ОЦЕНКА ВНИМАНИЯ ВОДИТЕЛЯ Российский патент 2020 года по МПК B60W50/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к системам и способам для оценивания сосредоточенности водителя на задаче вождения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Изощренные автомобильные электронные устройства могут предусматривать совокупность признаков и функций, с которыми может взаимодействовать водитель. Более того, возрастает количество имеющихся в распоряжении портативных вычислительных и телекоммуникационных устройств, таких как сотовые телефоны, планшеты и носимые устройства. Как результат, эти портативные устройства вероятнее должны присутствовать в транспортном средстве. Чрезмерное использование этих электронных и портативных устройств во время вождения может отвлекать внимание водителя от дороги.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Система оценки водителя для транспортного средства включает в себя один или более контроллеров, запрограммированных формировать для отображения параметр, указывающий уровень внимания водителя к вождению транспортного средства за временной период, на основании дополнения взвешенного среднего множества счетов. По меньшей мере некоторые из счетов представляют собой количество событий взаимодействия между водителем и информационно-развлекательной системой в транспортном средстве в течение временного периода. Один или более контроллеров дополнительно могут быть запрограммированы связывать параметр с географическими координатами, пройденными транспортным средством, в течение временного периода и, в ответ на запрос внимания водителя, включающий в себя географические координаты, выводить параметр. Один или более контроллеров дополнительно могут быть запрограммированы накапливать один из счетов, так чтобы, в ответ на возникновение события взаимодействия, при котором один из счетов является большим, чем ноль, и таймер счета превышает предопределенное предельное время, таймер счета уменьшался согласно разности между таймером счета и частным предопределенного предельного времени и одного из счетов. Временной период может определяться периодом времени скользящего окна. Один или более контроллеров дополнительно могут быть запрограммированы регистрировать значение параметра для каждого из временных периодов, определяющих ездовой цикл. По меньшей мере один из множества счетов может представлять собой количество событий отведения взгляда от дороги в течение временного периода. События отведения взгляда могут быть основаны на направлении взгляда глаз или положении головы водителя. Информационно-развлекательная система может быть сотовым телефоном, комбинацией приборной панели или центральной наборной консолью.

Способ оценки водителя включает в себя, посредством контроллера, накопление счета событий невнимания водителя, так чтобы, в ответ на возникновение события взаимодействия и превышение таймером счета предельного значения, таймер счета уменьшался согласно разности между таймером счета и частным предельного значения и счета. Способ также включает в себя отображение значения состояния внимания водителя, которое основано на дополнении взвешенного среднего, которое включает в себя счет. Способ дополнительно может включать в себя связывание значения состояния внимания водителя с географическими координатами и, в ответ на запрос внимания водителя, включающий в себя географические координаты, вывод значения состояния внимания водителя. Способ дополнительно может включать в себя регистрацию значения внимания водителя для каждого из множества временных периодов, определяющих ездовой цикл, и, по завершению ездового цикла, отображение среднего значения по меньшей мере некоторых из значений состояния внимания водителя. Способ дополнительно может включать в себя беспроводную передачу значения состояния внимания водителя вовне. Счет событий невнимания водителя может представлять собой количество событий отведения взгляда от дороги за временной период. События отведения взгляда могут быть основаны на направлении взгляда глаз или положении головы водителя.

Транспортное средство включает в себя интерфейс, и один или более контроллеров, запрограммированных, в ответ на запрос внимания водителя, формировать, для отображения через интерфейс, параметр, указывающий уровень внимания водителя к вождению транспортного средства за выбранный период времени, основанный на дополнении взвешенного среднего, имеющего значение между нулем и единицей, множества счетов. По меньшей мере некоторые из счетов представляют собой количество событий взаимодействия между водителем и информационно-развлекательной системой в транспортном средстве в течение выбранного периода времени. Один или более контроллеров дополнительно могут быть запрограммированы накапливать один из счетов, так чтобы, в ответ на возникновение события взаимодействия, при котором один из счетов является, чем ноль, и значение таймера счета превышает предопределенное предельное время, значение уменьшалось согласно разности между таймером счета и частным предопределенного предельного времени и одного из счетов. Выбранный период времени может определять ездовой цикл. По меньшей мере один из множества счетов может представлять собой количество событий отведения взгляда от дороги в течение выбранного периода времени. События отведения взгляда могут быть основаны на направлении взгляда глаз или положении головы водителя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - структурная схема системы оценки внимания водителя.

Фиг. 2A и 2B - графики, избирательно показывающие, соответственно, события невнимания водителя по времени и соответствующий счет таковых за период времени скользящего окна.

Фиг. 3 - структурная схема алгоритма для подсчета событий невнимания водителя.

Фиг. 4A и 4B - графики, избирательно показывающие, соответственно, события невнимания водителя по времени и соответствующий счет таковых с использованием алгоритма по фиг. 3.

Фиг. 5 - структурная схема транспортного средства, включающего в себя систему оценки внимания водителя по фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны в материалах настоящей заявки. Должно быть понятно, однако, что раскрытые варианты осуществления являются всего лишь примерами, и другие варианты осуществления могут принимать различные и альтернативные формы. Фигуры не обязательно должны определять масштаб; некоторые признаки могли бы быть преувеличены или преуменьшены, чтобы показывать подробности конкретных компонентов. Поэтому, конкретные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в материалах настоящей заявки, должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а только в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники по-разному использовать настоящее изобретение. Как будут понимать рядовые специалисты в данной области техники, различные признаки, проиллюстрированные и описанные со ссылкой на любую одну из фигур, могут комбинироваться с признаками, проиллюстрированными на одной или более других фигур, для создания вариантов осуществления, которые не проиллюстрированы и не описаны явно. Проиллюстрированные комбинации признаков дают показательные варианты осуществления для типичных применений. Различные комбинации и модификации признаков, совместимых с доктринами этого изобретения, однако, могли бы быть желательны для конкретных применений или реализаций.

Водители имеют доступ к многообразию находящихся в транспортном средстве информационно-развлекательных систем, таких как центральные наборные консоли, комбинации приборов, мобильные телефоны, носимые устройства, и т. д. Расширенное использование этих устройств в течение периодов вождения может снижать сосредоточенность и внимание водителя. Хотя различные системы могут предусматривать предупреждения или отложенную доставку информации на основании степени, в которой водитель взаимодействует с информационно-развлекательными устройствами, кроме того, может быть полезно предусматривать измеритель общей внимательности водителя. То есть, может быть полезно представлять уровень внимания водителя к задаче вождения за данный период времени (например, ездовой цикл, выбранную часть ездового цикла, и т. д.) в виде функции его совокупного взаимодействия с имеющимися в распоряжении устройствами в течение такого периода времени: высокое взаимодействие предполагало бы низкую внимательность водителя к задаче вождения, низкое взаимодействие предполагало бы высокую внимательность водителя к задаче вождения. Числовые значения, символы, пиктограммы, и т. д., могут использоваться для передачи уровня внимания водителя.

Со ссылкой на фиг. 1, один или более процессоров 10 могут реализовывать набор алгоритмов, структурированных для формирования параметра, представляющего уровень внимания водителя к задаче вождения. Для начала, данные, касающиеся отклонений положения головы водителя, взаимодействия с центральным набором, взаимодействия с комбинацией приборов, взаимодействия с присоединенным принесенным устройством, и т. д., собираются с помощью соответственных алгоритмов 12, 14, 16, 18 подсчета. В качестве примера, находящиеся в транспортном средстве камеры могут использоваться для отслеживания направления взгляда глаз или положения головы водителя с использованием известных технологий. Если взгляд или положение оценены в качестве находящихся в стороне от дороги в течение по меньшей мере некоторого предопределенного периода времени (например, с использованием известных технологий рекурсивной обработки сигналов для определения кратковременных отводов взгляда, более длительных, чем предопределенный период времени), значению накопителя, PE, может даваться положительное приращение. Подобным образом, если сигналы из центральной наборной консоли, комбинации панели приборов, принесенного устройства на связи с транспортным средством, и т. д., указывают, что водитель занят ими, соответственным значениям накопителя, CS, Cl, BD может даваться положительное приращение.

Любое количество технологий может использоваться для отслеживания уровня взаимодействия с вышеупомянутыми подсистемами и устройствами. Фиг. 2A показывает количество взаимодействий с данным информационно-развлекательным устройством в течение периода времени 55 секунд. Значение 1 указывает событие взаимодействия, такое как касание экрана, поворачивание круговой шкалы, набор номера на сотовом телефоне, и т. д. А значение 0 указывает отсутствие события взаимодействия. Фиг. 2B показывает соответствующий счет кольцевого буфера со скользящим окном в 12 секунд. Несмотря на то, что результат подсчета из кольцевого буфера является точным накопленным счетом в течение скользящего окна в 12 секунд, частота выборки 50 Гц будет требовать 600 ячеек памяти для хранения данных.

Со ссылкой на фиг. 3, может использоваться альтернативный алгоритм подсчета, который требует всего лишь двух регистров постоянного размера: один для счета и один для таймера счета. Если событие взаимодействия выявлено в блоке 24 принятия решения, счету дается положительное приращение на операции 26. Если счет является большим, чем 0, в блоке 28 принятия решения, алгоритм переходит к блоку 30 принятия решения. Если таймер счета является меньшим, чем предопределенное предельное время, таймеру счета дается положительное приращение на операции 32. Счет затем выводится на операции 34. Алгоритм затем возвращается к блоку 24 принятия решения.

Таким образом, при инициализации системы, таймер счета остается на 0 до возникновения первого события взаимодействия - в какой момент времени таймер счета начинает возрастать по значению вплоть до предопределенного предельного времени. Предопределенное предельное время фактически диктует скорость, с которой счет будет затухать в отсутствие дополнительных событий взаимодействия: чем меньше предельное значение, тем быстрее затухание; чем больше предельное значение, тем медленнее затухание. Отсюда, предельное значение может выбираться или настраиваться для достижения требуемого затухания для конкретного информационно-развлекательного устройства. Например, предельное значение может быть выбрано так, чтобы счет для взаимодействий с мобильным устройством затухал медленнее по сравнению с взаимодействиями с круговой шкалой уровня громкости радиоприемника, так как взаимодействия с мобильным устройством могут быть отвлекающими в большей степени, чем взаимодействия с круговой шкалой уровня громкости радиоприемника, и т.д.

Возвращаясь к блоку 30 принятия решения, если таймер является большим, чем предельное значение, таймер, на операции 32, уменьшается на долю своего значения согласно разности между таймером и частным предельного значения и счета. Дополнительно, дается отрицательное приращение счетчику. Алгоритм затем переходит на операцию 34.

Как только таймер счета превышает предельное значение, значение счета больше не возрастает, так как любое положительное приращение для счета, которое имело место на операции 26, в таком случае устранено на операции 36. Излагая иначе, как только таймер счета превышает предельное значение, значение счета будет либо оставаться прежним (при наличии событий взаимодействия) или уменьшаться по значению.

Возвращаясь к блоку 28 принятия решения, если счет равен 0, таймер сбрасывается в 0. Алгоритм затем возвращается к блоку 24 принятия решения.

Фиг. 4A вновь показывает количество взаимодействий с данным информационно-развлекательным устройством в течение периода времени 55 секунд. (Такое же количество взаимодействий с той же самой частотой, как фиг. 2A). Фиг. 4B показывает соответствующий счет, использующий эффективный по памяти алгоритм по фиг. 3. Сравнивая фиг. 2B и 4B, эффективный по памяти алгоритм аппроксимирует счет с хорошей степенью точности, но с гораздо меньшими накладными расходами.

Вновь со ссылкой на фиг. 1, соответственные счеты PE, CS, Cl и BD выдаются в алгоритм 40 агрегирования состояния внимания. В одном из примеров, соответственные счеты суммируются с использованием взвешенного среднего для формирования значения агрегации состояния внимания, ASA, согласно уравнению

Уравнение (1)

где N - количество отслеживаемых устройств взаимодействия водителя, y_i - накопленные инциденты устройств взаимодействия, а w_i - вес, приписанный каждому поддающемуся контролю устройства зависимому элементу. Веса могут выбираться так, чтобы любая результирующая ASA имела значение между 0 и 1. И веса могут выбираться, чтобы учитывать, что некоторые взаимодействия могут быть в большей степени отвлекающими, чем другие: набор номера на принесенном устройстве (таком как сотовый телефон) может быть в большей степени отвлекающим, чем обращение к циферблату на комбинации приборов. Отсюда, в некоторых вариантах осуществления, скорости, с которыми затухают счеты, и веса, связанные со счетами, могут быть разными, чтобы отражать, что определенные типы взаимодействий являются более сложными, чем другие.

С использованием входных данных PE, CS, Cl и BD, ASA была бы задана согласно

Уравнение (2)

Однако, может использоваться любая пригодная технология агрегирования.

ASA затем выдается в алгоритм 42 оценки состояния внимания водителя. В одном из примеров, значение состояния внимания водителя, DASV, может вычисляться в качестве дополнения ASA согласно уравнению

Уравнение (3)

Отсюда, DASV дает значение между 0 и 1, которое может быть нормировано в виде процентиля и сгруппировано в разные категории, чтобы отражать внимание водителя за данный период времени. Значения в диапазоне от 80% до 100% могут представлять собой высокое внимание водителя к задаче вождения, тогда как значения в диапазоне от 0% до 20% могут представлять собой низкое внимание водителя к задаче вождения.

Соответственные счеты, обсужденные выше, могут подвергаться выборке в выбранные или периодические промежутки времени, а уравнения (2) и (3) использоваться для формирования DASV за такой период. Эти DASV, например, могут усредняться, чтобы раскрывать DASV для данного ездового цикла, или, например, связываться с различными географическими участками ездового цикла, так чтобы могло оцениваться внимание водителя для участка вождения в городе или участка автомагистрали ездового цикла. В качестве примера, DASV может формироваться каждую минуту, и каждое DASV может связываться с текущими географическими координатами транспортного средства для такого промежутка времени. Пользователь затем может запрашивать DASV для конкретной части ездового цикла с помощью запроса DASV, связанного с географическими координатами, определенными конкретной частью ездового цикла. В таком случае, могут сообщаться значения для DASV или его среднего. Другие сценарии также предполагаются.

Со ссылкой на фиг. 5, транспортное средство 44 включает в себя множество подсистем или устройств, с которыми водитель может взаимодействовать, таких как центральная наборная консоль 46 и комбинация 48 приборной панели. Водитель также мог принести в транспортное средство 44 устройство 50, такое как сотовый телефон или носимое устройство, которые находятся на связи с различными контроллерами и инфраструктурой связи транспортного средства 44 с использованием известных технологий. Кроме того, дополнительно, транспортное средство 44 может включать в себя систему 51 камер, выполненную, как известно в данной области техники, с возможностью отслеживать движения головы или направлений взгляда глаз водителя. Данные, указывающие, является ли водитель взаимодействующим с любым из центральной наборной консоли 46, комбинации 48 приборной панели или принесенного устройства 50, могут выдаваться в систему 10 оценки внимания водителя через локальную сеть автомобиля или другие линии связи между ними. Подобным образом, данные, представляющие собой положение головы или направление взгляда глаз водителя, могут выдаваться в систему 10 оценки внимания водителя. С использованием алгоритмов, описанных выше, процессоры системы 10 оценки внимания водителя могут формировать DASV из предоставленных данных.

DASV может пересылаться в контроллер 52, который может избирательно выдавать DASV на интерфейс 54 для отображения, в память 56 для более позднего извлечения или в передатчик (или иным образом) для передачи вовне.

Последовательности операций, способы или алгоритмы, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут быть подлежащими выполнению или реализованы устройством обработки, контроллером или компьютером, которые могут включать в себя существующий программируемый электронный блок управления или специальный электронный блок управления. Подобным образом, процессы, способы или алгоритмы могут храниться в качестве данных и инструкций, исполняемых контроллером или компьютером, во многих формах, в том числе, но не в качестве ограничения, информации, постоянно хранимой на незаписываемом запоминающем носителе, таком как устройства ПЗУ (постоянного запоминающего устройства, ROM), и информации, с возможностью изменения хранимой на записываемом запоминающем носителе, таком как гибкие диски, магнитные ленты, CD (компакт-диски), устройства ОЗУ (оперативного запоминающего устройства, RAM) и другие магнитные и оптические носители. Процессы, способы или алгоритмы также могут быть реализованы в программном исполняемом объекте. В качестве альтернативы, процессы, способы или алгоритмы могут быть воплощены полностью или частично с использованием пригодных аппаратных компонентов, таких как специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), конечные автоматы, контроллеры или другие аппаратные компоненты или устройства, или комбинации аппаратных средств, программных средств и программно-аппаратных компонентов.

Словесные формулировки, используемые в описании изобретения, скорее являются словесными формулировками описания, нежели ограничения, и понятно, что различные изменения могут быть произведены, не выходя из сущности и объема раскрытия. Как описано ранее, признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения, которые могут не быть описаны или проиллюстрированы в прямой форме. Несмотря на то, что различные варианты осуществления могли бы быть описаны в качестве обеспечивающих преимущества или являющихся предпочтительными над другими вариантами осуществления или реализациями предшествующего уровня техники, что касается одной или более требуемых характеристик, рядовые специалисты в данной области техники осознают, что один или более признаков или характеристик могут быть скомпрометированы для достижения требуемых общих свойств системы, которые зависят от конкретных применения и реализации. Эти свойства могут включать в себя, но не в качестве ограничения: себестоимость, прочность, надежность, затраты в течение жизненного цикла, пригодность для продажи, внешний вид, упаковку, габариты, ремонтопригодность, вес, технологичность, легкость сборки, и т. д. По существу, варианты осуществления, описанные в качестве менее желательных, чем другие варианты осуществления или реализации предшествующего уровня техники, в отношении одной или более характеристик не выходят за пределы объема раскрытия и могут быть желательны для конкретных применений.

Изобретение относится к системам помощи при вождении. Система оценки водителя для транспортного средства содержит один или более контроллеров, запрограммированных формировать для отображения параметр, указывающий уровень внимания водителя к вождению транспортного средства за временной период, на основании дополнения взвешенного среднего множества счетов. По меньшей мере некоторые из счетов представляют собой количество событий взаимодействия между водителем и информационно-развлекательной системой в транспортном средстве в течение временного периода. Достигается повышение безопасности управления транспортным средством. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система оценки водителя для транспортного средства, содержащая:

контроллер, запрограммированный формировать для отображения параметр, указывающий уровень внимания водителя к вождению транспортного средства за период времени скользящего окна, на основании дополнения взвешенного среднего множества счетов, по меньшей мере некоторые из которых представляют собой количество событий взаимодействия между водителем и информационно-развлекательной системой в транспортном средстве в течение временного периода.

2. Система по п. 1, в которой контроллер также запрограммирован связывать параметр с географическими координатами, пройденными транспортным средством, в течение временного периода и, в ответ на запрос внимания водителя, включающий в себя географические координаты, выводить параметр.

3. Система по п. 1, в которой контроллер также запрограммирован накапливать один из счетов, так что, в ответ на возникновение события взаимодействия, при котором один из счетов является большим чем ноль и таймер счета превышает предопределенное предельное время, таймер счета уменьшается согласно разности между таймером счета и частным предопределенного предельного времени и одного из счетов.

4. Система по п. 1, в которой контроллер также запрограммирован регистрировать значение параметра для временных периодов, определяющих ездовой цикл.

5. Система по п. 1, в которой по меньшей мере один из множества счетов представляет собой количество событий отведения взгляда от дороги в течение временного периода.

6. Система по п. 5, в которой события отведения взгляда основаны на направлении взгляда глаз или положении головы водителя.

7. Система по п. 1, в которой информационно-развлекательная система является сотовым телефоном, комбинацией приборной панели или центральной наборной консолью.

8. Способ оценки водителя, содержащий этапы, на которых:

посредством контроллера

накапливают счет событий невнимания водителя, так чтобы, в ответ на возникновение события невнимания и превышение таймером счета предельного значения, таймер счета уменьшался согласно разности между таймером счета и частным предельного значения и счета, и

отображают значение состояния внимания водителя, которое основано на дополнении взвешенного среднего, которое включает в себя счет.

9. Способ по п. 8, содержащий также этап, на котором связывают значение состояния внимания водителя с географическими координатами и, в ответ на запрос внимания водителя, включающий в себя географические координаты, выводят значение состояния внимания водителя.

10. Способ по п. 8, содержащий также этап, на котором регистрируют значение внимания водителя для каждого из множества временных периодов, определяющих ездовой цикл, и по завершению ездового цикла.

11. Способ по п. 8, содержащий также этап, на котором беспроводным образом передают значение состояния внимания водителя вовне.

12. Способ по п. 8, в котором счет событий невнимания водителя представляет собой количество событий отведения взгляда от дороги за временной период.

13. Способ по п. 12, в котором события отведения взгляда основаны на направлении взгляда глаз или положении головы водителя.

14. Транспортное средство, содержащее:

интерфейс; и

один или более контроллеров, запрограммированных, в ответ на запрос внимания водителя, формировать для отображения через интерфейс параметр, указывающий уровень внимания водителя к вождению транспортного средства за выбранный период времени, на основании дополнения взвешенного среднего, имеющего значение между нулем и единицей, множества счетов, по меньшей мере некоторые из которых представляют собой количество событий взаимодействия между водителем и информационно-развлекательной системой в транспортном средстве в течение выбранного периода времени, и накапливать один из счетов, так что, в ответ на возникновение события взаимодействия, при котором один из счетов является большим чем ноль и значение таймера счета превышает предопределенное предельное время, значение таймера счета уменьшается согласно разности между таймером счета и частным предопределенного предельного времени и одного из счетов.

15. Транспортное средство по п. 14, в котором выбранный период времени определяет ездовой цикл.

16. Транспортное средство по п. 14, в котором по меньшей мере один из счетов представляет собой количество событий отведения взгляда от дороги в течение выбранного периода времени.

17. Транспортное средство по п. 16, в котором события отведения взгляда основаны на направлении взгляда глаз или положении головы водителя.