ITBO20090514A1 - Metodo di analisi del comportamento del conducente di un veicolo stradale - Google Patents

Description

“METODO DI ANALISI DEL COMPORTAMENTO DEL CONDUCENTE DI UN VEICOLO STRADALEâ€

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo di analisi del comportamento del conducente di un veicolo stradale.

ARTE ANTERIORE

È noto che il comportamento distratto ed indeciso e l’alta velocità nella guida di un veicolo stradale sono tra le principali cause di incidenti stradali.

I moderni veicoli stradali sono dotati di numerosi controlli elettronici che scambiano tra loro informazioni attraverso una rete dati di bordo di tipo BUS e comunemente denominata CAN (Car Area Network); in questa rete dati di tipo BUS sono disponibili i principali dati dinamici del veicolo (quindi la velocità longitudinale del veicolo, la velocità di rotazione delle singole ruote, e le accelerazioni longitudinale e traversale del veicolo), ed i comandi di controllo impartiti dal conducente (quindi l’angolo di sterzo, la pressione nell’impianto frenante, la posizione del pedale acceleratore e la marcia innestata). Inoltre, un numero crescente di veicoli stradali à ̈ provvisto di un ricevitore GPS che fornisce con una buona precisione ed in tempo reale la posizione georeferenziata del veicolo stradale stesso.

In letteratura sono stati proposti diversi metodi di riconoscimento del comportamento del conducente di un veicolo stradale basati su algoritmi statistici che riconoscono irregolarità nella guida utilizzando esclusivamente segnali forniti dal veicolo tramite le suddette reti dati; spesso, tali irregolarità vengono segnalate al conducente mediante avvisi acustici e/o visivi per dare modo al conducente di correggere stili di guida potenzialmente pericolosi. I sintomi di irregolarità nella guida sono correlati ai comandi di guida che il conducente impartisce al veicolo ed alle conseguenti risposte del veicolo in termini di cinematica (ad esempio irregolarità di velocità e/o accelerazione). Tuttavia, tali informazioni possono venire facilmente confuse con situazioni di traffico irregolare e quindi risultano poco efficaci e di limitata applicabilità.

Inoltre, in letteratura sono stati proposti diversi metodi di riconoscimento del comportamento del conducente di un veicolo stradale che utilizzano la posizione istantanea del veicolo in una cartografia georeferenziata e memorizzata in un database; tuttavia, l’utilizzo di una cartografia georeferenziata pone diversi problemi in quanto da un lato richiede un aggiornamento costante per venire mantenuta aggiornata e dall’altro lato presenta inevitabilmente degli errori che possono falsare anche in modo rilevante il riconoscimento del comportamento del conducente.

La domanda di brevetto WO2008127465A1 descrive un metodo di predizione in tempo reale di guida pericolosa che elabora parametri dinamici del veicolo, dati fisiologici del conducente e caratteristiche del comportamento del conducente mediante un algoritmo in grado di autoapprendere; in particolare, questo metodo di predizione à ̈ basato su algoritmi di classificazione delle situazioni di guida pericolosa, come, ad esempio, una curva brusca, un’improvvisa accelerazione/decelerazione, movimenti oscillatori dello sterzo, etc. ma non à ̈ in grado di riconoscere situazioni pericolose di cui non si sia tenuto conto nella fase di apprendimento dei suddetti algoritmi. Inoltre, anche il metodo di predizione descritto nella domanda di brevetto WO2008127465A1 non à ̈ pienamente affidabile in tutte le situazioni di guida e quindi può erroneamente identificare come pericolosi dei comportamenti normali e viceversa.

Ciò di cui lo stato della tecnica non tiene sufficientemente conto à ̈ l'elevata dipendenza degli indicatori di guida anomala dal contesto stradale, non essendo prevista da alcun ritrovato noto la georeferenziazione (cioà ̈ la collocazione spaziale) dei segnali di dinamica del veicolo o di controllo da parte del conducente utilizzati per riconoscere il comportamento di guida.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un metodo di analisi del comportamento del conducente di un veicolo stradale, il quale metodo di analisi sia privo degli inconvenienti sopra descritti e sia nel contempo di facile ed economica implementazione.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di analisi del comportamento del conducente di un veicolo stradale secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

· la figura 1 Ã ̈ una vista schematica di un veicolo stradale che implementa il metodo di analisi del comportamento del conducente oggetto della presente invenzione;

· la figura 2 à ̈ un grafico che mostra una operazione di interpolazione effettuata sull’andamento di una caratteristica dinamica del veicolo in funzione dello spazio;

· la figura 3 illustra schematicamente due possibili traiettorie del veicolo per spostarsi da uno stesso punto in inizio ad uno stesso punto di fine; e

· le figure 4-7 sono dei grafici che mostrano il risultato di acquisizioni sperimentali dell’andamento nello spazio di due caratteristiche dinamiche del veicolo durante la percorrenza di un rettilineo e di una curva.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 à ̈ indicato nel suo complesso un veicolo stradale provvisto di due ruote 2 anteriori e di due ruote 3 posteriori motrici, che ricevono la coppia motrice da un sistema 4 di motopropulsione. Il sistema 4 di motopropulsione comprende un motore 5 termico a combustione interna, il quale à ̈ disposto in posizione anteriore ed à ̈ provvisto di un albero 6 motore, una trasmissione 7 manuale automatica (denominata comunemente “AMT†), la quale trasmette la coppia motrice generata dal motore 5 a combustione interna verso le ruote 3 posteriori motrici. La trasmissione 7 comprende un albero 8 di trasmissione che da un lato à ̈ angolarmente solidale all’albero 6 motore e dall’altro lato à ̈ meccanicamente collegato ad un cambio 9, il quale à ̈ disposto in posizione posteriore e trasmette il moto alle ruote 3 posteriori motrice mediante due semiassi 10 che ricevono il moto da un differenziale 11.

Il veicolo 1 comprende una pluralità di sensori 12 che rilevano in tempo reale il valore di una serie di caratteristiche dinamiche che caratterizzano il moto del veicolo; ad esempio tali caratteristiche dinamiche comprendono un angolo di sterzo del veicolo 1, la velocità di variazione dell’angolo di sterzo del veicolo 1, un angolo di imbardata del veicolo 1, la velocità di variazione dell’angolo di imbardata del veicolo 1, una accelerazione laterale del veicolo 1, una accelerazione longitudinale del veicolo 1, una velocità del veicolo 1, la velocità di rotazione delle singole ruote 2 e 3 del veicolo 1, ed una pressione idraulica in un circuito frenante del veicolo 1. Il valore delle caratteristiche dinamiche acquisito in tempo reale dai sensori 12 viene reso disponibile in una rete dati 13 di bordo di tipo BUS e comunemente denominata CAN (Car Area Network).

Inoltre, il veicolo 1 comprende un dispositivo 14 localizzatore satellitare, il quale rileva in tempo reale la posizione istantanea del veicolo 1 espressa da coordinate geografiche (cioà ̈ da un certo valore di latitudine e da un certo valore di longitudine); anche la posizione istantanea del veicolo 1 viene resa disponibile nella rete dati 13 di bordo.

Infine, il veicolo 1 comprende una unità 15 analisi del comportamento del conducente, la quale à ̈ collegata alla rete dati 13 di bordo per leggere le caratteristiche dinamiche del veicolo 1 e la posizione istantanea del veicolo 1. L’unità 15 analisi utilizza nel modo che viene dettagliato in seguito le caratteristiche dinamiche del veicolo 1 e la posizione istantanea del veicolo 1 per identificare un comportamento anomalo del conducente del veicolo 1; una volta identificato un comportamento anomalo del conducente, tale comportamento anomalo può venire segnalato al conducente e/o può venire memorizzato in una memoria non volatile della unità 15 analisi che costituisce una sorta di “scatola nera†leggibile in caso di incidente dalla autorità giudiziaria e/o analizzabile da un gestore della flotta a cui appartiene il veicolo 1 (tipicamente quando il veicolo 1 à ̈ destinato al trasporto pubblico di persone o cose).

Viene di seguito descritto il metodo di analisi del comportamento del conducente implementato nella unità 15 di analisi per identificare un comportamento anomalo del conducente del veicolo 1.

In uso, l’unità 15 analisi legge dalla rete dati 13 di bordo (cioà ̈ dalla CAN) le caratteristiche dinamiche del veicolo 1 e la posizione istantanea del veicolo 1 e memorizza tali dati in una propria memoria 16 buffer; in questo modo, nella memoria 16 buffer sono contenuti i dati relativi al tratto di strada corrente che à ̈ stato appena percorso dal veicolo 1 (cioà ̈ l’ultimo tratto di strada percorso dal veicolo 1). E’ importante sottolineare che il tratto di strada corrente memorizzato nella memoria 16 buffer à ̈ identificato da un punto di inizio e da un punto di fine aventi rispettive coordinate geografiche. Eventualmente i dati memorizzati nella memoria 16 buffer (particolarmente le caratteristiche dinamiche del veicolo 1) possono venire pre-trattati mediante un filtraggio (ad esempio passa-basso per eliminare disturbi ad alta frequenza) e/o mediante una correzione di un off-set.

Tra le varie caratteristiche dinamiche del veicolo 1 viene identificata almeno una caratteristica dinamica direzionale che à ̈ legata alla direzione (traiettoria) seguita dal veicolo 1 e che permette di riconoscere con precisione il tipo di tratto di strada percorso dal veicolo 1, cioà ̈ permette di riconoscere se il veicolo 1 ha percorso una curva (eventualmente differenziando tra curva “dolce†avente un raggio di curvatura ampio, e curva “decisa†avente un raggio di curvatura ridotto) oppure un rettilineo (anche in questo caso eventualmente differenziando tra rettilineo percorso sulla stessa corsia senza cambi di corsia e sorpassi e rettilineo percorso su corsie diverse con possibilità di cambiare corsia ed effettuare sorpassi). Le possibili caratteristiche dinamiche direzionali sono l’angolo di sterzo del veicolo 1, l’angolo di imbardata del veicolo 1 e l’accelerazione laterale del veicolo 1. In determinate condizioni per semplicità di calcolo può essere sufficiente considerare solo l’angolo di sterzo che à ̈ la caratteristica dinamica direzionale più significativa; in altre condizioni (ad esempio a velocità elevata su traiettorie di elevato raggio di curvatura) à ̈ invece indispensabile utilizzare anche l’accelerazione laterale del veicolo 1.

L’unità 15 di analisi analizza l’andamento della caratteristica dinamica direzionale (o delle caratteristiche dinamiche se vengono analizzate contemporaneamente più caratteristiche dinamiche) del tratto di strada corrente memorizzato nella memoria 16 buffer e mediante tale analisi classifica il tratto di strada corrente, cioà ̈ decide se il tratto di strada corrente à ̈ un rettilineo oppure una curva (eventualmente distinguendo tra curva “dolce†o curva “decisa†). In particolare, il tratto di strada corrente viene classificato come rettilineo se la caratteristica dinamica direzionale, tipicamente l’angolo di sterzo, si mantiene prossimo allo zero (cioà ̈ in valore assoluto inferiore ad una soglia) per tutto il tratto di strada corrente, mentre il tratto di strada corrente viene classificato come curva se la caratteristica dinamica direzionale, tipicamente l’angolo di sterzo, si mantiene in valore assoluto superiore ad una soglia per tutto il tratto di strada corrente.

Preferibilmente, il tratto di strada corrente deve essere sufficientemente lungo e quindi viene classificato solo se l’andamento della caratteristica dinamica direzionale in valore assoluto si mantiene all’interno di un intervallo predeterminato per uno spazio percorso superiore ad una soglia (ad esempio almeno 15 metri), altrimenti il tratto di strada corrente viene eliminato dalla memoria 16 buffer senza alcuna ulteriore analisi in quanto non sufficientemente stabile per determinare il comportamento del conducente del veicolo 1.

Una volta classificato il tratto di strada corrente come sopra descritto, l’unità 15 di analisi provvede ad analizzare il tratto di strada corrente determinando l’andamento di ciascuna caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente e dal punto di inizio al punto di fine del tratto di strada corrente stesso. Nella memoria 16 buffer la posizione istantanea del veicolo 1 viene memorizzata in funzione del tempo (cioà ̈ à ̈ espressa da coordinate geografiche in funzione del tempo) e le caratteristiche dinamiche vengono memorizzate in funzione del tempo; quindi l’unità 15 di analisi converte successivamente ciascuna caratteristica dinamica in funzione dello spazio combinando la caratteristica dinamica in funzione del tempo con la posizione istantanea del veicolo 1 espressa da coordinate geografiche in funzione del tempo. Secondo una possibile forma di attuazione, la posizione istantanea del veicolo 1 espressa da coordinate geografiche in funzione del tempo può venire ottenuta per aumentarne la precisione combinando la posizione del veicolo 1 fornita dal dispositivo 14 localizzatore satellitare con la posizione del veicolo 1 ottenuta per integrazione matematica delle accelerazioni longitudinale e laterale e/o della velocità di imbardata e della velocità di rotazione delle ruote 2 e 3 del veicolo 1 a partire da una posizione iniziale ritenuta nota, quale ad esempio il punto riconosciuto come inizio di una curva.

A questo punto, l’unità 15 di analisi determina uno scostamento tra l’andamento di ciascuna caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente ed un andamento medio della stessa caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo determinato in precedenti viaggi del veicolo 1 e memorizzato in una memoria 17 storica dell’unità 15 di analisi.

Se in valore assoluto o percentuale gli scostamenti di tutte le caratteristiche dinamiche sono singolarmente inferiori a rispettive soglie di normalità (espresse rispettivamente in valore assoluto o in valore percentuale), allora il comportamento del conducente lungo il tratto di strada corrente viene identificato come normale, altrimenti se in valore assoluto o percentuale almeno uno scostamento di una caratteristica dinamica à ̈ superiore ad una soglia di anormalità allora il comportamento del conducente lungo il tratto di strada corrente viene identificato come anomalo (almeno relativamente al profilo di guida abituale); per ciascuna caratteristica dinamica la soglia di normalità può coincidere con la soglia di anormalità, oppure può essere minore dalla soglia di anormalità per definire una area “grigia†in cui non à ̈ possibile fare alcuna identificazione certa del comportamento di guida. E’ importante sottolineare che non tutte le caratteristiche dinamiche hanno la stessa importanza nell’identificare il comportamento del conducente, in quanto alcune caratteristiche dinamiche possono essere più significative di altre.

Se il comportamento del conducente lungo il tratto di strada corrente viene identificato come anomalo, allora gli andamenti delle caratteristiche dinamiche in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente non vengono utilizzate per aggiornare gli andamenti medi delle caratteristiche dinamiche in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo memorizzati nella memoria 17 storica. Altrimenti, se il comportamento del conducente lungo il tratto di strada corrente viene identificato come normale, allora gli andamenti delle caratteristiche dinamiche in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente vengono utilizzate per aggiornare gli andamenti medi delle caratteristiche dinamiche in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo memorizzati nella memoria 17 storica. In questo modo, gli andamenti medi delle caratteristiche dinamiche memorizzati nella memoria 17 storica vengono costantemente mantenuti aggiornati.

E’ importante osservare che se nella memoria 17 storica non sono presenti andamenti medi delle caratteristiche dinamiche in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo (cioà ̈ se il veicolo 1 percorre per la prima volta il tratto di strada corrente), allora non à ̈ possibile fare alcuna identificazione del comportamento di guida. Tuttavia, gli andamenti delle caratteristiche dinamiche in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente vengono comunque memorizzati nella memoria 17 storica in modo da potere venire utilizzati successivamente quale prima serie di dati dell'insieme base della statistica del comportamento di guida nel tratto di strada corrente.

Una volta terminata la sopra descritta analisi del tratto di strada corrente, allora l’unità 15 di analisi cancella i dati del tratto di strada corrente dalla memoria 16 buffer ed inizia l’analisi di un tratto di strada successivo. In altre parole, il procedimento à ̈ ciclico e prevede di identificare ed analizzare in ciascun ciclo un tratto di strada.

A titolo di esempio, nelle figure 4-7 sono illustrati dei grafici che mostrano il risultato di acquisizioni sperimentali dell’andamento nello spazio di due caratteristiche dinamiche del veicolo 1 durante la percorrenza di un rettilineo e di una curva; in ciascun grafico, con linee continue di spessore ridotto sono illustrati i dati sperimentali, mentre con linea tratteggiata di spessore maggiore à ̈ illustrato l’andamento medio ricavato mediante una operazione di media matematica.

Nella figura 4 à ̈ illustrato l’andamento nello spazio dell’angolo di sterzo del veicolo 1 durante la percorrenza di un rettilineo, nella figura 5 à ̈ illustrato l’andamento nello spazio della velocità longitudinale del veicolo 1 durante la percorrenza dello stesso rettilineo, nella figura 6 à ̈ illustrato l’andamento nello spazio dell’angolo di sterzo del veicolo 1 durante la percorrenza di una curva, e nella figura 7 à ̈ illustrato l’andamento nello spazio della velocità longitudinale del veicolo 1 durante la percorrenza della stessa curva.

Secondo una preferita forma di attuazione, le soglia di normalità e di anormalità variano in funzione della confidenza degli andamenti medi delle caratteristiche dinamiche memorizzati nella memoria 17 storica ed in particolare, tanto maggiore à ̈ la confidenza, tanto minori sono le soglie di normalità e di anormalità. La confidenza degli andamenti medi delle caratteristiche dinamiche memorizzati nella memoria 17 storica à ̈ direttamente legata al numero di dati utilizzati per determinare l’andamento medio (cioà ̈ la media di cento valori à ̈ certamente più stabile ed affidabile della media di due valori).

Inoltre, secondo una preferita forma di attuazione a parità di altre condizioni le soglie di normalità e di anormalità sono più ridotte quando viene confrontato lo stesso tratto di strada, mentre sono più elevate quando vengono confrontati due tratti di strada analoghi.

Due tratti di strada vengono considerati identici (cioà ̈ sono in sostanza lo stesso tratto di strada) se la distanza tra i rispettivi punti di inizio e di fine dei due tratti di strada à ̈ inferiore ad una soglia definita (ad esempio compresa tra 6-12 metri). Invece, due tratti di strada vengono considerati analoghi se in entrambi i tratti di strada l’andamento della caratteristica dinamica direzionale si mantiene all’interno dello stesso intervallo predeterminato e se in entrambi i tratti di strada la velocità del veicolo 1, o l’accelerazione/decelerazione longitudinale del veicolo 1, si mantiene all’interno dello stesso intervallo predeterminato. Ad esempio, un tratto di rettilineo percorso ad una velocità costante pari a 45 km/h può essere analogo ad un altro tratto di rettilineo percorso ad una velocità costante pari a 50 km/h, ma non può essere mai analogo né ad un tratto di rettilineo percorso ad una velocità costante pari a 120 Km/h oppure né ad un tratto di rettilineo percorso ad una velocità variabile da 30 Km/h a 60 km/h (cioà ̈ in accelerazione).

Preferibilmente, l’unità 15 di analisi effettua delle interpolazioni sull’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente in modo tale che tutti gli elementi della caratteristica dinamica lungo il tratto di strada corrente prendano valori in corrispondenza degli stessi punti dello spazio dell’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo memorizzato nella memoria 17 storica. In questo modo, l’unità 15 di analisi può confrontare punto per punto l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente con l’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo.

Quanto sopra descritto à ̈ illustrato in modo esemplificativo nella figura 2: inizialmente (figura a) il segnale del caratteristica dinamica lungo il tratto di strada corrente à ̈ riferito a valori dello spazio diversi dal segnale dell’andamento medio della caratteristica dinamica e con una operazione di interpolazione si fa in modo che tutti gli elementi dei due segnali prendano valori in corrispondenza degli stessi punti dello spazio.

Normalmente, l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente non presenta esattamente la stessa lunghezza nello spazio dell’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo determinato in precedenti viaggi del veicolo 1 e memorizzato nella memoria 17 storica; anche nel caso dello stesso tratto di strada, la traiettoria seguita dal veicolo non à ̈ mai esattamente la stessa e quindi la distanza percorsa tra due stessi punti di inizio e di fine varia (questa situazione à ̈ ad esempio illustrata nella figura 3 che mostra due diverse traiettorie del veicolo 1 a parità di punto P1 di inizio e di punto P2 di fine). Quindi, per potere eseguire un confronto puntuale l’unità 15 di analisi determina la lunghezza minima comune tra i due andamenti e non considera i valori esterni a questa lunghezza minima comune.

Secondo una preferita forma di attuazione, l’unità 15 di analisi determina una tendenza nel tempo del valore medio degli scostamenti per riconoscere una evoluzione positiva costituita da un aumento della regolarità di guida (cioà ̈ da una diminuzione degli scostamenti) oppure una evoluzione negativa costituita da una diminuzione della regolarità di guida (cioà ̈ da un aumento degli scostamenti).

Nell’ipotesi che nella memoria 17 storica siano presenti andamenti medi e deviazioni standard delle caratteristiche dinamiche (ovvero sia nota la loro distribuzione) nei punti di inizio e fine lungo un tratto di strada identico o analogo a quello corrente, l’irregolarità di guida può essere misurata attraverso il seguente metodo, descritto quale esempio non limitativo. Un tratto di strada à ̈ percorso con guida irregolare se i valori istantanei delle caratteristiche dinamiche (per esempio velocità, accelerazioni longitudinali e laterali) nei punti di inizio e fine non sono compresi nelle loro rispettive distribuzioni, ovvero se, per ciascuna caratteristica dinamica, i valori istantanei registrati nei punti di inizio e fine non ricadono nell’intervallo [ã ̄€ – n1ã°°, ã ̄€ n2ã°°], dove ã ̄€ à ̈ il valore medio “storico†(presente nella memoria storica), ã°° à ̈ la deviazione standard “storica†e n1 e n2 sono due numeri noti. La guida corrente viene classificata come irregolare se nell’ultimo intervallo di tempo e/o spazio (di durata e lunghezza nota) il numero di tratti di strada percorsi con guida irregolare supera una soglia predefinita.

Secondo una possibile forma di attuazione, l’unità 15 di analisi determina almeno un indice prestazionale in funzione dell’andamento recente della caratteristica dinamica ed in modo indipendente dalla posizione istantanea del veicolo 1. L’indice prestazionale può venire correlato con la variazione della regolarità di guida oppure può venire utilizzato per identificare con più accuratezza un comportamento anomalo del conducente; cioà ̈ un comportamento anomalo del conducente viene identificato anche in funzione dell’indice prestazionale che viene utilizzato come ulteriore conferma.

L’indice prestazionale può venire calcolato, quale esempio non limitativo, come somma pesata di parametri sintetici estratti dall’andamento recente di almeno una caratteristica dinamica. Ad esempio l’indice prestazionale può tenere conto della variazione della componente armonica fondamentale nel segnale di angolo di sterzo riconducibile all’azione di controllo svolta dal conducente sul volante; tale variazione viene determinata effettuando la trasformata di Fourier del segnale, filtrando il segnale da componenti spurie (ovvero non dovute al controllo del conducente) e analizzando l’andamento nel tempo della componente fondamentale ottenuta. Inoltre, l’indice prestazionale può tenere conto della variazione del segnale di angolo di sterzo riconducibile a brusche correzioni della traiettoria del veicolo; tali correzioni sono associate ad una guida errata perché il conducente, nell’eseguire una curva o nel mantenere una traiettoria rettilinea, à ̈ obbligato a correggere, in modo repentino, la traiettoria del veicolo per evitare l’uscita dalla carreggiata e/o il contatto con altri veicoli e/o ostacoli sul percorso. Tale variazione à ̈ calcolata tramite la differenza tra il valore istantaneo e il valore mediato del segnale angolo di sterzo, ottenuto in uscita da un filtro a media mobile che fornisce il valore medio del segnale in un certo intervallo di tempo di durata nota. Se tale segnale differenza supera una soglia fissata viene rilevata un’irregolarità di guida associata alla brusca correzione della traiettoria.

Secondo una preferita forma di attuazione, nella memoria 17 storica l’unità 15 di analisi memorizza in una struttura “origine-destinazione†la successione dei tratti di percorso che vengono classificati; quindi una volta classificato almeno una volta il tratto di percorso corrente mediante la struttura “origine-destinazione†l’unità 15 di analisi determina il tratto di percorso successivo al tratto di percorso corrente (cioà ̈ il tratto di percorso che più probabilmente verrà affrontato dopo il tratto di percorso corrente). L’unità 15 di analisi valuta se lo stato attuale di moto del veicolo 1 à ̈, o meno, compatibile con l’ingresso nel tratto di percorso successivo e segnala al conducente una situazione di potenziale pericolo se se lo stato attuale di moto del veicolo 1 non à ̈ compatibile con l’ingresso nel tratto di percorso successivo. In particolare, l’unità 15 di analisi determina una velocità media di ingresso nel tratto di percorso successivo determinando una velocità media nel punto di inizio del tratto di percorso successivo, determina l’accelerazione/decelerazione necessaria a raggiungere nel punto di inizio del tratto di percorso successivo la velocità media di ingresso nel tratto di percorso successivo mediante un moto uniformemente accelerato/decelerato, e quindi valuta lo stato attuale di moto del veicolo 1 non compatibile con l’ingresso nel tratto di percorso successivo se l’accelerazione/decelerazione necessaria à ̈ superiore ad una soglia oppure se la differenza tra l’accelerazione/decelerazione necessaria e l’accelerazione/decelerazione media nel tratto di percorso corrente à ̈ superiore ad una soglia.

Secondo una possibile forma di attuazione, quando viene identificato un comportamento del conducente anomalo oppure viene identificata una incompatibilità dello stato di moto del veicolo con l'ingresso nel tratto di percorso successivo, l’unità 15 di analisi invia ad una centralina 18 elettronica di controllo del motore 5 e/o ad una centralina 19 elettronica di controllo dell’assetto una richiesta di modificare le prestazioni del veicolo 1 in modo da aumentare la sicurezza (ad esempio rallentando il veicolo 1 tagliando la coppia motrice se il veicolo 1 à ̈ troppo veloce oppure irrigidendo le sospensioni per aumentare la tenuta di strada in curva).

Il metodo di analisi del comportamento del conducente del veicolo 1 presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, il metodo di analisi sopra descritto à ̈ di semplice ed economica implementazione in un moderno veicolo stradale, in quanto utilizza esclusivamente informazioni già presenti nel CAN (Car Area Network) del veicolo; inoltre, il metodo di analisi sopra descritto non richiede né una potenza di calcolo rilevante, né una capacità di memoria elevata, quindi può funzionare correttamente anche su hardware commerciali di costo contenuto.

Inoltre, il metodo di analisi sopra descritto non utilizza in alcun modo una cartografia georeferenziata, quindi non richiede aggiornamenti periodici e non à ̈ affetto dagli inevitabili errori presenti nelle cartografie georeferenziate; infatti, à ̈ noto che le mappe digitali sono affette da errori di referenziazione e da errori non prevedibili (ad esempio deviazioni per lavori di manutenzione stradale di durata anche rilevante) che alterano la corrispondenza tra percorsi reali e mappe digitali.

Infine, ma non meno importante, il metodo di analisi sopra descritto permette di riconoscere in modo sicuro ed affidabile eventuali comportamenti anomali del conducente, cioà ̈ comportamenti che si discostano in modo significativo dallo stile di guida abituale del conducente sia generale che contestuale al luogo, percorso e direzione specifica di guida. In particolare, il metodo di analisi sopra descritto permette la costruzione di una storia personale di guida a cui à ̈ associato il concetto di comportamento medio o “abituale†alla guida; infatti qualsiasi scostamento significativo dal comportamento medio viene identificato come “anomalo†, ovvero non usuale per il conducente senza bisogno, però, di una classificazione definita a priori di tale situazione anomala. L’affidabilità del sistema diagnostico complessivo à ̈ garantita anche dall’utilizzo in parallelo di uno o più metodi di analisi dei segnali, indipendenti dalla georeferenzazione, che tengano conto della storia recente dei segnali in termini di spazio e/o tempo. Tali metodi comprendono quali, ad esempio non limitativo, l’analisi delle principali componenti armoniche, l’analisi del superamento di un valore costante (frequenza di attraversamento e durata tra due attraversamenti successivi), l’analisi della differenza tra il valore istantaneo e il valore ottenuto tramite media mobile.

Claims (14)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo di analisi del comportamento del conducente di un veicolo (1) stradale; il metodo di analisi comprende le fasi di: rilevare e memorizzare la posizione istantanea del veicolo (1) espressa da coordinate geografiche; rilevare e memorizzare almeno una caratteristica dinamica che caratterizza il moto del veicolo (1); classificare un tratto di strada corrente che à ̈ stato appena percorso dal veicolo (1) ed à ̈ identificato da un punto di inizio e da un punto di fine aventi rispettive coordinate geografiche; determinare l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente e dal punto di inizio al punto di fine del tratto di strada corrente stesso; determinare uno scostamento tra l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente ed un andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo determinato in precedenti viaggi del veicolo (1); utilizzare l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente per aggiornare l’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo solo se lo scostamento à ̈ in valore assoluto inferiore ad una prima soglia; e identificare un comportamento anomalo del conducente e non utilizzare l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente per aggiornare l’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo se lo scostamento à ̈ in valore assoluto superiore ad una seconda soglia.
2. 2) Metodo di analisi secondo la rivendicazione 1 e comprendente l’ulteriore fase di classificare il tratto di strada corrente in funzione dell’andamento di almeno una caratteristica dinamica direzionale del veicolo (1) costituita da un angolo di sterzo del veicolo (1), da un angolo di imbardata del veicolo (1), o da una accelerazione laterale del veicolo (1).
3. 3) Metodo di analisi secondo la rivendicazione 2 e comprendente le ulteriori fasi di: classificare il tratto di strada corrente come rettilineo se la caratteristica dinamica direzionale si mantiene in valore assoluto inferiore ad una terza soglia per tutto il tratto di strada corrente; e di classificare il tratto di strada corrente come curva se la caratteristica dinamica direzionale si mantiene in valore assoluto superiore ad una quarta soglia per tutto il tratto di strada corrente.
4. 4) Metodo di analisi secondo la rivendicazione 2 o 3 e comprendente l’ulteriore fase di classificare il tratto di strada corrente solo se l’andamento della caratteristica dinamica direzionale si mantiene all’interno di un intervallo predeterminato per uno spazio percorso superiore ad una quinta soglia, altrimenti il tratto di strada corrente viene eliminato senza alcuna ulteriore analisi in quanto non sufficientemente stabile.
5. 5) Metodo di analisi secondo la rivendicazione 2, 3 o 4 e comprendente l’ulteriore fase di considerare due tratti di strada analoghi se in entrambi i tratti di strada l’andamento della caratteristica dinamica direzionale si mantiene all’interno dello stesso intervallo predeterminato e se in entrambi i tratti di strada la velocità del veicolo (1), o l’accelerazione/decelerazione longitudinale del veicolo (1), si mantiene all’interno dello stesso intervallo predeterminato.
6. 6) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5 e comprendente l’ulteriore fase di considerare due tratti di strada identici se la distanza tra i rispettivi punti di inizio e di fine dei due tratti di strada à ̈ inferiore ad una sesta soglia.
7. 7) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui la fase di determinare lo scostamento comprende le ulteriori fasi di: l’ulteriore fase di effettuare delle interpolazioni sull’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente in modo tale che tutti gli elementi della caratteristica dinamica lungo il tratto di strada corrente prendano valori in corrispondenza degli stessi punti dello spazio dell’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo determinato in precedenti viaggi del veicolo (1); e confrontare punto per punto l’andamento della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo il tratto di strada corrente con l’andamento medio della caratteristica dinamica in funzione dello spazio lungo lo stesso tratto di strada o un tratto di strada analogo determinato in precedenti viaggi del veicolo (1).
8. 8) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare e memorizzare la posizione istantanea del veicolo (1) espressa da coordinate geografiche in funzione del tempo; rilevare e memorizzare almeno la caratteristica dinamica che caratterizza il moto del veicolo (1) in funzione del tempo; e convertire successivamente la caratteristica dinamica in funzione dello spazio combinando la caratteristica dinamica in funzione del tempo con la posizione istantanea del veicolo (1) espressa da coordinate geografiche in funzione del tempo.
9. 9) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui la caratteristica dinamica che caratterizza il moto del veicolo (1) à ̈ costituita da un angolo di sterzo del veicolo (1), dalla velocità di variazione dell’angolo di sterzo del veicolo (1), da un angolo di imbardata del veicolo (1), dalla velocità di variazione dell’angolo di imbardata del veicolo (1), da una accelerazione laterale del veicolo (1), da una accelerazione longitudinale del veicolo (1), da una velocità del veicolo (1), dalla velocità di rotazione delle singole ruote (2, 3) del veicolo (1), o da una pressione idraulica in un circuito frenante del veicolo (1).
10. 10) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, e comprendente l’ulteriore fase di determinare una tendenza nel tempo del valore medio degli scostamenti per riconoscere una evoluzione positiva costituita da un aumento della regolarità di guida oppure una evoluzione negativa costituita da una diminuzione della regolarità di guida.
11. 11) Metodo di analisi secondo la rivendicazione 10 e comprendente le ulteriori fasi di: determinare almeno un indice prestazionale in funzione dell’andamento recente della caratteristica dinamica ed in modo indipendente dalla posizione istantanea del veicolo (1); e correlare la variazione della regolarità di guida con l’indice prestazionale.
12. 12) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, e comprendente le ulteriori fasi di: determinare almeno un indice prestazionale in funzione dell’andamento recente della caratteristica dinamica ed in modo indipendente dalla posizione istantanea del veicolo (1); e identificare un comportamento anomalo del conducente anche in funzione dell’indice prestazionale.
13. 13) Metodo di analisi secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12, e comprendente le ulteriori fasi di: memorizzare in una struttura “origine-destinazione†la successione dei tratti di percorso che vengono classificati; determinare mediante la struttura “originedestinazione†il tratto di percorso successivo al tratto di percorso corrente; valutare se lo stato attuale di moto del veicolo (1) à ̈, o meno, compatibile con l’ingresso nel tratto di percorso successivo; e segnalare al conducente e/o ad una centralina (18, 19) elettronica di controllo del veicolo (1) una situazione di potenziale pericolo se se lo stato attuale di moto del veicolo (1) non à ̈ compatibile con l’ingresso nel tratto di percorso successivo.
14. 14) Metodo di analisi secondo la rivendicazione 13 e comprendente l’ulteriore fase di determinare una velocità media di ingresso nel tratto di percorso successivo determinando una velocità media nel punto di inizio del tratto di percorso successivo; determinare l’accelerazione/decelerazione necessaria a raggiungere nel punto di inizio del tratto di percorso successivo la velocità media di ingresso nel tratto di percorso successivo mediante un moto uniformemente accelerato/decelerato; e valutare lo stato attuale di moto del veicolo (1) non compatibile con l’ingresso nel tratto di percorso successivo se l’accelerazione/decelerazione necessaria à ̈ superiore ad una settima soglia oppure se la differenza tra l’accelerazione/decelerazione necessaria e l’accelerazione/decelerazione media nel tratto di percorso corrente à ̈ superiore ad una ottava soglia.