CN112721924A - 一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其技术方案要点是包括AEB系统和驾驶员状态判断系统，驾驶员状态判断系统包括有图像采集单元和图像处理单元；图像采集单元采集驾驶员驾驶车辆时的驾驶图像并发送至图像处理单元，图像处理单元对驾驶图像进行处理得到驾驶员于各时刻的面部朝向；图像处理单元根据驾驶员的面部朝向AEB系统接发送正常碰撞时间阈值、次正常碰撞时间阈值以及异常碰撞时间阈值，AEB系统计算安全距离值，当车辆与前方障碍物的距离小于等于安全距离值时，AEB系统介入进行制动。该系统能够根据驾驶员的实际行驶状态来自动调整AEB系统的灵敏度，提高驾驶员正常行驶时的驾驶体验以及驾驶员注意力不集中时的驾驶安全性。

Description

一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统
技术领域
本发明涉及智能车辆的紧急制动技术领域，更具体的说是涉及一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统。
背景技术
自动刹车辅助系统(AEB)广泛应用于智能车辆中。AEB系统的工作原理为：AEB系统内设置有警报距离和安全距离，AEB系统采用雷达等测距工具测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航。AEB系统在车辆每次点火后，都会默认开启。
驾驶员可以在车辆的组合仪表中关闭或者调整AEB系统的灵敏度。在高灵敏度下，车辆报警较早，低灵敏度下，车辆报警较晚。这种需手动设置灵敏度的方式，存在以下不足之处：
1、对于注意力不集中、喜欢左顾右盼的驾驶员，当遇到碰撞危险时，驾驶员没有注意到车辆的前方碰撞预警系统(FCW)的预警提示，没有提前介入刹车，即使后期AEB全力制动，碰撞仍不可避免，造成对驾驶员自身、其他车辆以及他人的损害。
2、无法根据驾驶员的实际行驶状态自动调整灵敏度高低，一些驾驶员由于驾驶习惯喜欢贴近前方车辆行驶，容易误触发AEB，AEB触发时会产生较为强烈的制动，影响驾驶体验，还可能会造成后车追尾的事故。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，该系统能够根据驾驶员的实际行驶状态来自动调整AEB系统的灵敏度，提高驾驶员正常行驶时的驾驶体验以及驾驶员注意力不集中时的驾驶安全性。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，包括设置于车辆上的AEB系统，所述AEB系统内设置有安全距离值和初始碰撞时间阈值，所述安全距离值表征AEB系统介入制动时的车辆与前方障碍物的最大距离值，所述初始碰撞时间阈值表征AEB系统介入制动时的车辆以当前行驶速度与前方障碍物碰撞的最大时间值，所述安全距离值根据所述初始碰撞时间阈值计算得到；
该系统还包括有驾驶员状态判断系统，所述驾驶员状态判断系统包括有图像采集单元和图像处理单元；所述图像采集单元采集驾驶员驾驶车辆时的驾驶图像并发送至图像处理单元，所述驾驶图像包括驾驶员的面部图像，所述图像处理单元对所述驾驶图像进行处理得到驾驶员的驾驶状态信息，所述驾驶状态信息包括驾驶员于各时刻的面部朝向；
所述图像处理单元配置有紧急制动灵敏度调整策略，所述紧急制动灵敏度调整策略包括所述图像处理单元根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部朝向车辆行驶方向时，将预设的正常碰撞时间阈值发送至所述AEB系统；所述图像处理单元根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于预设的第一时间临界值时，将预设的次正常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统；所述图像处理单元根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于所述第一时间临界值时，将预设的异常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统；所述正常碰撞时间阈值小于所述初始碰撞时间阈值，所述次正常碰撞时间阈值不小于所述初始碰撞时间阈值，所述异常碰撞时间阈值大于所述次正常碰撞时间阈值；
所述AEB系统接收到所述正常碰撞时间阈值、所述次正常碰撞时间阈值以及所述异常碰撞时间阈值时，以接收到的所述正常碰撞时间阈值、所述次正常碰撞时间阈值以及所述异常碰撞时间阈值替换所述初始碰撞时间阈值并重新计算所述安全距离值，所述AEB系统通过测距工具实时检测车辆与前方障碍物的距离，当车辆与前方障碍物的距离小于等于安全距离值时，所述AEB系统介入进行制动。
作为本发明的进一步改进，所述异常碰撞时间阈值包括第一异常碰撞时间阈值和第二异常碰撞时间阈值，所述第一异常碰撞时间阈值小于所述第二异常碰撞时间阈值；
所述紧急制动灵敏度调整策略还包括有所述图像处理单元根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第一时间临界值且小于预设的第二时间临界值时，将预设的第一异常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统；所述图像处理单元根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第二时间临界值时，将预设的第二异常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统。
作为本发明的进一步改进，所述图像处理单元还配置有用于对驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间进行确定的面部朝向时间确定策略，所述面部朝向时间确定策略包括所述图像采集单元根据所述驾驶状态信息确定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的初始时刻，若从初始时刻开始计时至经过所述第一时间临界值的时间段内，驾驶员面部转回至朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于所述第一时间临界值；若从初始时刻开始计时至经过所述第一时间临界值的时间段内，驾驶员面部始终不朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于所述第一时间临界值且小于预设的第二时间临界值；若从初始时刻开始计时至经过所述第二时间临界值的时间段内，驾驶员面部始终不朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于所述第二时间临界值。
作为本发明的进一步改进，所述图像采集单元设置有两个，一个所述图像采集单元安装在车辆最靠近驾驶座的A柱上，另一个所述图像采集单元安装在车辆最靠近驾驶座的后视镜上。
作为本发明的进一步改进，所述图像采集单元为DMS摄像头，所述图像处理单元为视觉AI处理芯片。
作为本发明的进一步改进，所述图像处理单元同时获取两个所述图像采集单元采集的所述驾驶图像，并分别对两组所述驾驶图像进行处理得到驾驶员各时刻的面部朝向，当有一组所述驾驶图像的处理结果为驾驶员某时刻的面部不朝向车辆行驶方向时，则确定该时刻驾驶员的面部朝向为面部不朝向车辆行驶方向。
作为本发明的进一步改进，所述安全距离值由所述初始碰撞时间阈值或所述正常碰撞时间阈值或所述次正常碰撞时间阈值或所述异常碰撞时间阈值与车辆和前方障碍物的速度差相乘得到，车辆与前方障碍物的速度差由所述AEB系统上的雷达测速得到。
作为本发明的进一步改进，所述图像处理单元通过预设的深度学习算法对所述驾驶图像进行处理得到所述驾驶状态信息。
作为本发明的进一步改进，所述次正常碰撞时间阈值等于所述初始碰撞时间阈值。
作为本发明的进一步改进，所述第一时间临界值的取值范围为3～6秒，所述第二时间临界值的取值范围为7～13秒，且所述第二临界值为所述第一临界值的2～2.5倍。
本发明的有益效果：通过AEB系统和驾驶员状态判断系统以及紧急制动灵敏度调整策略的设置，当图像采集单元采集到驾驶员面朝车辆行驶方向正常行驶时，图像处理单元向AEB系统发送正常膨胀时间阈值，AEB系统根据正常膨胀时间阈值计算安全距离值，此时安全距离值比初始设定值更小，从而降低了AEB系统的灵敏度，减少了因驾驶员驾驶偏好的不同而导致误触发AEB系统的情况，提高了驾驶员正常行驶时的驾驶体验。
当驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于预设的第一时间临界值时，此时驾驶员的驾驶状态被认为是相对正常的，此时图像处理单元向AEB系统发送次正常膨胀时间阈值，AEB系统根据次正常膨胀时间阈值计算安全距离值，由于此正常时间阈值等于或者大于初始碰撞时间阈值，此时安全距离值与初始设定值相等或者更大，AEB系统的灵敏度不变或提高。
当驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第一时间临界值时，驾驶员的驾驶状态被认为是异常的，驾驶员的注意力不集中，此时图像处理单元向AEB系统发送异常膨胀时间阈值，AEB系统根据异常膨胀时间阈值计算安全距离值，此时安全距离值比初始设定值更大，提高了AEB系统的灵敏度，从而提高了驾驶员注意力不集中时的驾驶安全性。
因此该系统能够根据驾驶员的实际行驶状态来自动调整AEB系统的灵敏度，提高驾驶员正常行驶时的驾驶体验以及驾驶员注意力不集中时的驾驶安全性。
附图说明
图1为本发明的系统原理图。
附图标记：1、AEB系统；2、驾驶员状态判断系统；21、图像采集单元；22、图像处理单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。
参照图1所示，本实施例的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，包括设置于车辆上的AEB系统1，AEB系统1内设置有安全距离值和初始碰撞时间阈值，安全距离值表征AEB系统1介入制动时的车辆与前方障碍物的最大距离值，即当车辆与前方障碍物的距离小于等于安全距离值时，AEB系统1介入进行制动。初始碰撞时间阈值表征AEB系统1介入制动时的车辆以当前行驶速度与前方障碍物碰撞的最大时间值，即当车辆以当前车速行驶时与前方障碍物碰撞所需时间小于等于初始碰撞时间阈值时，AEB系统1介入进行制动。初始的安全距离值根据初始碰撞时间阈值计算得到。
该系统还包括有驾驶员状态判断系统2，驾驶员状态判断系统2包括有图像采集单元21和图像处理单元22。图像采集单元21采集驾驶员驾驶车辆时的驾驶图像并发送至图像处理单元22，驾驶图像包括驾驶员的面部图像，图像处理单元22通过预设的深度学习算法对驾驶图像进行处理得到驾驶状态信息，驾驶状态信息包括驾驶员于各时刻的面部朝向。图像采集单元21为DMS摄像头，图像处理单元22为视觉AI处理芯片。图像采集单元21设置有两个，一个图像采集单元21安装在车辆最靠近驾驶座的A柱上，另一个图像采集单元21安装在车辆最靠近驾驶座的后视镜上。
图像处理单元22同时获取两个图像采集单元21采集的驾驶图像，并分别对两组驾驶图像进行处理得到驾驶员各时刻的面部朝向，当有一组驾驶图像的处理结果为驾驶员某时刻的面部不朝向车辆行驶方向时，则确定该时刻驾驶员的面部朝向为面部不朝向车辆行驶方向。
图像处理单元22配置有用于对驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间进行确定的面部朝向时间确定策略，面部朝向时间确定策略包括图像采集单元21根据驾驶状态信息确定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的初始时刻，若从初始时刻开始计时至经过第一时间临界值的时间段内，驾驶员面部转回至朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于预设的第一时间临界值。若从初始时刻开始计时至经过第一时间临界值的时间段内，驾驶员面部始终不朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第一时间临界值且小于预设的第二时间临界值。若从初始时刻开始计时至经过第二时间临界值的时间段内，驾驶员面部始终不朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第二时间临界值。第一时间临界值的取值范围为3～6秒，第二时间临界值的取值范围为7～13秒，且第二临界值为第一临界值的2～2.5倍。
图像处理单元22还配置有紧急制动灵敏度调整策略，紧急制动灵敏度调整策略包括图像处理单元22根据驾驶状态信息判断驾驶员面部朝向车辆行驶方向时，将预设的正常碰撞时间阈值发送至AEB系统1。图像处理单元22通过面部朝向时间确定策略认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于预设的第一时间临界值时，将预设的次正常膨胀时间阈值发送至AEB系统1。图像处理单元22通过面部朝向时间确定策略认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第一时间临界值且小于预设的第二时间临界值时，将预设的第一异常膨胀时间阈值发送至AEB系统1。图像处理单元22通过面部朝向时间确定策略认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第二时间临界值时，将预设的第二异常膨胀时间阈值发送至AEB系统1。正常碰撞时间阈值小于初始碰撞时间阈值，次正常碰撞时间阈值等于初始碰撞时间阈值，第一异常碰撞时间阈值大于初始碰撞时间阈值，第二异常碰撞时间阈值大于第一异常碰撞时间阈值。
AEB系统1接收到正常碰撞时间阈值、次正常碰撞时间阈值、第一异常碰撞时间阈值以及第二异常碰撞时间阈值时，以接收到的正常碰撞时间阈值、次正常碰撞时间阈值、第一异常碰撞时间阈值以及第二异常碰撞时间阈值时替换初始碰撞时间阈值并重新计算安全距离值。具体计算方式为：安全距离值由初始碰撞时间阈值或正常碰撞时间阈值或次正常碰撞时间阈值或第一异常碰撞时间阈值或第二异常碰撞时间阈值与车辆和前方障碍物的速度差相乘得到，车辆与前方障碍物的速度差由AEB系统1上的雷达测速得到。AEB系统1通过测距工具实时检测车辆与前方障碍物的距离，当车辆与前方障碍物的距离小于等于安全距离值时，AEB系统1介入进行制动。
例如：当初始碰撞时间阈值为1.8秒，正常碰撞时间阈值为1.5秒，次正常碰撞时间阈值也为1.8秒，第一异常碰撞时间阈值为2.0秒，第二异常碰撞时间阈值为2.2秒，第一时间临界值为5秒，第二时间临界值为10秒时。若图像处理单元22检测到驾驶员的驾驶状态信息为：驾驶员面部朝向车辆行驶方向正常行驶，图像处理单元22向AEB系统1发送正常碰撞时间阈值1.5秒，AEB系统1用1.5秒替换初始碰撞时间阈值的1.8秒，从而计算安全距离值。此时安全距离值计算结果会减小，从而降低AEB系统1的灵敏度。
若图像处理单元22检测到驾驶员的驾驶状态信息为，驾驶员面部不朝向车辆行驶方向，此时图像处理单元22向AEB系统1发送次正常碰撞时间阈值1.8秒，AEB系统1用1.8秒替换正常膨胀时间阈值的1.5秒，从而计算安全距离值。此时安全距离值计算结果会增大，从而相对于驾驶员面部朝向车辆行驶方向情况下提高AEB系统1的灵敏度。
若驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间达到5秒时，图像处理单元22向AEB系统1发送第一异常碰撞时间阈值2.0秒，AEB系统1用2.0秒替换次正常碰撞时间阈值的1.8秒，从而计算安全距离值。此时安全距离值计算结果会增大，从而再次提高AEB系统1的灵敏度。
若驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间达到10秒时，图像处理单元22向AEB系统1发送第二异常碰撞时间阈值2.2秒，AEB系统1用2.2秒替换次第一异常碰撞时间阈值的2.0秒，从而计算安全距离值。此时安全距离值计算结果会增大，从而进一步提高AEB系统1的灵敏度。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，包括设置于车辆上的AEB系统(1)，其特征在于：所述AEB系统(1)内设置有安全距离值和初始碰撞时间阈值，所述安全距离值表征AEB系统(1)介入制动时的车辆与前方障碍物的最大距离值，所述初始碰撞时间阈值表征AEB系统(1)介入制动时的车辆以当前行驶速度与前方障碍物碰撞的最大时间值，所述安全距离值根据所述初始碰撞时间阈值计算得到；
该系统还包括有驾驶员状态判断系统(2)，所述驾驶员状态判断系统(2)包括有图像采集单元(21)和图像处理单元(22)；所述图像采集单元(21)采集驾驶员驾驶车辆时的驾驶图像并发送至图像处理单元(22)，所述驾驶图像包括驾驶员的面部图像，所述图像处理单元(22)对所述驾驶图像进行处理得到驾驶员的驾驶状态信息，所述驾驶状态信息包括驾驶员于各时刻的面部朝向；
所述图像处理单元(22)配置有紧急制动灵敏度调整策略，所述紧急制动灵敏度调整策略包括所述图像处理单元(22)根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部朝向车辆行驶方向时，将预设的正常碰撞时间阈值发送至所述AEB系统(1)；所述图像处理单元(22)根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于预设的第一时间临界值时，将预设的次正常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统(1)；所述图像处理单元(22)根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于所述第一时间临界值时，将预设的异常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统(1)；所述正常碰撞时间阈值小于所述初始碰撞时间阈值，所述次正常碰撞时间阈值不小于所述初始碰撞时间阈值，所述异常碰撞时间阈值大于所述次正常碰撞时间阈值；
所述AEB系统(1)接收到所述正常碰撞时间阈值、所述次正常碰撞时间阈值以及所述异常碰撞时间阈值时，以接收到的所述正常碰撞时间阈值、所述次正常碰撞时间阈值以及所述异常碰撞时间阈值替换所述初始碰撞时间阈值并重新计算所述安全距离值，所述AEB系统(1)通过测距工具实时检测车辆与前方障碍物的距离，当车辆与前方障碍物的距离小于等于安全距离值时，所述AEB系统(1)介入进行制动。
2.根据权利要求1的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述异常碰撞时间阈值包括第一异常碰撞时间阈值和第二异常碰撞时间阈值，所述第一异常碰撞时间阈值小于所述第二异常碰撞时间阈值；
所述紧急制动灵敏度调整策略还包括有所述图像处理单元(22)根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第一时间临界值且小于预设的第二时间临界值时，将预设的第一异常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统(1)；所述图像处理单元(22)根据所述驾驶状态信息判断驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于预设的第二时间临界值时，将预设的第二异常膨胀时间阈值发送至所述AEB系统(1)。
3.根据权利要求2的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述图像处理单元(22)还配置有用于对驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间进行确定的面部朝向时间确定策略，所述面部朝向时间确定策略包括所述图像采集单元(21)根据所述驾驶状态信息确定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的初始时刻，若从初始时刻开始计时至经过所述第一时间临界值的时间段内，驾驶员面部转回至朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间小于所述第一时间临界值；若从初始时刻开始计时至经过所述第一时间临界值的时间段内，驾驶员面部始终不朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于所述第一时间临界值且小于预设的第二时间临界值；若从初始时刻开始计时至经过所述第二时间临界值的时间段内，驾驶员面部始终不朝向车辆行驶方向，则认定驾驶员面部不朝向车辆行驶方向的时间不小于所述第二时间临界值。
4.根据权利要求1的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述图像采集单元(21)设置有两个，一个所述图像采集单元(21)安装在车辆最靠近驾驶座的A柱上，另一个所述图像采集单元(21)安装在车辆最靠近驾驶座的后视镜上。
5.根据权利要求1的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述图像采集单元(21)为DMS摄像头，所述图像处理单元(22)为视觉AI处理芯片。
6.根据权利要求4的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述图像处理单元(22)同时获取两个所述图像采集单元(21)采集的所述驾驶图像，并分别对两组所述驾驶图像进行处理得到驾驶员各时刻的面部朝向，当有一组所述驾驶图像的处理结果为驾驶员某时刻的面部不朝向车辆行驶方向时，则确定该时刻驾驶员的面部朝向为面部不朝向车辆行驶方向。
7.根据权利要求1的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述安全距离值由所述初始碰撞时间阈值或所述正常碰撞时间阈值或所述次正常碰撞时间阈值或所述异常碰撞时间阈值与车辆和前方障碍物的速度差相乘得到，车辆与前方障碍物的速度差由所述AEB系统(1)上的雷达测速得到。
8.根据权利要求1的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述图像处理单元(22)通过预设的深度学习算法对所述驾驶图像进行处理得到所述驾驶状态信息。
9.根据权利要求1的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述次正常碰撞时间阈值等于所述初始碰撞时间阈值。
10.根据权利要求2的一种结合驾驶员状态监控的自动紧急制动系统，其特征在于：所述第一时间临界值的取值范围为3～6秒，所述第二时间临界值的取值范围为7～13秒，且所述第二临界值为所述第一临界值的2～2.5倍。
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