CN108137049A - 增强车道行为检测 - Google Patents
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Abstract
确定作为车辆乘员的手腕移动的量度的车道行为检测值。当车道行为检测值超过阈值时致动可穿戴装置中的机构。
Description
背景技术
车道行为警告(LBW)系统为车辆驾驶员提供了一种在驾驶员的车道行为不稳定的情况下调整他们的驾驶行为的方法。这种系统可以指示不稳定的车道驾驶行为,使得车辆驾驶员可以采取纠正措施。然而,并非所有车辆都包含LBW系统,因此无法指示不稳定的车道行为。
附图说明
图1是包括提供指示车道行为的输出的可穿戴装置的示例性系统的框图;
图2是用于提供车道行为的指示的示例性过程的框图。
具体实施方式
图1示出了包括通信地耦合到车辆101的计算装置105的可穿戴装置140的系统100。计算装置105被编程为接收来自一个或多个数据收集器110(例如车辆101的传感器)的关于与车辆101有关的各种度量的收集数据115。例如,度量可以包括车辆101的速度、车辆101的加速度和/或减速度、与车辆101的路径或转向有关的数据、与车辆101的操作者有关的生物特征数据(例如,心率、呼吸、瞳孔扩张、体温、意识状态等)。这些度量的其它示例可以包括车辆系统和部件(例如,转向系统、动力传动系统、制动系统、内部感测、外部感测等)的测量结果。计算装置105可以被编程为收集来自安装了计算装置105的车辆101(有时被称为主车辆101)的数据115,和/或可以被编程为收集关于第二车辆101(例如,目标车辆)的数据115。
计算装置105通常被编程为在控制器局域网(CAN)总线等上进行通信。计算装置105还可以具有到车载诊断连接器(OBD-II)的连接。经由CAN总线、OBD-II和/或其它有线或无线机构,计算装置105可以将消息传输到车辆中的各种装置,和/或接收来自包括数据收集器110的各种装置(例如,控制器、致动器、传感器等)的消息。可替选地或另外地,在计算装置105实际上包括多个装置的情况下,CAN总线等可以用于本发明中表示为计算装置105的装置之间的通信。此外,计算装置105可以被编程为与网络120通信,如下所述,网络120可以包括各种有线和/或无线网络技术,例如蜂窝、蓝牙、有线和/或无线分组网络等。
计算装置105可以被编程为生成车道偏离警告。例如,计算装置105可以接收与车辆101的速度、加速度、减速度、转向角度、转向角度变化率、制动等有关的收集数据115和/或与道路有关的数据115(例如,车辆101正在穿过车道标志、正在改变与车道标志等的横向距离)。基于如下所述的这种收集数据115并且可能还有车辆101的驾驶员的车道偏离配置文件,计算机105可以例如以已知的方式确定车道偏离即将发生和/或车辆101处于超出预定阈值的无意识车道偏离的风险中,届时可生成车道偏离警告。计算装置105还可以存储指令以确定车辆101是否将要离开当前的车道,并且一经这种确定,就在没有驾驶员干预(例如制动、转向、节流(throttle)等)的情况下致动一个或多个车辆机构。此外,计算装置105可以包括或连接到输出机构以指示潜在的车道偏离,例如,经由车辆101的人机界面(HMI)提供的声音和/或视觉指示器。数据存储器106可以是任何已知的类型,例如硬盘驱动器、固态驱动器、服务器或任何易失性或非易失性介质。数据存储器106通常存储从数据收集器110发送的收集数据115。
收集数据115可以包括在车辆101中收集的各种数据。上面提供了收集数据115的示例,此外,数据115通常使用一个或多个数据收集器110收集,并且可以另外包括在计算机105中和/或在服务器125处由其计算的数据。通常,收集数据115可以包括可以由数据收集器110收集和/或从这种数据计算的任何数据。
系统100还可以包括连接到服务器125和数据存储器130的网络120。计算机105还可以被编程为经由网络120与诸如服务器125的一个或多个远程站点通信,这种远程站点可能包括数据存储器130。网络120表示一个或多个机制,车辆计算机105可以通过该一个或多个机制与远程服务器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,该各种有线或无线通信机构包括有线(例如,电缆和光纤)和/或无线(例如,蜂窝、无线、卫星、微波以及射频)通信机制和任何期望的网络拓扑结构(或当使用多个通信机制时的多个拓扑结构)的任何期望组合。示例性通信网络包括提供数据通信服务的无线通信网络(例如,使用蓝牙、IEEE 802.11等)、局域网(LAN)和/或包括因特网的广域网(WAN)。
服务器125可以被编程为确定一个或多个车辆101的适当措施,并且向计算机105提供指示(direction)以相应地进行。服务器125可以是一个或多个计算机服务器,每个通常包括至少一个处理器和至少一个存储器,存储器存储可由处理器执行的指令,包括用于执行本文描述的各种步骤和过程的指令。服务器125可以包括或可通信地耦合到用于存储收集数据115、如本文所述生成的与潜在事故有关的记录、车道偏离配置文件等的数据存储器130。此外,服务器125可以存储与在地理区域中运行的特定车辆101和另外一个或多个其它车辆101、地理区域内的关于特定道路、城市等的交通状况、天气状况等有关的信息。服务器125可以被编程为向特定车辆101和/或其它车辆101提供警告。
可穿戴装置140可以是被编程为穿戴在驾驶员身体上的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种。例如,可穿戴装置140可以是手表、智能手表、振动设备等,可穿戴装置140包括使用IEEE802.11、蓝牙和/或蜂窝通信协议的无线通信的能力。此外,可穿戴装置140可以使用这种通信能力来经由网络120进行通信,并且还可以例如使用蓝牙直接与车辆计算机105进行通信。可穿戴装置140可以包括至少一个数据收集器145。数据收集器145可以是运动传感器,例如加速度计、陀螺仪、全球定位传感器或一些其它运动传感器。装置140可以被编程为使用来自数据收集器145的测量结果来确定佩戴装置140的车辆101的乘员的手腕和/或手臂移动以便例如确定车辆101的方向盘移动,由此将数据115提供给用户装置150以确定车道行为。数据收集器145还可以收集横向于车辆101的向前运动的可穿戴装置140的位置上的数据。
系统100可以包括用户装置150。用户装置150可以是包括处理器和存储器的各种计算装置(例如智能手机、平板电脑、个人数字助理等)中的任何一种,用户装置150可以使用网络120来与车辆计算机105和可穿戴装置140通信。可穿戴装置140可将数据发送到用户装置150以进行处理。用户装置150通常包括处理器155、数据存储器156以及多个数据收集器160。数据收集器160可以包括例如位置传感器、摄像机、音频视频收集器等。
用户装置150可以使用收集数据115来为车辆101的乘员开发车道行为配置文件。车道行为配置文件可以包括乘员的驾驶习惯和特征(例如年龄、驾驶经验等)以及收集数据115(例如,道路状况、车辆101的移动等)。例如,可以为新手或经验较少的驾驶员建立更敏感的车道行为警告阈值。用户装置150可以使用车道行为配置文件来检测车道行为,例如为车辆101的乘员生成车道行为警告。用户装置150可以为相应的车辆101的驾驶员创建相应的车道行为配置文件,并且可以将配置文件存储在数据存储器156中。
数据收集器110、160可以包括各种装置。例如,车辆中的各种控制器可以作为数据收集器110、160来操作以经由CAN总线和/或网络120提供数据115,例如与任意数量的车辆101的车辆速度、加速度、系统和/或部件功能等有关的数据115。此外,传感器等、全球定位系统(GPS)设备等可以被包括在车辆101和/或用户装置150中并且被配置为数据收集器110、160以便例如经由有线或无线连接将数据直接提供给计算机105。传感器数据收集器110可以包括诸如雷达(RADAR)、激光雷达(LIDAR)、声纳等传感器的机构,该机构可以被部署为测量车辆101与其它车辆或物体之间的距离。然而其它数据收集器110、160可以包括摄像机、呼吸测醉器、运动检测器等,即数据收集器110、160提供用于评估车辆101的操作员的状况或状态的数据115。
图2示出了采用可穿戴装置140和数据收集器145的示例性过程200。过程200开始于框205中,其中处理器155执行收集来自数据收集器145的数据的编程。过程200可以替代地在可穿戴装置140或车辆计算机105中执行。特别地,数据可以包括由数据收集器145(例如加速度计)收集的手腕和/或手臂移动。乘员的手腕和/或手臂的特色移动可以指示车辆101在车道内的转向移动和随后的移动。不稳定的车道行为可以由车辆方向盘上的手腕和手臂移动的增加的可变性而引起和/或根据车辆方向盘上的手腕和手臂移动的增加的可变性例如使用如下所述的装置140的加速度计数据来检测。发送到处理器155的数据可以是原始数据,即,从数据收集器145发送的尚未转换、修改或以其它方式处理的值、和/或由可穿戴装置140处理的数据。因此,可穿戴装置140和用户装置150可以组成分布式处理系统。
接下来,在框210中,处理器155被编程为收集来自用户装置150上的数据收集器160的数据。例如,处理器155可以被编程为收集用户装置150的位置数据(例如,全球定位系统(GPS)数据)来确定车辆101的横向移动的变化。在另一示例中,运动检测器数据收集器145可被用于确定可穿戴装置140的横向移动,即,基本垂直于车辆101的纵向轴线和/或行进方向的装置140的移动分量。用户装置150的横向位置的改变可以指示车辆101在车道中的移动,并且可以被用于生成车道行为警告。此外,用户装置150可以收集来自车辆101中的数据收集器110的数据115。
接下来,在框215中,处理器155被编程为确定车道行为检测(LBD)值。LBD值基于可穿戴装置140的手腕和/或手臂移动以及用户装置150的横向位置移动的变化来表征乘员的车道行为。LBD值可以由来自可穿戴装置140的加速度计数据的递归计算平均值和标准偏差来确定。例如,基于加速度数据的LBD值可以基于以下等式来确定:
其中ak是来自可穿戴装置140的当前加速度计值,α是可以预先确定并且存储在数据存储器156和/或服务器125中的0和1之间的可调增益,k是从1开始并且表示当前值的索引的索引,是在1和k之间收集的加速度计值的平均值,VARLED,k是加速度计值的方差,并且LBDk是LBD值。LBD值LBDk可以被标准化(normalized)为0和1之间的值。
LBD值可以针对各个时间段来确定,并且可以被聚合并且标准化为0和1之间的值以获得存储在数据存储器156和/或服务器125中的个性化驾驶员车道行为特征。更高的LBD值(例如大于平均LBD值0.8和/或2-3个标准差)可以指示具有车道内更大的横向移动量的不稳定车道行为,例如新手驾驶员或驾驶员将技术应用于具有松散转向的车辆。较低的LBD值(例如小于0.3)可指示稳定驾驶。类似地,LBD值可以由用户装置150确定的车辆101的横向位置的变化的递归计算平均值和标准偏差来确定。例如,基于横向数据的变化的LBD值可以基于以下公式来确定:
其中lk是当前横向位置值,a是如上所述的可调增益,是横向位置值从1到k的变化的平均值,VARLED,k是横向位置值的方差,并且如等式4中所示通过取方差VARLED,k的平方根来确定LBDk。LBD值LBDk可以被标准化为0和1之间的值。
所计算的LBD值可以被单独使用或者被相对跟踪使用以例如提供最新LBD值的确定性的估计。处理器155可以被编程为确定平均LBD值,该平均LBD值是指定时间段内一组LBD值的算术平均值。因此,可穿戴装置140和用户装置150可用于任何车辆101,甚至不具有传统车道通过警告系统的车辆101。处理器155可以使用来自可穿戴装置140、用户装置数据收集器160和/或车辆101的数据115来确定LBD值。
接下来,在框220中,处理器155被编程为确定LBD值是否大于预定阈值。阈值可以由来自可穿戴装置140的加速度计数据115的标准化标准偏差(例如,与可穿戴装置140的平均加速度值的2-3个标准偏差)来确定,或者可以存储在服务器125上并且由用户装置150收集。阈值可以被调整为考虑特定车辆乘员,或者可以被设定为针对特定车辆101的特定值。处理器155可以被编程为使用当前LBD值或平均LBD值。如果LBD值低于阈值,则过程200返回到框205以收集更多数据。否则,过程200在框225中继续。
在框225中,处理器155将指令提供给可穿戴装置140以致动一个或多个输出机构。输出机构可以包括触觉输出(例如,振动)、音频输出和/或视觉输出(例如,闪光灯、闪烁的颜色等)。可以根据乘员来选择一个或多个输出机构。例如,听力不好的乘员可能会有更强的振动输出,而另一乘员可能更喜欢视觉输出。因此,本系统100的背景下的车辆101的驾驶员可以纠正他们的驾驶行为,例如,更早地采取避让和/或回避措施。输出机构可以在由计算装置105产生的车道偏离警告之前、之后和/或与之结合而被致动。过程200然后结束。
如本文中所使用的,副词“基本”修饰的形容词意指形状、结构、测量结果、值、计算结果等因为材料、加工、制造、传感器测量、计算、处理时间、通信时间等方面的缺陷而可能偏离精确描述的几何、距离、测量结果、值、计算结果等。
计算装置105通常每个包括由一个或多个计算装置执行的诸如上面描述的那些指令,并且用于执行上面描述的过程的框或者步骤。计算机可执行指令可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序进行编译或解释,该各种编程语言和/或技术包括但不限于单独的或组合的JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等等。通常,处理器(例如,微处理器)从存储器、计算机可读介质等接收指令并且执行这些指令,从而执行包括本文所述的一种或多种过程这样的一种或多种过程。可以使用各种计算机可读介质来存储和传输这样的指令和其它数据。计算装置中的文件通常是存储在诸如存储介质,随机存取存储器等的计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可通过计算机读取的数据(例如,指令)的任意介质。这种介质可以采取许多形式,包括但不限于非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘以及其它持久存储器。易失性介质包括通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘(floppy disk)、软盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任意其它磁性介质、只读光盘驱动器(CD-ROM),数字化视频光盘(DVD)、任意其它光学介质、打孔卡、纸带、任意其它具有孔图案的物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、闪存电可擦除可编程只读存储器(FLASH-EEPROM)、任意其它存储器芯片或盒或计算机可读取的任意其它介质。
关于本文描述的媒介、过程、系统、方法等,应当理解的是,尽管已经将这种过程等的步骤描述为根据某个有序序列发生,但是这种过程可以以按照本文描述的顺序之外的顺序执行已描述步骤来实施。还应当理解的是,可以同时执行某些步骤,可以添加其它步骤,或者可以省略本文描述的某些步骤。例如在过程200中,可以省略步骤中的一个或多个,或者可以按照与图2所示不同的顺序执行的步骤。换句话说,本文中系统和/或过程的描述被提供用于说明某些实施例的目的,并且不应被解释为限制所公开的主题。
因此,应当理解的是,包括上面描述和附图以及下面权利要求的本发明旨在是说明性的而非限制性的。在阅读上述描述之后,除了所提供的实施例之外的许多实施例和应用也将是对本领域的技术人员来说显而易见的。不应当参考上述描述确定本发明的范围,而是应参照此处所附/或包含在基于本文的非临时专利申请中的权利要求,以及这些权利要求所具有的等同物的全部范围来确定。预期将来的发展将在本文所讨论的技术中发生,并且所公开的系统和方法将被并入到将来的实施例中。总之,应该理解的是,所公开的主题能够进行修改和改变。
Claims (20)
1.一种系统,包括包含处理器和存储器的计算机,所述存储器存储可由所述计算机执行以进行以下操作的指令:
确定作为车辆乘员的手腕移动的量度的车道行为检测值;以及
当所述车道行为检测值超过阈值时致动可穿戴装置中的机构。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述指令包括至少部分地基于所述车辆乘员的手臂移动来确定所述车道行为检测值的指令。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述机构是触觉输出机构。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述指令包括在手持用户装置中确定所述车道行为检测值的指令。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述指令包括在所述手持用户装置和所述可穿戴装置中确定所述车道行为检测值的指令。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述指令包括至少部分地基于手持用户装置的位置数据来确定所述车道行为检测值的指令。
7.根据权利要求1所述的系统,还包括加速度计、陀螺仪以及全球定位系统中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述可穿戴装置包括加速度计。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述指令包括从一组先前车道行为检测值确定平均车道行为检测值的指令。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述指令包括当所述平均车道行为检测值超过所述阈值时致动所述机构的指令。
11.一种方法,包括:
确定作为车辆乘员的手腕移动的量度的车道行为检测值;以及
当所述车道行为检测值超过阈值时致动可穿戴装置中的机构。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括至少部分地基于所述车辆乘员的手臂移动来确定所述车道行为检测值。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述机构是触觉输出机构。
14.根据权利要求11所述的方法,还包括在手持用户装置中确定所述车道行为检测值。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括在所述手持用户装置和所述可穿戴装置中确定所述车道行为检测值。
16.根据权利要求11所述的方法,还包括至少部分地基于手持用户装置的位置数据来确定所述车道行为检测值。
17.根据权利要求11所述的方法,还包括加速度计、陀螺仪以及全球定位系统中的至少一个。
18.根据权利要求11所述的方法,其中所述可穿戴装置包括加速度计。
19.根据权利要求11所述的方法,还包括从一组先前车道行为检测值确定平均车道行为检测值。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括当所述平均车道行为检测值超过所述阈值时致动所述机构。
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