CN109591823B - 汽车驾驶员健康监测与响应系统 - Google Patents

Abstract

一种监测车辆驾驶员的健康状况的方法包括：激活可穿戴设备，该可穿戴设备被配置为提供驾驶员健康信号；以及在控制器处接收驾驶员健康信号。响应于驾驶员健康信号指示出即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的至少一个，该方法输出用于显示的警告。本公开可以识别驾驶员可能无法操作车辆的状况，并且可以利用ADAS来操纵车辆以抑制事故或者甚至将车辆朝向一个位置引导。

Description

汽车驾驶员健康监测与响应系统

相关申请的交叉引用

本申请是于2017年9月29日提交的美国非临时申请第15/720,283号的继续申请，其全部内容并入本文。

技术领域

本公开提供一种能够检测各种健康问题的驾驶员健康监测系统。

背景技术

车辆可以采用各种传感器，其在操作车辆时检测驾驶员的状态。这些各种传感器可以检测驾驶员是否困倦、注意力是否集中，或者甚至是否在驾驶员座位上。这些各种传感器与车辆警告系统通信，并且如果传感器检测到驾驶员的不可接受状态，则可以输出声音警报或指示信号。然而，这些现有传感器中的一些传感器可能无法检测诸如心脏病发作或中风之类的健康问题。

因此，期望提供一种能够检测各种健康问题的驾驶员健康监测系统。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种转向组件。转向组件包括高级驾驶员辅助系统、方向盘和驾驶员监测系统。高级驾驶员辅助系统被配置为控制车辆。基于高级驾驶员辅助系统的状态，方向盘在展开位置和缩回位置之间可移动。驾驶员监测系统与高级驾驶员辅助系统通信，并包括可穿戴设备和控制器。控制器被编程为响应于可穿戴设备位于距车辆的预定距离内而向可穿戴设备提供第一信号。

根据本公开的另一实施例，提供了一种驾驶员监测系统。驾驶员监测系统包括可穿戴设备和控制器。可穿戴设备可在第一模式和第二模式下操作。控制器被编程为响应于可穿戴设备位于距选择性自主车辆的预定距离内而提供第一信号，以将可穿戴设备从第一模式改变为第二模式。

根据本公开的又一实施例，提供了一种监测车辆驾驶员的健康状况的方法。该方法包括：激活可穿戴设备，该可穿戴设备被配置为提供驾驶员健康信号；以及在控制器处接收驾驶员健康信号。响应于驾驶员健康信号指示出即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的至少一个，该方法输出用于显示的警告。

通过以下结合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得更加清晰。

附图说明

在说明书结尾处的权利要求中特别指出并清楚地声明了本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本公开的前述和其他特征以及优点将变得清晰，其中：

图1是具有处于缩回位置的转向组件的车厢的示意图；

图2是具有处于展开位置的转向组件的车厢的示意图；以及

图3是监测车辆驾驶员的健康状况的说明性方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，其中将参考特定实施例描述本公开，但不限制本公开，应理解，所公开的实施例仅是本公开的说明，其可以体现在各种替代形式中。这些附图不一定按比例绘制；某些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表性基础。

参考图1和图2，车辆10可以是传统车辆、自主车辆、自主驾驶车辆、选择性自主车辆或具有半自主能力的车辆。车辆10包括转向组件20、高级驾驶员辅助系统(ADAS)22和驾驶员监测系统24。

转向组件20与ADAS 22、驾驶员监测系统24和控制器26通信，控制器26可以作为驾驶员监测系统24的一部分来提供。转向组件20包括方向盘30和调节组件32。方向盘30选择性地联接到转向轴40，转向轴40沿转向柱轴线42延伸通过转向柱。方向盘30可以通过联接机构44直接或间接地被联接到转向轴40。

当联接机构44至少部分地接合并且ADAS 22停用时，方向盘30联接到转向轴40。当联接机构44脱离并且ADAS 22被激活时，方向盘30与转向轴40分离。

转向组件20的方向盘30可在旋转状态/可旋转状态和非旋转状态/不可旋转状态之间切换。方向盘30能够旋转并且车辆10的驾驶员能够在ADAS 22停用的同时通过方向盘30提供车辆10的方向控制。转向组件20的方向盘30处于非旋转状态，使得方向盘30被禁止旋转，同时ADAS 22被激活。当方向盘30可操作地与转向轴40分离时，方向盘30处于非旋转状态。应当理解，方向盘30与转向轴40的分离可以机械方式、电气方式、液压方式或其组合方式进行。

转向组件20的方向盘30响应于ADAS 22的激活通过调节组件32在如图1所示的缩回位置和如图2所示的展开位置之间是可移动的。

参考图1，缩回位置对应于转向组件20的方向盘30被设置成远离驾驶员并且被设置成邻近或收纳在仪表板50内的位置。缩回位置在车厢12内提供增加的空间，使驾驶员能够进行非驾驶活动。ADAS 22主动控制车辆10，同时转向组件20的方向盘30处于缩回位置并且ADAS 22被激活。随着转向组件20的方向盘30朝向缩回位置移动或者在转向组件20的方向盘30朝向缩回位置移动之前，方向盘30可以可操作地与转向轴40分离。

参考图2，展开位置对应于转向组件20的方向盘30的驱动位置，使得方向盘30接受驾驶员输入以向车辆10提供方向控制。当转向组件20的方向盘30处于展开或伸展位置并且ADAS 22停用或处于待机模式时，车辆的驾驶员正在主动地控制车辆10。随着转向组件20的方向盘30朝向展开位置移动或者当转向组件20达到展开位置，方向盘30可以可操作地联接到转向轴40。

调节组件32包括致动器，致动器被设置在转向柱附近并且被布置为沿着转向柱轴线42在缩回位置和展开位置之间移动方向盘30。致动器是电子致动器、液压致动器、气动致动器等中的至少一个。

调节组件32被配置为响应于停用ADAS 22的请求而将方向盘30从缩回位置朝向展开位置移动。调节组件32被配置为响应于激活ADAS 22的请求使方向盘30从展开位置朝向缩回位置移动。

ADAS 22被布置为便于执行各种车辆操作(例如，转向、加速、制动、操纵等)而无需来自驾驶员的连续输入(持续输入)。ADAS22被布置为在处于激活状态时至少部分地控制车辆10，并且在处于非激活状态时不至少部分地控制车辆10。ADAS 22允许使用感测、转向和/或制动技术至少部分地自主控制车辆10。车辆的驾驶员能够通过开关或其他机构选择性地激活或停用ADAS 22。

驾驶员监测系统24可以是汽车驾驶员健康监测和响应系统，其被布置为检测驾驶员健康事件并提供警告或响应以减轻与驾驶员健康事件相关联的风险。驾驶员监测系统24可识别驾驶员的状态，驾驶员的行为，驾驶员的健康状况，和/或驾驶员状态、驾驶员的行为和/或驾驶员的健康状况的变化。驾驶员监测系统24被配置为识别驾驶员可能无法操作车辆10的状况，并且可以利用ADAS 22来操纵车辆以抑制事故或者甚至将车辆10朝向一个位置引导。例如，驾驶员监测系统24被布置为监测某些健康状况，例如癫痫发作、晕厥、异常心律、睡眠障碍、睡眠呼吸暂停、发作性嗜睡病、血压变化、体温以及其他健康状况。

驾驶员监测系统24与ADAS 22和控制器26通信。驾驶员监测系统24可包括控制器26和可穿戴设备60，该可穿戴设备60可由驾驶员佩戴并包括一组传感器，例如生物信号传感器，其可以检测驾驶员的生物学信号(生物信号)。可穿戴设备60测量或监测驾驶员的状态、健康状况和/或行为。收集的信息或数据被发送到控制器26或与另一车辆系统相关联的控制器，并确定是否存在即将发生的或当前的驾驶员健康事件。如本文所用，术语“可穿戴”应理解为意指该设备可作为手表、手镯、项链、胸带、臂箍、贴片、头带、脚踝监测器、皮带、耳夹、头盔、项链、嵌入车辆座椅中的设备由驾驶员佩戴、或者可以结合到车辆座椅安全带中。无论如何，可穿戴设备60与驾驶员的身体直接接触，使得生物信号传感器可以监测或测量或跟踪生物信号。

生物信号传感器可以监测、测量或跟踪生物信号，例如驾驶员的心率、驾驶员的血压、驾驶员的血糖、驾驶员的氧饱和度(SpO2)、驾驶员的呼吸率、驾驶员的心率/脉搏率、驾驶员的皮肤电反应(GSR)、驾驶员的身体动作或驾驶员警觉性。生物信号传感器可以是心电图(ECG)、肌电图(EMG)、光电容积描记图(血管容积图)PPG、电神经图(ENG)、脑电图(EEG)、运动传感器、加速度计、热传感器或温度计。在至少一个实施例中，生物信号传感器可以被配置为执行基本医学测试。

可穿戴设备60与控制器26通信。可穿戴设备60可以通过有线连接、无线连接、近场通信、光通信等与控制器26通信。可穿戴设备60被布置为向控制器26提供驾驶员健康信号并从控制器26接收各种信号。驾驶员健康信号是基于生物信号的信号，其指示车辆10的驾驶员的健康状况或健康状态。

第一模式可以是低功率模式，其中可穿戴设备60的生物信号传感器不监测驾驶员的生物信号，或者可穿戴设备60不向控制器26提供或被禁止向控制器26提供驾驶员健康信号。在第一模式中，可穿戴设备60可以执行诊断并验证生物信号传感器的功能。如果可穿戴设备60检测到生物信号传感器的故障，则可穿戴设备60可以被禁用并且可以经由可穿戴设备60的显示器或经由车辆10内的显示器向驾驶员输出用于显示的指示故障的指示信号。

第二模式可以是使可穿戴设备60能够向控制器26提供驾驶员健康信号的模式。可穿戴设备60可以响应于可穿戴设备60位于距车辆10的预定距离内或位于车辆10的车厢12内而从第一模式改变到第二模式。

参考图1和图2，环境检测系统34与驾驶员监测系统24的ADAS22、控制器26和可穿戴设备60通信。环境检测系统34被配置为监测车厢12内可能影响ADAS 22的激活或停用、方向盘30的缩回或伸展、或车辆10的驾驶员的状态的状况。

环境检测系统34包括驾驶室环境传感器70和输出设备72。驾驶室环境传感器70向控制器26提供驾驶室环境信号。驾驶室环境信号提供指示以下状况中的至少一个的信息：方向盘30的行进路径内的障碍物，驾驶员相对于驾驶室环境传感器70的位置，驾驶员可以驾驶(availability)或不可驾驶(unavailability)(例如驾驶员在驾驶员座位中睡着、不专心或不可驾驶，驾驶员不在驾驶员座位内，驾驶员膝盖上的物体等。)

驾驶室环境传感器70可被设置在车厢12内。例如，驾驶室环境传感器70可被设置在仪表板50上或仪表板50内，设置在驾驶员座椅内或靠近驾驶员座椅，或设置在转向组件上方。驾驶室环境传感器70可以是重量开关/传感器、光学传感器、超声波传感器、座椅靠背传感器、热传感器和生物传感器中的至少一个，该生物传感器被配置为检测选择性自动驾驶汽车的驾驶员的心跳或呼吸。

输出设备72被配置为响应于驾驶员健康信号指示出即将发生的驾驶员健康事件或当前的驾驶员健康事件和/或驾驶室环境信号中的至少一个提供了指示以下状况的信息而输出用于显示的诸如视觉、触觉或听觉指示信号之类的指示信号：方向盘30和驾驶员之间的障碍物，方向盘30的行进路径内的物体，驾驶员的位置，以及不可驾驶的驾驶员(例如，驾驶员在驾驶员座位内睡着了)。该指示信号向驾驶员提供关于车厢12内的情况的通知。

控制器26与转向组件20、ADAS 22和驾驶员监测系统24通信。在至少一个实施例中，控制器26与驾驶员监测系统24或ADAS 22集成或被设置为驾驶员监测系统24或ADAS 22的一部分。

控制器26包括输入通信通道，其被布置为接收来自可穿戴设备60的驾驶员健康信号、指示ADAS 22的状态的信号、以及指示转向组件20的方向盘30的位置的信号。控制器26包括输出通信通道，其被布置为向可穿戴设备60提供第一信号以改变可穿戴设备60的模式，提供第二信号以改变ADAS 22的状态，向输出设备72提供信号，以及向第三方或第三方设备提供包含了指示驾驶员健康或驾驶员状况的信息的信号或消息。

控制器26可以包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的至少一个微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和不失效(keep-alive)存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是持久性或非易失性存储器，可用于在CPU断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可以使用许多已知存储器设备中的任何一种来实现，例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电子PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光学或组合存储器设备，其中一些代表由控制器26使用的可执行指令。

控制器26被编程为响应于可穿戴设备60位于距车辆10的预定距离内而向可穿戴设备60提供第一信号。如前所述，第一信号可以将可穿戴设备60从第一模式改变到第二模式。可穿戴设备60响应于可穿戴设备60接收到第一信号而向控制器26提供驾驶员健康信号。可穿戴设备60可以连续地向控制器26提供驾驶员健康信号，并且控制器26处理驾驶员健康信号以确定是否存在即将发生的或现有的驾驶员健康事件，而不管转向组件20的方向盘30的位置如何并且不管ADAS22的状态如何。然而，控制器26基于驾驶员健康信号检测或确定即将发生的或当前的驾驶员健康事件使控制器26能够改变转向组件20的方向盘30的位置和/或改变ADAS 22的状态。

如果ADAS 22处于非激活状态，则控制器26被编程为响应于可穿戴设备60的驾驶员健康信号指示即将发生的驾驶员健康事件或当前的驾驶员健康事件中的至少一个，将第二信号提供给ADAS 22以将ADAS 22的状态从非激活状态改变为激活状态。

控制器26被编程为响应于驾驶员健康信号指示即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的至少一个而输出，以显示指示即将发生或当前驾驶员健康事件中的至少一个的警告。警告可以被输出设备72输出以供显示，并且可以警告车辆10的驾驶员关于即将发生的或当前的驾驶员健康事件。

控制器26被编程为命令ADAS 22操作车辆10以跟随事件选择的自主路径。事件选择的自主路径基于即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的至少一个。事件选择的自主路径可以是到最近或最易接近的紧急设施的车辆路径或路线，朝向道路一侧的预定位置，或能够对即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件做出响应的其他预编程位置。此外，控制器26可以防止车辆10的驾驶员进入驾驶员可以向车辆10提供转向输入的手动模式，或者防止车辆10的驾驶员将转向组件20的方向盘30从缩回位置朝向展开位置移动而引发将车辆控制切换给车辆10的驾驶员。

例如，如果即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件的严重性小于阈值，使得车辆10的驾驶员可能能够或可以恢复对车辆10的控制，则控制器26可以命令ADAS22将车辆10引向道路的一侧或一预定安全位置。如果即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件的严重性大于阈值，使得车辆10的驾驶员可能无法或不能恢复对车辆10的控制，则控制器可命令ADAS 22朝向紧急或救护设施指引或引导车辆10。

在至少一个实施例中，控制器26被编程为联系紧急设施并将包含指示驾驶员健康或驾驶员状况的信息的信号或消息发送到紧急设施或第三方设备。控制器26可以被编程为使用安全介质向授权的医疗服务提供商和其他已授权单位提供安全记录的驾驶员健康信息。

在至少一个实施例中，控制器26被编程为通过车辆到车辆通信(V2V)来通知另一车辆，或被编程为通知车辆到基础设施通信(V2X)，以便车辆10更安全且更快地执行穿过事件选择的自主路径。

如果转向组件20的方向盘30处于缩回位置并且ADAS 22处于激活状态，则控制器26被编程为响应于由可穿戴设备60提供的驾驶员健康信号指示出即将发生的驾驶员健康事件和当前的驾驶员健康事件中的至少一个，命令ADAS 22操作车辆10以跟随事件选择的自主路径。

参考图3，示出了监测车辆驾驶员的健康状况的说明性方法的流程图。如本领域普通技术人员将理解的，该流程图表示可由控制器26在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现或影响的控制逻辑。

在框100处，该方法可以检测到穿着可穿戴设备60的驾驶员出现在车辆10附近。如果穿着可穿戴设备60的驾驶员不在预定距离内或车辆10内，则该方法可以在框120处结束。如果佩戴可穿戴设备60的驾驶员在车厢12内或在车辆10的预定距离内，则该方法可以继续到框102。

在框102处，可穿戴设备60被激活或从第一模式改变到第二模式，并向控制器26提供驾驶员健康信号。在框104处，控制器26接收驾驶员健康信号。在框106处，控制器26将驾驶员健康信号提供给处理器，该处理器基于由驾驶员健康信号提供的信息或数据来确定是否存在即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件。

在框108处，该方法确定是否存在即将发生的驾驶员健康事件或当前的驾驶员健康事件。如果没有即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件，则该方法可以返回到框104，其中该方法继续从可穿戴设备60接收驾驶员健康信号。如果存在即将发生的驾驶员健康事件或当前在驾驶员健康事件，该方法可以继续到框110。

在框110处，该方法可以输出用于显示的警告。警告可以由输出设备72输出，以警告车辆10的驾驶员即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件。该方法然后继续到框112。在不是自主车辆或不是选择性自主车辆且包含了驾驶员监测系统24的传统车辆的情况下，响应于即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件，该方法可以输出警告，并且该方法可以继续到框116或可以结束。

在框112处，如果ADAS 22处于非激活状态，则该方法将ADAS22的状态从非激活状态(例如，手动车辆模式或驾驶员控制模式)改变为激活状态(例如，自主车辆模式或部分自主模式)。如果ADAS22处于激活状态并且车辆10正在被操作以跟随驾驶员选择的路径，则该方法将车辆路径从驾驶员选择的路径改变为事件选择的自主路径。然后该方法继续到框114。

在框114处，该方法基于即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件来操作车辆10以跟随事件选择的自主路径。然后该方法继续到框116。

在框116处，该方法向第三方或第三方设备输出用于显示的指示即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的至少一个的指示信号。然后该方法可以在框120处结束。

虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了本公开，但应容易理解，本公开不限于这些公开的实施例。相反，可以修改本公开以结合此前未描述但与本公开的范围相当的任何数量的变型、改变、替换或等效布置。另外，虽然已经描述了本公开的各种实施例，但是应该理解，本公开的各方面可以仅包括所描述的实施例中的一些或各种实施例的组合。因此，本公开不应被视为受前述描述的限制。

Claims (11)

1.一种转向组件，包括：

高级驾驶辅助系统，被布置为控制车辆；

方向盘，基于所述高级驾驶员辅助系统的状态，在展开位置和缩回位置之间是可移动的；以及

驾驶员监测系统，与所述高级驾驶员辅助系统通信，驾驶员监测系统包括：

可穿戴设备，所述可穿戴设备包括用于与驾驶员的身体直接接触以监测驾驶员健康状况的传感器，以及

控制器，被编程为响应于所述可穿戴设备位于距所述车辆的预定距离内而向所述可穿戴设备提供第一信号，所述控制器还被编程为命令所述高级驾驶员辅助系统操作所述转向组件以跟随事件选择的自主路径，所述事件选择的自主路径基于检测到所述驾驶员健康状况是即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的一个。

2.根据权利要求1所述的转向组件，其中所述可穿戴设备被布置为响应于接收到所述第一信号而向所述控制器提供驾驶员健康信号，所述驾驶员健康信号反映所监测的驾驶员健康状况。

3.根据权利要求2所述的转向组件，其中所述控制器被编程为响应于所述驾驶员健康信号指示所述即将发生的驾驶员健康事件或所述当前驾驶员健康事件而改变所述高级驾驶员辅助系统的状态。

4.根据权利要求2所述的转向组件，其中所述控制器被编程为，当所述高级驾驶员辅助处于非激活状态时且响应于所述驾驶员健康信号指示出所述即将发生的驾驶员健康事件或所述当前驾驶员健康事件，输出用于显示的指示所述即将发生的驾驶员健康事件或所述当前驾驶员健康事件的警告。

5.根据权利要求4所述的转向组件，其中所述控制器还被编程为将所述高级驾驶员辅助系统从所述非激活状态改变为激活状态。

6.根据权利要求2所述的转向组件，其中所述控制器被编程为，当所述高级驾驶员辅助处于激活状态时且响应于所述驾驶员健康信号指示出所述即将发生的驾驶员健康事件或所述当前驾驶员健康事件，命令所述高级驾驶员辅助系统操作所述车辆以跟随所述事件选择的自主路径。

7.根据权利要求2所述的转向组件，还包括：

环境检测系统，被设置在车辆内，所述环境检测系统与所述高级驾驶员辅助系统和所述驾驶员监测系统通信。

8.根据权利要求7所述的转向组件，其中所述环境检测系统包括：

驾驶室环境传感器，被布置为向所述控制器提供驾驶室环境信号，所述驾驶室环境信号指示驾驶员相对于所述驾驶室环境传感器的位置和驾驶员的驾驶能力中的至少一个；以及

输出设备，被配置为响应于不可驾驶的驾驶员的驾驶室环境信号和驾驶员健康信号中的至少一个，输出用于显示的指示信号，所述驾驶员健康信号指示出所述即将发生的驾驶员健康事件或所述当前驾驶员健康事件。

9.一种监测车辆驾驶员健康状况的方法，包括：

激活可穿戴设备，所述可穿戴设备被配置为包括用于与驾驶员的身体直接接触的传感器以提供驾驶员健康信号；

接收所述驾驶员健康信号；

响应于所述驾驶员健康信号指示出即将发生的驾驶员健康事件或当前驾驶员健康事件中的一个，输出用于显示的警告；

将车辆路径从驾驶员选择的路径改变为事件选择的自主路径，所述事件选择的自主路径基于检测到所述驾驶员健康信号；以及

操作所述车辆以跟随所述事件选择的自主路径，

其中，所述可穿戴设备被布置为响应于从控制器接收到第一信号而提供所述驾驶员健康信号。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

响应于高级驾驶员辅助系统处于非激活状态，将所述高级驾驶员辅助系统从非激活状态改变为激活状态。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

向第三方输出用于显示的指示所述即将发生的驾驶员健康事件或所述当前驾驶员健康事件的指示信号。

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