CN104875746A - 车辆操作员监测和操作调节 - Google Patents

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Abstract

一种车辆计算机配置为在没有乘员输入的情况下执行车辆的一个或多个操作。存储涉及基准乘员状态的数据。收集涉及当前乘员状态的数据。执行基准乘员状态和当前乘员状态的比较。根据比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。

Description

车辆操作员监测和操作调节
背景技术
车辆——例如，汽车——可配置用于自主驾驶操作。例如，车辆可包括中央控制单元等，即，具有处理器和存储器的计算装置，其接收来自于各种车辆数据收集装置——例如，传感器——以及还有通常地外部的数据源——例如，导航信息——的数据。中央控制单元可在之后提供指令给各种车辆组件，例如，控制转向、制动、加速等的驱动器等，以控制车辆运行而无需通过人类操作员的动作。因此，可以不考虑人类操作员的状态或情况来操作自主车辆。然而，人类操作员的状态或情况可根据正被操作的车辆的方式而变化。
发明内容
根据本发明，提供一种系统，包含车辆中的计算机，该计算机包含处理器和存储器，其中，该计算机配置为：
在没有乘员输入的情况下执行车辆的一个或多个操作；
存储涉及基准乘员状态的数据；
收集涉及当前乘员状态的数据；
进行基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，涉及当前乘员状态的数据包括心率、呼吸率、瞳孔放大、和皮肤色素沉着中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，一个或多个操作包括控制车辆的速度、减速率、加速率、距另一车辆的距离、和车辆的转弯速率中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为了利用涉及当前乘员状态的数据调节涉及基准乘员状态的数据。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为：
存储涉及第二基准乘员状态的数据；
收集涉及第二当前乘员状态的数据；
进行第二基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据第二基准乘员状态和当前乘员状态的比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为：
检测相对于在没有操作员输入时执行的至少一个操作的驾驶员干预；和
基于检测到的干预，更改控制至少一个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为基于驾驶员干预调节涉及基准乘员状态的数据。
根据本发明，提供一种系统，包含车辆中的计算机，该计算机包含处理器和存储器，其中，该计算机配置为：
在没有操作员输入的情况下执行车辆的一个或多个操作；
检测相对于在没有操作员输入时执行的至少一个操作的驾驶员干预；和
基于检测到的干预，更改控制至少一个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为基于驾驶员干预调节涉及基准乘员状态的数据。
根据本发明的一个实施例，一个或多个操作包括控制车辆的速度、减速率、加速率、距另一车辆的距离、和车辆的转弯速率中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为：
存储涉及基准乘员状态的数据；
收集涉及当前乘员状态的数据；
执行基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置为利用涉及当前乘员状态的数据调节涉及基准乘员状态的数据。
根据本发明的一个实施例，涉及当前乘员状态的数据包括心率、呼吸率、瞳孔放大、和皮肤色素沉着中的至少一个。
根据本发明，提供一种方法，包含：
在没有操作员输入的情况下执行车辆的一个或多个操作；
存储涉及基线乘员状态的数据；
收集涉及当前乘员状态的数据；
执行基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，涉及当前乘员状态的数据包括心率、呼吸率、瞳孔放大、和皮肤色素沉着中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，一个或多个操作包括控制车辆的速度、减速率、加速率、距另一车辆的距离、和车辆的转弯速率中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，本发明的方法进一步包含利用涉及当前乘员状态的数据调节涉及基准乘员状态的数据。
根据本发明的一个实施例，本发明的方法进一步包含：
存储涉及第二基准乘员状态的数据；
收集涉及第二当前乘员状态的数据；
执行第二基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据第二基准乘员状态和当前乘员状态的比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，本发明的方法进一步包含：
检测相对于在没有操作员输入时执行的至少一个操作的驾驶员干预；和
基于检测到的干预，更改控制至少一个操作的性能的参数。
根据本发明的一个实施例，本发明的方法进一步包含基于驾驶员干预调节涉及基准乘员状态的数据。
附图说明
图1是示例性的自主车辆系统的框图。
图2是用于检测和响应自主车辆中的驾驶员状态的示例性的程序的图。
具体实施方式
系统概述
图1是示例性的自主车辆系统100的框图。车辆101包括车辆计算机105，其大体上包括自主驾驶模块106，其包含用于自主或半自主地操作车辆101的指令，即，在完全没有操作员输入的情况下操作车辆101，或执行至少一些车辆101的操作，例如，在没有操作员输入的情况下控制一个或多个速度、转向、气候控制等。因此，计算机105大体上配置为从与涉及车辆操作员和/或车辆101的各种指标有关的一个或多个数据收集器110接收信息，例如，收集的数据115。例如，这样的指标可包括车辆101的速度(即，速率)、车辆加速度和/或减速度、涉及车辆路径或转向的数据等。
此外，计算机105可接收涉及车辆操作员的收集到的生物特征数据115，例如，心率、呼吸、瞳孔扩张、体温、面部表情、意识状态等。进一步地，收集到的生物特征数据115可与存储在计算装置105的存储器中的针对一个或多个车辆101操作员的基准数据116相比较。计算机105可利用这样的比较的结果来确定车辆101的操作员的紧张或焦虑的状态，并且进一步确定对车辆101操作的一个或多个调节以缓解操作员的紧张或焦虑。例如，在车辆101已经根据相对侵略性的驾驶风格——例如，保持与其它车辆101相对近的距离、经常变换车道以超过其它车辆101、尽可能安全快速地加速等——进行操作的情况下，操作员的焦虑或紧张可指示移动至不太具有侵略性的驾驶风格。
进一步地，计算机105可配置为记录操作员的动作，例如，改变自主或半自主车辆101的操作的操作员干预。例如，在车辆101的操作员在自主模块106所计划的制动之前手动地实施制动的情况下，或者在进行车辆101转向的控制以避免模块106执行车道变换的情况下，计算机105可记录这样的动作和/或实现不太具有侵略性的驾驶风格。
示例性的系统元件
车辆101包括车辆计算机105，其大体上包括处理器和存储器，存储器包括一个或多个形式的计算机可读介质，并且存储处理器可执行的用于执行包括在此所公开的各种操作的指令。进一步地，计算机105可包括多于一个计算装置，例如，包括在车辆101中的用于监测和/或控制各种车辆组件的控制器等，例如，发动机控制单元(ECU)、传输控制单元(TCU)等。计算机105大体上配置用于在控制器局域网(CAN)总线等上通信。计算机105也可具有至车载诊断连接器(OBD-II)的连接。
通过CAN总线、OBD-II、和/或其它有线或无线的机制，计算机105可传递消息给车辆中的各种装置和/或从包括数据收集器110的各种装置——例如，控制器、驱动器、传感器等——接收消息。可选择地或附加地，在计算机105实际包含多个装置的情况下，CAN总线等可用于在表示为本发明中的计算机105的装置之间通信。此外，计算机105可配置用于与网络120通信，网络120如以下所述可包括各种有线和/或无线的网络技术，例如，蜂窝、蓝牙、有线和/或无线分组网络等。
存储在计算机105中并由计算机105执行的指令中通常包括自主驾驶模块106。利用在计算机105中——例如，从数据收集器110、服务器125等——接收到的数据，模块106在没有驾驶员操作车辆101的情况下可控制各种车辆101的组件和/或操作。例如，模块106可用于调节车辆101的速度、加速度、减速度、转向、气候控制、例如车灯、风挡刮水器等这样的组件的操作。
数据收集器110可包括各种装置。例如，车辆中的各种控制器可作为数据收集器110操作，以通过CAN总线提供数据115，例如，涉及车辆速度、加速度等的数据115。进一步地，传感器等、全球定位系统(GPS)装备等可包括在车辆中并配置为数据收集器110，以向计算机105直接提供数据，例如，通过有线或无线的连接。传感器数据收集器110可包括例如，雷达(RADAR)、激光雷达(LADAR)、声纳等传感器这样的机制，其可部署为测量车辆101和其它车辆或对象之间的距离。然而其它的传感器数据收集器110可包括照相机、体内酒量测定器、运动检测器、呼吸监测器、体温传感器、心率监测器等，即，数据收集器110提供用于评估车辆101的操作员的情况或状态的数据。
计算机105的存储器大体上存储收集的数据115。收集的数据115可包括收集在车辆101中的各种数据。收集的数据115的示例如上所提供的，而且，数据115大体上利用一个或多个数据收集器110收集，并且可附加地包括由此在计算机105中和/或服务器125上计算出的数据。通常，收集的数据115可包括由收集装置110收集和/或从这样的数据计算出的任何数据。
收集的数据115的示例可包括车辆101的操作员的当前状态，例如，呼吸率、体温、眼睛瞳孔的大小、心率等。进一步地，这样的收集的数据115可用于评估车辆101的操作员的紧张或焦虑水平。例如，扩大的瞳孔、快速的心率、快速的呼吸率等，是紧张或焦虑的可能的象征。进一步地，这样的测试彼此结合可提供车辆101的操作员的紧张或焦虑的甚至更可靠的象征。通常，计算机105收集并存储涉及操作员状态的当前数据115，其中，术语“当前”用于指代数据115，其大体上与当前时刻同时发生，例如，在当前时刻的预定的时间内，例如，5秒、10秒、30秒等。进一步地，当前的数据115可存储在计算机105的存储器中，并且可进一步地被提供给服务器125用于在数据存储器130中的存储。
如上所述，计算机105的存储器进一步大体上存储基准数据116。关于车辆101的操作员的各种生物数据可包括在基准数据116中，例如，静息心率、静息呼吸率、反映正常的瞳孔放大的一个或多个图像、和平均体温、反映正常的皮肤色素沉着的一个或多个图像等。车辆101的操作员可通过计算机105等中的用户装置150、HMI(人机界面)等提供基准数据116给计算机105。
进一步地，基准数据116可根据收集的数据115来建立和/或更改。例如，计算机105可利用各种传感器数据收集器110获得在一定时间内——例如，一星期、一个月、预定数量的小时等——关于车辆101的操作员的平均心率、呼吸率、在各种照明条件中的瞳孔放大等的数据115。各种生物指标——例如，心率、呼吸率等——的值可基于这样的数据115计算并存储作为基准数据116。同样地，一旦被建立起来，基准数据116就在当收集的数据115指示随着时间，并且针对车辆101的操作员的生物指标的适当的基准值已经改变和/或没有正确反映当前的基准数据116时，可被调节。
网络120表示一个或多个机制，通过该机制，车辆计算机105可与远程服务器125通信。因此，网络120可以是各种有线或无线通信机制中的一个或多个，包括有线(例如，电缆和光纤)和/或无线(例如，蜂窝、无线、卫星、微波和无线电频率)通信机制的任何期望的结合和任何期望的网络拓扑结构(或者在使用多个通信机制时的拓扑结构)。示例性的通信网络包括无线通信网络(例如，利用蓝牙、IEEE 802.11等)、局域网(LAN)和/或包括英特网、提供数据通信服务的广域网(WAN)。
服务器125可以是一个或多个计算机服务器，每个大体上包括至少一个处理器和至少一个存储器，存储器存储处理器可执行的指令，包括用于执行在此描述的各种步骤和程序的指令。服务器125可包括或通信地耦接至用于存储收集的数据115的数据存储器130，记录涉及如在此所述的产生的潜在的事件等。进一步地，服务器125可存储涉及在地理区域中对于特定的道路、城市等的多个车辆101、交通状况、天气条件等的信息。
用户装置150可以是包括处理器和存储器以及通信能力的各种计算装置中的任何一个。例如，用户装置150可以是便携式计算机、平板电脑、智能手机、可穿戴装置等，其包括利用IEEE 802.11、蓝牙、和/或蜂窝通信协议进行无线通信的能力。进一步地，用户装置150可利用这样的通信能力通过网络120进行通信并且也可直接与车辆计算机105通信，例如，利用蓝牙。
示例性的流程
图2是用于检测和响应在自主车辆中的驾驶员状态的示例性的程序200的图。
程序200开始于框205中，其中，车辆101开始驾驶操作，其可以是半或完全自主的。例如，如上所述，计算机105——例如，通过模块106——可配置为基于来自服务器125的收集的数据115和/或指令控制车辆101的操作。然而，同样有可行的是，在框205中，车辆101可以是由驾驶员部分手动驱动的，即，一些操作——例如，制动——可由驾驶员手动控制，而其它的操作——例如，转向——可由计算机105控制。
接下来，在框210中，计算机105接收与车辆101的操作员——例如，驾驶员——的状态相关的数据115。例如，如上所述的，计算机105可利用各种传感器数据收集器110获得表示驾驶员的图像、测量呼吸、脉搏率等的数据115，并且可利用各种已知的机制检测驾驶员的损伤。
接下来，在框215中，计算机105将涉及车辆101的操作员的状态的收集的数据115与针对车辆101的操作员的基准数据116进行比较。例如，计算机105可将车辆101的操作员的脉搏率、呼吸率、皮肤色素沉着、瞳孔放大等与针对操作员的基准数据116进行比较。如果该比较指示涉及操作员状态的一个或多个数据115满足或超过基准数据116中的预定的阈值，那么可以作出已经检测到关于车辆101的操作的操作员的反应的确定。也就是说，车辆101的操作有可能正在以一种会导致操作员或乘员过度或不必要的紧张或焦虑的方式进行。可选择地或附加地，在框215中的比较可指示涉及操作员状态的一个或多个数据115满足或低于基准数据116中的预定的阈值，于是也可以作出已经检测到操作员的反应的确定。然而，在后者的情况下，车辆101的操作有可能正在以一种使操作员或乘员放松或不太紧张的方式进行。无论如何，检测到反应，那么接下来执行框220。否则，程序200继续进行至框225。
在框220中——其可紧接着框215——计算机105对自主或半自主操作实施调节，例如，自主模块106的一个或多个参数可被修改。通常，当检测到车辆101的操作有可能导致操作员紧张或焦虑时，车辆101的操作可被调节以减少这样的紧张或焦虑。另一方面，当车辆101的操作以导致乘员放松或不太紧张的方式进行时，那么其有可能在模块106中追求更具有侵略性的驾驶策略。
因此，对车辆101的操作的调节大体上通过记录与在框215中检测到的乘员的反应相同的时间发生的车辆101的操作来进行。例如，如果检测到乘员紧张或焦虑，那么计算机105可配置为在当检测到紧张时的时间(例如，在检测到紧张时的5秒、10秒等)或在该时间左右检查涉及车辆101的操作的一个或多个参数。这样的参数可包括车辆101的速度、加速度、减速度、转弯、距其它车辆101的距离等。计算机105可确定这些或其他参数是否具有会与驾驶员的紧张或焦虑关联的值。
例如，如果车辆101的速度超过标示的速度限制、加速度或减速度在可接受的参数之外、车辆转弯速率超过预定的阈值、车辆以给定的速度在另一车辆101的预定距离之内等，那么计算机105可调节车辆101的操作以更改可能与驾驶员紧张或焦虑关联的参数的值。例如，模块106可引起车辆101在比之前更低的速度运行、可更改控制与其它车辆101的距离的参数、可更改控制转弯速率、加速度、减速度等的参数。同样地，如果确定驾驶员在或低于预定的阈值时放松，则计算机105可更改模块106中的一个或多个参数以实施更具侵略性的驾驶策略，例如，增加车辆101的速度、降低车辆101距其它车辆101的距离、增加转弯速率等。
框210、215、220可相对于车辆101的一个以上的乘员实施。虽然“车辆101的操作员”经常在此提及，但不是车辆101的驾驶员或操作员的车辆101的乘员也可以是表示乘员状态的收集的数据115的主体。因此，涉及一个或多个乘员210的数据115可收集在框210中。进一步地，涉及各种车辆101乘员的数据115可以与关于各自车辆101的乘员的各组基准数据116相比较。更进一步地，在框220中可根据检测到的车辆101的乘员——除了车辆101的操作员或驾驶员之外——的反应进行一个或多个调节。
框225可紧接着框215或220。在框225中，计算机105确定车辆101的操作员是否已经执行对更改根据来自于模块106的指令执行的操作的干预。例如，当模块106已经正在控制速度时，如果驾驶员已经实施制动或加速度以更改车辆101的速度，则计算机105可记录该干预。同样地，当模块106正在控制转向并且车辆101的操作员已经采取转向的控制或更改由模块106计划的路线的时候，计算机105可记录操作员的干预。如果检测到干预，那么接下来执行框230。否则，接下来执行框235。
在框230中，计算机105记录在框225中检测到的驾驶员的干预。在一些情况下，计算机105进一步——基于驾驶员的干预——更改自主模块106的操作。可选择地或附加地，计算机105可存储驾驶员的干预用于模块106的未来的控制，例如，关于驾驶员干预可用于更改或调节基准数据116的数据。例如，在驾驶员的干预涉及车辆101的正在进行的操作的情况下，例如，速度的保持、距其它车辆101的距离的保持等，计算机105可存储驾驶员的干预用于将来的参考，但是也更改模块106的操作以遵照驾驶员干预，例如，实施不同的速度参数、距其它车辆101的不同的距离的参数等。然而，在驾驶员干预涉及车辆101的完成的操作的情况下，例如，转弯速率、加速度或加速度操作等，计算机105可简单地存储驾驶员干预和/或更改下次将要实施的模块106的将被执行的类似的操作——例如，转弯、加速、减速等——的参数。
在框225或230之后，在框235中，计算机105确定程序200是否应该继续。例如，如果计算机105关闭、车辆101已经达到指定位置、以及操作员已经提供停止收集涉及操作员状态的数据115的输入和/或基于此停止更改车辆101的操作的输入等，则可确定程序200应该结束。如果没有进行这样的确定，则程序200返回至框210。
结论
计算机装置——例如，那些在此描述的——大体上每个都包括由一个或多个计算机装置执行的例如，那些上述识别到的指令，并用于执行如上所述的处理器的框或步骤。例如，上述的程序框可体现为计算机可执行指令。
计算机可执行指令可由利用各种程序语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，这些计算机程序序言和/或技术包括，但不限于，单独或者组合的JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，从而执行一个或多个程序，包括这里所描述的一个或多个程序。这种指令和其它的数据利用各种计算机可读介质可被存储和传输。计算装置中的文件通常是存储在计算机可读介质——例如，存储介质、随机存取存储器等——上的数据的集合。
计算机可读介质包括任何介质，其参与提供计算机可读的数据(例如，指令)。这样的介质可采取多种形式，包括，但不限于，非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质可包括，例如，光盘或磁盘以及其它的永久存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其典型地构成主存储器。计算机可读介质的一般形式包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它的磁介质，CD-ROM、DVD、任何其它的光学介质，穿孔卡片、纸带、任何其它的具有孔式样的物理介质，RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其它的存储器芯片或盒式磁盘，或任何其它的计算机可读的介质。
在附图中，相同的附图标记将用于表示相同的元件。进一步地，这些元件中的一些或全部可变化。关于这里描述的介质、程序、系统、方法等，应该理解的是，虽然这些程序的步骤等已经被描述为按照某个有序序列发生，但是可以在以与此处所述顺序不同的顺序执行所描述的步骤的情况下实施这些程序。应该进一步理解的是，某些步骤能够同时执行，能够加入其它步骤，或者能够省略这里所描述的某些步骤。也就是说，在这里的程序的说明旨在提供用于说明某些实施例的目的，不应以任何方式被解释为限制权利要求。
因此，应该理解的是，上述说明旨在解释说明并非限制性的。本领域技术人员通过阅读上述说明，除了提供的示例以外的许多实施例和应用将是显而易见的。保护范围不应参照上述说明确定，而是应当参照所附的权利要求连同这些权利要求所享有的全部等同范围来确定。可以预期并想到的是，未来的发展将出现在这里所述的技术中，并且该公开的系统和方法将被结合入这些未来的实施例中。总之，应该理解的是，本发明可被修改和变化并通过以下权利要求限定。
在权利要求中所使用的全部术语，旨在被给予如本领域技术人员所理解的它们的最广泛合理的构思和普遍的含义，除非在这做出与此相反的明确指示。特别地，单数的冠词的使用，例如，“一个、“这”、“所述”等应该被理解为描述一个或多个所指示的元件，除非权利要求描述了与此相反的明确限制。

Claims (10)

1.一种系统，包含车辆中的计算机，该计算机包含处理器和存储器，其中，该计算机配置为：
在没有乘员输入的情况下执行车辆的一个或多个操作；
存储涉及基准乘员状态的数据；
收集涉及当前乘员状态的数据；
进行基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，涉及当前乘员状态的数据包括心率、呼吸率、瞳孔放大、和皮肤色素沉着中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，一个或多个操作包括控制车辆的速度、减速率、加速率、距另一车辆的距离、和车辆的转弯速率中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，计算机进一步配置为利用涉及当前乘员状态的数据调节涉及基准乘员状态的数据。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，计算机进一步配置为：
存储涉及第二基准乘员状态的数据；
收集涉及第二当前乘员状态的数据；
进行第二基准乘员状态和当前乘员状态的比较；和
根据第二基准乘员状态和当前乘员状态的比较，更改控制一个或多个操作的性能的参数。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，计算机进一步配置为：
检测相对于在没有操作员输入时执行的至少一个操作的驾驶员干预；和
基于检测到的干预，更改控制至少一个操作的性能的参数。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，计算机进一步配置为基于驾驶员干预调节涉及基准乘员状态的数据。
8.一种系统，包含车辆中的计算机，该计算机包含处理器和存储器，其中，该计算机配置为：
在没有操作员输入的情况下执行车辆的一个或多个操作；
检测相对于在没有操作员输入时执行的至少一个操作的驾驶员干预；和
基于检测到的干预，更改控制至少一个操作的性能的参数。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，计算机进一步配置为基于驾驶员干预调节涉及基线乘员状态的数据。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，一个或多个操作包括控制车辆的速度、减速率、加速率、距另一车辆的距离、和车辆的转弯速率中的至少一个。
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