(57)【要約】  本発明は、車両、特に自動車の運転者が不注意になったときを検出するために用いられる方法及び制御装置に関する。本発明の目的は、運転者の不注意に関する情報の精度を向上させることである。結果として、かじ取り非動作段階に加えて、それに続くかじ取り動作が監視される。かじ取り非動作段階とかじ取り動作とが組み合わせられ、前記組み合わせの結果が、運転者の不注意の程度に関する測度として用いられる。運転者の不注意の程度の測度は、前記方法が行われたときに決定される運転者固有の少なくとも１つのパラメータに依存する。運転者固有の少なくとも１つのパラメータが決定される時間間隔の間にも運転者の不注意を認識することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者が不注意になったときを検出する方法であって、前記不注意が、かじ取り非動作段階とそれに引き続くかじ取り動作とに基づいて決定され、前記不注意が、時間間隔Ｔｉ内で決定される運転者固有の少なくとも１つのパラメータに基づいて決定される方法において、
前記不注意が前記時間間隔Ｔｉの間にも決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記運転者の不注意が検出されたときに、情報、特に、音響的又は視覚的な警告メッセージが前記車両の運転者に出力されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
かじ取り非動作段階が検出され、検知されたハンドル角及び／又は前記検知されたハンドル角の経時変化が評価されることによって、前記かじ取り非動作段階の大きさの大きさが得られ、前記かじ取り非動作段階に続くかじ取り動作が検出されハンドル角の経時変化が評価されることによって、前記かじ取り動作の大きさの大きさが得られ、車両が運転されているときに、前記かじ取り非動作段階と前記かじ取り動作との論理結合の結果を評価することによって、前記運転者の不注意の重大度の測度が得られることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
前記かじ取り非動作段階が、所定のハンドル角間隔（Δｘ）内に前記ハンドル角が留まる時間間隔として得られることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ハンドル角間隔が、車両の現在の速度に基づいて予め決定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
先のかじ取り非動作段階に続く前記かじ取り動作が、続いて生じる前記ハンドル角の最大勾配の形態で得られることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記かじ取り非動作段階の持続時間の形態の前記かじ取り非動作段階の大きさが所定の最小持続時間よりも長く、前記ハンドル角の前記最大勾配が所定の勾配閾値を超えた場合に、前記かじ取り非動作段階と前記かじ取り動作との前記論理結合が生じることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
走行中に、前記運転者固有の少なくとも１つのパラメータを２回以上決定できることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記運転者固有の少なくとも１つのパラメータが、前記車両の運転者に前記情報が出力される前記不注意の測度に関連することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
車両の運転者の不注意を検出するための制御ユニット（１００）であって、
車両の現在のハンドル角を検知するためのハンドル角センサ（１１０）と、
検知された前記ハンドル角に応答して、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を行うための制御装置（１２０）、好ましくはマイクロコントローラと、
前記方法が行われている間に、運転者の不注意が検出された場合、音響的及び／又は視覚的な警告メッセージを前記運転者に出力するための警告装置（１３０）と、を備える制御ユニット（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の、特に自動車の運転者が不注意になったときを検出するための請求項１の前段に記載の方法に関する。さらに、本発明は、車両の運転者の不注意を検出するための制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、かじ取り速度の分布及びかじ取り動作の頻度が、設定された基準値と比較されることによって、運転者の状態が監視される方法を開示している。基準値は走行開始時に必要とされる。
【０００３】
特許文献２は、かじ取り非動作段階と引き続くかじ取り動作とが検出される、車両の運転者の疲労を検出するための方法を開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２３７９０Ａ号公報
【特許文献２】特開平７−９３６７８Ａ号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この従来技術に基づいて、本発明の目的は、運転者の起こり得る不注意のより確実な検出を可能にする方法と、この方法を行うための制御ユニットとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。
【０００７】
請求項１による方法では、かじ取り非動作段階と引き続くかじ取り動作とが検出される。ハンドル角の経時変化が評価されることによって、かじ取り動作の大きさの大きさが決定される。かじ取り非動作段階の大きさとかじ取り動作の大きさとの論理結合の結果が評価されることによって、運転者が車両を運転しているときの運転者の不注意の重大度の測度が得られる。
【０００８】
運転者の不注意を検出する際に、本発明は、かじ取り非動作段階と、不注意の状態が存在しているときに典型的に生じるやや激しいかじ取り動作とを有利に識別する。したがって、かじ取り非動作段階及び引き続くかじ取り動作の両方が互いに組み合わせて検出された場合、不注意の状態が推定される。不注意の重大度の測度を得るために、検出されたかじ取り非動作段階及びかじ取り動作の両方が互いに論理的に組み合わせられ、次に、結果が評価される。
【０００９】
最近の車両、特に自動車において、センサは、通常、ハンドル角ｘを検知するために設けられる。このため、有利なことに、上記方法を実行するために追加のセンサが原則として必要ではない。
【００１０】
かじ取り非動作段階の大きさ、すなわち、かじ取り非動作段階の持続時間の評価は、ハンドル角とかじ取り動作の大きさとを評価することによって、生じるハンドル角の最大勾配を検知することによって有利に得られる。
【００１１】
運転者の不注意の重大度の測度を得るためのかじ取り非動作段階の大きさとかじ取り動作の大きさとの論理結合は、例えば、多次元演算子によって行われる。この論理結合は、好ましくは、かじ取り非動作段階及び予想された引き続くかじ取り動作の各々が、所定の最小程度で生じた場合にのみ行われる。かじ取り非動作段階又はかじ取り動作が、十分に高い程度実行されなかった場合、運転者が不注意の状態にはないことが推定される。
【００１２】
本発明の有利な一実施形態では、Ｓ字関数を用いて、論理結合の結果、すなわち、例えば演算子の論理結合の結果を確率値にマッピングできる。このようにして、運転者が車両を運転している特定の時間において、運転者が不注意であった確率を０％〜１００％の間で特定することが可能である。
【００１３】
車両の運転者の注意又は不注意に関する判断の信頼性を向上させるために、論理結合の結果を評価するだけでなく、このような複数の論理結合の結果についての判断を支持ことも推奨される。この関連において、論理結合から得られた各々の結果が重み係数で重み付けされ、重み付けされた複数の論理結合の結果から数学的な平均値を出し、平均化された論理結合の結果を最終的に得ることで、運転者の不注意に関する判断をより確実に導き出すことができる。次に、この平均化された論理結合の結果により、平均化されていない論理結合の結果と比較して、運転者が車両を運転している特定の時間における運転者の不注意の重大度のより確実な測度が表される。
【００１４】
最後に、特に、車両の運転者に、視覚的又は音響的な警告メッセージの形態で、検出された不注意について通知すると有利である。
【００１５】
運転者の不注意の決定は、運転者固有の少なくとも１つのパラメータに基づいて有利に行われる。この運転者固有のパラメータは走行中に時間間隔Ｔｉ内で決定される。ここで、運転者固有の少なくとも１つのパラメータが決定されている時間間隔Ｔｉの間にも、不注意を決定できることが有利である。このようにして、必要に応じて、時間間隔Ｔｉの間に運転者に警告することも可能である。
【００１６】
複数の時間間隔Ｔｉの間に、運転者固有の少なくとも１つのパラメータを決定できることが特に有利である。第１の時間間隔Ｔｉは、例えば、走行開始時に位置させることができる。次に、引き続き連続する時間間隔Ｔｉの間に、運転者固有の少なくとも１つのパラメータを決定することが可能である。このことにより、運転者固有のパラメータを連続的に対応して調節することが可能になる。さらに、互いに連続しない特定の時間間隔Ｔｉの間にのみ、運転者固有の少なくとも１つのパラメータを決定することが可能である。
【００１７】
本発明の有利な一実施形態では、運転者固有の少なくとも１つのパラメータは、情報が車両の運転者に出力される不注意の測度に関連する。結果として、運転者に警告を発し始めるいわゆるトリガ閾値は、運転者固有にまた運転者の瞬間状態に基づいて設定される。
【００１８】
この結果、運転者固有の特性の検出の信頼性が極めて有利に向上する。適合は、開始段階に限定されず、比較的長い距離にわたる変化も考慮される。このことは、不注意の場合に、特に、疲労を検出する場合に留意すべきである、なぜなら、これらの要因（不注意、特に疲労）が長距離走行で特に重要な意味を持つからである。
【００１９】
本方法の他の有利な改良形態は従属請求項の主題である。
【００２０】
本発明の上記目的は、上記方法を行うための制御ユニットによっても達成される。その解決策の利点は、上記方法に関する利点に一致する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、車両の、特に自動車の運転者の不注意を検出する本発明の方法を行うための制御ユニット１００を示している。制御ユニットは、車両に取付けられ、現在のハンドル角ｘ、すなわち、運転者が行うかじ取り動作を検知するためのハンドル角センサ１１０を備える。さらに、制御ユニット１００は、好ましくはマイクロコントローラとして具体化される制御装置１２０を備える。制御装置１２０は、ハンドル角センサ１１０によって発生されかつハンドル角ｘを表すセンサ信号を検知する。
【００２２】
ハンドル角ｘは運転者の不注意の第１の好ましい指標を表す。ハンドル角に加えて、制御装置１２０は、基本的に、運転者の不注意の別の指標として、他のセンサ１１２、１１４から別のセンサ信号を受信して評価することもできる。
【００２３】
運転者の不注意を検出するために、コンピュータプログラム１２２が制御装置１２０で動作し、前記コンピュータプログラム１２２が、以下に説明する本発明の方法に従って、ハンドル角ｘを指標として評価することによって、不注意を検出する。運転者の不注意が検出された場合、制御装置１２０が警告装置１３０を作動させ、この結果、その警告装置が音響的又は視覚的な警告メッセージを運転者に出力すると有利である。警告メッセージによって、運転者が車両を運転しているときに、運転者の注意が運転者の不注意な動作に向けられ、運転者には、再び注意深くなる機会が与えられる。
【００２４】
図２は、運転者の不注意が、本発明を用いて検出されたときに存在する形態のハンドル角の典型的な分布を示している。この分布は、それが、当初、実質的に変化しないかじ取り非動作段階ＬＲを有する限りにおいては、運転者の不注意が存在する場合の典型的なものである。図２において、かじ取り角は、かじ取り非動作段階ＬＲの間に、２つの平行な水平線によって定められる偏向範囲Δｘに留まる。次に、このかじ取り非動作段階ＬＲに続く非常に強い又は激しいかじ取り動作ＬＡは、本発明の意味において、不注意が存在している場合の特性である。非動作段階の終了時におけるかじ取り角ｘの急増によるこの激しいかじ取り動作ＬＡが、図２に示されている。
【００２５】
図３は、上記の制御ユニット１００を使用して実現される本発明の方法を示している。図３に示されているフローチャートは、本方法の９つのステップＳ０〜Ｓ８を示している。
【００２６】
開始ステップＳ０の後に、図３による方法により、最初に、車両のハンドルのかじ取り動作の検知、すなわち、ハンドル角ｘの形態の運転者のかじ取り動作の検知が行われる（ステップＳ１）。次に、第２のステップＳ２では、検知されたハンドル角ｘに基づき、かじ取り非動作段階ＬＲ４（図２を参照）の検出が行われる。かじ取り非動作段階の大きさは、特に、かじ取り非動作段階の持続時間を意味する。車両のかじ取り角が、予め規定された角度間隔Δｘ（図２を参照）内にある間は、かじ取り非動作段階が生じている。次に、この状態の持続時間は、かじ取り非動作段階ＬＲの大きさを表す。
【００２７】
次に、ステップＳ３では、検出されたかじ取り非動作段階に続くかじ取り動作の大きさが検出される。このために、次に生じるかじ取り角の最大勾配が得られる。図２において、この勾配は、ハンドル角が角度間隔Δｘから外れた後に生じた形態で示されているかじ取り角の正勾配の形態である。次に、ステップＳ４では、かじ取り非動作段階及びかじ取り動作の大きさが互いに論理的に組み合わせられる。このことは、例えば、多次元演算子によって行われる。多次元演算子は特性線図、重み関数又は論理決定関数であり得る。次に、この多次元演算子のこの適用の結果によって、運転者が車両を運転しているときの運転者の不注意の重大度の適切な測度が表される。しかし、先に行われたステップＳ２とＳ３において、かじ取り非動作段階の持続時間の形態のかじ取り非動作段階の大きさが所定の最小持続時間よりも長く、ハンドル角の最大勾配が所定の勾配閾値を超えることが明らかになった場合にのみ、上記の２つの大きさの論理結合が有利に行われる。さもなければ、かじ取り非動作段階及びかじ取り動作の大きさは、それらの組み合わせに基づいて運転者が不注意になっていると結論付けることができるように、十分に実行されたと本発明によって考慮されない。
【００２８】
次に、ステップで得られる論理結合の結果をさらに処理する１つの方法は、例えば、Ｓ字関数を用いて前記論理結合の結果を標準化することである。
【００２９】
その代わりに又はそれに加えて、他の例示的な実施形態では、所定の測定時間間隔の間に、ステップＳ４で生じた形態の論理結合の結果を繰り返して算出することが可能である。測定時間間隔の間、種々の時間の論理結合の結果の算出を繰り返し行うことにより、好ましくは、複数の論理結合の結果が測定時間間隔の終了時に存在している状態が得られる。これらの論理結合の結果は、標準化された形態で利用することができる。しかし、その代わりに又はそれに加えて、ステップＳ５において、直ちに、ステップＳ４で得られた論理結合の結果をそのまま集めて保存することも可能である。次に、ステップＳ６では、これらの論理結合の結果は、重み係数を割り当てることによって、これらの結果の各々が個別に重み付けされる。これらの重み係数は、それぞれの論理結合の結果が関連するときの車両の運転状態又は運転者の現在の偏向を表す。
【００３０】
次に、ステップＳ７では、重み付けされた論理結合の結果は、最終的に、論理結合の結果に割り当てられた重み係数を考慮しつつ、測定時間間隔で得られた論理結合の結果の数学的、好ましくは算術的な、重み付け平均値によって算出される。
【００３１】
次に、平均化された論理結合の結果は、好ましくは、運転者に対して警告信号を発生させるため、ステップＳ８の過失基準にかけられて評価される。各々が特定の重み係数で重み付けされている、最後のＮ分で算出されたすべての論理結合の結果の和が、予め規定された閾値を超えた場合に、過失基準が満たされる。この閾値は、運転者に警告するためのトリガ閾値に一致する。
【００３２】
トリガ閾値は、運転者固有のパラメータとして決定されることが好ましい。この場合、決定は時間間隔Ｔｉの間に行われる。時間間隔Ｔｉの１つは走行開始時に配置することが好ましい。
【００３３】
図４は、一例として、運転者固有のトリガ閾値を決定するための複数の時間間隔Ｔｉの経過を示している。開始ステップから、運転者固有の少なくとも１つのパラメータ、例えばトリガ閾値は時間間隔Ｔｉの間に決定される。この後に、トリガ閾値が決定されない時間間隔ΔＴが続く。この後に、運転者固有のパラメータが、別の時間間隔Ｔｉの間に繰り返し決定される。本発明の他の実施形態では、時間間隔ΔＴ＝０であるので、運転者固有のパラメータが連続的に決定されるか、又は時間間隔ΔＴ＜０であり得るので、重なり合う間隔が形成される。ΔＴについて、本方法の実施時間にわたって、すなわち、例えば走行の継続時間にわたって、異なる値を取ることも可能である。これらの値は０、あるいは、＞０とすることができる。
【００３４】
本発明によれば、時間間隔Ｔｉが最初に経過したときに、すなわち、運転者固有のパラメータが最初に決定されている間に、本方法は運転者の不注意をすでに検出できる。このことは、その上方逸脱によりシステムが始動段階で応答できる限界が、運転者固有のパラメータのために開始値として予め設定されることで達成される。本例では、運転者固有のパラメータが最初に決定されるときに応答する限界は、トリガ閾値のために予め設定される。最初の特定段階において、警告を予め発することができる。さらに、すべての他の特定段階Ｔｉにおいて、警告を発することもできる。
【００３５】
例えば、このことは、特定段階Ｔｉの不注意値Ｕｗ（Ｔｉ）について、以下の手順により行うことができる。ここで、Ｕｗ（Ｔｉ）は、Ｔｉにおけるかじ取り非動作段階及びかじ取り補正に基づいて検出される。本例では、トリガ閾値を超えた場合、すなわち、次式が適用された場合、不注意が検出される。
Ｕｗ（Ｔｉ＋ｌ）＞ｍｉｎ（Ｓｏ，ｍａｘ（Ｓｕ，ｆ・ｍｉｎ（Ｕｗ（ｔ））））
この例において、このことは、第１の特定段階で予め見込まれるＳｏを超えた場合、運転者に関係なく、情報が提供されるか又は警告が発せられることを意味する。Ｓｕを下回った場合、情報は提供されず、警告は発せられない。閾値ＳｏとＳｕの間において、最小不注意値は、情報又は警告をトリガするために、係数ｆの分だけ超えなければならない。この場合、最小値の形成は、本例において、不注意値が最小値を取らない走行開始時の不注意が、手順のさらなる進行でもはや重要でないという効果をもたらす。
【００３６】
開始段階で得られる運転者固有のパラメータは、時間の経過と共に、すなわち、例えば継続走行中に、運転者固有のパラメータとしての有効性を失うことがある。このために、走行中に運転者固有のパラメータの決定を繰り返すことが有利である。
【００３７】
走行中に、典型的なパターンを検出することが可能である。
１．走行開始時に、車両にまた運転過程に慣れたある段階が生じる。このことは、例えば、それほど安定していない運転動作によって、着座位置の変化によって、車両の設定の調節によって特徴付けられる。これらの手順は、最終的に、かじ取りパターンにも影響を与える。
２．走行中に、かじ取りパターンの緩やかな変化も生じる。このことは、運転者が運転タスクのために用いるリソースの最適化に関連している。すなわち、運転者が車両にまた運転過程に徐々に慣れてきたときに、運転者が運転タスクに適用しなければならないリソースが徐々に減少する。この段階では、例えば、疲労も生じない。
３．走行を中断した後に、走行開始時のパターンと同様のパターンが発生する。
【００３８】
走行開始時にのみ決定される運転者固有のパラメータの決定は、かじ取りパターンの変化によって表される運転動作のこれらの変化に対処することができない。それに応じて、運転者固有の少なくとも１つのパラメータが、走行中に調節された場合、これらの影響を補償することが可能である。結果として、走行開始時にのみ規定される運転者固有のパラメータの精度の体系的な欠如が補償される。有利なことに、運転者固有の少なくとも１つのパラメータのために、限界が予め規定され、この限界を超えると、前記パラメータを適合させることはできない。さらに、運転者固有のパラメータの適合の速さは、不注意の確実な検出が常に可能なままであるように適合される。
【００３９】
図５は、例えば、本例において警告のためのトリガ閾値の運転者固有のパラメータの分布を示している。時点Ｔ＝０の走行開始時において、トリガ閾値は、トリガ閾値のパラメータの開始値に対応する比較的高い値にある。駆動の持続時間が長くなるにつれて、トリガ閾値はゆっくりと減少する。このことは、運転者が車両にまた運転過程に慣れた段階に対応する。時点Ｔｇから、運転者は運転過程にまた車両に慣れているので、この場合、比較的小さいトリガ閾値で十分である。図５は、トリガ閾値において走行を中断した影響をさらに示している。時点Ｔｐは、走行の中断の終了部分である。走行開始時の運転パターンと、走行を中断した後の運転パターンを同様にするために、トリガ閾値は、再び、最初から、高い値に再設定される。この後に、運転の持続時間が長くなるにつれてトリガ閾値が減少することが続く。
【００４０】
有利なことに、走行開始時に、典型的な開始パターンが消失するまで、間隔Ｔｉが直ちに連続して繰り返し実行される。次に、この段階において、検出閾値の低下を監視できる。結果として、エラーレートが増加することにより、不注意が容易に検出される。適合限界として下限に従わなければならないので、過度に低い閾値により、本方法が過敏になることはない。
【００４１】
運転者固有の少なくとも１つのパラメータを決定する間に、時間窓Ｔｉは、長い走行区間で繰り返し実行され、この場合、運転者固有の少なくとも１つのパラメータを決定しない時間間隔ΔＴが間隔Ｔｉの間に生じ得る。運転者が徐々に疲労するか又は不注意になってきたときに、疲労又は不注意を検出することが可能なままであるように、トリガ閾値の変化の速度、すなわち適合速度が制限される。したがって、トリガ閾値は、検出すべき運転者の不注意よりも速く増加しない。
【００４２】
運転を短時間中断した後の、例えば時点Ｔｐの運転再開は、ほぼ走行開始時として処理される。例えば、運転者が運転過程と車両とに慣れた段階２により早く再び移ることが可能であるという相違がある。例えば、運転中断の長さに関連して、エンジン温度と外気温度とを考慮する僅かな温度モデルによって、短時間の運転中断を判断できる。
【００４３】
特定の時間間隔の間に運転者の不注意を決定するための、１つ以上のパラメータを運転者固有に決定することは、不注意の他の態様のために、例えば、危険に対する運転者の動作を評価するために又は運転者の運転スタイルを評価するためにする用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による制御ユニットの図面である。
【図２】運転者の不注意が存在している場合のかじ取り角ｘの経時変化図の一例である。
【図３】運転者の不注意を検出するための方法のフローチャートである。
【図４】間隔Ｔｉの経過を示すフローチャート図である。
【図５】走行中のトリガ閾値の経時変化図の一例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2008542934.tif 000009
2008542934.tif 000010
2008542934.tif 000011
2008542934.tif 000012
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