CN113415284A

CN113415284A - 具有用于预先检测潜在驾驶员损伤的认知反应测试系统的机动车辆

Info

Publication number: CN113415284A
Application number: CN202110286512.9A
Authority: CN
Inventors: P·明杰乌尔; D·H·克利福德
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2021-09-21
Also published as: US11807090B2; US20210291650A1; DE102021103347A1

Abstract

本发明涉及具有用于预先检测潜在驾驶员损伤的认知反应测试系统的机动车辆。一种用于检测机动车辆上的损伤的测试系统包括电子控制单元（ECU）和与之通信的传感器。这些传感器位于车辆内部内，并且包括至少触摸屏和麦克风以及可能的眼动跟踪摄像机。响应于接收到指示该机动车辆的请求启动事件的启动请求，该ECU执行指令以经由该传感器开始认知反应测试。该ECU在该机动车辆保持关闭时的测试期间确定驾驶员的测试分数，将该测试分数与基线分数比较，以确定通过或失败的测试结果，并响应于该通过或失败的测试结果而在该机动车辆上执行控制动作。该ECU可响应于失败的测试结果而禁用或固定该机动车辆。

Description

具有用于预先检测潜在驾驶员损伤的认知反应测试系统的机动车辆

技术领域

本公开总体上涉及用于执行对机动车辆或另一移动平台内的预期驾驶员的可能损伤的实时机载测试和检测的改进的方法和相关联的硬件实现。如本文所述的计算机执行的解决方案试图使用可用的机载传感器、导航或信息娱乐触摸屏、控制器局域网（CAN）总线连接和车辆遥测功能来阻止或防止危险驾驶。结果，本方法易于集成到机动车辆中，而无需安装专用测试设备。

背景技术

机动车辆的负责任的操作要求操作者或驾驶员保持留意道路和动态或静态的障碍物，例如其他车辆、行人、路标和交通灯。驾驶员必须具有以下能力，即：密切关注不同天气状况下的驾驶任务，正确估计距离和接近速度，以及以良好协调的方式快速调整以适应变化的状况。因此，机动车辆的操作要求驾驶员保持未受损的认知功能、反射和动作技能，以便准确地获取、处理、存储和检索信息并相应地做出响应。

警察和其他执法人员具有必要的技能组合，以用于基于观察到的驾驶行为，例如不正常的转向、制动或加速操纵或者无法保持在行车车道中，来检测可能的基于酒精的驾驶员损伤。一旦怀疑受损的驾驶员被拦停，警官就还能够使用各种基于血液或呼吸的现场清醒测试来准确地辨别驾驶员的当前损伤水平。然而，酒精并不是涉及危险驾驶时的唯一罪魁祸首。例如，处方药可能会引起明显的生理和行为变化，该生理和行为变化可能以可能类似于或不同于因过量饮酒导致的公认的行为受损的方式而损害驾驶员的认知功能和动作技能。

当涉及预防仍然被允许操作机动车辆的屡犯者的危险驾驶时，汽车制造商和售后供应商能够改装与车辆点火系统相关联的车载清醒测试装置。例如，机动车辆可配备有与机载控制系统通信的专用呼吸传感器。当预期驾驶员坐在车辆内部中时，该驾驶员可能会吹入到吸管中，以引导该驾驶员的呼吸通过一组化学传感器。然后，这些传感器和相关算法被用于估计该驾驶员的血液酒精含量（BAC）。为了相同的目的，其他方法测量驾驶员皮肤上的化合物。然而，这种类型的装置往往需要将专用的传感器和其他相关硬件集成到机动车辆中，并且主要适合于确定BAC以排除其他受控物质。因此，仍然需要改进的测试系统和方法，以用于准确且不引起注意地检测潜在驾驶员损伤，其总体目标是无论何时检测到这样的损伤都预防机动车辆操作。

发明内容

本文公开了一种用于检测机动车辆上的可能的驾驶员损伤的系统。所公开的系统被配置成测试人类驾驶员对于一系列音频和/或视觉测试的认知反应。每个测试都使用如本文所阐述的可用的机载传感器来执行，并且因此，本测试方法的特征在于不依赖化学检测传感器或其他专用化学检测硬件。例如，所公开的测试策略的实施例结合机载导航或信息娱乐系统的输入/输出能力利用机载远程信息处理系统的可用功能，并且因此，消除了集成例如上述呼吸分析仪之类的附加的物理部件或改装装置的需要。

本方法还通过创建损伤前基线分数数据库来确保最佳的测试精确度和有效性，该数据库其后被用作评估给定测试分数的参考。另外，本方法可包括随时间对损伤测试有效性建模，这是通过将测试分数与使用上述机载远程信息处理系统监测的类型的所展示的驾驶行为相关联。

如本领域普通技术人员将领会的，可在现代机动车辆中使用车辆远程信息处理单元（VTU）来提供远程信息处理数据。VTU能够自动监测各个车辆部件和子系统的当前健康状态、操作范围和时间等。这样的远程信息处理数据可被报告给驾驶员和/或车外网络，以例如提供定期的健康状态更新或维护提醒。另外，VTU与该机动车辆集成，以使VTU能够随时间密切监测驾驶速度和其他驾驶行为，包括制动、转向和加速动作的频率和急缓度。驾驶员可选择将此类远程信息处理数据报告给保险公司，以便由于所展示的负责任驾驶习惯的历史而收到保险折扣。同样，车队车辆的驾驶员可能作为雇用条件被要求同意收集和报告此类数据收集和/或遵守租赁或出租协议。本测试策略为不同的目的利用这些和其他现有功能，即，用于帮助将使用本方法和机载传感器收集的测试分数与过去展示出的驾驶行为相关联。这允许机载电子控制单元（ECU）随时间调适其测试和测试分析，其最终目的是优化总体测试有效性。

本文描述了用于实现本测试策略的各种选择。例如，所公开的测试系统可包括与动力总成控制器通信的认知反应点火去能器（CRID）逻辑块。该CRID逻辑块可响应于一个或多个失败的认知测试而自动阻止或延迟机动车辆的启动，从而在一段时间内固定或禁用机动车辆。本方法可消除集成上述类型的专用的基于呼吸或基于触摸的传感器的需要，从而有利于对驾驶员的反应时间和准确性的经验证的心理和/或生理测试，如本文所述，这些测试中的每一个都呈现给车辆内部内的驾驶员。

可通过所公开的系统执行的示例性测试可包括反射/动作技能测试、口头反应测试、眼动跟踪测试和/或其他合适的测试，以便得出测试分数并使用这些分数来产生通过或失败的测试结果。如果驾驶员未通过给定的认知测试，则可使用CRID逻辑块将请求传输到动力总成控制器，以阻止机动车辆启动或被置于行驶档或倒档，和/或在采取这种预防性控制动作之前，该测试可被重复一次或多次。

另外，未通过所公开的测试的驾驶员可经由触摸屏呈现各种选项。例如，ECU可显示例如出租车服务或商业乘车服务提供商之类的最近可获得的乘车服务的电话号码，或者ECU可显示本地公交路线。其他选项包括显示朋友、家人或其他受信任联系人的相应电话号码。然后，驾驶员可从触摸屏选择合适的选项。如果该机动车辆配备有免提呼叫选项，则选择合适的选项可包括使用语音命令自动拨打电话或向选定的联系人发送文本消息。

在示例性实施例中，用于检测机动车辆上的驾驶员损伤的测试系统包括位于车辆内部内的传感器，其中这些传感器包括至少触摸屏和麦克风。ECU与该触摸屏和传感器通信，并且配备有处理器和存储器，在该存储器上记录有用于执行本认知反应测试的指令。ECU被配置成响应于接收到指示机动车辆的请求启动事件的启动请求，而执行该指令并由此经由传感器开始认知反应测试。ECU根据该认知反应测试来确定测试分数，并将该分数与经校准的基线比较，以确定通过或失败的测试结果。然后，ECU响应于该测试结果而在机动车辆上执行合适的控制动作，例如，这是通过响应于失败的测试结果而禁用或固定该机动车辆。

该机动车辆包括上述VTU，其被配置成监测实际驾驶行为。在这样的实施例中，ECU可被配置成使用来自VTU的远程信息处理数据来更新经校准的基线表现，其中该远程信息处理数据描述所监测的实际/过去展现出的驾驶行为，例如制动、加速、速率和/或速度。

ECU可被编程为具有前述的CRID逻辑块，使得使用该CRID逻辑块，ECU能够响应于失败的测试结果而阻止或延迟机动车辆的启动。

上述认知反应测试可包括反射性动作技能测试，其中ECU在触摸屏上显示移动图标，并同时检测驾驶员根据提示的顺序或序列相应地触摸或未能成功触摸移动图标的触摸事件。

该认知反应测试还可包括语言识别测试，其中ECU可闻地提示驾驶员一个或多个问题，该问题通过扬声器广播到车辆内部中，并使用麦克风来检测驾驶员的口头反应。

在一些实施例中，传感器包括眼动跟踪摄像机，其中该认知反应测试包括眼动跟踪测试，其中ECU指导驾驶员看触摸屏的不同区域和/或在触摸屏上显示的移动图标，并且其后，在驾驶员试图跟随移动目标时，通过眼动跟踪摄像机跟踪驾驶员的注视。这样的测试大致类似于执法人员作为现场清醒测试而执行的水平注视眼球震颤或HGN测试。在HGN测试中，当驾驶员试图跟随刺激而不移动他或她的头时，警官会评估驾驶员的眼球运动。警官观察可指示醉酒的眼球跳动的眼球跟踪的平稳性。

响应于失败的测试结果的控制动作可以可选地包括经由触摸屏显示替代的乘车选项。

本系统的实施例将经校准的基线表现组织成统计数据集群（data cluster）。在这样的实施例中，ECU被配置成将驾驶员分配给作为分配集群（assigned cluster）的数据集群中的一个，并且其后，将测试分数与该分配集群比较，以检测指示失败的测试结果的阈值偏差。

本文还公开了一种用于检测具有车辆内部的机动车辆上的驾驶员损伤的方法。在一个可能的实施例中，该方法包括：接收指示该机动车辆的请求启动事件的启动请求，并且随后，在机动车辆处于关闭状态时，通过ECU确定机动车辆的驾驶员对于使用机载传感器执行的一系列认知反应测试的表现。这些传感器包括至少触摸屏和麦克风。该方法另外还包括：使用ECU将所确定的表现与经校准的基线表现比较，以由此确定测试分数，并且其后，响应于该测试分数，经由ECU在该机动车辆上执行控制动作。

本文还公开了一种机动车辆，其具有限定车辆内部的车身、连接到该车身的一组车轮以及用于检测机动车辆上的驾驶员损伤的测试系统。在所公开的实施例中，该机动车辆包括位于车辆内部内的多个传感器，包括触摸屏、麦克风和眼动跟踪摄像机。ECU与传感器通信，并具有处理器，该处理器配置成访问经校准的基线表现数据库。该ECU还包括用于执行认知反应测试的指令。响应于接收到指示机动车辆的请求启动事件的启动请求，该ECU执行该指令，并且由此使用传感器开始认知反应测试。

根据所公开的实施例的认知测试包括使用触摸屏的反射或动作技能反应时间测试，其中ECU被配置成在触摸屏上显示移动图标，并同时检测驾驶员触摸移动图标的触摸事件。该测试还包括使用麦克风执行的语言识别测试，其中ECU在车辆内部内广播一个或多个问题，并通过麦克风检测驾驶员的口头反应。另外，使用眼动跟踪摄像机执行眼动跟踪测试，其中ECU指导驾驶员看触摸屏的不同区域，同时ECU通过眼动跟踪摄像机来检测驾驶员的反应速度。

在该公开的实施例中，ECU被配置成在机动车辆关闭时的认知反应测试期间确定机动车辆的驾驶员的测试分数，将该测试分数与经校准的基线表现比较，以检测失败的测试结果，并且响应于该失败的测试结果而在机动车辆上执行控制动作，包括暂时禁用或固定该机动车辆。

本发明还包括以下技术方案。

方案1. 一种用于检测具有车辆内部的机动车辆上的驾驶员损伤的测试系统，所述测试系统包括：

位于所述车辆内部内的多个传感器，所述传感器包括至少触摸屏和麦克风；以及

与所述传感器通信的电子控制单元（ECU），所述电子控制单元具有处理器，所述处理器配置成访问经校准的基线表现数据库，并且包括用于执行认知反应测试的指令，其中，所述ECU被配置成响应于接收到指示所述机动车辆的请求启动事件的启动请求，而执行所述指令，并由此经由所述传感器开始所述认知反应测试，在所述机动车辆关闭时的所述认知反应测试期间确定所述机动车辆的驾驶员的测试表现，将所确定的测试表现与经校准的基线表现比较，以由此确定测试分数，并且响应于所述测试分数而在所述机动车辆上执行控制动作。

方案2. 根据方案1所述的测试系统，其中，所述机动车辆包括与所述ECU通信的车辆远程信息处理单元（VTU），所述ECU被配置成使用来自所述VTU的远程信息处理数据来定期更新所述经校准的基线表现数据库，并且所述远程信息处理数据描述所述驾驶员的实际驾驶行为。

方案3. 根据方案2所述的测试系统，其中，所述实际驾驶行为包括先前展现出的制动、加速、速率和/或速度行为。

方案4. 根据方案1所述的测试系统，其中，所述ECU被编程有认知反应点火去能器（CRID）逻辑块，并且其中，所述ECU通过所述CRID逻辑块被配置成当所述测试分数是失败的测试分数时阻止或延迟所述机动车辆的启动事件。

方案5. 根据方案1所述的测试系统，其中，所述认知反应测试包括反射反应时间测试，在所述反射反应时间测试中，所述ECU被配置成在所述触摸屏上显示移动图标，并且同时检测所述驾驶员触摸所述移动图标的触摸事件。

方案6. 根据方案1所述的测试系统，其中，所述认知反应测试包括听觉识别测试，在所述听觉识别测试中，所述ECU被配置成在所述车辆内部内广播一个或多个问题，并经由所述麦克风来检测所述驾驶员的口头反应。

方案7. 根据方案1所述的测试系统，其中，所述传感器包括眼动跟踪摄像机，并且其中，所述认知反应测试包括眼动跟踪测试，在所述眼动跟踪测试中，所述ECU被配置成指导所述驾驶员看所述触摸屏的不同区域，并且在所述驾驶员看所述不同区域时经由所述眼动跟踪摄像机来检测所述驾驶员的反应速度。

方案8. 根据方案1所述的测试系统，其中，所述控制动作包括：当所述测试分数是失败的测试分数时，经由所述触摸屏来显示替代的乘车选项。

方案9. 根据方案1所述的测试系统，还包括：所述ECU的或所述ECU可访问的存储器装置，并且在所述存储器装置上记录有所述经校准的基线表现数据库。

方案10. 根据方案9所述的测试系统，其中，所述经校准的基线表现数据库包括多个数据集群，所述ECU被配置成将所述驾驶员分配给作为分配集群的所述数据集群中的一个，并且其后将所述测试分数与所述分配集群比较，以从所述分配集群中检测阈值方差，并由此确定所述测试分数何时为失败的测试分数。

方案11. 一种用于检测具有车辆内部的机动车辆上的驾驶员损伤的方法，所述方法包括：

接收指示所述机动车辆的请求启动事件的启动请求；

在所述机动车辆处于关闭状态时，经由电子控制单元（ECU）确定所述机动车辆的驾驶员对于使用多个机载传感器执行的一系列认知反应测试的表现，所述传感器包括至少触摸屏和麦克风；

使用所述ECU将所述驾驶员的所述表现与经校准的基线表现比较，以由此确定测试分数；以及

响应于所述测试分数，经由所述ECU在所述机动车辆上执行控制动作。

方案12. 根据方案11所述的方法，其中，所述机动车辆包括与所述ECU通信的车辆远程信息处理单元（VTU），所述方法还包括：

使用来自所述VTU的远程信息处理数据，经由所述ECU来定期地更新所述经校准的基线表现，所述远程信息处理数据描述所述驾驶员的实际驾驶行为。

方案13. 根据方案12所述的方法，其中，所述实际驾驶行为包括先前展现出的制动、加速、速率和/或速度。

方案14. 根据方案11所述的方法，还包括：使用所述ECU的认知反应点火去能器（CRID）逻辑块以在所述测试分数是失败的测试分数时阻止或延迟所述机动车辆的启动事件。

方案15. 根据方案11所述的方法，其中，确定所述机动车辆的驾驶员对于所述一系列认知反应测试的所述表现包括：通过所述ECU来确定反射反应时间测试，这是通过在所述触摸屏上显示移动图标，以及通过同时检测所述驾驶员触摸所述移动图标的触摸事件。

方案16. 根据方案11所述的方法，其中，确定所述机动车辆的驾驶员对于所述一系列认知反应测试的所述表现包括：在所述车辆内部内广播一个或多个问题，并且随后经由所述麦克风来检测所述驾驶员的口头反应。

方案17. 根据方案11所述的方法，其中，所述传感器包括眼动跟踪摄像机，并且其中，确定所述机动车辆的驾驶员对于所述一系列认知反应测试的所述表现包括：经由所述ECU指导所述驾驶员看所述触摸屏的不同区域，并且其后，在所述驾驶员看所述不同区域时经由所述眼动跟踪摄像机来检测所述驾驶员的反应速度。

方案18. 根据方案11所述的方法，其中，所述控制动作包括：当所述测试分数是失败的测试分数时，经由所述触摸屏来显示替代的乘车选项。

方案19. 一种机动车辆，包括：

限定车辆内部的车身；

连接到所述车身的一组车轮；以及

用于检测所述机动车辆上的驾驶员损伤的测试系统，所述测试系统包括：

位于所述车辆内部内的多个传感器，所述传感器包括触摸屏、麦克风和眼动跟踪摄像机；以及

与所述传感器通信的电子控制单元（ECU），所述电子控制单元具有处理器，所述处理器配置成访问经校准的基线表现数据库，并且包括用于执行认知反应测试的指令，其中，所述ECU被配置成响应于接收到指示所述机动车辆的请求启动事件的启动请求，而执行所述指令，并由此使用所述传感器开始所述认知反应测试，所述认知反应测试包括：

使用所述触摸屏的反射反应时间测试，并且其中，所述ECU被配置成在所述触摸屏上显示移动图标，并且同时检测所述驾驶员触摸所述移动图标的触摸事件；

使用所述麦克风的听觉识别测试，并且其中，所述ECU被配置成在所述车辆内部内广播一个或多个问题，并且经由所述麦克风来检测所述驾驶员的口头反应；以及

使用所述眼动跟踪摄像机的眼动跟踪测试，并且其中，所述ECU被配置成指导所述驾驶员看所述触摸屏的不同区域，并且同时经由所述眼动跟踪摄像机来检测所述驾驶员的反应速度；

其中，所述ECU被配置成在所述机动车辆关闭时的所述认知反应测试期间确定所述机动车辆的驾驶员的测试分数，将所述测试分数与所述经校准的基线表现数据库比较，以检测失败的测试结果，并且响应于所述失败的测试结果而在所述机动车辆上执行控制动作，包括暂时禁用或固定所述机动车辆。

方案20. 根据方案19所述的机动车辆，还包括车辆远程信息处理单元（VTU），其中，所述ECU被配置成使用来自所述VTU的远程信息处理数据来定期地更新经校准的基线表现，所述远程信息处理数据描述所述驾驶员的实际驾驶行为，包括先前展现出的制动、加速、速率和/或速度行为。

上面的概述不意在代表本公开的每个实施例或每个方面。而是，前面的概述仅提供对本文阐述的一些新颖构思和特征的例示。当结合附图和所附权利要求时，根据用于实施本公开的代表性实施例和模式的以下详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是配备有认知反应测试系统和相关测试控制逻辑的机动车辆的示意性透视图图示。

图2是具有机载传感器的示例性车辆内部的示意性透视图图示，该机载传感器用于执行本文所公开的认知反应测试的各方面。

图3是车辆中控台的示意性透视图图示，其描绘了触摸屏以及代表性的测试控制逻辑和相关硬件。

图4是描述了可通过图3中所示的系统执行的方法的流程图。

图5-7是分别描述了损伤前基线、驾驶员损伤评估和测试结果有效性基线的构造的示意性流程图。

本公开易于进行各种修改和替代形式，并且一些代表性实施例已通过示例的方式在附图中示出并将在本文中详细地描述。本公开的新颖方面不限于附图中所示的特定形式。而是，本公开旨在覆盖落入如所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内的修改、等同形式、组合或替代方案。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意在限制应用和用途。本文在功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤方面描述了本公开的实施例。这样的块部件可通过多个不同的硬件部件来实现，这些硬件部件各自构造成执行指定的功能。另外，本领域技术人员将领会到，可结合多个系统来有利地实践本公开的实施例，并且本文所述的系统仅是本公开的示例性实施例。

参考附图，其中在各个视图中相似的附图标记用于标识相似或相同的部件，图1示意性地描绘了沿道路12行驶的机动车辆10。该机动车辆10包括连接到一组车轮15的车身11。在本公开的范围内，可设想其他驾驶员操作的车辆或移动平台，其可具有或可不具有车轮15，并且因此，机动车辆10在本文中被用作受益于本教导的非限制性实施例。也就是说，本文所公开的解决方案可帮助确保船和其他水运工具、火车、电车和其他类型的轨道车辆、飞机、雪地车以及各种其他履带车辆的负责任的操作。

在理想状况下，即当图1的机动车辆10的驾驶员未受到损伤并且在良好的照明条件下且在没有逆向交通的情况下在干燥路面上以张贴的限速或低于该限速操作机动车辆10时，机动车辆10的操作是相对常规的。然而，当驾驶员甚至中等程度地受损时，同一驾驶员操作机动车辆10的能力变得越来越困难。因此，将会有利的是，对驾驶员当前的损伤水平进行非侵入式评估，以作为启用机动车辆10的启动和后续操作的条件。

为此，图1的机动车辆10配备有如下所述的构造和操作的测试系统20。测试系统20的多个部分被结合到车辆内部14中，即结合到如图2中所描绘的车辆内部14的中控台25中。测试系统20的实施例，例如但不限于图3中所描绘的测试系统20的代表性实施例，可操作用于检测和量化驾驶员对预定的一系列音频和/或视觉测试的反应，而其后对驾驶员的集合反应评分。将测试分数与经校准和适应性的基线表现分数比较，以检测可能的损伤。图4中示出了用于执行当前测试的计算机可执行方法100的示例性实施例，其中实施方法100的指令的执行使得测试系统20能够检测到可能的损伤并且响应于此而阻止机动车辆10的操作。

参考图2，车辆内部14的非限制性的代表性构造包括驾驶员座椅16D，其与乘客座椅16P相邻定位。在所示构造中，方向盘22或其他转向输入装置位于驾驶员座椅16D与挡风玻璃18之间。车辆内部14的其他可能的构造也是可能的，包括其中方向盘22位于车辆内部14的相对侧上并且驾驶员座椅16D和乘客座椅16P的位置颠倒的那些构造。

另外，作为图2的车辆内部14的一部分，仪表板19可从挡风玻璃18朝向相应的驾驶员座椅16D和乘客座椅16P延伸，如所示。上面提到的中控台25可位于相应的驾驶员座椅16D和乘客座椅16P之间，并且可被收容在仪表板19下方。代表性的中控台25包括例如信息娱乐系统或导航系统的触摸屏30A。在若干可选的非限制性实施例中，这样的触摸屏30A可不同地实施为电容性、电阻性或光学触摸感应装置和/或可包括其他合适的触摸感应技术。

测试系统20包括多个传感器，当驾驶员坐在驾驶员座椅16D中时，这些传感器位于车辆内部14内靠近驾驶员（未示出）。虽然为简单起见在本文中使用了术语“驾驶员”，但是该术语旨在表示人类乘员在车辆内部14内的位置，而不是这样的乘员作为机动车辆10的实际驾驶员的状态。也就是说，该驾驶员仅是机动车辆10的预期驾驶员，并且保持这样的状态，除非并且直到通过成功地通过本文所述的认知损伤测试而启用机动车辆10的操作。

在一个简化的示例性实施例中，这些传感器（在图3中以30共同地示出）包括至少触摸屏30A和麦克风30B，例如用于与信息娱乐系统免手持通信的类型的启用蓝牙的麦克风。虽然为了说明清楚而在仪表板19上描绘了麦克风30B，但是麦克风30B可位于车辆内部14内的任何位置，例如集成到后视镜或顶部面板/控制台中，它们从图2的视角都不可见。在本公开的范围内可使用附加的传感器30，包括但不限于眼动跟踪摄像机30C和相关联的跟踪逻辑。

如将领会的，眼动跟踪技术的可获得的示例在电磁谱的光学或红外范围内操作，以在各种照明条件下检测驾驶员的眼睛，并且其后跟踪眼球运动。除了本方法100之外，这样的眼动跟踪摄像机30C还可用作检测和响应分心驾驶的工具，并且因此，可用作用于一系列半自动驾驶员辅助特征的输入传感器。同样，除方法100之外，触摸屏30A和麦克风30B还可用于便利机动车辆10上的信息娱乐、导航和电话功能。因此，机载传感器30的集体集合使得能够在不依靠安装呼吸传感器或其他特殊用途的测试传感器的情况下实现本方法100。

参考图3，测试系统20的多个部分可被集成到中控台25中，如上所述。在一些实施例中，触摸屏30A可位于中控台25的通风口24之间，或者位于当坐在图2的驾驶员座椅16D中时驾驶员可舒适地触及的某一其他位置处。另外，电子控制单元（ECU）50与触摸屏30A、麦克风30B和眼动跟踪摄像机30C通信。传感器30共同地向ECU 50提供输入数据CC_I。响应于接收到输入数据CC_I，ECU 50执行本认知反应测试，以由此检测可能的驾驶员损伤，其中ECU 50可能向各种传感器30输出控制信号（箭头CC_O），以实施测试过程。ECU 50使用客观的测试结果来做到这一点，这些测试结果最终与存储在经校准基线表现数据库55中的数据相关联。

为说明简单起见在图3中示意性地描绘为单一控制装置的ECU 50可被替代地实现为分布式网络。如本文所使用的术语“ECU”和“控制装置”可被实施为一个或多个专用集成电路或ASIC、电子逻辑电路、中央处理单元（CPU）和/或微处理器。ECU 50包括处理器（P）和存储器（M），它们一起被构造成确定驾驶员对如本文所阐述的一系列认知测试的反应，并且其后，在确定测试分数和结果时访问经校准基线表现数据库55。用于执行方法100的指令被记录在存储器（M）中，并通过处理器（P）执行。

关于存储器（M），本文可使用非暂时性存储器部件或存储装置，包括但不限于只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、随机存取存储器（RAM）等。该非暂时性存储器部件能够以一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路以及可由一个或多个处理器存取以提供所述功能的其他部件的形式来存储机器可读指令。

输入/输出电路和装置包括监测来自传感器30以及其他可能的传感器的输入的模拟/数字转换器和相关装置，其中以预设的采样频率或响应于触发事件来监测这样的输入。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语意指包括校准和查找表的控制器可执行指令集。ECU 50与包括下面所述的附加控制器（C）50A的其他控制器之间的通信可通过直接有线点对点链路、联网的通信总线链路、差分电压总线、无线链路、蓝牙和/或其他合适的通信链路并且使用关联的通信协议来执行。如本文所设想的通信包括交换电子数据信号、电磁信号、光信号等的过程。数据信号可包括代表来自传感器30的输入、致动器命令以及ECU 50、控制器50A和可能的其他控制器之间的通信的离散、模拟、数字或数字化的模拟信号。

在图1中示意性地示出的机动车辆10还可包括与ECU 50通信的车辆远程信息处理单元（VTU）38。如本领域普通技术人员将领会的，例如示意性地描绘的VTU 38的远程信息处理系统监测正在进行的驾驶行为以及部件和子部件系统状态，其中本公开的ECU 50配置成使用来自VTU 38的描述监测的驾驶行为的远程信息处理数据来定期地更新驾驶员的经校准基线表现。例如，VTU 38可在过程135的执行期间提供该数据，如下文参考图7所述。

如将领会的，诸如代表性的VTU 38之类的远程信息处理系统通常适合于短距离无线通信和/或蜂窝通信，并且可以是使得能够通过合适的载波系统实现无线语音和/或数据通信的OEM安装（嵌入式）的或配件市场的系统。这样的通信使得机动车辆10能够与远程服务器、其他启用远程信息处理的车辆通信，或者与另一外部实体或装置通信。VTU 38同样可采用无线电传输来建立与无线载波系统的语音和/或数据通信信道，使得在建立的信道上发送和接收语音和/或数据传输。数据可经由数据连接发送，例如通过建立的数据信道或通过语音信道的分组数据传输。对于涉及语音通信和数据通信两者的组合服务，VTU 38可利用语音信道上的单个呼叫，并且根据需要在语音信道上的语音和数据传输之间切换，其中这样的技术在通用技术中建立并得到很好的理解。

仍然参考图3，ECU 50可被配置成从控制器50A接收启动请求（箭头CC_S），其中控制器50A可能实施为发动机控制单元或混合动力控制单元。启动请求（箭头CC_S）可以是指示机动车辆10的所请求的点火或启动事件的电子信号。响应于接收到该启动请求（箭头CC_S），ECU 50可选择性地执行实施方法100的指令，以便开始上述认知反应测试过程。这样的测试使用来自各种传感器30的输入数据（箭头CC_I）进行。为此，ECU 50可被编程为具有认知反应点火去能器（CRID）逻辑块39，使得通过CRID逻辑块39所提供的功能，ECU 50能够防止或延迟机动车辆10的启动事件。

在完成一系列认知反应测试后，ECU 50对驾驶员的测试表现评分，并且其后，可将测试分数与经校准基线表现数据库55比较，以由此确定测试分数是对应于通过还是失败的测试结果。其后，ECU 50响应于测试结果而在机动车辆10上执行控制动作。例如，ECU 50可通过如下方式来响应失败的测试结果，即：将启动禁用请求（箭头CC_X）传送到控制器50A，以由此请求将机动车辆10固定或禁用，如下面参考图4所描述的。

认知反应测试

如本文所设想的并且由ECU 50自动执行的认知反应测试可包括对驾驶员当前的动作技能或手眼协调性的测试。使用显示屏30A的显示能力来执行这种性质的反射测试。例如，ECU 50可命令显示屏30A执行要求驾驶员通过触摸输入到触摸屏30A来响应的动画视频或其他动态内容。一个可能的实施例是反射性的“轻敲测试”的实施例，其中通过ECU 50的操作经由触摸屏30A动态地显示形成移动目标的图标28。如本文所使用的，术语“图标”是指图片或符号，例如“靶心”目标、圆圈、化身或其他校准的或用户选择的/可定制的图像或动画。

在一个示例性实施例中，当图标28围绕触摸屏30A移动时，ECU 50可显示和/或广播提示要求驾驶员依次轻敲图标28，其中驾驶员尽可能快地这样做。图标28的这种移动在图3中由箭头F1、F2、F3和F4表示，其中图标28最初显示在触摸屏30A的左上角中。图标28可保持在该位置处，直到被驾驶员触摸，这随后触发ECU 50将图标28移动到另一个位置，如箭头F2所示。图标28可保持在新位置处，直到被触摸，其中触摸事件随后触发ECU 50将图标28移动到新位置，如箭头F3所示。同样，重定位的图标28的触摸事件导致ECU 50再一次重定位图标28，如箭头F4所示。其他实施例可不等待触摸事件，而是以随机的方式连续或定期地重定位图标28，并且对错误或延迟的触摸事件计数。

在执行上述序列时，ECU 50测量触摸输入的物理响应时间和精确度，其中收集的测试表现数据其后被评分并用作方法100的一部分，以确定驾驶员的当前损伤状态。可使用其他动态投影和/或类似视频游戏的动画来达到类似的效果，其中图标28的重定位位置可能以随机顺序变化，以最小化测试疲劳或防止驾驶员能够预料重定位的图标28的下一个位置。同样，图标28的变型或可选的自定义可有助于在重复的测试期间提供更令人愉悦或交互式的体验。

作为认知反应测试的一部分，ECU 50可采用布置在图2的车辆内部14内的扬声器（未示出）来执行听觉识别测试。在这样的测试中，ECU 50可被配置成通过激活一个或多个扬声器来向驾驶员口头提示一个或多个问题，并且经由麦克风30B来检测驾驶员的语言口头反应。例如，ECU 50可广播单词、短语、字母和/或数字，并且可请求驾驶员尽可能快速和准确地重复显示的信息。当听觉测试假定驾驶员具有理解听觉提示的能力时，ECU 50可被配置成以驾驶员选择的母语来操作该阶段的认知反应测试。当驾驶员的听力受损时，或者作为使用听觉询问和回答测试的替代方案，ECU 50可经由显示屏30A显示相同或其他询问，而驾驶员口头对各种询问作出反应。

类似地，当图1的机动车辆10如此配备时，本文所述的认知反应测试可包括使用可选的眼动跟踪摄像机30C。在这种情况下，ECU 50可指导驾驶员逐步地看触摸屏30A的不同部分，这可能与在上述图标28围绕触摸屏30A移动时跟踪该图标28相结合。眼动跟踪摄像机30C其后可记录驾驶员的反应时间。然后，在所描述的认知反应测试期间的测试表现被评分，并且在线或离线与数据库55中的经校准基线表现比较，以便计算通过或失败的测试结果，并根据需要采取适当的控制动作。

图4描绘了方法100的代表性实施例，并且参考如上所述的图1-3的结构来描述。方法100在框B102处以机动车辆10的请求启动事件（“启动”）开始。取决于机动车辆10的构造，在进入机动车辆10并按下点火按钮或转动点火钥匙时，请求启动事件可由具有未知的当前损伤水平的驾驶员执行。配备有本测试逻辑的配备远程启动的机动车辆10可不启动，或者可在没有启用所连接的变速器（未示出）的换档的情况下启动。取决于测试系统20的构造，作为框B102的一部分，图3的控制器50A可通过将启动请求（箭头CC_S）传输到ECU 50来响应尝试的启动。然后，方法100响应于该启动请求而继续进行到框B104。

框B104包括经由上述测试系统20来开始认知反应测试，例如通过向驾驶员提示（“提示”）指示测试将很快开始的消息。这样的提示可以是车辆内部14内的文本显示和/或可闻消息的广播。然后，方法100继续进行到框B106。

在框B106处，ECU 50进行一系列测试，以评估驾驶员当前的认知损伤水平。在某些实施例中，ECU 50可被配置成执行相同的一系列测试，例如上述认知反应测试（CRT）/轻敲测试和听觉/语言反应测试（VRT）。当机动车辆10配备有眼动跟踪摄像机30C时，从眼动跟踪摄像机30C提供的跟踪数据可被用作光学反应测试（ORT）的一部分。方法100的一些实施例可使表现和/或特定测试或正在执行的测试的顺序随机化。或者，ECU 50可按照逐步升级的方式来执行各种测试，例如，通过在反射性轻敲测试的结果临界（borderline）失败时执行听觉测试，或者在轻敲测试和听觉测试的结果临界失败时执行光学反应测试/眼动跟踪测试。然后，在对每个测试的反应精确度评分之后，例如评分为百分比或原始分数之后，方法100继续进行到框B108。

框B108包括通过ECU 50使用来自框B106的测试结果结合来自图3的基线表现数据库55的基线数据，来确定当前的测试分数是对应于通过还是失败的测试结果，如图4中缩写的“

”。下面参考图5-7来描述基线数据的可能的构造和调适。ECU 50响应于通过（P）的测试结果而继续进行到框B110，而ECU 50替代地响应于失败（F）的测试结果而继续进行到框B112。

在框B110处，ECU 50响应于框B108处的通过结果而执行合适的控制动作。在框B110处采取的合适的控制动作可能需要经由与负责的控制器50A的通信来启用图1的机动车辆10的启动，并且随后启用倒档或行驶档（启动和R/D启用）。方法100完成，并且可随着机动车辆10的下一次的请求启动而重新开始。

在框B112处，ECU 50响应于框B108处的失败结果而执行合适的控制动作。合适的失败控制动作可能需要通过与负责的控制器50A的通信来暂时禁用图1的机动车辆10的启动，以及禁用倒档或行驶档（启动和R/D禁用）。其后，方法100可继续进行到框B114。

在ECU 50执行框B112中阐述的控制动作之后，响应于失败的测试结果来执行框B114。在示例性实施例中，ECU 50可经由触摸屏显示替代的乘车选项，例如，这是通过经由图2和图3的显示屏30A来向用户提示共乘（ride share）选项（“显示共乘选项”）。在本公开的范围内，共乘可包括商业、私人或市政选项，例如但不限于UBER和LYFT，或者出租车、公共汽车、班车或其他可用的传送服务。框B114的选项还包括或者替代地包括受信任的朋友或亲戚或者提供可行的乘车替代方案的任何其他个人或服务的编程的电话号码。然后，方法100继续进行到框B116。

框B116包括通过ECU 50来确定驾驶员是否已通过选择显示的选项，是否经由触摸输入到显示屏或使用语音命令来响应于所显示的共乘提示。当驾驶员已肯定地选择了所显示的共乘选项时，方法100继续进行到框B118。如果驾驶员未能在分配的时间内，例如在提示被显示在触摸屏30A上的10-20s内，选择显示的共乘选项，则方法100继续进行到框B120。

在框B118处，ECU 50可自动联系所选择的共乘选项，例如，这是通过激活收容在图2和图3的中控台25中的机载信息娱乐系统的免提呼叫功能。一旦已联系了共乘选项，方法100就完成。如果框B118被实现为共乘应用/app的自动显示，则框B118的各方面可能需要驾驶员的动作，其中框B118以该app的显示或激活结束。其他实施方式可包括将免提电话呼叫放置到所选择的乘车选项或通过ECU 50准备语音转文本消息，以及将预录的默认消息作为文本或语音消息传输到所选择的选项。GPS坐标和呼叫时间可被附加到所传输的消息，以有助于定位机动车辆10及其驾驶员。

在框B120处，ECU 50可参考整数计数器的当前值，并且如果计数器值小于允许的测试迭代的预定阈值数量，例如3-5，则ECU 50可启动可选的秒表计时器（“启动计时器、计数器”）。在框B116处，该计时器可开始于驾驶员未能选择显示的乘车选项。一旦计时器达到校准或预设时间，例如5-10分钟，则ECU 50可使上述整数计数器增加并返回到框B106，于是方法100继续进行另一测试迭代。

当ECU 50确定已达到允许的测试迭代数量时，ECU 50可开始不越过框B120继续进行。在这样的情况下，ECU 50可将机动车辆10维持在框B112中实现的禁用状态更长的持续时间，例如几小时或更长，使得机动车辆10被固定并且不可驾驶，直到经过了足够的时间，或者闭锁被机动车辆10的未受损的辅助驾驶员推翻。这样的推翻选择将允许受信任的联系人在受损的驾驶员现在被降为乘客状态的情况下操作机动车辆10。

参考图5，本方法100的有效实施取决于损伤前基线数据库55的构造。也就是说，为了使损伤测试提供可靠、准确和可重复的结果，ECU 50首先配置有描述参考/未受损的测试表现数据的数据。

作为损伤前基线构造过程125的一部分，为简单起见标记为T1、T2和T3的多个离散测试40可在未受损驾驶员的样本总体上运行。在一些实施例中，测试40可以是单独驾驶员的测试，例如，这是通过预填充基线数据库（基线DB）55。这样的数据库55可被记录在存储器（M）中和/或由此可访问。这样的测试可在一天的不同时间和/或在不同的日期执行，以评估操作者在一系列不同条件下的未受损反应时间。在其他实施例中，测试40可以是对在给定的地理区域或世界范围中的大量驾驶员的测试。

一旦数据库55已用足够量的数据填充以形成合适的参考水平，则该数据可由ECU50或离线地分成多个统计数据集群44，例如CL-1、CL-2和CL-3。ECU 50可被配置成将驾驶员分配给作为分配的表现集群的数据集群44中的一个，并且其后将确定的测试表现与分配的表现集群比较，以检测与其的阈值偏差或方差。如本领域普通技术人员将领会的，集群分析是一种统计实践，其中采样的数据被分类成不同的组，而具有最大相似度的相似分类的数据落入到给定的集群中。也就是说，数据表现集群44将不同的驾驶员分成相似特性的组。例如，所执行的三种不同的测试类型，例如上述反应时间、听觉识别和眼动跟踪测试，可能会在这三个测试中的一个上一致地产生高分或低分，或者产生三个不同的分数，其中各种可能性对应于经验证未受损的驾驶员。

因此，本文描述的三种示例性测试类型的表现可被绘制在三轴网格上，其中每个轴对应于这三个测试中的一个。驾驶员可被分配给给定的数据集群44，该数据集群44对于该特定驾驶员是正常/未受损的。驾驶员可能能够基于诸如年龄、性别、视力和/或听力敏锐度、处方药使用或其他合适的因素之类的因素而被分配给特定的数据集群44。举例来说，这样的方法将有助于确保在评估一组不同驾驶员的测试表现时，不一定将一组相似驾驶员的总体测试表现用作通过/失败标准。例如，手眼协调和听力可能会随着诸如年龄、过去或现在的生病或疾病或者暂时或永久性的残疾之类的因素而退化。然而，尽管有这种退化，但是具有相同或相似特性的类似位置的驾驶员仍将表现出基线未受损的测试表现。因此，为了提高测试精度，ECU 50可将驾驶员分成相关的数据集群44，并且将对给定驾驶员的测试表现的分析限于针对驾驶员的特定分配的数据集群44的基线。

因此，在实施本测试时，ECU 50能够将驾驶员与相关的基线数据集比较，在该基线数据集中，未受损的基线水平表示特定驾驶员的水平。在仅用从单独的驾驶员的测试得出的数据填充数据库55的实施例中，可能不需要使用统计数据集群。在这样的实施例中，驾驶员的测试结果将与驾驶员自身未受损的基线结果比较。同样地，使用app或网站，可考虑可选的实施例，其中驾驶员能够离线进行损伤测试，而无需进入机动车辆10。

参考图6，为简单起见，可使用标记为T1^*、T2^*和T3^*的损伤测试140来执行损伤评估过程130，作为方法100的一部分。与图5的基线过程125不同，测试140在机动车辆10的实际尝试的启动事件期间执行。ECU 50可接收测试140，对测试140评分，并且将结果记录在评分数据库（分数）45中。然后，评分数据库45中的分数可由ECU 50在方差计算框146处与图5的基线表现数据库55中的数据以及观察到的特定于集群的测试表现比较，以确定分数方差（Δ），即分数增量（score delta）。然后，ECU 50可在图4的框B108处通过将分数方差与经校准的容许方差或增量值比较，来确定通过或失败的结果。

图7描绘了用于随时间构造认知有效性基线的过程135，该过程135使得ECU 50能够适应更新的数据，并且最终提高本文所述的损伤测试的测试精确度。通常，过程135使得ECU 50能够将给定的测试分数与驾驶员展现出的驾驶能力比较。例如，图5中所示的数据集群44可与经由VTU数据框152收集的远程信息处理数据相关联。举例来说，这样的远程信息处理数据可包括制动历史（B）、加速历史（ACCEL）和/或车速/轨迹（N）以及转向历史（未示出）和其他可能的驾驶行为或历史。如本文中所使用的，“历史”是指相对于给定的车辆输入装置所展现的困难或无端的恶劣驾驶行为。如将领会的，一贯地以过大的力来施加制动，使机动车辆10过度转向或快速加速的驾驶员可能会为了补偿受损的动作技能、反射或认知而这样做。或者，即使在未受损时，相同的驾驶员也可能会简单地倾向于这样的动作。

另外，特定驾驶员在一系列认知测试上可能会比另一系列认知测试表现得更好。或者，驾驶员可能会在一种测试类型、例如反射性“轻敲测试”上表现更好，但由于听敏度下降，而可能会在听觉识别测试上表现没有那么好。同样，具有足够视敏度以合法地操作机动车辆10的驾驶员可能仍然具有不完美的视力。由于此问题或大量的其他问题，相对于听觉识别或身体反应测试，驾驶员可能在眼动跟踪测试上没有表现那么好。因此，遥测数据库138可用于根据来自图3的VTU 38的所提供的车辆遥测数据随时间跟踪和记录所展现的驾驶行为，将所展现的驾驶行为与图5的给定数据集群44相关联，并随时间调适基线数据库55，以提高测试准确性并确保测试有效性。

同样，图7中所示的过程135可用于基于实际行为结果来评估相对驾驶员损伤严重性。例如，在图4的框B108处接收到临界通过测试结果的驾驶员其后可表现出指示可能的损伤的驾驶行为。因此，ECU 50可使用所展现的驾驶行为来关联和验证框B108处的测试结果，其中，例如为了降低保险费率、出租或租赁合同或出于其他目的，在驾驶员选择性加入时，车辆遥测数据库138可能收集并报告这样的驾驶行为。

因此，当与图5-7的补充过程结合使用时，图4的方法100提供了改进的车载测试策略，以用于针对可能的行为和生理损伤来评估预期驾驶员。本方法替代了以专用硬件来改装机动车辆10以防止危险驾驶的需要，所述专用硬件例如化学检测装置或呼气分析仪，其中本方法替代地利用机载信息娱乐系统、CAN连接以及VTU 38的可能的无线遥测能力来使得能够实现非侵入式车载测试，其中方法100的逻辑可能集成在驱动中控台的逻辑中。因此，使用方法100提供了对认知反应时间的现成评估，同时使得能够实时评估相关的驾驶行为，而ECU 50随时间调适测试评分和通过/失败参考分数，以帮助确保测试有效性。鉴于本公开，本领域普通技术人员将容易理解这些和其他益处。

虽然已详细描述了用于实施本公开的最佳模式，但是熟悉本公开相关的领域的技术人员将认识到落入所附权利要求的范围内的各种替代设计和实施例。意在将以上描述中详述和/或在附图中示出的主题解释为对本教导的说明且为非限制性的。

Claims

1. 一种用于检测具有车辆内部的机动车辆上的驾驶员损伤的测试系统，所述测试系统包括：

2.根据权利要求1所述的测试系统，其中，所述机动车辆包括与所述ECU通信的车辆远程信息处理单元（VTU），所述ECU被配置成使用来自所述VTU的远程信息处理数据来定期更新所述经校准的基线表现数据库，并且所述远程信息处理数据描述所述驾驶员的实际驾驶行为。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其中，所述实际驾驶行为包括先前展现出的制动、加速、速率和/或速度行为。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其中，所述ECU被编程有认知反应点火去能器（CRID）逻辑块，并且其中，所述ECU通过所述CRID逻辑块被配置成当所述测试分数是失败的测试分数时阻止或延迟所述机动车辆的启动事件。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其中，所述认知反应测试包括反射反应时间测试，在所述反射反应时间测试中，所述ECU被配置成在所述触摸屏上显示移动图标，并且同时检测所述驾驶员触摸所述移动图标的触摸事件。

6.根据权利要求1所述的测试系统，其中，所述认知反应测试包括听觉识别测试，在所述听觉识别测试中，所述ECU被配置成在所述车辆内部内广播一个或多个问题，并经由所述麦克风来检测所述驾驶员的口头反应。

7.根据权利要求1所述的测试系统，其中，所述传感器包括眼动跟踪摄像机，并且其中，所述认知反应测试包括眼动跟踪测试，在所述眼动跟踪测试中，所述ECU被配置成指导所述驾驶员看所述触摸屏的不同区域，并且在所述驾驶员看所述不同区域时经由所述眼动跟踪摄像机来检测所述驾驶员的反应速度。

8.根据权利要求1所述的测试系统，其中，所述控制动作包括：当所述测试分数是失败的测试分数时，经由所述触摸屏来显示替代的乘车选项。

9.根据权利要求1所述的测试系统，还包括：所述ECU的或所述ECU可访问的存储器装置，并且在所述存储器装置上记录有所述经校准的基线表现数据库。

10.根据权利要求9所述的测试系统，其中，所述经校准的基线表现数据库包括多个数据集群，所述ECU被配置成将所述驾驶员分配给作为分配集群的所述数据集群中的一个，并且其后将所述测试分数与所述分配集群比较，以从所述分配集群中检测阈值方差，并由此确定所述测试分数何时为失败的测试分数。