驾驶员疲劳检测制造技术

一种驾驶员疲劳检测。采集与车辆在一段时间周期内的横摆率相关的数据。部分地基于横摆率数据来计算车辆在一段时间周期内的实际轨迹和理想轨迹。确定实际轨迹相关的横摆率与理想轨迹相关的横摆率的偏差。计算偏差的方差。如果方差超出预定方差阀值，则提供危险驾驶状态的指示。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】驾驶员疲劳检测
技术介绍
驾驶员疲劳驾驶带来交通安全风险。以前曾经使用各种机制来尝试检测驾驶员疲 劳（drowsiness)。例如，可以使用车辆内部的相机来监控驾驶员的眼睛，于是可以确定驾驶 员眼睛闭合的时间百分比。当在给定时间段内驾驶员的眼睛闭合的时间百分比高于预定阀 值时，确定驾驶员疲劳。然而，使用内部相机来监控驾驶员的眼睛可能是不太可靠的，并且 另外，由于需要车内传感器而提高了车辆成本和制造的复杂性，该车内传感器在其他情况 下无需包含于车辆中。 其他用于尝试检测驾驶员疲劳的现有机制包括使用车辆外部的相机来确定驾驶 模式是否与道路状态不一致，例如，驾驶员是否正在转进和转出车道。然而，需要获得道路 相关信息的外部相机可能不太可靠，特别是在道路状态差、天气恶劣等的时候。进一步地， 正如内部相机的使用一样，使用外部相机和/或其他类型的传感器来确定车辆相对于道路 的位置会增加车辆的成本、重量、以及制造的复杂性。 简而言之，用于检测驾驶员疲劳的现有机制具有例如与不可靠性相关的、特别需 要传感器等缺点。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种系统，包括车辆中的计算机，计算机包括处理器和储存器， 其中计算机配置用于： 采集与车辆在一段时间周期内的横摆率相关的数据； 部分地基于横摆率数据来计算车辆在一段时间周期内的实际轨迹和理想轨迹； 确定实际轨迹相关的横摆率与理想轨迹相关的横摆率的偏差； 计算偏差的方差；以及 如果方差超出预定方差阀值，则提供危险驾驶状态的指示。 根据本专利技术的一个实施例，危险驾驶状态为疲劳状态。 根据本专利技术的一个实施例，理想轨迹是部分地基于车辆在一段时间内的速度数据 来计算。 根据本专利技术的一个实施例，理想轨迹基于参考驾驶员模型来计算。 根据本专利技术的一个实施例，参考驾驶员模型为最佳预瞄驾驶员模型（preview driver model)〇 根据本专利技术的一个实施例，计算机进一步配置用于在计算方差之前对偏差进行带 通滤波。 根据本专利技术的一个实施例，带通滤波器依据横摆率偏差的功率谱密度分析来配 置。 根据本专利技术的一个实施例，计算机进一步配置用于如果方差超出预定方差阀值则 增加计数器，其中仅当计数器超出预定计数器阀值时提供危险驾驶状态的指示。 根据本专利技术，提供一种方法，包括： 采集与车辆在一段时间周期内的横摆率相关的数据； 部分地基于横摆率数据来计算车辆在一段时间周期内的实际轨迹和理想轨迹； 确定实际轨迹相关的横摆率与理想轨迹相关的横摆率的偏差； 计算偏差的方差；以及 如果方差超出预定方差阀值，则提供危险驾驶状态的指示。 根据本专利技术的一个实施例，危险驾驶状态为疲劳状态。 根据本专利技术的一个实施例，理想轨迹是部分地基于车辆在一段时间内的速度数据 来计算。 根据本专利技术的一个实施例，理想轨迹基于参考驾驶员模型来计算。 根据本专利技术的一个实施例，参考驾驶员模型为最佳预瞄驾驶员模型。 根据本专利技术的一个实施例，计算机进一步配置用于在计算方差之前对偏差进行带 通滤波。 根据本专利技术的一个实施例，带通滤波器依据横摆率偏差的功率谱密度分析来配 置。 根据本专利技术的一个实施例，进一步包含如果方差超出预定方差阀值则增加计数 器，其中仅当计数器超出预定计数器阀值时提供危险驾驶状态的指示。 根据本专利技术，提供一种具有明确体现于其上的指令的非瞬时计算机可读介质，该 指令包含以下指令： 采集与车辆在一段时间周期内的横摆率相关的数据； 部分地基于横摆率数据来计算车辆在一段时间周期内的实际轨迹和理想轨迹； 确定实际轨迹相关的横摆率与理想轨迹相关的横摆率的偏差； 计算偏差的方差；以及 如果方差超出预定方差阀值，则提供危险驾驶状态的指示。 根据本专利技术的一个实施例，理想轨迹基于参考驾驶员模型来计算。 根据本专利技术的一个实施例，指令进一步包括在计算方差之前对偏差进行带通滤波 的指令。 根据本专利技术的一个实施例，带通滤波器依据横摆率偏差的功率谱密度分析来配 置。【附图说明】 图1为用于检测驾驶员疲劳的车辆系统的框图；图2为用于检测驾驶员疲劳的示例性过程图；图3说明了包含可以用于重建车辆轨迹的横摆率数据在内的车辆数据的示例性 曲线图； 图4说明了车道变更轨迹重建的示例性曲线图；图5A和5B分别说明了由驾驶员模型确定的轨迹模拟的示例性曲线图和驾驶员行 为模拟的示例性曲线图；图6A和图6B分别说明了对于非疲劳的驾驶员和疲劳的驾驶员的横摆率数据的功 率谱密度分析的示例性曲线图。【具体实施方式】 系统概述图1是用于检测驾驶员疲劳的车辆101系统的框图。车辆101包括通信地耦接至 一个或更多数据采集器110的计算装置105，数据采集器110例如传感器或为人所公知的用 于采集与车辆101的横摆率相关的数据115和/或其他在此所讨论的数据的类似物。计算 机105进一步配置用于使用横摆数据115。 用于确定驾驶员疲劳状态的机制将在下文进行更详细的讨论；通常，数据115可 以被用于重建车辆在道路上最近的轨迹，并且可以与根据已知的驾驶员参考模型计算出来 的理想轨迹相比较，例如麦克亚当模型（MacAdam model)。将实际驾驶员行为和来自驾驶员 模型的仿真结果进行比较消除或减小了例如弯曲、隆起等道路状态引起的例如表现为横摆 率的驾驶员行为的程度，该驾驶员行为否则将被视为由疲劳所造成。与疲劳相关的横摆率 的特定频率分量可以被识别，并且评估确定与疲劳相关的驾驶模式。 计算机105可以进一步配置用于基于已经检测到的驾驶员疲劳的测定来采取行 动，例如提供警告或诸如此类，和/或执行一些车辆101的控制，例如使车辆101缓行或停 止。相应地，驾驶员疲劳可以被量化并识别而无需使用传感器，除了通常已经配置于车辆中 的横摆率数据采集器110以外，并且不需要额外的可能需要额外数据115和/或传感器110 的道路信息。 典型系统要素 车辆101总体为靠两个或多于两个车轮行驶的陆地车辆，例如乘用车或诸如此 类。例如包含于车辆101内的中心计算机105总体包括处理器和存储器，该存储器包含一 种或更多种计算机可读介质的格式，总体包含易失性和非易失性存储器，并存储由处理器 执行的用于实现各种操作的指令，包括本专利技术所公开的那些。计算机105的存储器进一步 总体储存由计算机105的处理器执行的用于实施本专利技术所公开的过程的指令，例如接收并 评估来自数据采集器110的数据115、作出与驾驶员疲劳相关的判定，等。 计算机105大体上配置用于在控制器局域网（CAN)总线或诸如此类上进行通信。 此外，计算机105可以配置用于与一个或更多装置150通信，例如通过各种有线和/或无线 网络技术，例如蓝牙、通用串行总线（USB)或微型USB电缆等。进一步地，计算机105可以 包含或耦接至人机界面（HMI)，该HMI可以接收提供给计算机105的输入，并显示输出。HMI 可以包含多种机构，例如，像触摸屏、键盘、按键、话筒等这样的输入装置，以及进一步总体 包含例如显不器、扬声器等这样的输出机构。 数据采集装置110可以包括多种装置，包括传感器或诸如此类，例如，使用通常部 署于现有车辆101中用于检测横摆率和/或其他数据115的陀螺仪。进一步地，车辆中各 种控制器可以起到数据采集装置110的作用，以通过CAN总线提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括车辆中的计算机，计算机包括处理器和储存器，其中计算机配置用于：采集与车辆在一段时间周期内的横摆率相关的数据；部分地基于横摆率数据来计算车辆在一段时间周期内的实际轨迹和理想轨迹；确定与实际轨迹相关的横摆率和与理想轨迹相关的横摆率的偏差；计算偏差的方差；以及如果方差超出预定方差阀值，则提供危险驾驶状态的指示。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨行翔，卡瓦库·O·普拉卡什阿桑特，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US