TWI634522B

TWI634522B - 駕駛狀態警示方法及其系統

Info

Publication number: TWI634522B
Application number: TW106112963A
Authority: TW
Inventors: 蘇一峯; 許展維; 廖學隆
Original assignee: 慧展科技股份有限公司
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2018-09-01
Also published as: TW201839727A

Abstract

本發明提供一種駕駛狀態警示方法，其儲存資料步驟係提供資料庫儲存車輛偏移狀態模型與距離閥值。影像辨識步驟係擷取影像畫面資料，並由影像畫面資料辨識出車道線。車速判斷步驟係判斷車輛之實際車速。壓線判斷步驟係提供一運算處理單元依據影像畫面資料判斷車輛是否壓到車道線。意識判斷步驟係利用運算處理單元依據影像畫面資料運算車輛之偏移程度，並比較車輛之偏移程度是否超過距離閥值，以判斷駕駛是否為無意識變換車道。藉此，可不使用方向燈偵測裝置而使安裝更加簡易，且可運算判斷駕駛有無意識變換車道、精神狀態及提供警示。

Description

駕駛狀態警示方法及其系統

本發明是關於一種駕駛狀態警示方法及其系統，特別是關於一種不必使用方向燈偵測裝置即可判斷駕駛有無意識變換車道及精神狀態的駕駛狀態警示方法及其系統。

隨著科技進展，生活富裕，車輛在各家庭中的普及率大幅提高，然而隨著車輛使用的頻繁，交通事故隨之增加，其中因駕駛精神狀態不佳而肇事更佔了其中的大宗，諸如疲勞駕駛或酒醉駕駛等。當精神狀態不良時，駕駛轉彎時無法即時轉動方向盤，甚至直線道也可能因方向盤鬆脫而使車輛偏移。

目前習知技術中有一種車道偏移警示系統，會偵測車輛是否行駛在車道中間，若車輛偏移車道中心會提出警示訊息。然而，當駕駛因不專心或疲勞造成車輛偏移車道時，雖然車道偏移警示系統會提醒駕駛車輛已經偏移，但會造成駕駛過度依賴此系統，故經常性的疲勞或不專心駕駛，甚至習慣了警示聲而容易忽略，反而提高危險性。

另外有一種習知之駕駛狀態警示系統，其結合方向燈偵測裝置藉以判斷駕駛當下是否有意識變換車道，若駕駛無變換車道意圖及車輛偏移車道超過預設次數，則系統會提出警示訊息。然而，此系統需要額外增加或連結方向燈偵測裝置，在安裝時需要額外的連接設定而大幅增加了安裝流程之複雜度。

由此可知，目前市場上缺乏一種無需額外裝置、安裝簡易且可達到偵測駕駛變換車道意圖的駕駛狀態警示方法及其系統，故相關業者均在尋求其解決之道。

因此，本發明之目的在於提供一種駕駛狀態警示方法及其系統，其可在不使用方向燈偵測的條件下，透過影像擷取裝置取得之畫面，運算並判斷駕駛有無意識變換車道以及其精神狀態，並提供相對應的警示告知駕駛。由於本發明無需額外之方向燈偵測裝置，不但安裝簡易，而且可以達到偵測駕駛變換車道意圖的功效，解決了習知技術需要額外增加方向燈偵測裝置的缺點及問題。

依據本發明一態樣之一實施方式提供一種駕駛狀態警示方法，係藉由車輛的移動路徑來判斷駕駛的精神狀態。此駕駛狀態警示方法包含儲存資料步驟、一影像辨識步驟、車速判斷步驟、壓線判斷步驟以及意識判斷步驟。其中儲存資料步驟係提供資料庫儲存車輛偏移狀態模型與距離閥值。影像辨識步驟係提供一影像擷取裝置擷取影像畫面資料，並由影像畫面資料辨識出車輛目前行進之車道的車道線。再者，車速判斷步驟係提供一車速擷取裝置判斷車輛之實際車速是否超過一預設車速。若否，則進入系統失能步驟，並重新執行影像辨識步驟。壓線判斷步驟係提供一運算處理單元依據影像畫面資料判斷車輛是否壓到車道線。若否，則重新執行影像辨識步驟。此外，意識判斷步驟係利用運算處理單元依據影像畫面資料運算車輛之偏移程度，並比較車輛之偏移程度是否超過距離閥值，以判斷駕駛是否為無意識變換車道，若否，則重新執行影像辨識步驟。

藉此，本發明的駕駛狀態警示方法能在不使用方向燈偵測的狀況下，透過影像擷取裝置取得之畫面，運算並判斷駕駛有無意識變換車道以及其精神狀態，並提供相對應的警示告知駕駛。

前述實施方式之其他實施例如下：前述駕駛狀態警示方法可包含一駕駛狀態估測步驟，此駕駛狀態估測步驟係利用運算處理單元依據影像畫面資料運算輸出車輛偏移車道時之至少一偏移車速，並將偏移車速與車輛偏移狀態模型進行比對而估算出駕駛的精神狀態。另外，前述車道可朝向Y軸方向延伸。車輛偏移狀態模型包含第一車道中心偏移量、第二車道中心偏移量、第一偏移時間以及第二偏移時間。其中第一車道中心偏移量代表車輛偏移車道中心而由第一位置移動至第二位置，且第一位置與第二位置投影至X軸方向所相隔的距離。第二車道中心偏移量代表車輛回歸到車道中心而由第二位置移動至第三位置，且第二位置與第三位置投影至X軸方向所相隔的距離。第一偏移時間代表車輛由第一位置移動至第二位置的時間。第二偏移時間代表車輛由第二位置移動至第三位置的時間。偏移車速係依據第一車道中心偏移量、第二車道中心偏移量、第一偏移時間及第二偏移時間運算求得。再者，在前述壓線判斷步驟中，當車輛未壓到車道線時，運算處理單元設定一車道偏移警示訊號為0，並將車道偏移警示訊號儲存至資料庫中；反之，當車輛壓到車道線時，運算處理單元設定車道偏移警示訊號為1，並將車道偏移警示訊號儲存至資料庫中。此外，在前述意識判斷步驟中，當車輛與車道線之間的一超出車道線距離小於距離閥值時，運算處理單元設定一變換車道訊號為0，並將變換車道訊號儲存至資料庫中；反之，當超出車道線距離大於等於距離閥值時，運算處理單元設定變換車道訊號為1，並將變換車道訊號儲存至資料庫中。另外，前述意識判斷步驟中，當車道偏移警示訊號為1且變換車道訊號為0時，運算處理單元判斷駕駛為無意識變換車道。當車道偏移警示訊號為1且變換車道訊號為1時，運算處理單元判斷駕駛為有意識變換車道。

再者，前述預設車速可為時速60公里，而距離閥值等於50公分。此外，前述第一車道中心偏移量除以第一偏移時間可得到第一偏移車速，且第二車道中心偏移量除以第二偏移時間得到第二偏移車速。當車輛偏移車道中心且第一偏移車速小於每秒50公分以及車輛回歸到車道中心且第二偏移車速亦小於每秒50公分時，則定義駕駛狀態為不小心偏移。當車輛偏移車道中心且第一偏移車速小於每秒50公分以及車輛回歸到車道中心且第二偏移車速大於每秒50公分時，則定義駕駛狀態為不專心駕駛。當車輛偏移車道中心且第一偏移車速大於每秒50公分以及車輛回歸到車道中心且第二偏移車速小於每秒50公分時，則定義駕駛狀態為不專心駕駛或疲勞駕駛。當車輛偏移車道中心且第一偏移車速大於每秒50公分以及車輛回歸到車道中心且第二偏移車速亦大於每秒50公分時，則定義駕駛狀態為疲勞駕駛。前述之駕駛狀態會將運算處理單元所設定之駕駛狀態訊號依據駕駛狀態及前述之意識判斷結果，適時加減分，並依據分數提供警示。另外，前述駕駛狀態警示方法可包含一警示步驟，其係提供一警示裝置顯示或以聲音方式呈現車道偏移警示訊號、變換車道訊號或駕駛狀態訊號。

依據本發明另一態樣之一實施方式提供一種駕駛狀態警示系統，其包含影像擷取裝置、車速擷取裝置、資料庫以及運算處理單元。其中影像擷取裝置擷取影像畫面資料。車速擷取裝置判斷車輛之實際車速是否超過預設車速。資料庫儲存車輛偏移狀態模型與距離閥值。此外，運算處理單元訊號連接影像擷取裝置、車速擷取裝置及資料庫，且運算處理單元包含一車道線偵測模組、一壓線偵測模組以及一變換車道偵測模組。其中車道線偵測模組接收影像畫面資料並辨識出車輛目前行進之車道的車道線。壓線偵測模組接收影像畫面資料並判斷車輛是否壓到車道線。至於變換車道偵測模組則接收影像畫面資料並依據影像畫面資料運算車輛之偏移程度，且比較車輛之偏移程度是否超過距離閥值，以判斷駕駛是否為無意識變換車道。

藉此，本發明之駕駛狀態警示系統無需額外之方向燈偵測裝置，不但安裝簡易，而且可以達到偵測駕駛變換車道意圖的功效，解決了習知技術需要額外增加方向燈偵測裝置的缺點及問題。

前述實施方式之其他實施例如下：前述運算處理單元可包含一駕駛狀態評分模組，此駕駛狀態評分模組依據影像畫面資料運算輸出偏移車速，並將偏移車速與車輛偏移狀態模型進行比對而估算出駕駛的精神狀態。此外，前述駕駛狀態警示系統可包含一警示裝置，此警示裝置訊號連接運算處理單元，且警示裝置顯示或聲音方式呈現車道偏移警示訊號、變換車道訊號或駕駛狀態訊號。

100、100a‧‧‧駕駛狀態警示方法

102‧‧‧車道

104‧‧‧車道線

110‧‧‧車輛

120‧‧‧移動路徑

200、200a‧‧‧駕駛狀態警示系統

210‧‧‧影像擷取裝置

220‧‧‧車速擷取裝置

230‧‧‧資料庫

240、240a‧‧‧運算處理單元

242‧‧‧車道線偵測模組

244‧‧‧壓線偵測模組

246‧‧‧變換車道偵測模組

248‧‧‧駕駛狀態評分模組

x、y、k、m、b‧‧‧參數

ε _L‧‧‧車道斜率

△‧‧‧車輛橫向位移量

X _L‧‧‧車輛偏移量

L‧‧‧預視距離

b _R‧‧‧車道寬度

b _V‧‧‧車輛寬度

△X _TH‧‧‧距離閥值

x1‧‧‧第一車道中心偏移量

x2‧‧‧第二車道中心偏移量

t1‧‧‧第一偏移時間

t2‧‧‧第二偏移時間

A‧‧‧第一位置

B‧‧‧第二位置

250‧‧‧警示裝置

S11‧‧‧儲存資料步驟

S12‧‧‧影像辨識步驟

S13、S22‧‧‧車速判斷步驟

S14、S23‧‧‧壓線判斷步驟

S15、S24‧‧‧意識判斷步驟

S16‧‧‧警示步驟

S132、S222‧‧‧系統失能步驟

S142、S232‧‧‧ 駕駛狀態回復機制步驟

S21‧‧‧車道線資訊獲得步驟

S25‧‧‧移動路徑分析步驟

S26‧‧‧資料比對步驟

S27‧‧‧行駛時間分析步驟

S28‧‧‧駕駛狀態估測步驟

S29‧‧‧警示步驟

C‧‧‧第三位置

‧‧‧第一偏移車速

‧‧‧第二偏移車速

‧‧‧第一前進車速

‧‧‧第二前進車速

LDF‧‧‧車道偏移警示訊號

LCDT‧‧‧變換車道偵測時間

LCF‧‧‧變換車道訊號

DSN‧‧‧駕駛狀態訊號

R1、R2、R3‧‧‧觸發點

△X‧‧‧距離

第1圖係繪示本發明一實施例的駕駛狀態警示方法中車輛偏移的示意圖。

第2圖係繪示本發明一實施例的駕駛狀態警示方法的流程示意圖。

第3圖係繪示實施第2圖之駕駛狀態警示方法的駕駛狀態警示系統之方塊示意圖。

第4A圖係繪示第1圖之駕駛狀態警示方法中車輛偏移的向量示意圖。

第4B圖係繪示本發明車輛與車道線之距離計算的示意圖。

第5圖係繪示第3圖之駕駛狀態警示系統在駕駛於無意識變換車道時之訊號示意圖。

第6圖係繪示第3圖之駕駛狀態警示系統在駕駛於有意識變換車道時之訊號示意圖。

第7圖係繪示本發明另一實施例的駕駛狀態警示方法的流程示意圖。

第8圖係繪示實施第7圖之駕駛狀態警示方法的駕駛狀態警示系統之方塊示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

請一併參閱第1~6圖。第1圖係繪示本發明一實施例的駕駛狀態警示方法100中車輛110偏移的示意圖。第2圖係繪示本發明一實施例的駕駛狀態警示方法100的流程示意圖。第3圖係繪示實施第2圖之駕駛狀態警示方法100的駕駛狀態警示系統200之方塊示意圖。第4A圖係繪示第1圖之駕駛狀態警示方法100中車輛110偏移的向量示意圖。第4B圖係繪示本發明車輛110與車道線104之距離△X計算的示意圖。第5圖係繪示第3圖之駕駛狀態警示系統200在駕駛於無意識變換車道102時之訊號示意圖。第6圖係繪示第3圖之駕駛狀態警示系統200在駕駛於有意識變換車道102時之訊號示意圖。如圖所示，駕駛狀態警示方法100係藉由車輛110的移動路徑120來判斷駕駛的精神狀態，此駕駛狀態警示方法100是透過駕駛狀態警示系統200加以實現。駕駛狀態警示方法100包含儲存資料步驟S11、影像辨識步驟S12、車速判斷步驟S13、系統失能步驟S132、壓線判斷步驟S14、駕駛狀態回復機制步驟S142、意識判斷步驟S15以及警示步驟S16。

儲存資料步驟S11係提供資料庫230儲存車輛偏移狀態模型、距離閥值△X _TH以及預設車速。詳細地說，車輛偏移狀態模型包含第一車道中心偏移量x1、第二車道中心偏移量x2、第一偏移時間t1以及第二偏移時間t2。其中第一車道中心偏移量x1代表車輛110偏移車道中心而由第一位置A移動至第二位置B，且第一位置A與第二位置B投影至X軸方向所相隔的距離。第二車道中心偏移量x2代表車輛110回歸到車道中心而由第二位置B 移動至第三位置C，且第二位置B與第三位置C投影至X軸方向所相隔的距離。再者，第一偏移時間t1代表車輛110由第一位置A移動至第二位置B的時間。第二偏移時間t2代表車輛110由第二位置B移動至第三位置C的時間。第一偏移車速與第二偏移車速係分別依據第一車道中心偏移量x1、第一偏移時間t1以及第二車道中心偏移量x2、第二偏移時間t2運算求得，其中第一偏移車速代表第一車道中心偏移量x1除以第一偏移時間t1所得到之偏移車速，亦即。而第二偏移車速則代表第二車道中心偏移量x2除以第二偏移時間t2所得到之偏移車速，亦即。此外，預設車速大於等於時速60 公里，距離閥值△X _TH大於等於30公分且小於等於150公分；而本實施例之預設車速為時速60公里，而距離閥值△X _TH等於50公分。當然，這些設定值可以依據設定者之需求加以調整改變，以符合實際的應用。

影像辨識步驟S12係提供影像擷取裝置210擷取影像畫面資料，並由影像畫面資料辨識出車輛110目前行進之車道102的車道線104。詳細地說，影像擷取裝置210將影像畫面資料傳送至運算處理單元240的車道線偵測模組242，然後車道線偵測模組242會利用影像辨識演算法將影像畫面資料辨識出車輛110目前行進之車道102的車道線104。由於影像辨識演算法為習知技術，故細節不再贅述。至於車道線104的位置座標將會儲存於資料庫230中，以供後續步驟使用。

車速判斷步驟S13係提供車速擷取裝置220判斷車輛110之實際車速是否超過一預設車速。若否，即實際車速沒有超過預設車速，則如系統失能步驟S132所述系統失能，並回到影像辨識步驟S12重新執行；反之，若是，即實際車速超過了預設車速，則執行壓線判斷步驟S14。

壓線判斷步驟S14係提供運算處理單元240之壓線偵測模組244依據影像畫面資料判斷車輛110是否壓到車道線104。若否，則如駕駛狀態回復機制步驟S142所述進入駕駛狀態回復機制，並回到影像辨識步驟S12重新執行；反之，若是，則執行意識判斷步驟S15。詳細地說，在壓線判斷步驟S14中，當車輛110未壓到車道線104時，運算處理單元240設定一車道偏移警示訊號LDF為0。另外，當車輛110壓到車道線104時，運算處理單元240設定車道偏移警示訊號LDF為1，如第5圖與第6圖之觸發點R1所示。前述車道偏移警示訊號LDF會被儲存至資料庫230中，且此車道偏移警示訊號LDF可視為“車道偏移旗標”，其代表車輛110是否壓到車道線104。此外，在第5圖與第6圖中，距離△X代表車輛110與車道線104之間的距離。車道偏移警示訊號LDF為1的持續時間定義為變換車道偵測時間LCDT，此變換車道偵測時間LCDT的大小可由設定者決定。

意識判斷步驟S15係利用運算處理單元240之變換車道偵測模組246依據影像畫面資料運算車輛110 之偏移程度，並比較車輛110之偏移程度是否超過距離閥值△X _TH，以判斷駕駛是否為無意識變換車道102。若否，則如駕駛狀態回復機制步驟S142所述進入駕駛狀態回復機制，並回到影像辨識步驟S12重新執行；反之，若是，則執行警示步驟S16。詳細地說，在意識判斷步驟S15中，當車輛110與車道線104之間的一超出車道線距離小於距離閥值△X _TH時，運算處理單元240設定一變換車道訊號LCF為0。反之，當超出車道線距離大於等於距離閥值△X _TH時，運算處理單元240設定變換車道訊號LCF為1，如第6圖之觸發點R2所示。前述變換車道訊號LCF會被儲存至資料庫230中，且此變換車道訊號LCF可視為“變換車道旗標”，其代表車輛110是否變換車道102。再者，設定者可利用運算處理單元240設定一駕駛狀態訊號DSN為100%，駕駛狀態訊號DSN係對應駕駛之精神狀態。當車道偏移警示訊號LDF為1且變換車道訊號LCF為0時，運算處理單元240將駕駛狀態訊號DSN扣除一預設扣分數值並判斷駕駛為無意識變換車道102，如第5圖之觸發點R3所示。此無意識變換車道102定義為駕駛因不專心、恍神而不小心壓到車道線104，突然聽到車道偏移警示聲或者壓到車道線104上的貓眼石產生震動而瞬間回神，然後將車輛110開回原車道102的過程。此外，當車道偏移警示訊號LDF為1且變換車道訊號LCF為1時，運算處理單元240維持駕駛狀態訊號DSN並判斷駕駛為有意識變換車道102，如第6圖之觸發點R3所示。此有意識變換車道102定義為駕駛確定要變換車道102，並操控車輛110穩定地朝鄰近車道102變換，通常伴隨著方向燈的啟動。

警示步驟S16係提供一警示裝置250顯示車道偏移警示訊號LDF、變換車道訊號LCF或駕駛狀態訊號DSN。藉此，透過車輛110偏移的路徑來分析估測駕駛狀態以及有無意識變換車道102，並提供駕駛量化的數據、圖形或聲音警示，讓駕駛即時知道自己的精神狀態適不適合再繼續駕駛。再者，本發明無需額外之方向燈偵測裝置即可偵測駕駛變換車道102之意圖，故安裝簡易，解決了習知技術需要額外增加方向燈偵測裝置以辨別變換車道102的缺點及問題。

第3圖係繪示本發明之駕駛狀態警示系統200，此駕駛狀態警示系統200設置於行車記錄器之中，用以辨識並判斷車輛110前方與附近之車道102狀況。駕駛狀態警示系統200包含影像擷取裝置210、車速擷取裝置220、資料庫230、運算處理單元240以及警示裝置250。其中影像擷取裝置210係擷取影像畫面資料，其朝向車輛110前方，亦即朝向Y軸方向。影像擷取裝置210可為相機(Camera)。而車速擷取裝置220係判斷車輛110的實際車速是否超過預設車速。車速擷取裝置220可為全球定位系統(GPS)或車上車速表，藉以得知實際車速。至於資料庫230則儲存車輛偏移狀態模型與距離閥值△X _TH，資料庫230可連接雲端伺服器。此外，運算處理單元240訊號連接影像擷取裝置210、車速擷取裝置220、資料庫230以及警示裝置250，且運算處理單元240包含車道線偵測模組242、壓線偵測模組244以及變換車道偵測模組246。其中車道線偵測模組242接收來自影像擷取裝置210的影像畫面資料並辨識出車輛110目前行進之車道102的車道線104。壓線偵測模組244訊號連接車道線偵測模組242，且壓線偵測模組244接收影像畫面資料並判斷車輛110是否壓到車道線104。而變換車道偵測模組246則訊號連接車道線偵測模組242與壓線偵測模組244，同時接收影像畫面資料並依據影像畫面資料運算車輛110之偏移程度，且比較車輛110之偏移程度是否超過距離閥值△X _TH，以判斷駕駛是否為無意識變換車道102。車輛110之偏移程度對應超出車道線距離，亦即代表車輛110的側邊已超出車道線104的間距。另外值得一提的是，壓線偵測模組244需先偵測到車輛110已壓到車道線104，然後變換車道偵測模組246才會啟動偵測並比較車輛110之偏移程度與距離閥值△X _TH。若車輛110未壓到車道線104，則變換車道偵測模組246處於待測狀態。此外，警示裝置250訊號連接運算處理單元240，且警示裝置250顯示或以聲音方式呈現車道偏移警示訊號LDF、變換車道訊號LCF或駕駛狀態訊號DSN。警示裝置250可為喇叭、LED或螢幕等，其用以提供不同方式與階級的警示效果。藉此，本發明之駕駛狀態警示系統200無需額外之方向燈偵測裝置，不但安裝簡易，而且可以達到偵測駕駛變換車道102意圖的功效，解決了習知技術需要額外增加方向燈偵測裝置的缺點及問題。

在第4B圖中，車道線模型係利用二次曲線擬合方程式運算求得，而且本發明之駕駛狀態警示系統200係利用二次曲線擬合方程式估算車輛110變換車道102的行為狀況。此二次曲線擬合方程式可利用式子(1)表示：x=k．y ²+m．y+b (1)；其中參數x、y分別為實際平面空間之橫軸及縱軸，而參數k、m、b則由習知的車道線模型求得。再者，藉由車道線模型可推算求得車道斜率ε _L，此車道斜率ε _L可利用式子(2)表示：ε _L=2．k．y+m； (2)；此外，利用上述車道斜率ε _L，可以進一步推算車輛橫向位移量△，其公式係為：△=X _L-L×ε _L，其中△代表車輛橫向位移量，X _L代表參考點之車輛偏移量，L代表預視距離，ε _L代表行進路線斜率，亦即車道斜率。另外，根據二次曲線擬合方程式所求得行進路線軌跡，亦可推算車輛110行駛在直線路段時與車道線104相隔之距離△X，此距離△X可利用式子(3)表示：其中b _R代表車道寬度，b _V代表車輛寬度。藉此，本發明之運算處理單元240可透過上述式子(1)~(3)運算求得車道斜率ε _L、車輛橫向位移量△以及距離△X，進而運算產生車道偏移警示訊號LDF、變換車道訊號LCF、駕駛狀態訊號DSN，並判斷駕駛有無意識變換車道102。

請一併參閱第7圖與第8圖。第7圖係繪示本發明另一實施例的駕駛狀態警示方法100a的流程示意圖。第8圖係繪示可實施第7圖之駕駛狀態警示方法100a的駕駛狀態警示系統200a之方塊示意圖。如圖所示，駕駛狀態警示方法100a包含車道線資訊獲得步驟S21、車速判斷步驟S22、系統失能步驟S222、壓線判斷步驟S23、駕駛狀態回復機制步驟S232、意識判斷步驟S24、移動路徑分析步驟S25、資料比對步驟S26、行駛時間分析步驟S27、駕駛狀態估測步驟S28以及警示步驟S29。

配合參閱第2圖，在第7圖的實施例中，車速判斷步驟S22、系統失能步驟S222、壓線判斷步驟S23、駕駛狀態回復機制步驟S232、意識判斷步驟S24、警示步驟S29均與第2圖中對應之方塊相同，不再贅述。特別的是，第7圖實施例之駕駛狀態警示方法100a的車道線資訊獲得步驟S21包含儲存資料步驟S11與影像辨識步驟S12，此車道線資訊獲得步驟S21透過影像畫面資料辨識出車輛110目前行進之車道102的車道線104。此外，駕駛狀態警示方法100a更包含移動路徑分析步驟S25、資料比對步驟S26、行駛時間分析步驟S27以及駕駛狀態估測步驟S28。當意識判斷步驟S24判斷出駕駛為無意識變換車道102時，會執行移動路徑分析步驟S25，此移動路徑分析步驟S25係利用運算處理單元240a分析車輛110的移動路徑120。接著，駕駛狀態警示方法100a會執行資料比對步驟S26，此資料比對步驟S26係利用運算處理單元240a之駕駛狀態評分模組248比對偏移車速與車輛偏移狀態模型。行駛時間分析步驟S27係提供行駛時間給資料比對步驟S26作為參考比對之根據。然後，駕駛狀態估測步驟S28係利用運算處理單元240a之駕駛狀態評分模組248依據影像畫面資料與行駛時間運算輸出車輛110偏移車道102的車道中心時之第一偏移車速與第二偏移車速，並將第一偏移車速、第二偏移車速及車輛偏移狀態模型進行比對而估算出駕駛的精神狀態。本實施例之車輛偏移狀態模型設有四種預設條件，當駕駛狀態估測步驟S28所估算之駕駛精神狀態與車輛偏移狀態模型中的預設條件相符合時會扣分，將分數加總之後可得到駕駛狀態訊號DSN，駕駛狀態訊號DSN之分數愈高代表駕駛的精神狀態愈好。詳細地說，當車輛110偏移車道中心時，第一偏移車速小於每秒50公分，且當車輛110回歸到車道中心時，第二偏移車速亦小於每秒50公分之條件下，則駕駛的精神狀態定義為“不小心偏移”。當車輛110偏移車道中心時，第一偏移車速小於每秒50公分，且當車輛110回歸到車道中心時，第二偏移車速大於每秒50公分之條件下，則駕駛的精神狀態定義為“不專心駕駛”。當車輛110偏移車道中心時，第一偏移車速大於每秒50公分，且當車輛110回歸到車道中心時，第二偏移車速小於每秒50公分之條件下，則駕駛的精神狀態定義為“不專心駕駛或疲勞駕駛”。當車輛110偏移車道中心時，第一偏移車速大於每秒50公分，且當車輛110回歸到車道中心時，第二偏移車速亦大於每秒50公分之條件下，則駕駛的精神狀態定義為“疲勞駕駛”。

此外，本發明依據不同的駕駛精神狀態設定所對應之給分基準予以給分。例如：「不小心偏移」為扣10%，「不專心駕駛」為扣20%，「不專心或疲勞駕駛」為扣30%，「疲勞駕駛」為扣40%，而其他情況則扣10%。因此在第4A圖之實施例中，第一偏移車速為每秒90公分，第二偏移車速為每秒80公分，其狀態屬於「疲勞駕駛」，若從滿分100%開始扣，則駕駛的精神狀態為60%。上述給分基準係作為本發明之實施例，並不侷限於此條件設定。再者，當駕駛狀態訊號DSN被上述狀況即將扣分時，且變換車道訊號LCF=1，代表駕駛為有意識變換車道102，則此時不扣分。另外，在本發明中提供一駕駛狀態回復機制步驟S232、S142，當車輛110回復到車道中心並穩定行進後，若駕駛在一預設時間內未發生任一種不正常之車輛110偏移時，分數會得到加分。假設預設時間為150秒，若駕駛在150秒內未發生諸如不小心偏移、不專心駕駛或疲勞駕駛之狀況，則駕駛狀態訊號DSN即可得到10%的加分，並顯示在警示裝置250上，駕駛可從警示裝置250上看到量化的數據、圖形或分數。再者，本發明之警示步驟S29可將駕駛精神狀態顯示於警示裝置 250上，讓駕駛能夠看到駕駛狀態評分模組248所估測的分數，即駕駛狀態訊號DSN，並可適時提供聲因警示，提醒駕駛應靠邊休息或提高警覺，以避免發生車禍。藉此，本發明透過駕駛精神狀態之數據量化或圖形的呈現，使駕駛瞭解自身狀態是否可繼續操控車輛110。

請一併參閱第3圖與第8圖。第8圖之駕駛狀態警示系統200a包含影像擷取裝置210、車速擷取裝置220、資料庫230、運算處理單元240a以及警示裝置250。其中影像擷取裝置210、車速擷取裝置220、資料庫230、車道線偵測模組242、壓線偵測模組244、變換車道偵測模組246、警示裝置250均與第3圖中對應之方塊相同，不再贅述。特別的是，第8圖實施例之駕駛狀態警示系統200a的運算處理單元240a更包含駕駛狀態評分模組248，此駕駛狀態評分模組248係依據影像畫面資料運算輸出偏移車速，並將偏移車速與車輛偏移狀態模型進行比對而估算出駕駛的精神狀態。駕駛的精神狀態可對應駕駛狀態訊號DSN的分數。藉此，本發明的系統無需額外的方向燈偵測裝置，既安裝簡易，又可即時且精準地判斷駕駛有無意識變換車道102以及其精神狀態，並提供相對應的警示。

由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，可在不使用方向燈偵測的條件下，透過影像擷取裝置取得之畫面，運算並判斷駕駛有無意識變換車道以及其精神狀態，並提供相對應的警示告知駕駛。其二，由於本發明無需額外之方向燈偵測裝置，不但安裝簡易，而且可以達到偵測駕駛變換車道意圖的功效，解決了習知技術需要額外增加方向燈偵測裝置的缺點及問題。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種駕駛狀態警示方法，係藉由一車輛的移動路徑來判斷一駕駛的一精神狀態，該駕駛狀態警示方法包含以下步驟：一儲存資料步驟，係提供一資料庫儲存一車輛偏移狀態模型與一距離閥值，該距離閥值代表讓一變換車道旗標作動之該車輛與一車道的一車道線之間的距離；一影像辨識步驟，係提供一影像擷取裝置擷取一影像畫面資料，並由該影像畫面資料辨識出該車輛目前行進之該車道的該車道線；一車速判斷步驟，係提供一車速擷取裝置判斷該車輛之一實際車速是否超過一預設車速，若否，則進入一系統失能步驟，並重新執行該影像辨識步驟；一壓線判斷步驟，係提供一運算處理單元依據該影像畫面資料判斷該車輛是否壓到該車道線，若否，則重新執行該影像辨識步驟；一意識判斷步驟，係利用該運算處理單元依據該影像畫面資料運算該車輛之偏移程度，並比較該車輛之偏移程度是否超過該距離閥值以判斷該駕駛是否為無意識變換車道，若否，則重新執行該影像辨識步驟；一駕駛狀態估測步驟，係利用該運算處理單元依據該影像畫面資料運算輸出該車輛偏移該車道時之至少一偏移車速，並將該偏移車速與該車輛偏移狀態模型進行比對而估算出該駕駛的該精神狀態；以及一警示步驟，係提供一警示裝置顯示或以聲音方式呈現一車道偏移警示訊號、一變換車道訊號或一駕駛狀態訊號；其中，該車輛偏移狀態模型包含：一第一車道中心偏移量，其代表該車輛偏移該車道中心而由一第一位置移動至一第二位置，且該第一位置與該第二位置投影至一X軸方向所相隔的距離；一第二車道中心偏移量，其代表該車輛回歸到該車道中心而由該第二位置移動至一第三位置，且該第二位置與該第三位置投影至該X軸方向所相隔的距離；一第一偏移時間，其代表該車輛由該第一位置移動至該第二位置的時間；及一第二偏移時間，其代表該車輛由該第二位置移動至該第三位置的時間；其中，該偏移車速係依據該第一車道中心偏移量、該第二車道中心偏移量、該第一偏移時間及該第二偏移時間運算求得。
如申請專利範圍第1項所述之駕駛狀態警示方法，其中，在該壓線判斷步驟中，當該車輛未壓到該車道線時，該運算處理單元設定該車道偏移警示訊號為0，並將該車道偏移警示訊號儲存至該資料庫中；及當該車輛壓到該車道線時，該運算處理單元設定該車道偏移警示訊號為1，並將該車道偏移警示訊號儲存至該資料庫中。
如申請專利範圍第2項所述之駕駛狀態警示方法，其中，在該意識判斷步驟中，當該車輛與該車道線之間的一超出車道線距離小於該距離閥值時，該運算處理單元設定該變換車道訊號為0，並將該變換車道訊號儲存至該資料庫中；及當該超出車道線距離大於等於該距離閥值時，該運算處理單元設定該變換車道訊號為1，並將該變換車道訊號儲存至該資料庫中。
如申請專利範圍第3項所述之駕駛狀態警示方法，其中，在該意識判斷步驟中，當該車道偏移警示訊號為1且該變換車道訊號為0時，該運算處理單元判斷該駕駛為無意識變換車道；及當該車道偏移警示訊號為1且該變換車道訊號為1時，該運算處理單元判斷該駕駛為有意識變換車道。
一種實施申請專利範圍第1項所述之駕駛狀態警示方法的駕駛狀態警示系統，包含：該影像擷取裝置，擷取該影像畫面資料；該車速擷取裝置，判斷該車輛之該實際車速是否超過該預設車速；該資料庫，儲存該車輛偏移狀態模型與該距離閥值，該距離閥值代表讓該變換車道旗標作動之該車輛與該車道的該車道線之間的距離；該運算處理單元，訊號連接該影像擷取裝置、該車速擷取裝置及該資料庫，該運算處理單元包含：一車道線偵測模組，接收該影像畫面資料並辨識出該車輛目前行進之該車道的該車道線；一壓線偵測模組，接收該影像畫面資料並判斷該車輛是否壓到該車道線；及一變換車道偵測模組，接收該影像畫面資料並依據該影像畫面資料運算該車輛之偏移程度，且比較該車輛之偏移程度是否超過該距離閥值，以判斷該駕駛是否為無意識變換車道；以及該警示裝置，訊號連接該運算處理單元，該警示裝置顯示或聲音方式呈現該車道偏移警示訊號、該變換車道訊號或該駕駛狀態訊號。
如申請專利範圍第5項所述之駕駛狀態警示系統，其中該運算處理單元更包含：一駕駛狀態評分模組，依據該影像畫面資料運算輸出該偏移車速，並將該偏移車速與該車輛偏移狀態模型進行比對而估算出該駕駛的該精神狀態。