CN109849919B - 自动驾驶接管的安全警示系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动驾驶接管的安全警示系统，其设于车辆上并用以警示驾驶者。感测单元产生环境状态数据。无线传送单元产生场域状态数据。系统自我检测单元产生系统检测数据。驾驶操控侦测单元产生驾驶操控数据。人机互动演算单元接收并运算场域状态数据、环境状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据以产生驾驶接管时间裕度、驾驶接管时间及界面警示数据。界面警示单元依据界面警示数据呈现对应的警示信息。借此，将车上各数据融合并由特定演算法转换成输出警示与控制项目给予驾驶者，以确保驾驶者能够了解后续可行的操控步骤。

Description

自动驾驶接管的安全警示系统及其方法

技术领域

本发明是关于一种安全警示系统及其方法，特别是关于一种自动驾驶接管的安全警示系统及其方法。

背景技术

自动驾驶系统(Automatic Driving System；ADS)是近年来车厂积极发展的智慧车辆技术之一，以利将来可以达到无人的全自动驾驶车辆境界的技术。自动驾驶系统主要是透过控制装置以及各种感测器来帮助驾驶者控制车辆，进而提升驾驶与道路安全。

目前市面上有许多自动驾驶的切换技术，其中一种是透过拨片装置来实现自动驾驶模式与手动驾驶模式之间的切换。当车辆行驶到有开放自动驾驶功能的路段时，仪表会告知驾驶者可进入自动驾驶模式，若驾驶者此时按下拨片一段时间，车辆就会进入自动驾驶模式。另外，若欲解除自动驾驶模式，驾驶者可按下拨片一段时间，然后车辆就会切换至手动驾驶模式。虽然驾驶者可以透过切换方式来接管车辆，但已知系统并不会告知接管的时间点以及对应的紧急层级，亦即并未提出于安全接管策略，因此容易发生误触、安全性不足以及接管后的操控错误的问题。此外，已知自动驾驶系统的驾驶者必须每隔一段时间将双手触摸方向盘以确保驾驶者的注意力，此动作往往造成驾驶者无形的负担及困扰。

由此可知，目前市场上缺乏一种可降低困扰、安全性高以及可引导驾驶者完成接管的自动驾驶接管的安全警示系统及其方法，故相关业者均在寻求其解决之道。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种自动驾驶接管的安全警示系统及其方法，其是将车上各系统数据融合，并条列出对应的紧急层级，然后经由特定演算法所得到的结果转换成输出警示与控制项目给予驾驶者，以确保驾驶者能够了解后续可行的操控步骤，并解决目前已知系统的驾驶者必须每隔一段时间将双手触摸方向盘所造成的困扰问题。

依据本发明的结构态样的一实施方式提供一种自动驾驶接管的安全警示系统，其设于车辆上并用以警示驾驶者。此自动驾驶接管的安全警示系统包含感测单元、无线传送单元、驾驶操控侦测单元、系统自我检测单元、人机互动演算单元以及界面警示单元，其中感测单元设于车辆并感测车辆的周围环境以产生一环境状态数据。无线传送单元设于车辆并无线接收云端数据，此无线传送单元依据云端数据产生一场域状态数据。再者，驾驶操控侦测单元设于车辆且对应驾驶者，驾驶操控侦测单元侦测驾驶者而产生一驾驶操控数据。系统自我检测单元设于车辆且信号连接感测单元、无线传送单元及驾驶操控侦测单元，系统自我检测单元检测感测单元、无线传送单元及驾驶操控侦测单元以产生一系统检测数据。此外，人机互动演算单元信号连接感测单元、无线传送单元、系统自我检测单元及驾驶操控侦测单元。人机互动演算单元接收并运算场域状态数据、环境状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据以产生一驾驶接管时间裕度与一驾驶接管时间，且人机互动演算单元比对驾驶接管时间裕度与驾驶接管时间以产生一界面警示数据，驾驶接管时间代表驾驶者接管车辆所需的时间。另外，界面警示单元信号连接人机互动演算单元，界面警示单元接收界面警示数据并依据界面警示数据呈现对应的一警示信息给驾驶者。

借此，本发明的自动驾驶接管的安全警示系统利用驾驶接管时间裕度、驾驶接管时间以及紧急层级来分类建构出当下与下个时间预计应有的操控，并利用调控车辆与警示的手段来增加驾驶接管时间裕度或缩短驾驶接管时间，以提高驾驶者对当下车况的了解，并降低驾驶者接管时可能产生的控制错误。

根据本发明一实施例，其中前述人机互动演算单元可分析环境状态数据、场域状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据而产生一紧急层级，并将紧急层级设为一非紧急等级、一低紧急等级、一中紧急等级或一高紧急等级。

根据本发明一实施例，其中前述自动驾驶接管的安全警示系统可包含一控制单元，此控制单元信号连接人机互动演算单元并依据驾驶接管时间裕度与驾驶接管时间的比对结果调控车辆。此外，当紧急层级为低紧急等级、中紧急等级或高紧急等级，且驾驶接管时间裕度小于等于驾驶接管时间时，人机互动演算单元传送一调整车速信息至控制单元，控制单元依据调整车速信息调控车辆的煞车，借以令车辆的一车速降低。

根据本发明一实施例，其中前述驾驶接管时间裕度可包含驾驶接管距离与车速，驾驶接管距离表示为D，车速表示为V。驾驶接管时间裕度表示为T_T.B1且符合下式：

T_T.B1＝D/V。

根据本发明一实施例，其中前述界面警示单元可储存第一预定图像频率、第二预定图像频率、第一预定声音频率、第二预定声音频率、第一预定音量及第二预定音量。界面警示单元的警示信息包含图像警示信息与声音警示信息，图像警示信息具有一图像警示频率，声音警示信息具有一声音警示频率与一警示音量。当紧急层级为低紧急等级时，图像警示频率小于等于第一预定图像频率，声音警示频率小于等于第一预定声音频率，警示音量小于等于第一预定音量。此外，当紧急层级为中紧急等级时，图像警示频率大于第一预定图像频率且小于等于第二预定图像频率。声音警示频率大于第一预定声音频率且小于等于第二预定声音频率。警示音量大于第一预定音量且小于等于第二预定音量。另外，当紧急层级为高紧急等级时，图像警示频率大于第二预定图像频率，声音警示频率大于第二预定声音频率，警示音量大于第二预定音量。再者，第一预定图像频率小于第二预定图像频率，第一预定声音频率小于第二预定声音频率，第一预定音量小于第二预定音量。

根据本发明一实施例，其中前述界面警示单元可接收并显示来自人机互动演算单元的驾驶接管时间裕度与驾驶接管时间。

根据本发明一实施例，其中前述驾驶接管时间可包含周围交通状况时间、周围交通状况权重、系统熟悉度时间、系统熟悉度权重、驾驶状态时间、驾驶状态权重、系统驾驶控制转移时间及系统驾驶控制转移权重。周围交通状况时间表示为T_T.D，周围交通状况权重表示为W_T.D，系统熟悉度时间表示为T_L.E，系统熟悉度权重表示为W_L.E，驾驶状态时间表示为T_EOR，驾驶状态权重表示为W_EOR，系统驾驶控制转移时间表示为T_C.T，系统驾驶控制转移权重表示为W_C.T，驾驶接管时间表示为T_T.B2且符合下式：

T_T.B2＝W_T.D×T_T.D+W_L.E×T_L.E+W_EOR×T_EOR+W_C.T×T_C.T。

依据本发明的方法态样的一实施方式提供一种自动驾驶接管的安全警示方法，用以警示位于车辆的驾驶者。此自动驾驶接管的安全警示方法包含环境感测步骤、无线传输步骤、系统自我检测步骤、驾驶操控侦测步骤、人机互动演算步骤以及警示步骤，其中环境感测步骤是提供一感测单元以感测车辆的周围环境而产生一环境状态数据。无线传输步骤是提供一无线传送单元以无线接收一云端数据，无线传送单元依据云端数据产生一场域状态数据。再者，驾驶操控侦测步骤是提供一驾驶操控侦测单元以侦测驾驶者而产生一驾驶操控数据。而系统自我检测步骤是提供一系统自我检测单元以检测感测单元、无线传送单元及驾驶操控侦测单元而产生一系统检测数据。此外，人机互动演算步骤是提供一人机互动演算单元以接收并运算场域状态数据、环境状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据而产生一驾驶接管时间裕度与一驾驶接管时间，且人机互动演算单元比对驾驶接管时间裕度与驾驶接管时间以产生一界面警示数据，驾驶接管时间代表驾驶者接管车辆所需的时间。另外，警示步骤是提供一界面警示单元以接收界面警示数据并依据界面警示数据呈现对应的一警示信息给驾驶者。

借此，本发明的自动驾驶接管的安全警示方法透过多重警示与控制项目的呈现，不但让能够驾驶者了解后续可行的操控步骤，而且还可解决目前已知系统的驾驶者必须每隔一段时间将双手触摸方向盘所造成的困扰问题。

根据本发明一实施例，其中在前述人机互动演算步骤中，人机互动演算单元可分析环境状态数据、场域状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据而产生一紧急层级，并将紧急层级设为一非紧急等级、一低紧急等级、一中紧急等级或一高紧急等级。

根据本发明一实施例，其中前述自动驾驶接管的安全警示方法可包含调控车辆步骤，此调控车辆步骤是提供控制单元依据驾驶接管时间裕度与驾驶接管时间的比对结果调控车辆。另外，当紧急层级为低紧急等级、中紧急等级或高紧急等级，且驾驶接管时间裕度小于等于驾驶接管时间时，人机互动演算单元传送一调整车速信息至控制单元，控制单元依据调整车速信息调控车辆的煞车，借以令车辆的一车速降低。

根据本发明一实施例，其中在前述人机互动演算步骤中，驾驶接管时间裕度包含驾驶接管距离与车速，驾驶接管距离表示为D，车速表示为V。驾驶接管时间裕度表示为T_T.B1且符合下式：

T_T.B1＝D/V。

根据本发明一实施例，其中在前述警示步骤中，界面警示单元可储存第一预定图像频率、第二预定图像频率、第一预定声音频率、第二预定声音频率、第一预定音量及第二预定音量。界面警示单元的警示信息包含图像警示信息与声音警示信息，图像警示信息具有图像警示频率，声音警示信息具有声音警示频率与警示音量。当紧急层级为低紧急等级时，图像警示频率小于等于第一预定图像频率，声音警示频率小于等于第一预定声音频率，警示音量小于等于第一预定音量。此外，当紧急层级为中紧急等级时，图像警示频率大于第一预定图像频率且小于等于第二预定图像频率，声音警示频率大于第一预定声音频率且小于等于第二预定声音频率，警示音量大于第一预定音量且小于等于第二预定音量。另外，当紧急层级为高紧急等级时，图像警示频率大于第二预定图像频率，声音警示频率大于第二预定声音频率，警示音量大于第二预定音量。再者，第一预定图像频率小于第二预定图像频率，第一预定声音频率小于第二预定声音频率，第一预定音量小于第二预定音量。

根据本发明一实施例，其中在前述警示步骤中，界面警示单元可接收并显示来自人机互动演算单元的驾驶接管时间裕度与驾驶接管时间。

根据本发明一实施例，其中前述驾驶接管时间可包含周围交通状况时间、周围交通状况权重、系统熟悉度时间、系统熟悉度权重、驾驶状态时间、驾驶状态权重、系统驾驶控制转移时间及系统驾驶控制转移权重。周围交通状况时间表示为T_T.D，周围交通状况权重表示为W_T.D，系统熟悉度时间表示为T_L.E，系统熟悉度权重表示为W_L.E，驾驶状态时间表示为T_EOR，驾驶状态权重表示为W_EOR，系统驾驶控制转移时间表示为T_C.T，系统驾驶控制转移权重表示为W_C.T，驾驶接管时间表示为T_T.B2且符合下式：

T_T.B2＝W_T.D×T_T.D+W_L.E×T_L.E+W_EOR×T_EOR+W_C.T×T_C.T。

附图说明

图1是绘示本发明一实施例的自动驾驶接管的安全警示系统的方块示意图；

图2是绘示图1的自动驾驶接管的安全警示系统的时序示意图；

图3是绘示本发明一实施例的自动驾驶接管的安全警示方法的流程示意图；

图4是绘示本发明一实施例的环境感测步骤的流程示意图；

图5是绘示本发明一实施例的无线传输步骤的流程示意图；

图6是绘示本发明一实施例的系统自我检测步骤的流程示意图；

图7是绘示本发明另一实施例的自动驾驶接管的安全警示方法的流程示意图；

图8是绘示本发明又一实施例的自动驾驶接管的安全警示方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的多个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

请一并参阅图1与图2，图1是绘示本发明一实施例的自动驾驶接管的安全警示系统100的方块示意图。图2是绘示图1的自动驾驶接管的安全警示系统100的时序示意图。如图所示，自动驾驶接管的安全警示系统100设于车辆110上并用以警示驾驶者，且此自动驾驶接管的安全警示系统100包含感测单元200、无线传送单元300、驾驶操控侦测单元400、系统自我检测单元500、人机互动演算单元600、界面警示单元700以及控制单元800。

感测单元200设于车辆110并感测车辆110的周围环境以产生环境状态数据。感测单元200的数量可为多个，且感测单元200可为二维摄影机、三维摄影机、雷达感测器(RADAR)、光达感测器(Light Detection and Ranging；LiDAR)、惯性感测器(InertialMeasurement Unit；IMU)、全球卫星定位模块(Global Positioning System；GPS)、即时动态定位模块(Real Time Kinematic；RTK)或上述装置的组合。而本发明将感测单元200所感测到的各种环境状态数据传送至人机互动演算单元600以作为驾驶者接管车辆110的判断依据。

无线传送单元300设于车辆110并无线接收云端数据，此无线传送单元300依据云端数据产生场域状态数据。此外，无线传送单元300可透过无线传输方式将云端或车联网的数据下载并呈现，且无线传输方式可为已知的第三代移动通讯(3G)、第四代移动通讯(4G)、第五代移动通讯(5G)或其他可行的移动通讯传输方式。

驾驶操控侦测单元400设于车辆110且对应驾驶者，驾驶操控侦测单元400侦测驾驶者而产生驾驶操控数据。驾驶操控侦测单元400可为摄像机与影像辨识模块，摄像机信号连接影像辨识模块。摄像机用以撷取驾驶者的脸部表情，而影像辨识模块则接收并辨识脸部表情以分析出驾驶者的精神状态。当然，驾驶操控侦测单元400亦可为各种生理信号撷取装置，以精确地侦测驾驶者的精神与生理状态，并作为驾驶者是否可操控车辆110的判断依据。

系统自我检测单元500设于车辆110且信号连接感测单元200、无线传送单元300以及驾驶操控侦测单元400，系统自我检测单元500检测感测单元200、无线传送单元300及驾驶操控侦测单元400以产生系统检测数据。本发明的系统自我检测单元500会持续传送检测信号给感测单元200、无线传送单元300以及驾驶操控侦测单元400，并确认各单元回传的信号是否正常。

人机互动演算单元600信号连接感测单元200、无线传送单元300、驾驶操控侦测单元400及系统自我检测单元500。人机互动演算单元600接收并运算场域状态数据、环境状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据以产生驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2，且人机互动演算单元600比对驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2以产生界面警示数据。详细地说，人机互动演算单元600可为微处理器、电子控制单元(Electronic ControlUnit；ECU)、电脑或其他运算处理单元。再者，驾驶接管时间裕度T_T.B1包含驾驶接管距离D与车速V，且驾驶接管时间裕度T_T.B1符合下列式子(1)：

T_T.B1＝D/V (1)；

上述驾驶接管时间裕度T_T.B1代表驾驶者剩余的可接管车辆110的时间裕度。驾驶接管时间裕度T_T.B1应越大越好，其数值越大代表驾驶者越有充裕的时间可接管车辆110。再者，驾驶接管时间T_T.B2包含周围交通状况时间T_T.D、周围交通状况权重W_T.D、系统熟悉度时间T_L.E、系统熟悉度权重W_L.E、驾驶状态时间T_EOR、驾驶状态权重W_EOR、系统驾驶控制转移时间T_C.T以及系统驾驶控制转移权重W_C.T。驾驶接管时间T_T.B2符合下列式子(2)：

T_T.B2＝W_T.D×T_T.D+W_L.E×T_L.E+W_EOR×T_EOR+W_C.T×T_C.T (2)；

上述驾驶接管时间T_T.B2代表驾驶者能够安全接管车辆110所需的时间。驾驶接管时间T_T.B2应越小越好，其数值越小代表驾驶者本身能够在越短的时间内接管车辆110。一般正常驾驶者的驾驶接管时间T_T.B2约为5～8秒，若车辆110周围的交通状况越好，则周围交通状况时间T_T.D越小；若驾驶者对系统越熟悉，则系统熟悉度时间T_L.E越小；若驾驶者的状况越好(例如：开车专注且精神好)，则驾驶状态时间T_EOR越小；系统驾驶控制转移时间T_C.T通常为一定值，若系统的控制复杂度越低，则系统驾驶控制转移时间T_C.T越小。此外，当驾驶接管时间裕度T_T.B1大于驾驶接管时间T_T.B2时，其代表驾驶者有相当足够的时间执行车辆110的接管。当驾驶接管时间裕度T_T.B1等于驾驶接管时间T_T.B2时，其代表驾驶者有刚好的时间执行车辆110的接管。当驾驶接管时间裕度T_T.B1小于驾驶接管时间T_T.B2时，其代表驾驶者无足够的时间执行车辆110的接管。无论上述任一种情况发生，本发明均会对应输出警示信息与控制项目给予驾驶者参考。

此外，人机互动演算单元600分析环境状态数据、场域状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据而产生一紧急层级，并将紧急层级设为非紧急等级、低紧急等级、中紧急等级或高紧急等级。也就是说，人机互动演算单元600会依据情境事件列出接管的紧急层级，若紧急层级越高，则代表情况越危急而需紧急处理，六个实施例如下列表一所示。借此，本发明的人机互动演算单元600可将车辆110上各种数据融合并经由演算法运算转换成输出警示与控制项目给予驾驶者，以确保驾驶者能够了解后续对应的操控步骤与接管处置。

表一

情境	紧急层级
		离开驾驶场域	低紧急等级
环境状态改变而必须结束自动驾驶	中紧急等级
		单个感测器信号暂时中断	低紧急等级
单个感测器故障	中紧急等级
		多个感测器故障	高紧急等级
车辆无法分类的状况或事件	高紧急等级

界面警示单元700信号连接人机互动演算单元600，界面警示单元700接收界面警示数据并依据界面警示数据呈现对应的警示信息给驾驶者。详细地说，界面警示单元700储存第一预定图像频率、第二预定图像频率、第一预定声音频率、第二预定声音频率、第一预定音量及第二预定音量。界面警示单元700的警示信息包含图像警示信息与声音警示信息，其中图像警示信息具有一图像警示频率，此图像警示频率代表图像的闪烁频率。而声音警示信息则具有声音警示频率与警示音量。当紧急层级为低紧急等级时，图像警示频率小于等于第一预定图像频率，声音警示频率小于等于第一预定声音频率，且警示音量小于等于第一预定音量。另外，当紧急层级为中紧急等级时，图像警示频率大于第一预定图像频率且小于等于第二预定图像频率，声音警示频率大于第一预定声音频率且小于等于第二预定声音频率，且警示音量大于第一预定音量且小于等于第二预定音量。此外，当紧急层级为高紧急等级时，图像警示频率大于第二预定图像频率，声音警示频率大于第二预定声音频率，且警示音量大于第二预定音量。上述第一预定图像频率小于第二预定图像频率，第一预定声音频率小于第二预定声音频率，第一预定音量小于第二预定音量。另外值得一提的是，界面警示单元700接收并显示来自人机互动演算单元600的驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2以供驾驶者观看。本实施例的界面警示单元700可为仪表模块、图像显示模块以及声音模块，仪表模块与图像显示模块用以显示图像警示信息，而声音模块则用以产生声音警示信息。借此，本发明的界面警示单元700利用多样的图像与声音的警示变化来即时通知驾驶者目前车辆110所处的状态，让驾驶者可以作对应的接管处置。

控制单元800信号连接人机互动演算单元600并依据驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2的比对结果调控车辆110。当人机互动演算单元600比对出驾驶接管时间裕度T_T.B1小于驾驶接管时间T_T.B2时，人机互动演算单元600传送一调整车速信息至控制单元800，而控制单元800依据调整车速信息调控车辆110的煞车，借以令车辆110的车速V降低。此外，控制单元800可控制车辆110切换车道；换句话说，控制单元800可控制方向盘的转向角度。借此，本发明的控制单元800依据人机互动演算单元600的比对结果适时地改变车辆110的行进方向与速度，以避免车辆110陷入危险的状态。

请一并参阅图1与图3，图3是绘示本发明一实施例的自动驾驶接管的安全警示方法900的流程示意图。如图所示，自动驾驶接管的安全警示方法900用以警示位于车辆110内的驾驶者，且自动驾驶接管的安全警示方法900包含数据撷取步骤S12、人机互动演算步骤S14以及警示步骤S16。

数据撷取步骤S12包含环境感测步骤S122、无线传输步骤S124、驾驶操控侦测步骤S126及系统自我检测步骤S128，且环境感测步骤S122、无线传输步骤S124、驾驶操控侦测步骤S126及系统自我检测步骤S128可同时执行。其中环境感测步骤S122是提供感测单元200以感测车辆110的周围环境而产生环境状态数据。无线传输步骤S124是提供无线传送单元300以无线接收一云端数据，无线传送单元300依据云端数据产生一场域状态数据。而驾驶操控侦测步骤S126是提供驾驶操控侦测单元400以侦测驾驶者而产生驾驶操控数据。至于系统自我检测步骤S128则是提供系统自我检测单元500以检测感测单元200、无线传送单元300及驾驶操控侦测单元400而产生系统检测数据。

人机互动演算步骤S14是提供人机互动演算单元600以接收并运算来自数据撷取步骤S12的场域状态数据、环境状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据而产生驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2，且人机互动演算单元600比对驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2以产生界面警示数据。详细地说，驾驶接管时间裕度T_T.B1包含驾驶接管距离D与车速V，且驾驶接管时间裕度T_T.B1符合前述式子(1)。而驾驶接管时间T_T.B2包含周围交通状况时间T_T.D、周围交通状况权重W_T.D、系统熟悉度时间T_L.E、系统熟悉度权重W_L.E、驾驶状态时间T_EOR、驾驶状态权重W_EOR、系统驾驶控制转移时间T_C.T以及系统驾驶控制转移权重W_C.T。其中周围交通状况权重W_T.D、系统熟悉度权重W_L.E、驾驶状态权重W_EOR以及系统驾驶控制转移权重W_C.T是介于0～1的数值，而驾驶接管时间T_T.B2符合前述式子(2)。再者，人机互动演算单元600分析环境状态数据、场域状态数据、系统检测数据及驾驶操控数据而产生一紧急层级，并将此紧急层级设为非紧急等级、低紧急等级、中紧急等级或高紧急等级。换句话说，人机互动演算单元600会依据情境事件列出接管的紧急层级，若紧急层级越低，则代表情况越缓和而有越充裕的时间处理。

警示步骤S16是提供一界面警示单元700以接收界面警示数据并依据界面警示数据呈现对应的一警示信息给驾驶者。详细地说，在警示步骤S16中，界面警示单元700储存第一预定图像频率、第二预定图像频率、第一预定声音频率、第二预定声音频率、第一预定音量及第二预定音量。界面警示单元700的警示信息包含图像警示信息与声音警示信息，图像警示信息具有图像警示频率，声音警示信息具有声音警示频率与警示音量。当紧急层级为低紧急等级时，图像警示频率小于等于第一预定图像频率，声音警示频率小于等于第一预定声音频率，警示音量小于等于第一预定音量。另外，当紧急层级为中紧急等级时，图像警示频率大于第一预定图像频率且小于等于第二预定图像频率，声音警示频率大于第一预定声音频率且小于等于第二预定声音频率，警示音量大于第一预定音量且小于等于第二预定音量。再者，当紧急层级为高紧急等级时，图像警示频率大于第二预定图像频率，声音警示频率大于第二预定声音频率，警示音量大于第二预定音量。第一预定图像频率小于第二预定图像频率，第一预定声音频率小于第二预定声音频率，第一预定音量小于第二预定音量。此外，界面警示单元700接收并显示来自人机互动演算单元600的驾驶接管时间裕度T_T.B1与驾驶接管时间T_T.B2以供驾驶者参考。借此，本发明的警示步骤S16结合界面警示单元700以利用多样的图像与声音的警示变化来即时通知驾驶者目前车辆110所处的状态，让驾驶者可以作对应的接管处置，进而提高驾驶接管的安全性及顺畅度。

请一并参阅图1、图3及图4，图4是绘示本发明一实施例的环境感测步骤S122的流程示意图。如图所示，环境感测步骤S122包含定位图资撷取步骤S1222、行驶场域数据分析步骤S1224以及场域确认步骤S1226。首先，定位图资撷取步骤S1222是利用感测单元200(例如：即时动态定位模块(RTK))撷取出对应车辆110的定位图资。接着，行驶场域数据分析步骤S1224是利用定位图资分析出车辆110可能的行驶场域数据(例如：行驶场域为高速公路、平面道路或快速道路等)。然后，场域确认步骤S1226是确认车辆110的行驶场域是否会变换。若车辆110的行驶场域会变换，则代表车辆110即将不符合场域，此时系统需进入人机互动演算步骤S14与警示步骤S16作后续的运算、分析及警示，并告知驾驶者在不符合场域的状况条件下应如何接管车辆110。

请一并参阅图1、图3及图5，图5是绘示本发明一实施例的无线传输步骤S124的流程示意图。如图所示，无线传输步骤S124包含车联网及云端数据撷取步骤S1242、天气型态分析步骤S1244以及天气条件确认步骤S1246。首先，车联网及云端数据撷取步骤S1242是利用无线传送单元300(例如：第四代移动通讯(4G)装置)撷取出对应车辆110的定位座标。接着，天气型态分析步骤S1244是依据车辆110的定位座标分析出车辆110前方一距离范围(例如：3～5km)的天气型态。然后，天气条件确认步骤S1246是确认车辆110前方一距离范围的天气型态是否有改变。若车辆110前方的天气型态有改变，则代表车辆110即将进入不符合天气条件的区域，此时系统需进入人机互动演算步骤S14与警示步骤S16作后续的运算、分析及警示，并告知驾驶者在不符合天气条件的状况条件下应如何接管车辆110。

请一并参阅图1、图3及图6，图6是绘示本发明一实施例的系统自我检测步骤S128的流程示意图。如图所示，系统自我检测步骤S128包含车辆致动器反馈数据撷取步骤S1282、反馈数据分析步骤S1284以及自我检测异常确认步骤S1286。首先，车辆致动器反馈数据撷取步骤S1282是利用系统自我检测单元500撷取出设于车辆110上的车辆致动器的检测数据，此检测数据为车辆致动器反馈数据。接着，反馈数据分析步骤S1284是依据车辆致动器反馈数据分析出车辆110的角度差是否过大。然后，自我检测异常确认步骤S1286是确认致动器是否异常。若致动器异常，则代表车辆110的自动驾驶系统状态可能会发生异常现象，此时系统需进入人机互动演算步骤S14与警示步骤S16作后续的运算、分析及警示，并告知驾驶者在检测异常的状况条件下应如何接管车辆110。

请一并参阅图1、图3及图7，图7是绘示本发明另一实施例的自动驾驶接管的安全警示方法900a的流程示意图。如图所示，自动驾驶接管的安全警示方法900a包含数据撷取步骤S22、人机互动演算步骤S24、警示步骤S26以及驾驶接管步骤S28。

数据撷取步骤S22与图3中的数据撷取步骤S12的方块相同，不再赘述。而人机互动演算步骤S24包含驾驶接管确认步骤S242、时间裕度解析步骤S244以及紧急层级分析步骤S246。其中驾驶接管确认步骤S242是确认系统是否要求驾驶接管。若确认为“否”，则代表系统未要求驾驶接管而持续执行自动驾驶；若确认为“是”，则代表系统判定无法自动驾驶而要求驾驶接管。接着，时间裕度解析步骤S244是解析并输出驾驶接管时间裕度TT.B1与驾驶接管时间TT.B2。然后，紧急层级分析步骤S246是分析目前车辆110所处情境的紧急层级，此紧急层级可分为非紧急等级、低紧急等级、中紧急等级以及高紧急等级。若紧急层级为非紧急等级，则系统重新执行时间裕度解析步骤S244；若紧急层级为低紧急等级、中紧急等级或高紧急等级，则系统进入执行警示步骤S26。此外，警示步骤S26包含低紧急警示步骤S262、中紧急警示步骤S264以及高紧急警示步骤S266，此低紧急警示步骤S262、中紧急警示步骤S264及高紧急警示步骤S266与图3的警示步骤S16中界面警示单元700的警示方式相同。换句话说，在低紧急警示步骤S262中，警示信息的图像警示信息与声音警示信息较为缓和及低弱，而且系统会控制车辆110往慢车道切换。在中紧急警示步骤S264中，警示信息的图像警示信息与声音警示信息会渐增及加快，而且系统会降低车辆110的车速V至道路最低限速。在高紧急警示步骤S266中，警示信息的图像警示信息与声音警示信息会急促及强烈，而且系统会控制车辆110进入安全模式，例如：操控车辆110开到安全的环境(路边)后停车。另外，驾驶接管步骤S28包含驾驶动作确认步骤S282与手控模式步骤S284，其中驾驶动作确认步骤S282是系统确认驾驶者是否动作，亦即系统会确认驾驶者是否可以接管。若确认为“否”，则代表驾驶者没有任何动作，而系统只能继续自动驾驶并重新执行时间裕度解析步骤S244；若确认为“是”，则代表驾驶者已动作准备接管车辆110，而系统会执行手控模式步骤S284。至于手控模式步骤S284则是系统中断介入操控车辆110，让主控权回到驾驶者。借此，本发明的自动驾驶接管的安全警示方法900a可将车辆110上各种数据融合并经由演算法运算转换成输出警示与控制项目给予驾驶者，以确保驾驶者能够了解后续对应的操控步骤与接管处置，进而降低驾驶者回到控制时可能的控制错误。

请一并参阅图1、图3及图8，图8是绘示本发明又一实施例的自动驾驶接管的安全警示方法900b的流程示意图。如图所示，自动驾驶接管的安全警示方法900b包含数据撷取步骤S12、人机互动演算步骤S14、警示步骤S16以及调控车辆步骤S18。其中数据撷取步骤S12、人机互动演算步骤S14及警示步骤S16均跟图3的对应步骤相同，不再赘述。特别的是，自动驾驶接管的安全警示方法900b还包含调控车辆步骤S18，此调控车辆步骤S18是提供控制单元800依据驾驶接管时间裕度TT.B1与驾驶接管时间TT.B2的比对结果调控车辆110。此外，当人机互动演算单元600的紧急层级为低紧急等级、中紧急等级或高紧急等级，且驾驶接管时间裕度TT.B1小于等于驾驶接管时间TT.B2时，人机互动演算单元600传送调整车速信息至控制单元800，且控制单元800依据调整车速信息调控车辆110的煞车，借以令车辆110的车速V降低。

此外，针对三个不同的紧急等级，在此各举一个实施例说明的。其中第一个实施例的情境为“离开驾驶场域”，亦即车辆110由高速公路准备下交流道，此情境的紧急层级属于“低紧急等级”，如表一所示。在此情境下，假设自动驾驶的车速V为120km/hr且驾驶接管距离D为2km，则根据式子(1)可得知驾驶接管时间裕度T_T.B1为60秒。若驾驶者状态清楚且根据式子(2)已得知驾驶接管时间T_T.B2为15秒，此时由于驾驶接管时间裕度T_T.B1大于驾驶接管时间T_T.B2，系统可让车辆110依原车速V前进，并预计下交流道前15秒之前通知驾驶者接管车辆110。另外，若驾驶者状态分神且根据式子(2)已得知驾驶接管时间T_T.B2为30秒，此时由于驾驶接管时间裕度T_T.B1仍大于驾驶接管时间T_T.B2，系统仍可让车辆110依原车速V前进，并预计下交流道前30秒之前通知驾驶者接管车辆110。此外，若驾驶者状态昏睡且根据式子(2)已得知驾驶接管时间T_T.B2为90秒，此时由于驾驶接管时间裕度T_T.B1小于驾驶接管时间T_T.B2，系统必须以低紧急等级的方式通知驾驶，使驾驶接管时间T_T.B2缩短。而且系统可以透过降低车速V让驾驶接管时间裕度T_T.B1增加，直到驾驶接管时间裕度T_T.B1大于驾驶接管时间T_T.B2为止。

第二个实施例的情境为“单个感测器故障”，亦即系统自我检测单元500已针测某一个位于车辆110上的感测器故障，此情境的紧急层级属于“中紧急等级”，如表一所示。在此情境下，假设自动驾驶的车速V为50km/hr且驾驶接管距离D为100m，则根据式子(1)可得知驾驶接管时间裕度T_T.B1为7.2秒。若驾驶者状态清楚且根据式子(2)已得知驾驶接管时间T_T.B2为7.2秒，此时由于驾驶接管时间裕度T_T.B1等于驾驶接管时间T_T.B2，系统可让车辆110的车速V稍微降低，并立即通知驾驶者接管车辆110。另外，若驾驶者状态分神且根据式子(2)已得知驾驶接管时间T_T.B2为10秒，此时由于驾驶接管时间裕度T_T.B1小于驾驶接管时间T_T.B2，系统必须以中紧急等级的方式通知驾驶，使驾驶接管时间TT.B2缩短，同时透过降低车速V让驾驶接管时间裕度T_T.B1增加。而一般正常驾驶者最短的驾驶接管时间T_T.B2约5秒，即使以中紧急等级通知驾驶者而缩短驾驶接管时间T_T.B2，所剩余的驾驶接管时间裕度T_T.B1(例如：剩3秒)也已不足够让驾驶者安全接管车辆110，故在此实施例的情境下，系统会控制车辆110进入安全模式，例如：操控车辆110开到安全的环境(路边)后停车，并让车辆110启动双黄灯。

第三个实施例的情境为“多个感测器故障”，亦即系统自我检测单元500已针测多个位于车辆110上的感测器故障，此情境的紧急层级属于“高紧急等级”，如表一所示。在此情境下，假设自动驾驶的车速V为50km/hr且驾驶接管距离D为40m，则根据式子(1)可得知驾驶接管时间裕度T_T.B1为3秒。由于一般正常驾驶者最短的驾驶接管时间T_T.B2约5秒，而且驾驶接管时间裕度T_T.B1小于驾驶接管时间T_T.B2，即使以高紧急等级通知驾驶者而缩短驾驶接管时间T_T.B2，所剩余的驾驶接管时间裕度T_T.B1(例如：剩2秒)也已不足够让驾驶者安全接管车辆110，故在此实施例的情境下，系统会控制车辆110进入安全模式，例如：操控车辆110开到安全的环境(路边)后停车，并让车辆110启动双黄灯。

由上述实施方式可知，本发明具有下列优点：其一，将车辆上各种数据融合并经由演算法运算转换成输出警示与控制项目给予驾驶者，以确保驾驶者能够了解后续对应的操控步骤与接管处置，进而降低驾驶者回到控制时可能的控制错误。其二，利用驾驶接管时间裕度、驾驶接管时间以及紧急层级来分类建构出当下与下个时间预计应有的操控，并利用调控车辆与警示的手段来增加驾驶接管时间裕度或缩短驾驶接管时间，以提高驾驶者对当下车况的了解，并降低驾驶者接管时可能产生的控制错误。其三，透过多重警示与控制项目的呈现，不但让能够驾驶者了解后续可行的操控步骤，而且还可解决目前已知系统的驾驶者必须每隔一段时间将双手触摸方向盘所造成的困扰问题。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种自动驾驶接管的安全警示系统，设于一车辆上并用以警示一驾驶者，其特征在于，该自动驾驶接管的安全警示系统包含：

一感测单元，设于该车辆并感测该车辆的周围环境以产生一环境状态数据；

一无线传送单元，设于该车辆并无线接收一云端数据，该无线传送单元依据该云端数据产生一场域状态数据；

一驾驶操控侦测单元，设于该车辆且对应该驾驶者，该驾驶操控侦测单元侦测该驾驶者而产生一驾驶操控数据；

一系统自我检测单元，设于该车辆且信号连接该感测单元、该无线传送单元及该驾驶操控侦测单元，该系统自我检测单元检测该感测单元、该无线传送单元及该驾驶操控侦测单元以产生一系统检测数据；

一人机互动演算单元，信号连接该感测单元、该无线传送单元、该系统自我检测单元及该驾驶操控侦测单元，该人机互动演算单元接收并运算该环境状态数据、该场域状态数据、该驾驶操控数据及该系统检测数据以产生一驾驶接管时间裕度与一驾驶接管时间，且该人机互动演算单元比对该驾驶接管时间裕度与该驾驶接管时间以产生一界面警示数据，该驾驶接管时间代表该驾驶者接管该车辆所需的时间；以及

一界面警示单元，信号连接该人机互动演算单元，该界面警示单元接收该界面警示数据并依据该界面警示数据呈现对应的一警示信息给该驾驶者。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶接管的安全警示系统，其特征在于，该人机互动演算单元分析该环境状态数据、该场域状态数据、该系统检测数据及该驾驶操控数据而产生一紧急层级，并将该紧急层级设为一非紧急等级、一低紧急等级、一中紧急等级或一高紧急等级。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶接管的安全警示系统，其特征在于，还包含：

一控制单元，信号连接该人机互动演算单元并依据该驾驶接管时间裕度与该驾驶接管时间的比对结果调控该车辆；

其中，该紧急层级为该低紧急等级、该中紧急等级或该高紧急等级，且该驾驶接管时间裕度小于等于该驾驶接管时间时，该人机互动演算单元传送一调整车速信息至该控制单元，该控制单元依据该调整车速信息调控该车辆的煞车，借以令该车辆的一车速降低。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶接管的安全警示系统，其特征在于，该驾驶接管时间裕度包含一驾驶接管距离与一车速，该驾驶接管距离表示为D，该车速表示为V，该驾驶接管时间裕度表示为T_T.B1且符合下式：

T_T.B1＝D/V。

5.根据权利要求2所述的自动驾驶接管的安全警示系统，其特征在于，

该界面警示单元储存一第一预定图像频率、一第二预定图像频率、一第一预定声音频率、一第二预定声音频率、一第一预定音量及一第二预定音量，该界面警示单元的该警示信息包含一图像警示信息与一声音警示信息，该图像警示信息具有一图像警示频率，该声音警示信息具有一声音警示频率与一警示音量；

其中，当该紧急层级为该低紧急等级时，该图像警示频率小于等于该第一预定图像频率，该声音警示频率小于等于该第一预定声音频率，该警示音量小于等于该第一预定音量；

其中，当该紧急层级为该中紧急等级时，该图像警示频率大于该第一预定图像频率且小于等于该第二预定图像频率，该声音警示频率大于该第一预定声音频率且小于等于该第二预定声音频率，该警示音量大于该第一预定音量且小于等于该第二预定音量；

其中，当该紧急层级为该高紧急等级时，该图像警示频率大于该第二预定图像频率，该声音警示频率大于该第二预定声音频率，该警示音量大于该第二预定音量；

其中，该第一预定图像频率小于该第二预定图像频率，该第一预定声音频率小于该第二预定声音频率，该第一预定音量小于该第二预定音量。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶接管的安全警示系统，其特征在于，该界面警示单元接收并显示来自该人机互动演算单元的该驾驶接管时间裕度与该驾驶接管时间。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶接管的安全警示系统，其特征在于，该驾驶接管时间包含一周围交通状况时间、一周围交通状况权重、一系统熟悉度时间、一系统熟悉度权重、一驾驶状态时间、一驾驶状态权重、一系统驾驶控制转移时间及一系统驾驶控制转移权重，该周围交通状况时间表示为T_T.D，该周围交通状况权重表示为W_T.D，该系统熟悉度时间表示为T_L.E，该系统熟悉度权重表示为W_L.E，该驾驶状态时间表示为T_EOR，该驾驶状态权重表示为W_EOR，该系统驾驶控制转移时间表示为T_C.T，该系统驾驶控制转移权重表示为W_C.T，该驾驶接管时间表示为T_T.B2且符合下式：

T_T.B2＝W_T.D×T_T.D+W_L.E×T_L.E+W_EOR×T_EOR+W_C.T×T_C.T。

8.一种自动驾驶接管的安全警示方法，用以警示位于一车辆的一驾驶者，其特征在于，该自动驾驶接管的安全警示方法包含以下步骤：

一环境感测步骤，是提供一感测单元以感测该车辆的周围环境而产生一环境状态数据；

一无线传输步骤，是提供一无线传送单元以无线接收一云端数据，该无线传送单元依据该云端数据产生一场域状态数据；

一驾驶操控侦测步骤，是提供一驾驶操控侦测单元以侦测该驾驶者而产生一驾驶操控数据；

一系统自我检测步骤，是提供一系统自我检测单元以检测该感测单元、该无线传送单元及该驾驶操控侦测单元而产生一系统检测数据；

一人机互动演算步骤，是提供一人机互动演算单元以接收并运算该场域状态数据、该环境状态数据、该系统检测数据及该驾驶操控数据而产生一驾驶接管时间裕度与一驾驶接管时间，且该人机互动演算单元比对该驾驶接管时间裕度与该驾驶接管时间以产生一界面警示数据，该驾驶接管时间代表该驾驶者接管该车辆所需的时间；以及

一警示步骤，是提供一界面警示单元以接收该界面警示数据并依据该界面警示数据呈现对应的一警示信息给该驾驶者。

9.根据权利要求8所述的自动驾驶接管的安全警示方法，其特征在于，

在该人机互动演算步骤中，该人机互动演算单元分析该环境状态数据、该场域状态数据、该系统检测数据及该驾驶操控数据而产生一紧急层级，并将该紧急层级设为一非紧急等级、一低紧急等级、一中紧急等级或一高紧急等级。

10.根据权利要求9所述的自动驾驶接管的安全警示方法，其特征在于，还包含：

一调控车辆步骤，是提供一控制单元依据该驾驶接管时间裕度与该驾驶接管时间的比对结果调控该车辆；

其中，当该紧急层级为该低紧急等级、该中紧急等级或该高紧急等级，且该驾驶接管时间裕度小于等于该驾驶接管时间时，该人机互动演算单元传送一调整车速信息至该控制单元，该控制单元依据该调整车速信息调控该车辆的煞车，借以令该车辆的一车速降低。

11.根据权利要求8所述的自动驾驶接管的安全警示方法，其特征在于，

在该人机互动演算步骤中，该驾驶接管时间裕度包含一驾驶接管距离与一车速，该驾驶接管距离表示为D，该车速表示为V，该驾驶接管时间裕度表示为T_T.B1且符合下式：

T_T.B1＝D/V。

12.根据权利要求9所述的自动驾驶接管的安全警示方法，其特征在于，

在该警示步骤中，该界面警示单元储存一第一预定图像频率、一第二预定图像频率、一第一预定声音频率、一第二预定声音频率、一第一预定音量及一第二预定音量，该界面警示单元的该警示信息包含一图像警示信息与一声音警示信息，该图像警示信息具有一图像警示频率，该声音警示信息具有一声音警示频率与一警示音量；

其中，当该紧急层级为该低紧急等级时，该图像警示频率小于等于该第一预定图像频率，该声音警示频率小于等于该第一预定声音频率，该警示音量小于等于该第一预定音量；

其中，当该紧急层级为该中紧急等级时，该图像警示频率大于该第一预定图像频率且小于等于该第二预定图像频率，该声音警示频率大于该第一预定声音频率且小于等于该第二预定声音频率，该警示音量大于该第一预定音量且小于等于该第二预定音量；

其中，当该紧急层级为该高紧急等级时，该图像警示频率大于该第二预定图像频率，该声音警示频率大于该第二预定声音频率，该警示音量大于该第二预定音量；

其中，该第一预定图像频率小于该第二预定图像频率，该第一预定声音频率小于该第二预定声音频率，该第一预定音量小于该第二预定音量。

13.根据权利要求8所述的自动驾驶接管的安全警示方法，其特征在于，

在该警示步骤中，该界面警示单元接收并显示来自该人机互动演算单元的该驾驶接管时间裕度与该驾驶接管时间。

14.根据权利要求8所述的自动驾驶接管的安全警示方法，其特征在于，该驾驶接管时间包含一周围交通状况时间、一周围交通状况权重、一系统熟悉度时间、一系统熟悉度权重、一驾驶状态时间、一驾驶状态权重、一系统驾驶控制转移时间及一系统驾驶控制转移权重，该周围交通状况时间表示为T_T.D，该周围交通状况权重表示为W_T.D，该系统熟悉度时间表示为T_L.E，该系统熟悉度权重表示为W_L.E，该驾驶状态时间表示为T_EOR，该驾驶状态权重表示为W_EOR，该系统驾驶控制转移时间表示为T_C.T，该系统驾驶控制转移权重表示为W_C.T，该驾驶接管时间表示为T_T.B2且符合下式：

T_T.B2＝W_T.D×T_T.D+W_L.E×T_L.E+W_EOR×T_EOR+W_C.T×T_C.T。

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