CN105825621A - 用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车（1）的方法，具有如下步骤：- 检测汽车（1）的驾驶员的观察方向；- 如果检测到的观察方向与给定观察方向偏差超过可预定的量值，则识别出驾驶员的走神；- 如果识别到了驾驶员的走神，则监视驾驶员的额外动作；- 根据检测的额外动作来求取驾驶员需要用来至少部分地接管汽车的控制的所需时长。

Description

用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车的方法。

背景技术

用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车的方法在根本上是已知的。车辆制造商日益试图提供部分自动地或全自动地接管行驶任务的汽车。因而寻求允许全自动工作的汽车，在所述工作时在很大程度上不再需要驾驶员的注意。在部分自动行驶工作中，汽车至少部分地自动执行行驶任务。因而可以在部分自动行驶工作中例如使得汽车跟随先前驶出的汽车，而在全自动行驶工作中在注意全部交通规则情况下自动地控制预定的目的地。

在部分自动的或全自动的行驶期间，或者在汽车的部分自动的或全自动的行驶工作期间，允许驾驶员相对于行驶任务走神，只要他能够在可预定的时长内重新接管车辆的控制。这里已知有些系统利用摄像机来观察驾驶员的观察方向，以便能基于观察方向推断出驾驶员的注意力。

发明内容

本发明的具有权利要求1的特征的方法的优点有，确保汽车的非常安全的全自动的或部分自动的行驶工作，因为对驾驶员的注意力状态予以分析，且在需要时提高驾驶员的注意力，以便保证安全的行驶工作。根据本发明，为此规定，特别是在至少部分自动的行驶工作中，首先检测汽车驾驶员的观察方向。如果检测到的观察方向相对于给定观察方向偏差超过可预定的量值，则识别出驾驶员走神。此外，如果识别出了驾驶员走神，就对驾驶员做额外动作予以监视。另外，根据检测到的额外动作来求取驾驶员需要用来至少部分地特别是完全地接管汽车的控制所需要的时长。因而规定，首先监视驾驶员是否走神。如果识别出了驾驶员走神，就检查这种走神是否因驾驶员的额外动作而引起。这里优选还检测所述额外动作是什么。此外，根据一个或所述检测的额外动作，求取驾驶员需要用来接管汽车控制所需要的时长。特别是给不同的额外动作指配不同的时长。为了确定所述时长，特别是算出或者在试验中获知驾驶员从刚刚做过的额外动作完全地或者部分地接管汽车控制需要多长时间。由此可以在确定所述时长时例如把需要驾驶员较大注意力的额外动作评价为不同于那些允许驾驶员快速接管控制的额外动作。所述时长尤其系指从要求驾驶员接管开始到驾驶员部分地或者特别是完全地实际接管汽车控制为止的时长。所述接管要求尤其是下述的警报。

根据驾驶员的检测到的额外动作，优选向驾驶员输出警报，以便提高其注意力。在需要时，输出特别是与所检测的额外动作有关的警报，其中，可以影响所检测的额外动作的种类、警报种类、警报的时间点和/或强度。因而如果识别到驾驶员不仅走神，而且还在做额外动作，则根据情况提高其注意力。优选地规定，只有当汽车的部分自动的或全自动的行驶工作实际上要求驾驶员注意时，才实施所述方法。这种要求的理由一方面可以是当前的交通状况，另一方面可以是法律规定。

根据本发明的一种优选的改进规定，根据识别出走神和/或额外动作的时间点，来确定输出警报信号的时间点。因而根据识别出走神的时间点和/或根据识别出额外动作的时间点，来确定应利用警报信号来提高驾驶员注意力时的时间点。这里特别是计算起始于识别出走神和/或额外动作的时间点且终止于警报信号输出的时段。由此考虑到了驾驶员走神并做额外动作的时间。因而例如规定，针对驾驶员的不同的额外动作预定不同的时段，所述时段不许被超过，以便保证行驶工作的安全性。于是，所述时段从识别出走神的时间点和/或从识别出额外动作的时间点计算，且警报信号随着该时段的推进而输出。由此根据情况来选择用于输出警报的时间点。

此外优选地规定，根据驾驶员的状态参数特别是年龄、性别、先前检测到的反应时间和/或驾驶员的视力来确定时长。所述时长因而特定于驾驶员地预定，从而可以针对汽车的每个驾驶员最佳地保证行驶安全性。因而例如针对视力较差的驾驶员预定较短的时长，以便更早地提高驾驶员的注意力。

按照本发明的一种有利的改进规定，根据所求得的时长来选择用于输出警报信号的时间点。如前已述，选择所述时间点的方式为，从识别出走神和/或额外动作起，根据所述时长来选择用于输出警报信号的时间点。

此外优选地规定，根据驾驶员眼睛的活动来识别驾驶员的额外动作。已知的是，例如借助摄像机机构监视驾驶员的观察方向，该摄像机机构具有至少一个摄像机和至少一个红外线辐射器。由所述活动可以绘出活动曲线，该活动曲线与预定的移动参考曲线相比较。在此优选给每个移动参考曲线都指配一个预定的额外动作。因而例如作为预定的移动参考曲线，规定了眼睛的阅读移动。其特点例如是眼睛逐行地或者水平来回地移动，其中，随着每次来回移动，视线方向都向下挪动。也可以规定，已经把向下的视线方向识别为阅读移动，因为这例如表明拿着书本等。也可以利用眼睛移动的速度来识别阅读移动，如果例如在阅读方向上的移动比眼睛朝向行首的回复移动慢。

此外根据本发明的一种优选的改进规定，根据驾驶员嘴唇的活动来识别驾驶员的额外动作。特别是通过观察驾驶员的嘴口可以识别出驾驶员是否例如在聊天、例如打电话或者与副驾驶员交谈。通过图像分析可以在从驾驶员检测的图像中识别出驾驶员的嘴口，并监视嘴口活动。有益地为此利用摄像机机构的摄像机图像，该摄像机机构也用于检测驾驶员的观察方向。

此外优选地规定，根据手移动和/或手位置来识别驾驶员的额外动作。如果例如识别到驾驶员把一只手放在其耳朵上，则可以识别出驾驶员在打电话。如果识别到驾驶员用其手指示一定的特别是与给定观察方向不同的方向，则可以识别出驾驶员在指向车辆周围的一个物体，以便例如让副驾驶员注意到这个物体。另外如果识别到驾驶员的嘴唇在活动，则识别出驾驶员在将关于该物体的信息告知给副驾驶员，从而更进一步地降低了其对行驶的注意力。另外，可以根据驾驶员的一只手或两只手的移动例如识别出驾驶员在进餐或者喝饮料，就此因饮食而对行驶走神。也可以根据手移动和/或位置来识别出驾驶员在吸烟等。为此例如也可以通过图像分析，在由摄像机检测的图像中获知点燃了香烟，并将吸烟识别为驾驶员的额外动作。

还优选地规定，根据对汽车操作机构的操作来识别出驾驶员的额外动作。特别是规定，基于驾驶员的输入或操作输入来监视汽车的聊天系统、导航系统和/或空调系统。如果检测到了驾驶员的操作输入，若已识别到驾驶员走神，则作为额外动作，推断出驾驶员对相应的操作机构进行了操作。然后优选地选择警报信号的输出方式和/或时间点。

警报信号或警报优选触觉地、声学地和/或光学地输出给驾驶员。声学地输出的警报信号具有的优点是，无论驾驶员朝向哪儿观察，都能引起驾驶员的注意。光学的信号具有的优点是，还可以将驾驶员的注意力引向一定的观察方向，如果这在当前的交通情况下例如是有利的。因而可以利用光学警报信号使得驾驶员例如注意到并未处于通常的给定观察方向的观察范围内的事件。

本发明的具有权利要求10的特征的装置的特点是一种用于检测汽车驾驶员的观察方向的机构、至少一个用于识别驾驶员的额外动作的器件和一种控制器，该控制器在按照规定使用的情况下实施本发明的方法。在最简单的情况下，第一机构和所述器件都被设计成一种机构，特别是摄像机机构，其产生驾驶员的摄像机图像，如前已述，利用所述摄像机图像，通过相应的图像分析来确定警报信号。替代地，第一机构和所述器件是不同的机构，其中特别是规定，所述机构被构造成先前已提到的摄像机机构，所述器件例如被构造成汽车的操作机构。由此产生已经提到的优点。其它特征和优点可由前述说明以及权利要求书得到。

附图说明

下面参照附图详述本发明。为此：

图1以简化图示出一种汽车；和

图2示出用于介绍汽车驱动方法的流程图。

具体实施方式

图1以简化图示出一种汽车1，该汽车可以切换至部分自动工作或全自动工作，从而汽车1至少部分地自动地或自主地行驶，且处于适合于此的框架条件下。为此，汽车1例如具有用于检测汽车1（这里未示出）的附近环境的环境传感机构，且具有导航系统2，汽车1的驾驶员可以借助该导航系统输入行驶目的地，汽车在考虑到交通规则和由环境传感机构检测到的数据情况下至少在全自动工作中自动地控制该行驶目的地。汽车1还具有用于其工作的装置3，该装置具有被构造成摄像机机构4的机构，该机构经过设计，从而它检测汽车1的驾驶员。摄像机机构4因而提供摄像机图像，该摄像机图像涵盖了汽车1的驾驶员。

图2示出流程图，借此介绍汽车1利用装置3工作的方法。首先，在步骤S1中分析由摄像机机构提供的摄像机图像，以便获悉驾驶员的观察方向。为此例如规定，摄像机机构4除了具有摄像机传感器外，还具有对驾驶员予以照射的红外线辐射器，从而红外线光在驾驶员眼睛的视网膜上反射。于是，根据瞳孔和在相应眼睛的视网膜上的反射相互间的位置，确定驾驶员的观察方向。替代地也可以考虑其它用于获悉观察方向的做法。

如果驾驶员的观察方向与给定观察方向一致，或者相对于其偏差不超过可预定的量值（是），则识别到驾驶员朝向行驶方向观察，就此而言，驾驶员可以获悉汽车1前面的交通事件本身。但如果检测到驾驶员的观察方向与观察在行驶方向前面的行驶事件的给定观察方向偏差超过可预定的量值（否），就在下一步骤S2中监视驾驶员是否在做些额外动作。在此特别是基于室内传感机构的数据，该室内传感机构尤其也包括摄像机机构4，但也可以具有话筒、座椅占用传感器、导航系统2或其它操作机构。对于任何要识别的额外动作来说，都有一定的动作样式和活动样式，这些样式借助于室内传感机构予以检测。

例如规定，把观察方向的移动情况即驾驶员眼睛的活动与相应于逐行阅读的移动参考情况相比较。为此例如检查眼睛是否重复地水平地从左向右来回移动，其中，在每次来回移动之后，视线都向下挪动一段距离。也可以检查眼睛的向右移动是否比向左移动慢，从而能够推断出向右阅读和向左回复移动。特别是检查视线方向是否基本上向下朝向，以便例如获悉使用者是否拿着书本等在阅览。

还可以通过分析由摄像机机构提供的摄像机图像来监视驾驶员的嘴口特别是嘴唇活动。如果识别到嘴口特别是驾驶员嘴唇的活动，则尤其是推断出驾驶员在说话，或者例如与汽车1的另一位乘客交谈。

作为额外动作，还将识别到驾驶员在打电话，如果他例如把一只手放在耳朵上，这可以借助摄像机机构予以检测，或者如果汽车的电话免提机构曾工作过并通过嘴口的移动检测到了驾驶员在讲话。就此而言，在此也根据手移动和/或手位置和/或对另一操作机构在这种情况下为电话免提机构的操作，推断出驾驶员的额外动作。

此外，当驾驶员的视线朝向例如导航系统2的或汽车1通用输入系统的显示器，且检测到在例如导航系统2的操作机构上进行操作输入时，则识别到额外动作。就此而言，在此检查两个不同的特征，即视线方向和操作输入，以便把对汽车机构的操作识别为额外动作。但有时也可以省去检测朝向操作机构的视线方向。

另外，如果检测到手和例如嘴口的相应的活动样式（比如咀嚼），则作为额外动作识别到吃或喝。作为额外动作，也可以借助摄像机机构4检测到吸烟，例如，当驾驶员在吸烟时，检测手的移动情况和/或检测点燃的香烟。

上述额外动作不应理解为对可检测的/可识别的全部额外动作的全部列举。当然还可以通过其它额外动作来拓长列举的名单。

识别额外动作的方式尤其为，把由摄像机机构检测的活动情况与事先存储的各指配有一种额外动作的移动参考情况相比较。由此使得对额外动作的识别特别简单。优选还给每个要识别的或已识别的额外动作都指配一个安全等级，该安全等级反映了相应的额外动作对于汽车1的当前行驶工作的安全性。

然后在下一步骤S3中，利用在步骤S2中检测的额外动作及其安全性，优选在贝叶斯网络上推断出驾驶员需要用来从所检测的额外动作接管汽车1的控制所必需的、预测的主要时长。这里尤其也可以考虑与驾驶员相关的参数，比如年龄、性别、直到现在观察的反应时间或驾驶员的视力。关于是谁坐在汽车1的控制位上的信息，例如可以通过识别算法，基于由摄像机机构4提供的摄像机图像来提供或者求取。也可以考虑的是，在汽车1投入工作时通过手动输入或者通过个人密码来自动识别驾驶员。

预测的接管时长的如此算得的量值然后优选在汽车的自动的或者自动化的行驶功能中提供。在高度自动化的行驶期间，允许驾驶员相对于驾驶员任务走神，只要他在事先规定的时长例如10秒钟内能够重新接管驾驶员任务。走神程度和由此预测的在激活部分自动的或全自动的行驶之后用于接管汽车1的控制的所需要的时长，采用所述方法以简单而精确的方式予以估计。相比于已知的方法，采用上述方法提高了这种估计的质量。

为了保证行驶工作的安全性，可选地在超过事先确定的时长情况下，在步骤S4中将警报或警告信号触觉地、声音地或光学地输出给驾驶员，以便使得驾驶员及时地注意到他已经进行额外动作太久了，其视线应转向行驶，以便例如在需要时快速地又能接管汽车1的控制。

Claims (10)

1.一种用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车（1）的方法，具有如下步骤：

-检测汽车（1）的驾驶员的观察方向；

-如果检测到的观察方向与给定观察方向偏差超过可预定的量值，则识别出驾驶员的走神；

-如果识别到了驾驶员的走神，则监视驾驶员的额外动作；

-根据检测的额外动作来求取驾驶员需要用来至少部分地接管汽车的控制的所需时长。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测到的额外动作向驾驶员输出警报。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据识别出走神和/或额外动作的时间点来确定用于输出警报信号的时间点。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据驾驶员的至少一个状态参数特别是年龄、性别、先前检测到的反应时间和/或驾驶员的视力来确定所述时长。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所求得的时长来选择用于输出警报信号的时间点。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据驾驶员眼睛的活动来识别驾驶员的额外动作。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据驾驶员嘴唇的活动来识别驾驶员的额外动作。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据手移动和/或手位置来识别驾驶员的额外动作。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据对汽车操作机构特别是聊天系统、导航系统（2）或空调系统的操作来识别驾驶员的额外动作。

10.一种用于驱动至少部分自动行驶或可部分自动行驶的汽车（1）的装置（3），具有至少一个用于检测汽车（1）驾驶员的观察方向的第一机构（4）、用于识别驾驶员的额外动作的器件和一种控制器，该控制器在按照规定使用的情况下实施根据权利要求1~9中任一项的方法。