用于辅助道路车辆的驾驶员的方法和系统与流程

1.本公开涉及一种辅助道路车辆的驾驶员的方法和系统。


背景技术：

2.使用数据处理单元和输出装置来执行比如车道偏离警报(lda)和盲区警告(bsw)等功能的驾驶员辅助系统和方法在道路车辆中越来越常见。欧洲专利申请公布ep 1 918 896 a1公开了执行lda和bsw功能的这种驾驶员辅助设备和方法。通过这些功能，驾驶员的情境意识可以显著提高，并且事故的风险相应降低。
3.然而，过于频繁的警告可能会刺激驾驶员并且产生反作用。特别地，听觉警告可能被视为特别具有侵略性，从而最终导致驾驶员忽视或停用驾驶员辅助系统。


技术实现要素：

4.本公开的第一个目的是提供逐渐升级的警报，以确保驾驶员的情境意识，而不会产生过多的感官输入或压力。
5.根据本公开的第一方面，一种用于辅助道路车辆的驾驶员的方法可以包括：在数据处理单元处接收至少表示道路车辆的相对位置的数据；当数据处理单元确定数据满足第一条件时，通过显示装置和/或内部照明装置输出视觉警报；以及当数据处理单元确定数据满足第一条件之后满足第二条件时，通过声音发射装置输出听觉警报。所述相对位置可以是例如道路车辆相对于车道边界或车道中心线的相对侧向位置，和/或道路车辆相对于障碍物(特别是位于驾驶员的盲区中的障碍物)的相对位置。
6.通过在满足第一条件时首先输出视觉警报并且在除了满足第一条件之外还满足第二条件时仅输出听觉警报，可以向驾驶员提供早期的、较少干扰性的警告，从而增加其情景意识，而不会造成过多的感官输入。
7.具体地说，视觉警报可以包括来自相对于驾驶员座椅位于道路车辆的一侧的侧向内部照明装置以及可选地中央内部照明装置的光强度和/或颜色的变化。这种侧向内部照明装置可以结合在例如驾驶室顶棚、支柱和/或门中。因此，驾驶员可以通过其周边视觉接收视觉警报，而不会从其他任务分心。车辆的所述一侧可以是车辆最靠近车道边界和/或障碍物的一侧，从而提供关于潜在车道偏离方向或障碍物接近的方向信息。替代地或补充地，视觉警报可以包括在显示装置上显示道路车辆的相对位置。
8.第一条件和第二条件中的至少一个可以涉及距离阈值。具体地说，距离阈值可以是相对于车道边界或中心线的侧向距离的阈值。在这种情况下，距离阈值可以是基于车道宽度的相对侧向距离阈值。因此，视觉警报和/或听觉警报可以是车道偏离警报，从而以绝对值或以例如相对于车道宽度的相对值通知驾驶员距车道边界的侧向距离已经低于阈值，或者距车道中心线的侧向距离已经超过阈值。然而，对此替代地或补充地，距离阈值可以是相对于位于盲区中的障碍物的距离的阈值。因此，视觉警报和/或听觉警报可以是盲区警告，从而通知驾驶员到位于盲区中的障碍物的距离已经低于阈值。
9.第一条件和第二条件中的至少一个可以涉及侧向速度和侧向加速度阈值中的至少一个，其中侧向速度和加速度可以相对于例如车道边界、车道中心线或潜在障碍物是绝对的或相对的。因此，视觉警报和/或听觉警报可以由道路车辆、其行驶的车道和/或潜在障碍物的突然偏离来触发。
10.第一条件和第二条件中的至少一个可以涉及时间阈值。例如，第一条件可以涉及距离阈值和第一时间阈值，而第二条件可以涉及相同的距离阈值和更长的第二时间阈值，使得当距车道中心线的侧向距离在超过第一时间阈值的周期中超过距离阈值时输出视觉警报，而当距车道中心线的侧向距离在超过更长的第二时间阈值的周期中保持在阈值以上时输出听觉警报。
11.第一条件和第二条件中的至少一个可以涉及驾驶员警觉性水平，例如可以通过眼睛追踪、心率或其他生理数据来进行估计。例如，可以响应于第一条件输出视觉警报，然后当第一条件仍然满足但是尽管有视觉警报而驾驶员警觉性水平仍然较低时，可以输出听觉警报。
12.根据本公开的第二方面，一种用于辅助道路车辆的驾驶员的系统可以包括显示装置和/或内部照明装置、声音发射装置以及数据处理单元，该数据处理单元构造成接收至少表示道路车辆的相对位置的数据，在该数据满足第一条件时通过显示装置和/或内部照明装置输出视觉警报，并且在该数据满足第一条件之后满足第二条件时通过声音发射装置输出听觉警报。该系统可以进一步包括与数据处理单元连接的至少一个成像和/或近距传感器(例如至少一个摄像头)，用于捕获至少部分数据并且将它们传输到数据处理单元。数据处理单元可以构造成使用例如图像识别算法从至少一个传感器所捕获并且传输到数据处理单元的数据识别例如车道边界或障碍物。
13.一些示例性实施例的以上概述并非旨在描述本发明的每个公开实施例或每种实施方式。具体地说，本说明书内的任何说明性实施例的选定特征都可以并入到附加实施例中，除非另有明确的相反说明。
附图说明
14.下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，其中相似的符号表示相似的元件，并且其中：
15.图1是包括根据第一实施例的驾驶员辅助系统的道路车辆的示意图；
16.图2示出了图1的道路车辆的驾驶室；
17.图3是根据第一实施例的驾驶员辅助方法的流程图；
18.图4示出了根据第一实施例的第一变型的驾驶员辅助系统的显示画面；
19.图5是根据第一实施例的第三变型的驾驶员辅助方法的时间线；
20.图6是包括根据第二实施例的驾驶员辅助系统的道路车辆的示意图；
21.图7是根据第二实施例的驾驶员辅助方法的流程图；并且
22.图8示出了根据第一实施例的第二变型的驾驶员辅助系统的显示画面。
具体实施方式
23.虽然本发明服从各种修改和替代形式，但是其特定情况已经通过示例方式在附图
中示出并且将被详细描述。然而，应该理解的是，意图不是将本发明的多个方面限制于所描述的特定实施例。相反，意图是覆盖落于本发明的范围内的所有变型、等同方案和替代方案。
24.对于以下定义的术语，这些定义将适用，除非在权利要求书中或在本说明书中的其它地方给出了不同的定义。
25.如在本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数的对象，除非内容另有明确规定。如在本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“或”在其意义上通常被采用来包括“和/或”，除非内容另有明确规定。
26.以下详细描述应该参考附图来阅读，其中不同附图中的相似元件被相同地编号。详细描述和附图(其并不一定按比例进行绘制)示出了例示性实施例而且并不旨在限制本发明的范围。所描绘的说明性实施例仅旨在作为示例。任何说明性实施例的选定特征都可以并入到附加实施例中，除非另有明确的相反说明。
27.第一实施例
28.在图1和图2中示出了包括根据第一实施例的驾驶员辅助系统10的道路车辆1。如图2所示，该道路车辆1可以包括驾驶室，该驾驶室具有驾驶员座椅20和位于驾驶员座椅20两侧的门30。系统10可以包括内部照明装置12r、12l、12c、声音发射装置13、与内部照明装置12r、12l、12c和声音发射装置13连接的数据处理单元14、以及与数据处理单元14连接的一个或更多个成像传感器15。
29.侧向内部照明装置12r、12l可以分别位于驾驶员座椅20的右侧和左侧，并且可以特别地结合在驾驶室顶棚40、支柱50和/或门30中。中央内部照明装置12c可以位于驾驶室的中央，并且可以特别地结合在中控台60中。这些内部照明装置12r、12l、12c可以包括发光二极管，其可能以条带和/或阵列布置。声音发射装置13可以包括分别位于驾驶员座椅20的右侧和左侧的扬声器13r、13l。在该第一实施例中，成像传感器15可以特别地包括摄像头，其被构造成捕获车辆1在其上行驶的道路2的图像。
30.数据处理单元14可以构造成接收来自成像传感器15的数据，在该数据满足第一条件时通过内部照明装置12r、12l输出第一视觉警报，并且在该数据满足第一条件之后满足第二条件时通过声音发射装置13输出听觉警报。
31.具体地说，在该第一实施例中，数据处理单元14可以构造成根据成像传感器15所捕获的图像来识别道路2上的车道边界3，并且根据这些图像确定侧向距离。这些侧向距离可以是相对于最接近车道边界3的侧向距离dr、d
l
，例如从车辆1的相应侧面或从车辆中心线5测得的。
32.在该第一实施例中，第一条件可以包括距车道边界3的侧向距离dr、d
l
中的任何一个是否低于第一距离阈值d
min1
。该距离阈值可以以绝对值或相对值设定，例如作为车道边界3之间的车道宽度w的分数。
33.此外，在该第一实施例中，第二条件可以包括距车道边界3的侧向距离dr、d
l
中的任何一个是否低于第二距离阈值d
min2
，其显著低于第一阈值d
min1
。
34.因此，驾驶员辅助系统10可以根据一种方法执行lda功能，该方法如图3所示可以包括：步骤s100，其中传感器15可以捕获道路2的图像；步骤s200，其中数据处理单元14可以从传感器15在步骤s100中捕获并且传输至数据处理单元14的图像识别车道边界3；步骤
s300，其中数据处理单元14可以确定相对于最接近车道边界3的侧向距离dr、d
l
；以及步骤s400，其中数据处理单元14可以确定是否满足第一条件，即在这种情况下，距车道边界3的侧向距离dr、d
l
中的任何一个是否低于第一距离阈值d
min1
。如果数据处理单元14在所述步骤s400中确定不满足第一条件，也就是说，在这种情况下，距车道边界3的侧向距离dr、d
l
都不低于第一阈值d
min1
，则可以在步骤s100处重新开始该过程。然而，如果数据处理单元14确定距车道边界3的侧向距离dr、d
l
之一低于第一阈值d
min1
，则数据处理单元14于是可以在随后的步骤s500中通过最靠近车道边界3的一侧的侧向内部照明装置12r、12l输出第一视觉警报。该第一视觉警报可以采取来自最靠近车道边界3一侧的内部照明装置12r、12l最终连同中央内部照明装置12c的光强度和/或颜色的变化的形式，例如通过闪烁一次或重复闪烁。因此，驾驶员可以被温和地提醒车道偏离并且通过周边视觉被建议专注于道路。
35.在随后的步骤s600中，数据处理单元14于是可以确定是否满足第二条件，即在这种情况下，距车道边界3的侧向距离dr、d
l
中的任何一个是否低于第二距离阈值d
min2
。如果数据处理单元14在所述步骤s600中确定不满足第二条件，也就是说，在这种情况下，距车道边界3的侧向距离dr、d
l
都不低于第二阈值d
min2
，则可以在步骤s100处重新开始该过程。然而，如果数据处理单元14确定距车道边界3的侧向距离dr、d
l
之一低于第二阈值d
min2
，则数据处理单元14于是可以在随后的步骤s700中单独地或与第二视觉警报一起通过声音发射装置13输出听觉警报。为了进一步提高驾驶员的情境意识，当声音发射装置13包括分别位于驾驶员座椅20的右侧和左侧的扬声器13r、13l时，听觉警报在最靠近车道边界3的一侧可能更响。因此，可以更持续地提醒驾驶员车道偏离的严重风险。
36.在第一实施例的第一变型中，作为内部照明装置12r、12l、12c的替代或补充，驾驶员辅助系统10可以包括与数据处理单元14连接的显示装置11，用于输出第一和/或第二视觉警报。显示装置11可以例如是液晶显示器、led屏幕或oled屏幕，并且可以例如直接位于驾驶员座椅20的前方。显示装置11可以例如相对于车道边界3示意性地示出车辆1，如图4所示。
37.在第一实施例的第二变型中，第一和/或第二条件可以与距车道中心线4的侧向距离dc相关，该车道中心线与两个最接近车道边界3等距。在这种情况下，数据处理单元14可以构造成在步骤s300中确定相对于与两个最接近车道边界3等距的车道中心线4的所述侧向距离dc，并且在步骤s400和s600中应用的第一和第二条件可以包括距车道中心线4的侧向距离dc是否超过对应的第一和第二距离阈值d
max1
、d
max2
，其中第二距离阈值d
max2
可以显著高于第一距离阈值d
max1
。
38.在第一实施例的第三变型中，第一和/或第二条件可以与时间阈值相关。在这种情况下，在步骤s400和s600中应用的第一和第二条件可以包括距车道边界3的侧向距离dr、d
l
中的任何一个是否已经低于距离阈值d
min
达超过以下时间阈值的周期：第一时间阈值t
max1
以及明显更长的第二时间阈值t
max2
，如图5所示。
39.在第一实施例的第四变型中，第一和/或第二条件可以与道路车辆1相对于车道边界3和/或车道中心线4的侧向速度和/或加速度相关。例如，第一条件可以包括道路车辆1趋近车道边界3之一和/或远离车道中心线4的侧向速度和/或加速度是否超过速度和/或加速度阈值，并且第一视觉警报可以采取来自道路车辆1正朝其转向的一侧的内部照明装置12r、12l最终连同中央内部照明装置12c的光强度和/或颜色的变化的形式，并且第二条件
可以包括距同一侧的车道边界3的侧向距离dr、d
l
是否低于距离阈值d
min
和/或相对于车道中心线4的侧向距离dc是否超过距离阈值d
max
。
40.在第一实施例的第五变型中，驾驶员辅助系统10可以包括附加传感器，比如举例来说转向输入传感器、眼睛追踪传感器和/或生理传感器，数据处理单元14可以连接到这些附加传感器并且构造成基于通过这些附加传感器传输至数据处理单元14的数据来确定驾驶员警觉性水平，并且第二条件可以与该驾驶员警觉性水平相关。例如，第二条件可以是驾驶员警觉性水平是否即使在第一视觉警报之后仍然低于阈值，因此如果驾驶员在第一视觉警报之后不够警觉则将触发听觉警报。
41.这些不同的变型可以以其他方式进行组合，使得例如第三变型的时间阈值可以应用于距车道中心线4的侧向距离dc超过距离阈值d
max
的周期，如第二变型中那样。
42.第二实施例
43.第一实施例提供了具有lda功能的驾驶员辅助系统10和方法。然而，可以将lda功能与其他功能(比如举例来说bsw功能)进行组合。
44.在图6中示出了包括根据第二实施例的驾驶员辅助系统10的道路车辆1。该道路车辆1可以包括类似于图2所示的驾驶室的驾驶室。除了第一实施例的特征之外，系统10可以包括一个或更多个近距传感器16，其连接到数据处理单元14并且构造成检测道路车辆1周围的盲区6中的距离阈值d
bsw
内的障碍物。根据该第二实施例的驾驶员辅助系统和道路车辆1的其余元件类似于第一实施例的元件。
45.数据处理单元14可以构造成接收来自近距传感器16以及来自成像传感器15的数据，在该数据满足第一条件时通过内部照明装置12r、12l输出第一视觉警报，并且在该数据满足第一条件之后满足第二条件时通过声音发射装置13输出听觉警报。
46.具体地说，在该第一实施例中，数据处理单元14可以构造成不仅从成像传感器15所捕获的图像识别道路2上的车道边界3并且从这些图像确定侧向距离，而且还从近距传感器16所捕获的数据确定在盲区6中在距离阈值d
bsw
内是否存在潜在障碍物5。
47.在该第二实施例中，第一条件可以包括在盲区6中在距离阈值d
bsw
内是否有潜在障碍物5。
48.此外，在该第二实施例中，第二条件可以包括距最靠近潜在障碍物5的车道边界3的侧向距离dr、d
l
中的任何一个是否低于另一距离阈值d
min
。
49.因此，驾驶员辅助系统10可以根据图7所示的方法执行组合的bsw和lda功能，其中数据处理单元14在步骤s400中可以确定是否满足第一条件，即在这种情况下，从近距传感器16所捕获并传输的数据确定在盲区6中在距离阈值d
bsw
内是否存在潜在障碍物5。如果数据处理单元14在所述步骤s400中确定不满足第一条件，也就是说，在这种情况下，在盲区6中在距离阈值d
bsw
内不存在任何潜在障碍物5，则可以在步骤s400处重新开始该过程。然而，如果数据处理单元14确定在盲区6中在距离阈值d
bsw
内不存在任何潜在障碍物5，则数据处理单元14于是可以在步骤s500中通过最靠近潜在障碍物5一侧的侧向内部照明装置12r、12l最终连同中央内部照明装置12c输出第一视觉警报。该第一视觉警报可以采取来自最靠近潜在障碍物5一侧的侧向内部照明装置12r、12l最终连同中央内部照明装置12c的光强度和/或颜色的变化的形式，例如通过闪烁一次或重复闪烁。因此，可以通过周边视觉温和地提醒驾驶员存在障碍物。
50.在步骤s100、s200和s300中，传感器15可以捕获道路2的图像，数据处理单元14可以从传感器15所捕获并传输至数据处理单元14的图像识别车道边界3，并且数据处理单元14可以确定相对于最接近车道边界3的侧向距离dr、d
l
，如第一实施例中那样。在随后的步骤s600中，数据处理单元14于是可以确定是否满足第二条件，即在这种情况下，距最靠近潜在障碍物5的车道边界3的侧向距离dr、d
l
是否低于距离阈值d
min
。如果数据处理单元14在所述步骤s600中确定不满足第二条件，也就是说，在这种情况下，距最靠近潜在障碍物5的车道边界3的侧向距离dr、d
l
不低于距离阈值d
min2
，则可以在步骤s400处重新开始该过程。然而，如果数据处理单元14确定距最靠近潜在障碍物5的车道边界3的侧向距离dr、d
l
低于距离阈值d
min
，则数据处理单元14于是可以在步骤s700中单独地或与第二视觉警报一起通过声音发射装置13输出听觉警报。为了进一步提高驾驶员的情境意识，当声音发射装置13包括分别位于驾驶员座椅20的右侧和左侧的扬声器13r、13l时，听觉警报在最靠近潜在障碍物的一侧可能更响。因此，由于车道偏离，可以更持续地提醒驾驶员与盲区内的障碍物发生碰撞的严重风险。
51.在第二实施例的第一变型中，作为内部照明装置12r、12l、12c的替代或补充，驾驶员辅助系统10可以包括与数据处理单元14连接的显示装置11，用于输出第一和/或第二视觉警报。如在第一实施例的第一变型中那样，显示装置11可以例如是液晶显示器、led屏幕或oled屏幕，并且可以例如直接位于驾驶员座椅20的前方。显示装置11可以例如相对于车道边界3和障碍物5示意性地示出车辆1，如图8所示。
52.在第二实施例的第二变型中，第二条件可以与距车道中心线4的侧向距离dc相关，该车道中心线与两个最接近车道边界3等距。在这种情况下，数据处理单元14可以构造成在步骤s300中确定相对于与两个最接近车道边界3等距的车道中心线4的所述侧向距离dc，并且在步骤s600中应用的第二条件可以包括在障碍物5的方向上相对于车道中心线4的侧向距离dc是否超过距离阈值d
max
。
53.在第二实施例的第三变型中，第一和/或第二条件可以与时间阈值相关。在这种情况下，在步骤s400和s600中应用的第一和第二条件可以包括位于盲区6中的潜在障碍物5是否已经处于所述距离阈值d
bsw
内达超过以下时间阈值的周期：第一时间阈值t
max1
以及明显更长的第二时间阈值t
max2
，如图5所示。
54.在第二实施例的第四变型中，第二条件可以与道路车辆1相对于车道边界3和/或车道中心线4的侧向速度和/或加速度相关。例如，第二条件可以包括道路车辆1趋近最靠近障碍物5的车道边界3和/或沿障碍物5的方向远离车道中心线4的侧向速度和/或加速度是否超过速度和/或加速度阈值。
55.在第二实施例的第五变型中，驾驶员辅助系统10可以包括附加传感器，比如举例来说转向输入传感器、眼睛追踪传感器和/或生理传感器，数据处理单元14可以连接到这些附加传感器并且构造成基于通过这些附加传感器传输至数据处理单元14的数据来确定驾驶员警觉性水平，并且第二条件可以与该驾驶员警觉性水平相关。例如，第二条件可以是驾驶员警觉性水平是否即使在第一视觉警报之后仍然低于阈值，因此如果驾驶员在第一视觉警报之后不够警觉则将触发听觉警报。
56.这些不同的变型可以以其他方式进行组合，使得例如第三变型的时间阈值可以应用于距车道中心线4的侧向距离dc超过距离阈值d
max
的周期，如第二变型中那样。
57.本领域的技术人员将意识到的是除了本文所描述和可想到的特定实施例和变型之外，本发明还可以以多种形式体现，尤其是通过组合来自这些单个实施例以及它们的各种变型的特征。因此，在不脱离如所附权利要求书中描述的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行变化。

技术特征：
1.一种用于辅助道路车辆的驾驶员的方法，其特征在于，包括：在数据处理单元处接收至少表示所述道路车辆的相对位置的数据；当所述数据处理单元确定所述数据满足第一条件时，通过显示装置和/或内部照明装置输出视觉警报；和当所述数据处理单元确定所述数据在满足所述第一条件之后满足第二条件时，通过声音发射装置输出听觉警报。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视觉警报包括来自相对于驾驶员座椅位于所述道路车辆的一侧的侧向内部照明装置以及可选地中央内部照明装置的光强度和/或颜色的变化。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述侧向内部照明装置被包含在驾驶室顶棚、支柱和/或门中。4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述道路车辆的所述一侧是最靠近车道边界和/或障碍物的一侧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述视觉警报包括在所述显示装置上显示所述道路车辆的相对位置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一条件和所述第二条件中的至少一个包括距离阈值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述距离阈值是相对于车道边界或中心线的侧向距离的阈值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述距离阈值是基于车道宽度的相对侧向距离阈值。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述距离阈值是相对于位于盲区中的障碍物的距离的阈值。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一条件和所述第二条件中的至少一个包含侧向速度和侧向加速度阈值中的至少一个。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一条件和所述第二条件中的至少一个包含时间阈值。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一条件和所述第二条件中的至少一个包含驾驶员警觉性水平。13.一种用于辅助道路车辆的驾驶员的系统，其特征在于，包括：显示装置和/或内部照明装置；声音发射装置；数据处理单元，其被构造成接收至少表示所述道路车辆的相对位置的数据，在所述数据满足第一条件时通过所述显示装置和/或内部照明装置输出视觉警报，并且在所述数据满足所述第一条件之后满足第二条件时通过所述声音发射装置输出听觉警报。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，进一步包括与所述数据处理单元连接的至少一个传感器，用于捕获所述数据的至少一部分并将所述数据传输到所述数据处理单元。15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括至少一个成像
传感器和/或近距传感器。

技术总结
本公开涉及辅助道路车辆的驾驶员的方法和系统。数据处理单元接收至少表示道路车辆的相对位置的数据，在数据处理单元确定数据满足第一条件时通过显示装置和/或内部照明装置输出视觉警报，并且在数据处理单元确定数据满足第一条件之后满足第二条件时通过声音发射装置输出听觉警报。置输出听觉警报。置输出听觉警报。


技术研发人员：小野史晓 詹卡洛
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：2022.10.19
技术公布日：2023/6/27