ES2279499T3 - Un dispositivo y un metodo para gestion y control de la informacion generada por sistemas telematicos a bordo de un vehiculo. - Google Patents
Un dispositivo y un metodo para gestion y control de la informacion generada por sistemas telematicos a bordo de un vehiculo. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para gestionar el suministro de información a un conductor de un vehículo de carretera a través de una interface humano/máquina (2), donde dicha información es generada por dispositivos, tales como radio, un teléfono, sistema de navegación por satélite, de un sistema infotelemático a bordo (5a) de dicho vehículo de carretera; donde dicho método incluye los pasos de: - detectar un conjunto de parámetros asociados con la dinámica del vehículo, y/o al entorno externo al vehículo, y/o a las acciones de conducción realizadas por el conductor del vehículo, y/o a las acciones no necesariamente correlacionadas con la acción de conducción, pero realizadas por el conductor al conducir, en uno o más dispositivos presentes a bordo del vehículo; - estimar, en base a dichos parámetros detectados una serie de niveles de riesgo parcial, cada uno de los cuales está asociado con una situación correspondiente capaz de modificar el nivel de responsabilidad al que está sometido el conductor al conducir el vehículo; - calcular, en base a los niveles de riesgo parcial, un nivel de riesgo general asociado con el conjunto de las situaciones que probablemente modificarán el nivel de responsabilidad al que el conductor está sometido al conducir el vehículo; caracterizándose dicho método porque incluye los pasos de: - establecer, según el nivel estimado de responsabilidad general, qué información procedente de dichos dispositivos de dicho sistema infotelemático a bordo (5a) suministrar al conductor, en qué orden, y/o en qué modo, y/o según qué temporización; y - controlar consiguientemente el suministro al conductor de información generada por dichos dispositivos de dicho sistema infotelemático a bordo (5a) para el conductor.
Description
Dispositivo y un método para gestión y control
de la información generada por sistemas telemáticos a bordo de un
vehículo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo y a un método para gestión y control de la información
generada por sistemas infotelemáticos a bordo de un vehículo.
Como es sabido, en los vehículos de la última
generación se instalan diferentes tipos de dispositivos y sistemas
infotelemáticos a bordo, que tienen la función de generar con
respecto al conductor del vehículo, a través de los aparatos de
interface humano/máquina, información conteniendo mensajes en un
formato audio, vídeo o táctil.
Por desgracia, si, por una parte, los aparatos
de interface humano/máquina actualmente existentes y los sistemas
infotelemáticos a bordo permiten al conductor recibir ventajosamente
en tiempo real una gran cantidad de información útil que puede
facilitar las varias actividades realizadas al conducir, por otra
parte, producen inevitablemente distracción del conductor mientras
que conduce el vehículo, originando así situaciones que son
potencialmente peligrosas para la conducción segura del
vehículo.
En consecuencia, en vehículos provistos de
sistemas infotelemáticos a bordo cada vez se siente más la necesidad
de disponer de dispositivos que son capaces de controlar
apropiadamente el intercambio de información entre los aparatos de
interface humano/máquina y el conductor de tal forma que limiten
todo lo posible la distracción de éste último de la tarea de
conducir el vehículo.
EP-0964381 describe un método y
aparato para realizar un sistema de prioritización dinámica
multiatributos para aviones. Más específicamente, las señales
procedentes de sistemas de aviso se pasan a un ordenador de
prioritización peligrosa. El ordenador de prioritización también
recibe entradas de los datos del aire del avión y sistema de
referencia inercial. El ordenador de prioritización de alerta
incluye tres módulos funcionales: (1) detección, identificación y
supervisión de peligros, (2) determinación de amenaza y (3)
visualización y prioritización lógica de alerta. El ordenador de
prioritización peligrosa procesa las señales del sistema de aviso,
junto con datos almacenados de una base de datos de peligro para
calcular un componente de severidad de la amenaza y un componente de
proximidad de la amenaza. Estos dos componentes son procesados para
producir un valor de amenaza general para cada peligro. Este valor
de amenaza general es procesado posteriormente para proporcionar
generación de alerta y visualización y prioritización para la
tripulación y/o el sistema de vuelo automático del avión.
US-5327117 describe un aparato
de visualización adaptativa de mensajes. Más específicamente, se
usan sensores para detectar datos que representan el estado
corriente de al menos un fenómeno supervisado. Se determina el
tiempo disponible para que un ser humano efectúe un juicio relativo
a los fenómenos detectados, y se determina para salida un número
apropiado de mensajes correspondientes al estado corriente de los
fenómenos supervisados. Al mismo tiempo, se determina la prioridad
de cada uno de los mensajes a visualizar. El número de mensajes
considerados apropiados son emitidos y visualizados en el orden de
prioridad.
US-2002/055809 describe un
sistema de control de vuelo que reconoce automáticamente condiciones
de vuelo críticas para la seguridad y transmite una indicación de
guía oportuna al piloto para corregir tales condiciones de vuelo. El
sistema de control de vuelo incluye un ordenador que se extiende
paralelo al ordenador de control de vuelo, y usa lógica borrosa para
llevar a cabo evaluaciones de riesgo con respecto a las condiciones
de vuelo reales usando bases de conocimiento implementadas en el
sistema de control de vuelo. Los resultados de estas evaluaciones de
riesgo se visualizan en la cabina.
La finalidad de la presente invención es
proporcionar un dispositivo que será capaz de manejar y controlar de
forma apropiada la información generada por los sistemas
infotelemáticos a bordo de un vehículo y destinados al conductor del
vehículo de tal forma que mantenga la demanda de atención del
conductor por debajo de un umbral aceptable.
Según la presente invención, se facilita un
método para gestión y control de la información generada por el
sistema infotelemático a bordo de un vehículo especificado en la
reivindicación 1 y, preferiblemente, en cualquiera de las
reivindicaciones posteriores que dependen directa o indirectamente
de la reivindicación 1.
Según la presente invención, también se facilita
un dispositivo para gestión y control de la información generada por
un sistema infotelemático a bordo de un vehículo especificado en la
reivindicación 20.
La presente invención se describirá ahora con
referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran un ejemplo no
limitador de su realización, y en los que:
La figura 1 es una ilustración esquemática de un
dispositivo para gestión y control de la información generada por
una serie de sistemas infotelemáticos a bordo de un vehículo
construido según las ideas de la presente invención.
La figura 2 representa una primera tabla
conteniendo un ejemplo de algunas operaciones de procesado y/u
operaciones de comparación que pueden ser implementadas por un
primer módulo de alarma contenido en el dispositivo ilustrado en la
figura 1.
La figura 3 representa una segunda tabla
conteniendo una serie de umbrales de
referencia-velocidad usados en las operaciones de
comparación realizadas por el primer módulo de alarma.
Las figuras 4 y 5 muestran un primer gráfico y,
respectivamente, un segundo gráfico que representan la aceleración
lateral y aceleración longitudinal de un vehículo e indican los
umbrales de límite de adherencia del vehículo y los umbrales de
percepción del usuario.
La figura 6 representa una tercera tabla
conteniendo algunos umbrales de límite de adherencia de la
aceleración lateral y de la aceleración longitudinal del vehículo
medidas experimentalmente en condiciones de adherencia mínimas
preestablecidas.
La figura 7 representa una cuarta tabla
conteniendo algunas operaciones lógicas implementadas por un módulo
de alarma del dispositivo ilustrado en la figura 1.
La figura 8 representa un tercer gráfico que da
una serie de valores de velocidad del vehículo medidos en instantes
sucesivos y usados durante un procedimiento de filtración de la
velocidad de posibles errores.
La figura 9 representa una quinta tabla que da
una pluralidad de estados de operación de algunos dispositivos que
cooperan con el dispositivo ilustrado en la figura 1, y para cada
estado indica el nivel de riesgo parcial a suministraren salida.
La figura 10 es un diagrama de bloques del
módulo de gestión de información incluido en el dispositivo
ilustrado en la figura 1.
La figura 11 representa una matriz de
interacción que indica una serie de posibles operaciones
implementadas por el dispositivo ilustrado en la figura 1 para
manejar el solapamiento de información.
Y la figura 12 da una sexta tabla que indica un
ejemplo de las operaciones implementadas por un módulo de gestión de
información para hacer la distinción entre información compleja e
información simple.
Con referencia a la figura 1, el número de
referencia 1 designa en conjunto un dispositivo para la gestión y el
control de información, que puede ser instalado a bordo de un
vehículo (no ilustrado) y es capaz de calcular una estimación del
nivel de riesgo general al que un conductor está sometido al
conducir el vehículo, de tal forma que sea capaz de controlar, según
la estimación calculada, el tipo, el orden y la prioridad con los
que la información generada por los dispositivos o sistemas
infotelemáticos del vehículo debe ser suministrada al conductor a
través de los aparatos de interface humano-máquina
instalados a bordo del vehículo propiamente dicho.
En particular, el dispositivo 1 para manejo de
información está diseñado para estimar el nivel de riesgo en base al
grado de atención y de responsabilidad al que el conductor está
sometido, y, según la estimación calculada, organiza y maneja y
controla apropiadamente la diversa información generada por los
aparatos de interface humano-máquina, de forma que
no aumenten de ninguna forma el nivel de riesgo correspondiente del
conductor.
El dispositivo 1 para manejo de información está
diseñado para recibir en entrada una pluralidad de parámetros que
caracterizan las situaciones y los eventos que de alguna forma
condicionan el nivel de responsabilidad del conductor cuando está
conduciendo el vehículo.
Dichos eventos pueden ser identificados, por
ejemplo, en base a las condiciones de operación del vehículo, y/o a
las condiciones medioambientales externas, y/o a las actividades de
conducción realizadas por el conductor, y/o a las acciones
realizadas por el conductor en uno o más dispositivos presentes a
bordo del vehículo. Procesando los parámetros asociados con los
diferentes eventos e implementando una serie de procedimientos
preestablecidos de cálculo y comparación (descritos con detalle a
continuación), el dispositivo 1 para gestión de información es así
capaz de suministrar una estimación general del riesgo al que el
conductor está sometido, y llevar a cabo, en base a esto último, un
control activo de la diversa información a suministrar al
conductor.
En lo que sigue, por razones de brevedad, los
aparatos de interface humano-máquina se designarán
como aparatos HMI 2 (donde HMI es el acrónimo de interface
humano/máquina) e incluyen una visualización, uno o más dispositivos
de control manual y/o vocal, aparatos de un tipo háptico, aparato de
alarma de un tipo acústico, dispositivos diseñados para comunicar al
usuario información en un formato vocal, etc.
Con referencia a la figura 1, el dispositivo 1
para manejar información incluye básicamente una pluralidad de
módulos de alarma (descritos en detalle a continuación), de los que
cada uno es capaz de estimar, en base a un conjunto de parámetros
detectados, niveles de riesgo parcial, cada uno de los cuales está
asociado con una situación o evento correspondiente capaz de
modificar el nivel de responsabilidad al que el conductor está
sometido al conducir el vehículo. En base a la estimación efectuada,
cada módulo de alarma suministra entonces una señal de riesgo
respectiva LRP conteniendo una indicación considerando el nivel de
riesgo parcial estimado, que deriva de la situación o evento
correspondiente que probablemente modificará la atención del
conductor.
\newpage
El dispositivo 1 incluye además un módulo para
evaluar el riesgo general, designado en lo que sigue, por razones de
brevedad, módulo REM 3 (donde REM es el acrónimo de Módulo de
Evaluación de Riesgo), que tiene la función de calcular, en base a
los niveles de riesgo parcial recibidos, un nivel de riesgo general
asociado con el conjunto de las situaciones o eventos que
probablemente modificarán el nivel de responsabilidad al que el
conductor está sometido al conducir el vehículo. En el caso en
cuestión, el módulo REM 3 procesa las señales LRP para suministrar
en salida una señal LRC conteniendo una indicación que considera el
nivel de riesgo general que deriva del conjunto de las situaciones
o eventos que afectan al grado de atención del conductor.
El dispositivo 1 para manejar información
incluye además un módulo de gestión de información, designado en lo
que sigue, por razones de brevedad, módulo IM 4 (donde IM es el
acrónimo para Gestor de Información), diseñado para establecer,
según el nivel de responsabilidad general estimado, un orden y/o una
temporización y/o una modalidad con los que la información
procedente de los sistemas infotelemáticos a bordo debe ser
comunicada al conductor, de tal forma que controle la generación de
la información propiamente dicha a través de los aparatos HMI 2
según el orden establecido.
En particular, el dispositivo 1 está diseñado
para recibir del módulo REM 3 la señal LRC y una serie de elementos
de información suplementarios (descritos en detalle a continuación),
y es capaz de establecer, según el nivel de responsabilidad general
estimado, un orden y/o una temporización y/o una modalidad con los
que la información procedente de los sistemas infotelemáticos a
bordo ha de ser generada para el usuario a través de los aparatos
HMI 2.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, los
módulos de alarma están conectados preferiblemente, aunque no
necesariamente, a un sistema de comunicación 5, constituido, por
ejemplo, por una red o bus interno, para recibir a su través los
parámetros físicos que caracterizan las situaciones y los eventos
que condicionan el nivel de responsabilidad del conductor y por lo
tanto su nivel de riesgo.
Los parámetros físicos que caracterizan las
situaciones y los eventos pueden ser generados y transmitidos al
sistema de comunicación 5 por los varios dispositivos y por los
sensores instalados típicamente a bordo del vehículo para realizar
las diferentes funciones de medición y/o control del vehículo y/o
asistencia del conductor.
Por lo que se ha descrito anteriormente, se
deberá observar que el sistema de comunicación 5 es capaz de
comunicar al dispositivo 1 también la información procedente de los
varios sistemas infotelemáticos 5a.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, los
módulos de alarma presentes en el dispositivo 1 incluyen: un módulo
que tiene la función de hacer valer el nivel de riesgo parcial que
deriva de la "carga de trabajo" del conductor, es decir, del
grado de responsabilidad al que el conductor está sometido al
conducir el vehículo; un módulo diseñado para evaluar el nivel de
riesgo parcial debido a la influencia en el vehículo de los eventos
o condiciones medioambientales externas; y un módulo capaz de
evaluar el nivel de riesgo asociado con las "acciones
secundarias" no necesariamente correlacionadas con la acción de
conducción, pero realizadas por el conductor al conducir.
Los módulos de alarma presentes en el
dispositivo 1 incluyen además: un módulo diseñado para estimar el
riesgo asociado con las condiciones
dinámicas-estáticas a las que el vehículo está
sometido; un módulo que estima el nivel de riesgo parcial que deriva
de la generación de información conteniendo mensajes de alarma que
avisan del peligro de que el vehículo se salga de un carril de
tráfico; y finalmente un módulo diseñado para calcular el nivel de
riesgo parcial asociado con la generación de mensajes de alarma que
avisan de un estado de peligro de colisión frontal del vehículo con
obstáculos u otros vehículos.
Con referencia a la figura 1, el módulo que
evalúa el nivel de riesgo parcial que deriva de la situación
asociada con la "carga de trabajo" a la que el usuario está
sometido, se designará en lo que sigue, por razones de brevedad,
módulo DWE 6 (donde DWE es el acrónimo para Evaluación de Carga de
Trabajo del Conductor), y está diseñado para suministrar en salida
un nivel de riesgo parcial, que cuantifica la responsabilidad o
riesgo instantáneo que deriva de la "carga de trabajo" a la que
el conductor del vehículo está sometido al conducir. El nivel de
riesgo parcial se determina en base a la situación de conducción
asociada con la dinámica de desplazamiento del vehículo y con las
acciones y con el comportamiento del conductor al conducir.
Se deberá señalar que, a continuación, por
razones de simplicidad de descripción y puramente a modo de ejemplo,
los niveles de riesgo parcial se indicarán por medio de tres valores
diferentes, pero es evidente que el número de niveles de riesgo
puede ser cualquiera. En el caso en cuestión, un nivel de riesgo
parcial al que está asociado un riesgo mínimo se designará en lo que
sigue primer nivel (1º NIVEL); el nivel de riesgo parcial con el que
está asociado un riesgo intermedio se designará en lo que sigue
segundo nivel (2º NIVEL); mientras que el nivel de riesgo parcial
con el que está asociado un riesgo máximo se designará en lo que
sigue tercer nivel (3º NIVEL).
El módulo DWE 6 está diseñado para suministrar
en salida la señal LRP conteniendo: el primer nivel, es decir, el
nivel de riesgo mínimo, cuando detecta una situación de carga de
trabajo reducida; el segundo nivel cuando detecta una carga de
trabajo "intermedia"; y finalmente, un tercer nivel cuando
detecta una situación de carga de trabajo intensa.
La determinación del nivel de riesgo parcial por
el módulo DWE 6 se puede hacer a través de un procesado de una
naturaleza lógica basado en el procesado de un conjunto de
parámetros y datos asociados con la conducción del conductor, y/o de
algunos parámetros que caracterizan el comportamiento dinámico del
vehículo.
En particular, el procesado realizado por el
módulo DWE 6 puede implementar una serie de operaciones de
comparación de un tipo lógico. Por ejemplo, si a partir del
procesado de los parámetros y datos recibidos emerge que la luz de
dirección para girar a la izquierda está encendida, el vehículo está
estacionario, y las ruedas delanteras se giran hacia la izquierda,
el módulo DWE 6 detecta una condición de entrada del vehículo al
flujo de tráfico y/o un giro a la izquierda, e identifica una carga
de trabajo máxima del conductor. En este caso, el módulo DWE 6
asigna a la señal LRP un nivel de riesgo máximo parcial, es decir,
el tercer nivel.
El procesado del módulo DWE 6 considerando la
dinámica del vehículo también puede detectar una condición de máxima
responsabilidad y por lo tanto un riesgo máximo cuando detecta
aceleraciones bruscas o frenado repentino del vehículo. Dicho
comportamiento dinámico del vehículo puede ser verificado por el
módulo DWE 6 por medio del procesado de algunos parámetros de
operación del vehículo, tales como por ejemplo la velocidad, y/o las
rpm del motor, y/o la posición del pedal acelerador.
Por ejemplo, el módulo DWE 6 puede suministrar
en salida el tercer nivel de riesgo cuando verifica al menos una de
las condiciones siguientes: la posición del pedal acelerador
satisface una relación dada con un umbral de recorrido del pedal
propiamente dicho (por ejemplo, la relación puede ser verificada
cuando la posición excede de 65% del recorrido total del pedal); y/o
la posición angular de la rueda de dirección satisface una relación
dada con un umbral angular preestablecido (por ejemplo, la relación
puede ser verificada cuando la posición angular de la rueda de
dirección es mayor o igual a 180° en la dirección hacia la derecha o
en la dirección hacia la izquierda).
En lo que respecta, en cambio, al nivel de
riesgo intermedio, es decir, el segundo nivel, éste puede ser
asignado, por ejemplo, a la aparición de las condiciones siguientes:
al menos una luz de dirección está encendida, y/o la velocidad del
vehículo es mayor que una velocidad umbral dada, igual por ejemplo a
aproximadamente 150 km/h, y/o la deceleración del vehículo es mayor
que un umbral preestablecido, igual por ejemplo a aproximadamente
2,22 m/s^{2}.
El segundo nivel puede ser asignado además a la
señal LRP cuando el módulo DWE 6 verifica que: el pedal del freno
está pisado y la velocidad del vehículo está dentro de un rango
preestablecido, que, a su vez, está, por ejemplo, entre 5 y 30 km/h;
o de otro modo cuando el pedal del freno está pisado y la posición
del pedal acelerador, designado en lo que sigue PAC, satisface una
relación preestablecida, que puede ser la siguiente:
P_{AC} \leq -
0.222 \cdot Vv^{2} + 2.9412 \cdot Vv -
60.9799
donde Vv es la velocidad del
vehículo.
Con referencia a la figura 1, el módulo que
tiene la función de evaluar el nivel de riesgo parcial que deriva de
la situación considerando la influencia que las condiciones
medioambientales externas tienen en la conducción del conductor y/o
en el vehículo, se designarán en lo que sigue, por razones de
brevedad, módulo EEC 7 (donde EEC es el acrónimo de Criterios de
Evaluación Medioambientales).
En particular, el módulo EEC 7 recibe en entrada
una serie de elementos de información que avisan de la situación o
condición medioambiental externa al vehículo y el comportamiento
dinámico del vehículo. Dicha información puede incluir: la velocidad
V_{v} del vehículo; el tipo de carretera por la que va el
vehículo; y/o el estado de presencia/ausencia de niebla; y/o el
nivel y cantidad de lluvia; y/o el grado de luz medioambiental.
En el ejemplo ilustrado, los valores asignados a
la cantidad, es decir, al nivel de lluvia son tres y serán
designados en lo que sigue por LLUVIA-1,
LLUVIA-2 y LLUVIA-3, pero es
evidente que la cantidad medida y usada para las comparaciones puede
ser cualquiera. En el caso en cuestión, cuando el grosor de la
película de agua medida en la superficie de la carretera es
sustancialmente igual a un primer umbral S1, fijado por ejemplo en
aproximadamente 0,2 mm, se asigna el nivel LLUVIA-1;
cuando el grosor de la película de agua es sustancialmente igual a
un segundo umbral S_{2}, fijado por ejemplo en aproximadamente 1
mm, se asigna el nivel LLUVIA-2; mientras que si el
grosor de la película de agua es sustancialmente igual a un tercer
umbral S_{3}, fijado por ejemplo en aproximadamente 2 mm, se
asigna el nivel LLUVIA-3.
Con respecto a los diferentes parámetros
recibidos por el sistema de comunicación 5 y suministrados en
entrada a los módulos de alarma, se deberá señalar que la velocidad
del vehículo puede ser suministrada por uno o más sensores
presentes, por ejemplo, en el sistema ABS; la información relativa a
la presencia/ausencia de niebla puede ser suministrada directamente
por un detector de niebla, y/o puede ser determinada en base al
estado de encendido/apagado de las luces antiniebla; y la
información relativa al tipo de carretera por la que avanza el
vehículo puede ser suministrada por un sistema de navegación por
satélite, o de otro modo puede ser determinada en base a la
velocidad del vehículo y de una o más tablas que advierten de los
tipos de carreteras para cada velocidad del vehículo.
Con respecto, en cambio, a la información
relativa a los valores LLUVIA-1,
LLUVIA-2 y LLUVIA-3 asignados a los
niveles de lluvia, puede ser suministrada directamente al sistema de
comunicación 5 por un sensor detector de lluvia, o de otro modo por
una unidad de control en base a la velocidad de accionamiento del
limpiaparabrisas. Por ejemplo: el valor LLUVIA-1
puede corresponder a una cantidad mínima de lluvia y ser asignado
cuando la velocidad de accionamiento del limpiaparabrisas es
inferior a un umbral mínimo; el valor LLUVIA-2 puede
corresponder a una cantidad intermedia de lluvia y ser asignado
cuando la velocidad del limpiaparabrisas está entre el umbral mínimo
y un umbral máximo; mientras que el valor LLUVIA-3,
que indica una gran cantidad de lluvia, es asignado cuando la
velocidad del limpiaparabrisas seleccionada por el conductor es
mayor que el umbral máximo.
La información relativa a la luminosidad puede
ser suministrada directamente al sistema de comunicación 5 por uno o
más sensores detectores de luz, y/o en base al estado de
activación/desactivación de los faros del vehículo, y/o por el
horario diurno/nocturno suministrado por un temporizador
interno.
En el ejemplo ilustrado, el módulo EEC 7 está
diseñado para procesar la información en entrada para verificar una
serie de condiciones preestablecidas con el fin de determinar la
señal LRP. La figura 2 proporciona, a modo de ejemplo, una primera
tabla conteniendo las instrucciones relativas a los posibles
procesados y/o comparaciones que pueden ser implementadas por el
módulo EEC 7 en el paso de determinación del nivel de riesgo
parcial, donde v_{S1}-v_{S10} designa umbrales
de velocidad que han de ser comparados con la velocidad medida del
vehículo V_{V} para establecer, en base a la cantidad de lluvia,
y/o de niebla, y/o del tipo de carretera (AUTOVÍA, NO AUTOVÍA), y/o
de la luminosidad detectada, el nivel de riesgo parcial a asignar.
Por ejemplo, la primera condición (indicada en la primera fila de la
primera tabla) contempla que, si la cantidad de lluvia medida es
igual a LLUVIA-1, y el vehículo está avanzando a lo
largo de una carretera correspondiente a una autovía y la velocidad
medida V_{V} es mayor o igual que la velocidad umbral V_{S1}, el
módulo EEC 7 debe suministrar en salida un nivel de riesgo
correspondiente al segundo nivel. Las condiciones posteriores
(designadas en las filas 2 a 6) contemplan asignar diferentes
niveles de riesgo según las condiciones de lluvia, el tipo de
carretera, y los resultados de las comparaciones entre la velocidad
medida V_{V} y los varios umbrales de velocidad preestablecidos
v_{S1}-v_{S6}.
Las condiciones séptima y octava (indicadas en
las filas séptima y octava de la primera tabla) contemplan asignar
diferentes niveles de riesgo según las condiciones de niebla (cuya
presencia es designada por niebla en la figura 2), el tipo de
carretera, y los resultados de las comparaciones entre la velocidad
medida V_{V} y los dos umbrales de velocidad preestablecidos
v_{S7}-v_{S8}, mientras que las condiciones
novena y décima (indicadas en las filas novena y décima de la
primera tabla) contemplan asignar diferentes niveles de riesgo en
base al tipo de carretera y de los resultados de las comparaciones
entre la velocidad medido V_{V} y los dos umbrales de velocidad
preestablecidos v_{S9}-v_{S10}.
Los umbrales de velocidad
v_{S1}-v_{S10} pueden ser calculados mediante
las pruebas experimentales que contemplan la medición de un
coeficiente de adherencia longitudinal del vehículo, designada en lo
que sigue por el coeficiente \muX, cuando la velocidad del
vehículo V_{V} varía, en las diferentes condiciones
medioambientales. En el caso en cuestión, por medio de las pruebas
experimentales es posible derivar una serie de curvas que
representan la gráfica de los coeficientes de mínima adherencia
longitudinal \muX_{min} del vehículo cuando la velocidad varía
en diferentes condiciones medioambientales, y extrapolar los
umbrales de velocidad límite v_{S1}-v_{S10}. En
la figura 3 se representa a modo de ejemplo una segunda tabla
conteniendo algunos valores de referencia obtenidos
experimentalmente, que son asignados a los umbrales
v_{S1}-v_{S6} por el módulo EEC 7 en base a la
información siguiente: la condición medioambiental externa
correspondiente, por ejemplo, a condiciones de carretera mojada (con
diferentes cantidades de lluvia LLUVIA-1,
LLUVIA-2, LLUVIA-3), o condiciones
de carretera seca, o condiciones de niebla; el tipo de carretera
(por ejemplo, NO AUTOPISTA, AUTOPISTA ilustrado en la figura 3); el
grado de luminosidad medioambiental (por ejemplo, luz de día
designado por LUZ DE DÍA, o luz de noche designado por NOCHE).
Con respecto, además, a los umbrales de
velocidad v_{S7}-v_{S10}, se pueden fijar en
base a algunos parámetros de referencia establecidos por el código
de circulación. Los valores asignados a los umbrales
v_{S7}-v_{S10} por el módulo EEC 7 pueden ser,
por ejemplo, los siguientes:
V_{S7} =
16,67 m/s (60
km/h)
V_{S8} =
13,89 m/s (50
km/h)
V_{S9} =
41,67 m/s (150
km/h)
V_{S10} =
25,00 m/s (90
km/h)
Con referencia a la figura 1, el módulo que
tiene la función de estimar el riesgo asociado con las condiciones
de movimiento dinámico/estático del vehículo se designará en lo que
sigue, por razones de brevedad, módulo WWM 8 (donde WWM es el
acrónimo para Módulo de Aviso Débil) y es capaz de recibir y
procesar un conjunto de parámetros relativos al comportamiento
dinámico del vehículo y las condiciones medioambientales externas
propiamente dichas con el fin de suministrar en salida una señal LRP
que codifica uno de los posibles niveles de riesgo
parcial.
parcial.
En particular, el módulo WWM 8 tiene la función
de calcular una señal LRP conteniendo el riesgo parcial que deriva
de las situaciones relativas al comportamiento dinámico del
vehículo, que surgen en la ausencia de intervenciones por sistemas
inteligentes del tipo ADAS (Sistemas Avanzados de Asistencia al
Conductor), que, como es sabido, están diseñados para asistir al
conductor con la finalidad de mejorar la seguridad del
conductor.
Los parámetros recibidos en entrada del módulo
WWM 8 incluyen la velocidad V_{V} del vehículo; el estado de
activación/desactivación de los varios sistemas para el control
activo del frenado del vehículo, tal como el sistema ABS (Sistema de
Frenado Antibloqueo), y/o el sistema VDC (Control Dinámico del
Vehículo); el estado de activación/desactivación de los varios
sistemas para el control del movimiento del vehículo, tal como por
ejemplo el sistema ASR (Regulación del Deslizamiento en
Aceleración); la temperatura medioambiental externa; el estado de
ausencia/presencia de lluvia y, en el caso de presencia de lluvia,
la cantidad de lluvia medida.
En base a los parámetros referidos
anteriormente, el módulo WWM 8 es capaz de implementar una serie de
operaciones de comparación mediante las que determina el nivel de
riesgo parcial. Una primera operación de comparación puede
contemplar asignar a la señal LRP el nivel de riesgo máximo
correspondiente al tercer nivel en el caso donde uno de los sistemas
de control activo de frenado, tal como el sistema ABS o el sistema
VDC, están en una condición de intervención. La condición de
intervención de al menos uno de los sistemas de control activo de
frenado (ABS, VDC) corresponde de hecho a una situación de peligro
producida por una condición dinámica crítica del vehículo, y en
consecuencia, es posible concluir que el conductor está sometido a
una condición de máxima responsabilidad y por lo tanto de riesgo
máximo.
Una segunda operación de comparación
implementada por el módulo WWM 8 puede contemplar asignar el segundo
nivel a la señal LRP en el caso donde el estado de activación del
sistema de control de movimiento del vehículo ASR es detectado, y la
temperatura externa medida es inferior a un umbral mínimo, por
ejemplo 2°C, o la presencia de lluvia ha sido detectada. Dicha
operación de comparación permite la detección de la situación en la
que el vehículo está avanzando a lo largo de una superficie mojada o
congelada de la carretera, con evidente peligro de patinar y de
riesgo intermedio para el conductor.
Una tercera operación de comparación puede
contemplar asignar a la señal LRP el nivel de riesgo intermedio
correspondiente al segundo nivel también en el caso donde se
verifica la intervención del sistema ASR de control de movimiento
del vehículo, y si la velocidad del vehículo es mayor o igual a una
velocidad umbral preestablecida, por ejemplo, igual a
aproximadamente 8,33 m/s^{2}.
Se deberá señalar que el módulo WWM 8 puede ser
capaz de calcular el nivel de riesgo parcial también según los
valores de aceleración a_{LAT} y aceleración longitudinal
a_{LONG} del vehículo. En el caso en cuestión, el módulo WWM 8
calcula, instante a instante, las aceleraciones laterales a_{LAT}
y las aceleraciones longitudinales a_{LONG} del vehículo según un
modo de cálculo descrito en detalle a continuación, verifica si
dichos valores están o no dentro de respectivos rangos de adherencia
límite del vehículo, y según los resultados de dichas
verificaciones asigna un nivel de riesgo parcial dado.
Los rangos de adherencia límite usados durante
dicha comparación por el módulo WWM 8 pueden ser calculados por
medio de una serie de pruebas realizadas en el vehículo, y pueden
ser representados mediante gráficos que muestran las aceleraciones y
los umbrales de adherencia límite usados en las comparaciones.
A modo de ejemplo, la figura 4 representa un
primer gráfico de las elipses de adherencia en las que el eje de la
abscisa da la aceleración lateral a_{LAT}, mientras que el eje de
la ordenada da la aceleración longitudinal a_{LONG}, y donde se
indican los umbrales de adherencia límite del vehículo, y los
umbrales de percepción por el conductor de los cambios de
aceleración/deceleración, que también tienen un gráfico elíptico y
delimitan entre ellas diferentes zonas asociados con los respectivos
niveles de riesgo.
En particular, en el primer gráfico de las
elipses de adherencia se considera un vehículo de un tipo normal o
deportivo, y los umbrales de percepción de límite de
aceleración/deceleración se han indicado en el caso de condición
normal o conducción de un coche deportivo. Por ejemplo, en el caso
de conducción "normal" de un vehículo, el módulo WWM 8 asigna
el nivel de riesgo en base a la posición del punto correspondiente a
las aceleraciones a_{LAT} y a_{LONG} dentro de las zonas del
gráfico delimitadas por los umbrales. En el ejemplo ilustrado, el
primer gráfico incluye: una primera zona asociada con el primer
nivel de riesgo, es decir, al nivel de bajo riesgo, que se
representa por el espacio contenido dentro de una elipse de
adherencia 15 (representada por una línea de trazos) que representa
el umbral de las aceleraciones/deceleraciones laterales y
longitudinales que pueden ser percibidas por el conductor; y una
segunda zona asociada con el segundo nivel, es decir, al nivel de
riesgo intermedio, que se define por el espacio incluido entre la
elipse de adherencia 15 y una elipse de adherencia 16 que
representa el umbral límite de adherencia del vehículo más allá del
que el vehículo pierde su adherencia a la superficie de la
carretera.
El primer gráfico de la elipse de adherencia
ilustrado en la figura 4 incluye además una tercera zona asociada
con el tercer nivel, es decir, al nivel de riesgo máximo, que se
extiende en el exterior de la elipse de adherencia 16 e incluye los
valores de aceleración/deceleración longitudinal o lateral medidos
en condiciones de ausencia de adherencia del vehículo a la
superficie de la carretera.
En cambio, en el caso de conducción de un
vehículo "deportivo", la primera zona del primer gráfico se
define por el espacio delimitado por la elipse de adherencia 17, la
segunda zona está entre la elipse de adherencia 17 y la elipse de
adherencia 18, mientras que la tercera zona se extiende más allá de
la elipse de adherencia 18.
Con referencia a la figura 5, el primer gráfico
de las elipses de adherencia puede ser simplificado por medio de un
segundo gráfico "rectangular", donde las zonas primera, segunda
y tercera son sustancialmente rectangulares en lugar de elípticas, y
están delimitadas una con respecto a otra por los umbrales
S_{1}-S_{5}, cuyos valores numéricos se dan en
una tercera tabla ilustrada en la figura 6. En particular, la
primera zona se encuentra entre los umbrales S_{2} y S_{3},
correspondientes a los umbrales de aceleración lateral, y S_{5},
que representa el umbral de aceleración longitudinal; la segunda
zona está delimitada por los umbrales
S_{1}-S_{2}, S_{3}-S_{4} y
S_{5}-_{S6}; mientras que la tercera zona está
fuera de los umbrales S_{1}, S_{4} y S_{6}.
Un ejemplo de las operaciones implementadas por
el módulo WWM 8 para comparación de las aceleraciones laterales y
longitudinales con los umbrales que aparecen en el segundo gráfico
rectangular se expone en la cuarta tabla ilustrada en la figura
7.
El módulo WWM 8 es capaz de hacer una estimación
de la aceleración longitudinal a_{LONG} a través de un
procedimiento de cálculo de la velocidad del vehículo que contempla
filtrar la velocidad propiamente dicha de posibles errores por medio
de un filtro, preferiblemente pero no necesariamente el filtro
Kalman de ganancia constante (filtro
\alpha-\beta).
En particular, el filtro Kalman de ganancia
constante permite la derivación de un valor de velocidad y por lo
tanto de aceleración longitudinal en cada ciclo de medición de la
velocidad propiamente dicha, realizando tres operaciones, donde: una
primera operación hace la predicción o estimación de la velocidad y
aceleración; una segunda operación mide y actualiza el valor de la
velocidad; mientras que un tercero operación contempla la estimación
y actualización de los valores de aceleración y velocidad.
La operación de predicción contempla la
implementación de las ecuaciones siguientes:
v_{F} = v +
a_{LONG} \cdot \Delta
t
a_{F} =
a_{LONG}
donde v_{F} es la velocidad
prevista; v es la velocidad asignada; \Deltat es el intervalo de
tiempo entre dos mediciones de velocidad; a_{F} es el valor de
aceleración asignado; y a_{LONG} es el valor de aceleración
estimado.
El paso de actualización del filtro sigue al
paso de medición de la velocidad v_{m} e incluye:
- una operación de cálculo del error de medición
de la velocidad según la relación siguiente:
e = v_{m} -
v_{F}
- una operación de asignación de la velocidad v
según la relación siguiente:
v = v_{F} +
\alpha \cdot
e
- una operación de cálculo de la aceleración
longitudinal según la relación siguiente:
a_{LONG} =
a_{F} + \frac{\beta}{\Delta t} \cdot
e
donde el coeficiente \alpha es
evaluado según el retardo del filtro y se define como la transición
de 10% a 90% del pendiente, mientras que el coeficiente \beta se
obtiene a través de la relación
siguiente:
\beta =
2(2 - \alpha) - 4 \sqrt{(1 -
\alpha)}
Por lo que se ha descrito anteriormente, se
deberá indicar que el módulo WWM 8 puede contemplar un paso de
inicialización del filtro en el que se asigna un valor cero a la
aceleración.
También se deberá señalar que dicha estimación
de la aceleración longitudinal a_{LONG} implica preferiblemente
una filtración anterior de la velocidad medida. En ausencia de
acondicionamiento, de hecho, la variabilidad de la aceleración
longitudinal a_{LONG} estimada podría ser tan alta que produzca
rápidas variaciones del nivel de riesgo parcial. Dicha filtración
consiste en un procedimiento de media móvil en un conjunto de
valores de velocidad medidos, por ejemplo los cinco últimos valores.
El valor filtrado es igual a la media de las muestras consideradas.
En una escala de tiempo esto es equivalente a tener un valor igual a
la media de las muestras colocadas en una zona correspondiente a la
muestra central (es decir, la tercera). Después de la medición de un
nuevo valor de velocidad, se rechaza el primer valor de velocidad
medido (el más antiguo), y se inserta el nuevo valor de velocidad
medido entre los considerados para el cálculo de la media.
La figura 8 ilustra un ejemplo de los pasos del
procedimiento: en el instante de tiempo t=6 se calcula la velocidad
media en las muestras adquiridas en los instantes de t=2 a t=6
(puntos de blanco), y su valor se expresa por el punto gris, en un
punto correspondiente al instante de tiempo t=4. En el instante t=7
se adquiere un valor nuevo (punto negro). La muestra relativa al
instante t=2 es rechazada, y el nuevo valor se usa para el cálculo
de la nueva velocidad media (la ventana de tiempo representada en
trazos en la figura 7 se desplaza a la derecha).
Se supone que el valor de aceleración
longitudinal es igual a la relación incremental entre velocidad y
tiempo. El aumento de velocidad se calcula entre el último valor
adquirido y la media móvil en el paso previo, mientras que el
aumento de tiempo es igual a la distancia entre el instante de
adquisición del último valor y el instante en que se encuentra el
valor promediado. Por ejemplo, con referencia a la figura 8, el
aumento de la velocidad en el instante t=7 viene dado por la
diferencia de ordenada entre los puntos negro y gris, mientras que
el aumento de tiempo es igual a tres veces el intervalo unitario
\Deltat.
Con referencia a la figura 1, el módulo capaz de
evaluar el nivel de riesgo asociado con las situaciones o eventos
que deriva de "acciones secundarias", se designará en lo que
sigue, por razones de brevedad, módulo DSA 9 (donde DSA es el
acrónimo de Actividad Secundaria del Conductor).
En particular, el módulo DSA 9 suministra en
salida la señal LRP conteniendo el nivel de riesgo parcial asociado
con las actividades secundarias no directamente inherentes a la
conducción del vehículo, sino asociadas con el uso de dispositivos
"secundarios" que tienen la función de llamar la atención del
conductor a través de mensajes de un tipo visual, vocal o táctil.
Los dispositivos secundarios pueden ser, por ejemplo, la radio del
coche, el sistema de navegación por satélite, dispositivos para
comunicaciones por teléfono, el salpicadero, los teclados o los
dispositivos de control asociados con la visualización central o
cualquier otro tipo similar de dispositivo a bordo del
vehículo.
El módulo DSA 9 es capaz de reconocer un estado
operativo del dispositivo secundario o una acción realizada por el
conductor, y según dicha detección identifica en una tabla
preestablecida un nivel de riesgo parcial correspondiente a asignar
a la señal LRP.
El ejemplo de la figura 9 es una ilustración
esquemática de una tabla que indica, para cada uno de los
dispositivos secundarios (de los que algunos se indican en la
primera columna a la izquierda) y para cada estado operativo (de los
que algunos se indican en la columna central) del dispositivo
secundario, un nivel de riesgo a asignar a la señal LRP (indicada en
la columna de la derecha).
Con referencia a la figura 9, por ejemplo, si el
módulo DSA 9 detecta un estado de llamada de teléfono en curso
efectuada por un dispositivo de teléfono, suministra en salida el
segundo nivel, manteniendo temporalmente una duración preestablecida
también al final de la llamada de teléfono (por ejemplo, una
duración de dos segundos al final de la llamada).
Si, en cambio, el módulo DSA 9 detecta un estado
de recepción de una llamada de teléfono, asigna a la señal LRP el
segundo nivel durante la indicación acústica del aviso de llamada.
Si, en cambio, el módulo DSA 9 detecta un estado de inicio de
conexión telefónica, asigna el segundo nivel a la señal LRP durante
todo el período de conexión. En este caso, si la llamada de teléfono
es aceptada, el módulo DSA 9 verifica la condición de la llamada en
curso y lleva a cabo las acciones descritas anteriormente, mientras
que si la llamada de teléfono es rechazada o se corta, o la línea
está ocupada, el módulo DSA 9 suministra en salida el segundo nivel
durante un par de segundos después de la notificación del
sistema.
En el caso donde el módulo DSA 9 verifica la
recepción de un mensaje de teléfono en formato de texto (SMS u otra
información de texto de varios tipos), se suministra un segundo
nivel de riesgo parcial durante tres segundos después de
notificación del mensaje. Si el módulo DSA 9 detecta en los
dispositivos de entrada de la visualización central un estado de
activación o pulsador de orden que ha sido accionado, se suministra
el segundo nivel de riesgo en salida y se mantiene durante diez
segundos comenzando por la acción de presión realizada en la tecla,
mientras que si se detecta la presión o rotación de un pulsador
rotativo (por ejemplo para sintonizar un canal de radio o regular el
volumen), se suministra el segundo nivel de riesgo y se mantiene
durante diez segundos comenzando en el final de la acción
realizada.
Finalmente, si el módulo DSA 9 detecta
visualización de un mensaje en el panel de instrumentos, suministra
en salida la señal LRP conteniendo el segundo nivel durante todo el
período de tiempo de visualización.
Por lo que se ha descrito anteriormente se
deberá observar que, en el caso donde el módulo DSA 9 recibe en
entrada en el mismo instante varios elementos de información
relativos al estado de activación de un dispositivo secundario,
puede implementar un criterio lógico para la determinación del nivel
de riesgo a asignar a la señal LRP.
Dicho criterio lógico puede contemplar que, en
el caso donde surgen diferentes condiciones asociadas con diferentes
niveles de riesgo a asignar a la señal LRP, prevalece el nivel de
riesgo más alto y por lo tanto es asignado. Por ejemplo, si al menos
uno de los niveles de riesgo correspondiente a las condiciones
relativas a los dispositivos secundarios corresponde al segundo
nivel y todos los otros tienen un nivel inferior, se asignará el
segundo nivel a la señal LRP.
Con respecto al módulo 10, éste es capaz de
estimar el nivel de riesgo parcial (estando también articulado en
varios niveles) en base a una serie de elementos de información que
contienen mensajes de alarma que avisan de la condición de salida
accidental del vehículo de un carril de tráfico. Dichos mensajes son
suministrados en entrada al módulo 10 por un sistema conocido, que
detecta, instante a instante, la posición del vehículo con respecto
al carril, y avisa, en base a dicha detección, el posible riesgo de
salida del vehículo propiamente dicho (articulado en varios
niveles).
Finalmente, con respecto al módulo 11, éste está
diseñado para calcular el nivel de riesgo parcial (articulado en
varios niveles según el grado de gravedad potencial) en base a una
serie de elementos de información conteniendo mensajes de alarma que
avisan de la posibilidad de colisión frontal del vehículo con
obstáculos o con otros vehículos. En el caso en cuestión, dichos
mensajes de alarma se suministran en entrada al módulo 11 por un
sistema que detecta, instante a instante, la presencia de obstáculos
potenciales u otros vehículos que corren el riesgo de colisión
potencial presentes en el carril contrario al vehículo.
Con referencia a la figura 1, como ya se ha
mencionado previamente, el módulo REM 3 recibe las señales LRP
suministradas por los módulos de alarma 6-11
descritos anteriormente y las procesa para suministrar al módulo IM
4 la señal LRC que indica un nivel de riesgo general.
En particular, el módulo REM 3 está diseñado
para manejar los niveles de riesgo parcial contenidos en las señales
de entrada para poder interpretarlos según una sola escala de
niveles de riesgo estándar. En otros términos, cada módulo de alarma
6-11 puede ser capaz de designar a la señal LRP
correspondiente cualquier número N de niveles de riesgo (incluso
distintos de los tres niveles descritos anteriormente) con M niveles
intermedios entre un valor máximo y un valor mínimo de riesgo, y el
módulo REM 3 es capaz de "convertir" los N niveles a una escala
de niveles de riesgo común incluyendo L niveles de riesgo. Con el
fin de convertir los N niveles de entrada de las señales LRP a una
escala con L niveles de riesgo común, el módulo REM 3 puede
implementar un procedimiento que contempla, por ejemplo, asignar el
nivel de riesgo máximo de la escala común cuando el nivel de riesgo
de la señal LRP es el más alto de los asignables por el módulo de
alarma, o asignar de otro modo el nivel de riesgo mínimo de la
escala común cuando el nivel de riesgo de la señal LRP es el más
bajo de los asignables por el módulo de alarma. Alternativamente, en
el caso donde el nivel de riesgo de la señal es intermedio, el
módulo REM 3 calcula el nivel de riesgo de la escala a través de una
relación algebraica preestablecida.
El nivel de riesgo general asignable a la señal
LRC por el módulo REM 3 puede asumir K niveles que incluyen un nivel
de riesgo máximo general en el caso de un riesgo serio e inminente,
un nivel de riesgo general mínimo en el caso de riesgo normal y no
inminente y una serie de K-2 niveles de riesgo
intermedios.
En el ejemplo ilustrado K=4, y el nivel 1
corresponde a la condición de riesgo máximo, el nivel 4 corresponde
a la situación de riesgo normal, es decir, mínimo, y los niveles 2 y
3 designan niveles de riesgo intermedios. La determinación del nivel
de riesgo general por el módulo REM 3 en base a las señales LRP se
realiza a través de una serie de operaciones lógicas que pueden
contemplar una verificación de las condiciones descritas en lo que
sigue.
Una primera condición puede contemplar que si al
menos un nivel de riesgo máximo es detectado entre todas las señales
LRP recibidas en entrada por el módulo REM 3, la señal LRC asume el
nivel de riesgo general máximo, que, en el ejemplo ilustrado,
corresponde al nivel 1.
En cambio, una segunda condición puede
contemplar que en el caso donde todos los niveles de riesgo
recibidos en entrada corresponden al nivel de riesgo mínimo, el
módulo REM 3 asigna a la señal LRC el nivel de riesgo mínimo.
En cambio, una tercera condición puede
contemplar que si el módulo REM 3 recibe en entrada niveles
intermedios de riesgo parcial, es decir, nivel 2 o nivel 3, y uno o
más niveles de riesgo mínimo, es decir, el nivel 4, calcula una suma
"ponderada" de los M niveles de riesgo recibidos, y determina
el nivel de riesgo general en base a los resultados de una
comparación entre la suma "ponderada" y un umbral
preestablecido K. En particular, la tercera condición puede
contemplar que el módulo REM 3 asigna inicialmente a cada nivel de
riesgo parcial un "peso" respectivo P_{W}. En el caso en
cuestión, al nivel 2 se le asigna el peso P_{W} = 2, al nivel 3
se le asigna el peso P_{W} = 1, mientras que al nivel 1 se le
asigna el peso P_{W} = 0. Siguiendo la asignación de los pesos
P_{W}, el módulo REM 3 calcula la suma "ponderada" S de los M
niveles de riesgo recibido en entrada por medio de la relación
siguiente:
S =
\sum^{M}_{i=1} \
x(i)pw
donde x(i) (siendo i del
orden de 1 a M) es el nivel de riesgo parcial recibido en entrada
y/o convertido a la escala común de los niveles. El criterio de
asignación asociado con la tercera condición contempla finalmente
comparar la suma "ponderada" S con el umbral preestablecido K y
asignar el nivel de riesgo general según dicha comparación. Por
ejemplo, si el umbral preestablecido es K=2, la tercera condición
puede contemplar asignar el nivel 2 de riesgo general cuando se
cumple la condición S \geq K, o alternativamente asigna el nivel
\hbox{de riesgo 3 cuando se cumple la condición
S<K.}
Con respecto al módulo IM 4, éste es capaz de
implementar una primera serie de operaciones que contemplan
determinar, instante a instante, en base al nivel de riesgo general
calculado por el módulo REM 3 y de una prioridad asignada a la
información, cuál es el orden en que la información procedente de
los sistemas infotelemáticos 5a ha de ser suministrada al conductor
a través de los aparatos HMI 2.
El módulo IM 4 también es capaz de implementar
una segunda serie de operaciones diseñadas para manejar la condición
de solapamiento instantáneo entre varios elementos de información
diseñados para ser suministrados simultáneamente en salida al
conductor, y una tercera serie de operaciones, a través de las que
para cada elemento de información se establece cuál es el formato
óptimo a través del que la información propiamente dicha ha de ser
generada con respecto al conductor mediante los aparatos HMI 2.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 1 y 10,
el módulo IM 4 recibe en entrada: la señal LRC conteniendo el nivel
de riesgo general calculado por el módulo REM 3; una serie de
señales conteniendo la información generada por los sistemas
infotelemáticos 5a; y preferiblemente, aunque no necesariamente, las
señales proporcionadas por los dispositivos ADAS o sistemas que
pueden estar presentes a bordo del vehículo. Dichas señales incluyen
la información destinada al usuario que el módulo IM 4 debe manejar
antes de enviarla a los dispositivos HMI 2. Esta información es
tratada por el módulo IM 4 de la forma descrita a continuación.
En particular, el módulo IM 4 incluye: un bloque
4a para generación de información diseñada para asignar una
prioridad a cada elemento de información; un bloque 4b, diseñado
para almacenar la nueva información suministrada en salida del
módulo 4a; un bloque 4c que tiene la función de almacenar
temporalmente la información puesta en un estado de espera; un
bloque 4d que tiene la función de almacenar la información puesta en
un estado de suspensión temporal; un bloque 4e que tiene la función
de tomar la información presente en los bloques
4b-4d para suministrarla en salida según un criterio
preestablecido (descrito en detalle a continuación); y un bloque 4f
que tiene la función de manejar el solapamiento de la información y
de asignar un formato óptimo a la información a suministrar
al
conductor.
conductor.
En el ejemplo ilustrado, el bloque 4a para
generación de la información recibe en entrada toda la información
producida por los sistemas infotelemáticos 5a, y asigna a cada
elemento de información recibido un nivel de prioridad dado P_{i},
y posteriormente suministra la información propiamente dicha al
bloque 4e, que a su vez contempla la organización y el manejo del
orden en que cada elemento de información debe ser suministrado al
conductor.
El bloque 4e recibe en entrada la señal LRC
conteniendo el nivel de riesgo general calculado por el módulo REM
3, y, según éste último y en base a la prioridad de la información,
contempla la toma cíclica de la información almacenada en los
bloques 4b, 4c y 4d para suministrarla en salida según un
procedimiento de procesado preestablecido. En particular, el
procedimiento implementado por el bloque 4e puede contemplar que, si
el nivel de riesgo general corresponde al nivel 1, es decir, al
nivel de riesgo máximo, se toma de los bloques 4b, 4c y 4d y
suministra en salida solamente la información que tiene la máxima
prioridad asociada, por ejemplo, en una condición de extrema
urgencia correlacionada con un estado que es crítico para la
seguridad del conductor.
En cambio, si durante el procedimiento
implementado por el bloque 4e se verifica que el nivel de riesgo
general corresponde al nivel 2, es decir, a un primer nivel de
riesgo intermedio, la información que tiene una prioridad alta
(inferior a la prioridad máxima) y asociada, por ejemplo, con una
condición de urgencia e importancia particulares se suministra en
salida. En cambio, si durante el procedimiento implementado por el
bloque 4e se verifica que el nivel de riesgo general corresponde al
nivel 3, es decir, a un segundo nivel de riesgo intermedio, se
suministra en salida la información que tiene una prioridad media y
asociada, por ejemplo, con una condición de importancia
media.
media.
Finalmente, si durante el procedimiento
implementado por el bloque 4e se verifica que el nivel de riesgo
general corresponde al nivel 4, es decir, al nivel de riesgo mínimo,
toda la información independientemente de su prioridad es
suministrada entonces en salida.
Con respecto al bloque 4f, éste recibe en
entrada la información ordenada por el bloque 4e y contempla el
manejo del solapamiento de la información a suministrar en salida y
su formato, es decir, la modalidad con la que ha de ser suministrada
al conductor por medio de los aparatos HMI 2.
En particular, el bloque 4f es capaz de
establecer la temporización con que cada elemento de información ha
de ser suministrado en salida, en el caso donde se produce un
solapamiento de varios elementos de información. Un ejemplo del
procedimiento implementado por el bloque 4f aparece en la matriz de
interacción ilustrada en la figura 11, en la que se indica que en el
caso donde surge solapamiento entre un mensaje previo que tiene una
prioridad máxima y un mensaje nuevo que tiene una prioridad máxima,
ambos serán suministrados en salida en el mismo instante. La matriz
de interacción puede contemplar además que, si tiene lugar
solapamiento entre un mensaje previo que tiene prioridad máxima
(por ejemplo prioridad 1 en el ejemplo ilustrado) y un mensaje nuevo
que tiene una prioridad inferior (por ejemplo, prioridad 2 en el
ejemplo ilustrado), éste último es suministrado en salida con un
retardo preestablecido con respecto al instante de comunicación del
primer mensaje. El bloque 4f tiene además la función de establecer,
según un criterio preestablecido, el formato, es decir, la modalidad
y el canal de comunicación, a través del que el mensaje ha de ser
suministrado en salida al conductor. Dicho criterio puede contemplar
suministrar la información en un formato audio si la información
incluye, por ejemplo, un mensaje que es simple, de corta duración y
no requiere que el usuario atienda a él en un período de tiempo
medio a largo (que se define en base a criterios ergonómicos
preestablecidos apropiados), o de otro modo en un formato visual si
la información incluye, por ejemplo, un mensaje complejo o si el
mensaje es simple pero requiere el usuario le preste atención a en
un período de tiempo medio a
largo.
largo.
Dicho criterio puede contemplar además
suministrar la información en un formato multimodo, es decir, en un
formato audio, y/o vídeo y/o táctil, si el mensaje ha de atraer la
atención del conductor (por ejemplo, en el caso de una señal de
alarma o alerta) o si la información se refiere a la comunicación de
mensajes simples y de mensajes complejos simultáneamente.
Por lo que se ha descrito anteriormente se
deberá observar que para la finalidad de identificar el formato
óptimo, el bloque 4f del módulo IM 4 es capaz de distinguir la
información relativa a los mensajes simples de los que contienen
mensajes complejos. Dicha distinción la realiza el bloque 4f según
dos parámetros, de los que el primero que, denominado unidad de
información, indica el grado de complejidad asociado con la
información, y de los que el segundo se refiere al tiempo necesario
para procesar dicha información y suministrarla en salida. La figura
12 proporciona una sexta tabla que indica un ejemplo de las
operaciones que pueden ser implementadas por el módulo IM 4 para
distinguir información compleja de información simple. En el caso en
cuestión con referencia a la sexta tabla, el módulo IM 4 identifica
la información conteniendo un complejo mensaje cuando las unidades
de información son más altas que un umbral numérico igual a 3 y el
tiempo de procesado es superior a tres segundos, mientras que
identifica la información conteniendo un mensaje simple cuando las
unidades de información están entre los valores 1 y 4 y el tiempo de
procesado es más corto que el tiempo umbral de tres segundos.
Las ventajas del dispositivo presente 1 para
gestión y control de información son evidentes por lo que se ha
descrito anteriormente. De hecho, el dispositivo 1 presenta la
ventaja principal de coordinar la información generada por los
sistemas infotelemáticos y dirigida al conductor de tal forma que
proporcione un control indirecto apropiado del nivel de
responsabilidad del conductor, que se mantiene constantemente por
debajo un umbral límite, con obvias ventajas con respecto a la
seguridad de la conducción.
Finalmente, es claro que se puede hacer
modificaciones y variaciones en el sistema descrito e ilustrado
aquí, sin por ello apartarse del alcance de la presente
invención.
Claims (38)
1. Un método para gestionar el suministro de
información a un conductor de un vehículo de carretera a través de
una interface humano/máquina (2), donde dicha información es
generada por dispositivos, tales como radio, un teléfono, sistema de
navegación por satélite, de un sistema infotelemático a bordo (5a)
de dicho vehículo de carretera; donde dicho método incluye los pasos
de:
- -
- detectar un conjunto de parámetros asociados con la dinámica del vehículo, y/o al entorno externo al vehículo, y/o a las acciones de conducción realizadas por el conductor del vehículo, y/o a las acciones no necesariamente correlacionadas con la acción de conducción, pero realizadas por el conductor al conducir, en uno o más dispositivos presentes a bordo del vehículo;
- -
- estimar, en base a dichos parámetros detectados una serie de niveles de riesgo parcial, cada uno de los cuales está asociado con una situación correspondiente capaz de modificar el nivel de responsabilidad al que está sometido el conductor al conducir el vehículo;
- -
- calcular, en base a los niveles de riesgo parcial, un nivel de riesgo general asociado con el conjunto de las situaciones que probablemente modificarán el nivel de responsabilidad al que el conductor está sometido al conducir el vehículo;
caracterizándose dicho método porque
incluye los pasos de:
- -
- establecer, según el nivel estimado de responsabilidad general, qué información procedente de dichos dispositivos de dicho sistema infotelemático a bordo (5a) suministrar al conductor, en qué orden, y/o en qué modo, y/o según qué temporización; y
- -
- controlar consiguientemente el suministro al conductor de información generada por dichos dispositivos de dicho sistema infotelemático a bordo (5a) para el conductor.
2. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque incluye el paso de asignar una prioridad
a cada elemento de información procedente del sistema infotelemático
a bordo del vehículo (5a); y porque establece el orden en que cada
elemento de información ha de ser suministrado al conductor según la
prioridad asignada a la información propiamente dicha.
3. El método según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicho paso de establecer el orden en que
la información ha de ser suministrada al conductor incluye el paso
de establecer el instante de tiempo y/o el formato en que cada
elemento de información ha de ser suministrado al conductor.
4. El método según la reivindicación 3,
caracterizado porque el formato de cada elemento de
información se establece según el grado de complejidad de la
información propiamente dicha.
5. El método según la reivindicación 4,
caracterizado porque el formato por cuyos medios eléctricos
cada elemento de información es suministrado al conductor a través
de dicha interface humano/máquina (2) incluye un formato audio, y/o
vídeo, y/o táctil y/o multimodo.
6. El método según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque incluye el
paso de controlar el solapamiento de varios elementos de información
diseñados para ser suministrados simultáneamente al conductor, según
la prioridad de cada dicho elemento de información.
7. El método según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho paso
de calcular un nivel de riesgo general incluye el paso de asignar al
nivel de riesgo general un valor máximo si al menos uno de dichos
niveles de riesgo parcial calculado tiene un valor preestablecido de
riesgo máximo.
8. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho paso de
calcular un nivel de riesgo general incluye el paso de asignar al
nivel de riesgo general un valor máximo si un número dado de niveles
de riesgo parcial calculado tienen un valor preestablecido de riesgo
máximo.
9. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho paso de
calcular un nivel de riesgo general incluye el paso de asignar al
nivel de riesgo general un valor mínimo si un número dado de niveles
de riesgo parcial calculado tiene un valor mínimo.
10. El método según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho paso
de estimar una serie de niveles de riesgo parcial incluye el paso de
asignar un valor de riesgo parcial según la carga de trabajo a la
que el conductor está sometido al conducir.
\newpage
11. El método según la reivindicación 10,
caracterizado porque el valor de riesgo asignado según la
carga de trabajo a la que el conductor está sometido, se determina
según un conjunto de parámetros asociado con el modo de conducir del
conductor, y con el comportamiento dinámico del vehículo.
12. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho paso de
estimar una serie de niveles de riesgo parcial incluye el paso de
asignar un valor de riesgo según las condiciones de movimiento
dinámico/estático del vehículo, y/o de un conjunto de parámetros
considerando las condiciones medioambientales externas al vehículo
propiamente dicho.
13. El método según la reivindicación 12,
caracterizado porque el valor de riesgo se determina según la
velocidad del vehículo, y/o el estado de activación/desactivación de
los sistemas para el control activo de frenado del vehículo, y/o el
estado de activación/desactivación de los sistemas para control del
accionamiento del vehículo, y/o la temperatura medioambiental
externa, y/o la condición de ausencia/presencia de lluvia, y/o a la
cantidad de lluvia medida, y/o el grado de luminosidad
medioambiental externa.
14. El método según las reivindicaciones 12 y
13, caracterizado porque determina el valor de riesgo
asociado con las condiciones de movimiento dinámico/estático del
vehículo según los valores de aceleración lateral (a_{LAT}) y de
aceleración longitudinal (a_{LONG}) del vehículo.
15. El método según la reivindicación 14,
caracterizado porque incluye el paso de estimar la
aceleración longitudinal (a_{LONG}) mediante una operación de
filtrar la velocidad del vehículo de posibles errores.
16. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho paso de
estimar una serie de niveles de riesgo parcial incluye el paso de
asignar un valor de riesgo según una serie de actividades
secundarias no directamente inherentes a la conducción del vehículo,
sino asociadas con el uso de dispositivos secundarios que tienen la
función de llamar la atención del conductor a través de mensajes de
un tipo visual, vocal o táctil.
17. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho paso de
estimar una serie de niveles de riesgo parcial incluye el paso de
asignar un valor de riesgo según una serie de elementos de
información conteniendo mensajes de alarma que avisan de que el
vehículo ha salido accidentalmente de un carril de tráfico
preestablecido.
18. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho paso de
estimar una serie de niveles de riesgo parcial incluye el paso de
asignar un valor de riesgo según una serie de elementos de
información conteniendo mensajes de alarma que advierten de la
posibilidad de colisión frontal del vehículo con un
obstáculo.
obstáculo.
19. El método según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque suministra
cada elemento de información según la prioridad de la información y
del nivel de responsabilidad general estimado.
20. Un dispositivo (1) con medios para gestionar
y controlar el suministro de información a un conductor de un
vehículo de carretera a través de una interface humano/máquina (2),
donde dicha información es generada por dispositivos, tales como
radio, teléfono, sistema de navegación por satélite, de un sistema
infotelemático a bordo (5a) de dicho vehículo de carretera;
donde dicho dispositivo incluye:
- -
- medios de detección configurados para detectar un conjunto de parámetros asociados con la dinámica del vehículo, y/o con el entorno externo al vehículo, y/o con las acciones de conducción realizadas por el conductor del vehículo, y/o con las acciones no necesariamente correlacionadas con la acción de conducción, pero realizadas por el conductor al conducir, en uno o más dispositivos presentes a bordo del vehículo;
- -
- medios de estimación configurados para estimar, en base a dichos parámetros detectados, una serie de niveles de riesgo parcial, cada uno de los cuales está asociado con una situación correspondiente capaz de modificar el nivel de responsabilidad al que el conductor está sometido al conducir el vehículo;
- -
- medios de cálculo configurados para calcular, en base a los niveles de riesgo parcial, un nivel de riesgo general asociado con el conjunto de las situaciones que probablemente modificarán el nivel de responsabilidad al que el conductor está sometido al conducir el vehículo;
caracterizándose dicho dispositivo por
incluir:
- -
- medios de establecimiento configurados para establecer, según el nivel estimado de responsabilidad general, qué información procedente de dichos dispositivos de dicho sistema infotelemático a bordo (5a) de dicho vehículo suministrar al usuario, en qué orden, y/o en qué modo, y/o según qué temporización; y
\newpage
- -
- medios de control configurados para controlar el suministro al conductor de información generada por dichos dispositivos de dicho sistema infotelemático a bordo (5a).
21. Dispositivo según la reivindicación 20,
caracterizado porque incluye medios para asignar una
prioridad a cada elemento de información procedente del sistema
infotelemático a bordo del vehículo (5a); y porque dichos medios de
establecimiento están configurados para establecer el orden en que
cada elemento de información ha de ser suministrado al conductor
según la prioridad asignada a la información propiamente dicha.
22. Dispositivo según la reivindicación 21,
caracterizado porque dichos medios de establecimiento están
configurados para establecer el instante de tiempo y/o el formato en
que cada elemento de información ha de ser suministrado al
conductor.
23. Dispositivo según la reivindicación 22,
caracterizado porque dichos medios de establecimiento están
configurados para establecer el formato de cada elemento de
información según el grado de complejidad de la información
propiamente dicha.
24. Dispositivo según las reivindicaciones 23,
caracterizado porque dicha interface humano/máquina (2) está
configurada para suministrar la información al conductor en un
formato que incluye un formato audio, y/o vídeo, y/o táctil y/o
multimodo.
25. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 24, caracterizado porque incluye medios
para controlar el solapamiento de varios elementos de información
diseñados para ser suministrados simultáneamente al conductor, según
la prioridad de cada dicho elemento de información.
26. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque dichos medios
de cálculo están configurados para asignar al nivel de riesgo
general un valor máximo si al menos uno de dichos niveles de riesgo
parcial calculado tiene un valor preestablecido de riesgo
máximo.
27. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque dichos medios
de cálculo están configurados para asignar al nivel de riesgo
general un valor máximo si un número dado de niveles de riesgo
parcial calculado tienen un valor preestablecido de riesgo
máximo.
28. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque dichos medios
de cálculo están configurados para asignar al nivel de riesgo
general un valor mínimo si un número dado de niveles de riesgo
parcial calculado tienen un valor mínimo.
29. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 28, caracterizado porque dichos medios
de estimación están configurados para asignar un valor de riesgo
parcial según la carga de trabajo a que el conductor está sometido
al conducir.
30. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 28, caracterizado porque dichos medios
de estimación están configurados para asignar un valor de riesgo
parcial según un conjunto de parámetros asociados con el modo de
conducir del conductor, y al comportamiento dinámico del
vehículo.
31. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 28, caracterizado porque dichos medios
de estimación están configurados para asignar un valor de riesgo
según las condiciones de movimiento dinámico/estático del vehículo,
y/o de un conjunto de parámetros considerando las condiciones
medioambientales externas al vehículo propiamente dicho.
32. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 28, caracterizado porque dichos medios
de estimación están configurados para determinar un valor de riesgo
según la velocidad del vehículo, y/o según el estado de
activación/desactivación de los sistemas para el control activo del
frenado del vehículo, y/o según el estado de
activación/desactivación de los sistemas para controlar el
accionamiento del vehículo, y/o según la temperatura medioambiental
externa, y/o según la condición de ausencia/presencia de lluvia, y/o
según la cantidad de lluvia medida, y/o según el grado de
luminosidad medioambiental externa.
33. Dispositivo según las reivindicaciones 31 y
32, caracterizado porque los medios de estimación están
configurados para determinar un valor de riesgo asociado con las
condiciones de movimiento dinámico/estático del vehículo según los
valores de aceleración lateral (a_{LAT}) y de aceleración
longitudinal (a_{LONG}) del vehículo.
34. Dispositivo según la reivindicación 33,
caracterizado porque dichos medios de estimación están
configurados para estimar la aceleración longitudinal (a_{LONG}) a
través de una operación de filtración de la velocidad del vehículo
de posibles errores.
35. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20-28, caracterizado porque
dichos medios de estimación están configurados para asignar un valor
de riesgo según una serie de actividades secundarias no directamente
inherentes a la conducción del vehículo, sino asociadas con el uso
de dispositivos secundarios que tienen la función de llamar la
atención del conductor a través de mensajes de un tipo visual, vocal
o táctil.
36. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 20-28, caracterizado porque
dichos medios de estimación están configurados para asignar un valor
de riesgo según una serie de elementos de información conteniendo
mensajes de alarma que avisan de que el vehículo ha salido
accidentalmente de un carril de tráfico preestablecido.
37. Dispositivo según alguna de las
reivindicaciones precedentes 20 a 28, caracterizado porque
dichos medios de estimación están configurados para asignar un valor
de riesgo según una serie de elementos de información conteniendo
mensajes de alarma que avisan de la posibilidad de colisión frontal
del vehículo con un obstáculo.
38. Vehículo de carretera incluyendo un
dispositivo (1) para gestionar y controlar el suministro de
información al conductor del vehículo de carretera a través de
interface humano/máquina (2), en el que dicha información es
generada por dispositivos, tales como radio, o teléfono, o sistema
de navegación por satélite de un sistema infotelemático de vehículo
(5a) a bordo de dicho vehículo; caracterizándose dicho
vehículo de carretera porque dicho dispositivo (1) se hace según
cualquiera de las reivindicaciones 20 a 37.
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