝更舒适的驾驶行为的方向改变衰减特征曲线，并且在更高的负荷状态下朝更早的反应行为的方向改变驾驶员辅助系统中的特征曲线，从而使得例如与低负荷状态下相比已经更早地介入电子稳定性程序。相反，在最高等级中则直接自主地触发机组或者驾驶员辅助系统，例如自主地实施转向过程或者制动过程。

能够以规律的时间间隔来实施用于获取负荷状态并且据此用于采取降低负荷的措施的方法。这使得能够获取负荷状态中的变化并且使得有待采取的措施不仅适配于提高的负荷状态而且适配于降低的负荷状态。

Claims (13)

1.用于获取车辆驾驶员的负荷状态的方法，其中确定车辆的规定轨迹或者与此相关的状态参量，并且将其与实际轨迹或者与此相关的状态参量进行比较，其中利用所述实际轨迹与所述规定轨迹的偏差或者所述相关的状态参量的偏差的、增大的频率和/或大小推断出更高的负荷状态，并且根据所述负荷状态采取降低负荷的措施。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，沿横向和纵向结合地确定所述规定轨迹和所述实际轨迹或者所述与此相关的状态参量，并且对其进行比较。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由所述实际轨迹与所述规定轨迹的差或者所述与此相关的状态参量的差获取方差，考虑将所述方差作为用于所述负荷状态的量度。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，考虑将多个状态参量的方差的加权总和作为用于所述负荷状态的量度。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对转向角的规定曲线和实际曲线进行比较。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，由车辆中的环境传感装置的测量数据确定所述规定轨迹或者所述与此相关的状态参量。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述规定轨迹表示利用最小的转向消耗所行驶的行驶路线。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，作为降低负荷的措施，以程度减小的方式实现驾驶员输入、例如转向输入或者踏板操纵。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，作为降低负荷的措施，修正车辆机组或者驾驶员辅助系统中、例如制动助力器中的特征曲线。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，作为降低负荷的措施，对更好的驾驶舒适性有利地改变特征曲线。

11.按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，为了评估所述负荷状态，补充地分析通过所述驾驶员进行的踏板操纵。

12.用于实施按照权利要求1至11中任一项所述方法的调节器或者控制器。

13.车辆中具有按照权利要求12所述的调节器或者控制器的驾驶员辅助系统。