具有用於影響駕駛員的注意力的並且用於確定駕駛員的視向的設備的車輛的製作方法
2023-09-18 12:00:05 2
具有用於影響駕駛員的注意力的並且用於確定駕駛員的視向的設備的車輛的製作方法
【專利摘要】車輛、特別是機動車，具有用於影響駕駛員注意力的設備，其中，所述車輛具有用於顯示信息內容的顯示單元，所述車輛具有配設給顯示單元的中央操作單元，所述車輛具有用於檢測道路交通中的危險的器件，並且所述車輛具有用於輸出對所檢測到的危險的警告的器件，並且此外，所述車輛具有計算單元，所述計算單元在操作序列期間並且在注視時刻確定駕駛員朝向顯示單元的注視概率，計算單元為了確定注視概率而考慮駕駛員與車輛的交互，並且警告的輸出與所確定的注視概率有關地進行。
【專利說明】具有用於影響駕駛員的注意力的並且用於確定駕駛員的視向的設備的車輛
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種車輛，所述車輛具有用於影響駕駛員的注意力的設備，其中，所述車輛包括用於顯示信息內容的顯示單元，所述車輛具有配設給該顯示單元的中央操作單元，所述車輛具有用於檢測道路交通中的危險的器件和具有用於輸出對所檢測到的危險的警告的器件。
【背景技術】
[0002]現代車輛所包括的眾多顯示和操作可能性越來越多。通過中央顯示單元(該顯示單元通常基本上居中地位於儀錶板中並且可能略微朝向駕駛員)顯示信息內容。這可以是技術信息，導航提示或娛樂內容。
[0003]車輛為使用者提供的功能可通過中央操作單元(該中央操作單元通常基本上放置在中控臺中並且可能在擋位選擇開關附近)來選取。對中央操作單元的操作輸入可以通過轉動或按壓操作開關或通過對觸摸面、例如觸摸板進行觸摸來進行。操作輸入可以在顯示單元上通過輸出系統的顯示的與操作輸入關聯的改變在視覺上同時進行追蹤。
[0004]操作單元的操作在現代車輛中直觀並且易懂好記地設計，以便不妨礙駕駛員的注意力並且不使駕駛員從交通狀況中分散注意力。此外，特別是在危險即將來臨時，駕駛員輔助系統可以使駕駛員集中注視於交通狀況上。為此，駕駛員輔助系統確定交通狀況中的危險並且在危險交通情況即將來臨時以合適方式輸出警告信號。這可以在視覺上和/或在聽覺上和/或在觸覺上進行。
[0005]警告特別是在如下情況下才是有意義的:在駕駛員在危險即將來臨時並且在對操作單元進行操作時視線可能轉向於顯示單元時，在出現危險情況之前能及時優化駕駛員的注意力程度。
[0006]在文獻DE102008056343A1中描述了一種警告系統，該警告系統在認知上考慮了需要駕駛員的注意力的操作處理。
【發明內容】
[0007]本發明的任務在於，給出一種備選的車輛，所述車輛具有用於影響駕駛員的注意力的設備。
[0008]該任務通過根據權利要求1所述的具有用於影響駕駛員的注意力的設備的車輛得以解決。本發明的有利的實施形式和進一步擴展方案由從屬權利要求得出。
[0009]根據本發明，所述車輛具有計算單元，該計算單元在操作序列期間並且在注視時刻確定駕駛員朝向顯示單元予以注視的概率，並且計算單元為了確定注視概率而考慮駕駛員與車輛的交互。此外，警告的輸出與所確定的注視概率有關地進行。
[0010]操作序列通過對中央操作單元的操作輸入的(時間上的)次序來給出。注視概率可理解為，駕駛員的視線以何種概率有針對性地對準顯示單元。本發明的優點在於，能夠以一定程度的精度確定駕駛員朝向顯示單元予以注視，而不用使用檢測駕駛員的如下攝像機系統，該攝像機系統帶有連接在後面的圖像處理裝置和費事的圖像識別方法。
[0011]根據本發明的一種特別優選的實施形式，計算單元為了確定注視概率而實施模式識別算法並且在實施模式識別算法時考慮至少一個輸入參數的值，注視概率的值作為輸出參數輸出並且將該注視概率值傳送至用於輸出警告的器件。注視概率值給出駕駛員在注視時刻對準顯示單元予以注視的概率。
[0012]如果高注視概率值被傳送至用於輸出警告的器件(該器件以下稱作警告系統)並且車輛在該時刻、即在注視時刻識別或已識別出道路交通中即將來臨的危險(例如緩慢地在前行駛的車輛)，則該警告系統可以輸出聽覺的和/或視覺的和/或觸覺的警告。
[0013]優選地，在計算單元中針對所述至少一個輸入參數存儲有概率表，該概率表將輸入參數的值與注視概率值相關。計算單元在實施模式識別算法時考慮所述至少一個輸入參數的該概率表。
[0014]概率表可以存儲在計算單元中，該計算單元可以實施為控制儀。在輸入參數的值與注視概率值之間的相關性可以在開發車輛中被確定。為此，例如可以在駕駛仿真器上利用被試者來進行試驗，在這些駕駛仿真器中可持續地檢測被試者的視向。相關性的品質特別是取決於被試者的數目。
[0015]根據另一種變型方案，所述車輛具有用於測量加速踏板位置的測量器件。根據該變型方案，所述測量器件將加速踏板的所測量的位置與時間有關地傳送至計算單元。此外，計算單元計算加速踏板梯度，所述踏板梯度描述加速踏板位置的隨時間的變化，並且計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮加速踏板梯度。
[0016]特別是，加速踏板梯度可以是模式識別算法的特別適合的輸入參數，其中，該參數的特別的適宜性通過與駕駛員的視向的強烈相關性來給出。例如，高加速踏板梯度在注視時刻表示駕駛員與車輛的踏板高程度地交互。在此情況下，駕駛員的視線以高的概率不對準顯示單元。
[0017]根據本發明的一種優選的進一步擴展方案，車輛具有用於測量制動踏板位置的測量器件。該測量器件將制動踏板的所測量的位置與時間有關地傳送至計算單元，計算單元計算制動踏板梯度，所述制動踏板梯度描述制動踏板位置的隨時間的變化，並且計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮制動踏板梯度。
[0018]特別是是制動踏板梯度可以是模式識別算法的特別適合的輸入參數，其中，該參數的特別的適宜性通過與駕駛員視向的強烈相關性來給出。例如，在注視時刻的高制動踏板梯度表示駕駛員高程度地與車輛踏板交互，在該情況下，駕駛員的視線以高的概率強烈地集中於道路交通而不對準顯示單元。
[0019]根據本發明的一種優選的實施形式，車輛具有用於測量轉向角度的測量器件，其中，測量器件將所測量的轉向角度與時間有關地傳送至計算單元。計算單元從轉向角度-時間曲線計算轉向角度數值，所述轉向角度數值描述在預給出的時間段中的轉向角度拐點的數目。此外，計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮轉向角度數值。
[0020]特別是，轉向角度數值可以是模式識別算法的適合的輸入參數，其中，該參數的適宜性通過與駕駛員的視向的強烈相關性來給出。例如，在注視時刻的高轉向角度數值表示駕駛員的大轉向活動。在此情況下，駕駛員的視線以高概率不對準顯示單元。[0021]也有利的可以是，操作單元具有轉動輸入機構，操作單元測量轉動停頓持續時間(該轉動停頓持續時間描述在最新的轉動操作輸入與注視時刻之間的時間段)，並且操作單元將轉動停頓持續時間傳送至計算單元。在實施模式識別算法時，計算單元作為輸入參數考慮轉動停頓持續時間。
[0022]轉動停頓持續時間可以是模式識別算法的特別適合的輸入參數，其中，該參數的適宜性通過與駕駛員的視向的強烈相關性來給出。這樣，在注視時刻短的轉動停頓持續時間(該轉動停頓持續時間與操作輸入的高頻率同義)可以推斷出，注視時刻處於操作序列之內並且駕駛員的視線以高概率對準顯示單元。
[0023]根據本發明的另一種變型方案，操作單元具有按壓輸入機構，其中，操作單元測量按壓停頓持續時間，所述按壓停頓持續時間描述在最新的按壓操作輸入與注視時刻之間的時間段。操作單元將按壓停頓持續時間傳送至計算單元。計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮按壓停頓持續時間。
[0024]轉動停頓持續時間可以是模式識別算法的特別適合的輸入參數，其中，該參數的適宜性通過與駕駛員的視向的強烈相關性來給出。在注視時刻短的按壓停頓持續時間表示:注視時刻處於操作序列之內並且駕駛員的視線以高概率對準顯示單元。
[0025]此外有利的可以是，操作單元具有觸摸輸入機構，並且操作單元測量觸摸停頓持續時間。所述觸摸停頓持續時間描述在最新的觸摸操作輸入與注視時刻之間的時間段。操作單元將觸摸停頓持續時間傳送至計算單元，並且計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮觸摸停頓持續時間。
[0026]特別是，觸摸停頓持續時間可以是模式識別算法的適合的輸入參數，其中，該參數的適宜性通過與駕駛員的視向的強烈相關性來給出。這樣，在注視時刻短的觸摸停頓持續時間表示:注視時刻處於操作序列之內。在此情況下，駕駛員的視線以高概率對準顯示單
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[0027]本發明基於如下所述的考慮:
[0028]車輛可以具有中央顯示單元和中央操作元件。通過中央顯示單元可以向駕駛員提供信息。此外，車輛可以為使用者提供不同功能、如例如導航功能或娛樂功能，這些功能可利用作為輸入系統的中央操作單元來操作。各個操作輸入可以在顯示單元上通過輸出系統的顯示的與操作輸入相關聯的變化在視覺上同時進行追蹤。
[0029]對中央操作單元的操作輸入可以通過轉動或按壓操作開關或通過對操作開關元件進行觸摸來進行。如果操作通過車輛的駕駛員進行，則該操作可能至少部分需要駕駛員的注意力。對中央操作單元的操作稱作次要任務，駕駛員對駕駛車輛所必需的活動如轉向運動、換擋過程和踏板操作稱作首要任務。
[0030]目前的駕駛員輔助系統在警告策略範圍內考慮來自車輛的緊鄰周圍環境中的危險、如行人或緩慢地在前行駛的車輛。在此，駕駛員的視角未被一同包含。特別是未檢測，在通過車輛識別出危險情況即將來臨的時刻，駕駛員是否已將其視線集中於道路或者集中於危險情況。
[0031]針對駕駛員的警告信號在警告信號類型(視覺信號、聽覺信號、觸覺信號)、強度(音量、亮度、頻率)和警告時間段(即距車輛進入到危險區域中以何種時間間隔進行警告)方面與駕駛員的視角無關，以便在此支持駕駛員將駕駛員的最高注意力集中於首要任務。[0032]因此提出，藉助對中央操作單元的操作輸入和藉助駕駛員與車輛的交互性來估計駕駛員的視線相對於顯示單元的方向。在以高概率得出視線對準顯示單元的估計中，警告信號的特性被相應地被匹配。所述估計無需集成在車輛中的攝像機系統就能實現並且基於模式識別算法。
[0033]以下描述了本發明的一種優選的實施例。由此，從所附的附圖中得到本發明的其他細節、優選的實施形式和進一步擴展方案。
[0034]車輛具有中央顯示單元，所述中央顯示單元特別是為車輛的駕駛員提供信息。所述信息例如涉及導航功能或娛樂功能，顯示方式主要是視覺上的。此外，車輛具有中央操作元件，通過該中央操作元件為使用者提供不同功能。功能操作通過作為輸入系統的中央操作單元來進行。單個的操作輸入可以在顯示單元上通過輸出系統的顯示的與操作輸入相關聯的改變在視覺上同時進行追蹤。提供操作單元的直觀的可操作性，以便在形成操作序列的操作輸入的時間上的次序期間不會不利地妨礙駕駛員的注意力。直觀可操作性通過操作單元的觸覺反饋例如以在轉動運動期間的止動位置形式來支持。
[0035]此外，車輛配備有輔助系統，該輔助系統識別交通情況中的危險和/或可能的危險(危險識別系統)。根據輔助的警告策略，通過適合的警告信號來警告駕駛員。警告信號類型(視覺和/或聽覺和/或觸覺)、警告信號的強度(例如在聽覺信號時的音量)和在危險即將來臨之前警告信號開始的時刻可以是警告策略的組成部分。
[0036]在通過危險識別系統識別出危險的時刻，駕駛員的視角是警告策略的重要的輸入量。例如，在視線由行車道移開時對危險的警告與在視線完全對準行車道時相比要更為及早地和/或更為明顯能覺察地進行。
[0037]根據該實施例，藉助駕駛員與車輛的交互可估計，駕駛員的視線是否以高概率對準顯示單元。如果駕駛員的視線對準顯示單元，則駕駛員的視線在該時刻至少僅有限地對準行車道。如果在該時刻通過危險識別系統識別出危險或者在更早的時刻曾識別還存在的危險，則警告策略以適合的方式調整警告信號。例如，警告可以在更早的時刻開始。
[0038]為了探測駕駛員朝向顯示單元的視線，使用模式識別算法。所述車輛具有計算單元以用於實施模式識別算法。
[0039]模式識別算法具有多個輸入參數，所述輸入參數被傳送至計算單元。
[0040]如果操作單元通過轉動開關元件或開關單元能實現操作輸入，則參數例如是操作單元的轉動停頓持續時間。操作單元測量轉動停頓持續時間作為在對操作單元的最後轉動輸入與參考時刻之間的時間段，在該參考時刻，轉動停頓持續時間的值由操作單元來確定並且被傳輸給計算單元以用於初始化和實施所述算法。
[0041 ] 參數轉動停頓持續時間相對於參考時刻為更小的值意味著,在時間上在參考時刻之前不久進行了轉動輸入。由此至少以確定的概率給出:駕駛員的視線與不久之前對操作單元進行的操作相關聯並且因此對準顯示單元。
[0042]如果操作單元包括通過按壓開關元件或開關單元的操作輸入，則在相同的參考時亥IJ，由操作單元以相應的方式檢測和傳送按壓停頓持續時間。
[0043]如果操作單元能夠通過觸摸敏感的面如例如觸摸板實現操作輸入，則以類似方式確定的觸摸停頓持續時間也被傳輸給計算單元。
[0044]轉向角度通過車輛的轉向單元可以時間分辨的方式來測量並且可以被傳送至計算單元。通過在預給出的、以參考時刻結束的時間窗中轉向角度的曲線，計算單元計算在該時間窗中轉向角度的拐點的數目。該轉向角度數值用作模式識別算法的輸入參數。高轉向角度數值與頻繁的轉向動作同義並且以高概率與駕駛員對交通狀況的注意力高程度地以及與駕駛員對顯示單元的顯示的注意力低程度相關。
[0045]模式識別算法的另一輸入參數是在參考時刻的加速踏板梯度。加速踏板的位置(加速踏板角度)可通過車輛中的適合的測量器件以時間分辨的方式來確定。在預給出的、以參考時刻結束的時間窗中，加速踏板位置的曲線被傳送至計算單元。計算單元在該時間窗中計算加速踏板升降的數目、即加速踏板角度的拐點的數目。該數目可以稱作加速踏板升降數。高的加速踏板升降數同駕駛員與車輛的踏板高程度地交互同義。駕駛員的視線朝向顯示單元的概率在此情況下是低的。備選地或附加地，計算單元可以在參考時刻確定加速踏板梯度。加速踏板升降數和/或加速踏板梯度用作模式識別算法的輸入參數。
[0046]以相應方式，制動踏板升降數和/或制動踏板梯度可以由計算單元確定。前提條件是將制動踏板位置的所測量的時間曲線傳送至計算單元。高制動踏板梯度表示在參考時刻劇烈的制動作用(Bremseingriff)。因此，由此可以以高概率得出:在該瞬間(參考時刻)，駕駛員的視線以高概率並不對準顯示單元。制動踏板升降數和/或制動踏板梯度用作模式識別算法的輸入參數。
[0047]模式識別算法確定在參考時刻駕駛員的視線朝向顯示單元的注視概率。該算法輸出在0%到100%或者O到I之間的注視概率值。該算法的輸入參數在上文中予以描述。該算法可在任意參考時刻實施，例如以規律的時間間隔或在通過危險識別系統識別出危險的時刻。該瞬間於是可以用作該算法的參考時刻。由該算法輸出的注視概率值由計算單元傳送至危險識別系統並且用作危險識別系統的警告策略的輸入值。
[0048]模式識別算法可以基於不同的模式識別算法。用於確定在各變量之間(這裡在注視概率與輸入參數之間)有條件的相關性的示例性方法是貝葉斯網絡。根據神經網絡、模糊邏輯或先驗規則的原理的算法也可以予以考慮。在不限制一般性的情況下，此外由貝葉斯網絡出發。
[0049]貝葉斯網絡的訓練例如藉助駕駛仿真數據來進行。為了訓練該網絡，基本上輸入到駕駛仿真器的操作單元中的所有操作輸入以及在駕駛仿真器中駕駛員的視線利用攝像機系統隨時間被記錄。由這些信息可以根據最大似然性方法確定針對每個輸入參數的概率表，這些概率表將在駕駛仿真器中駕駛員的視線朝向顯示單元的概率與有關的輸入參數的值相關。朝向顯示單元的視線也稱作顯示視線。每個概率表形成貝葉斯網絡中的網絡節點。該數據基礎用於車輛開發中的貝葉斯網絡的訓練和測試。該經訓練的貝葉斯網絡在計算單元上執行並且可在計算單元上實施。
[0050]貝葉斯網絡算法的實施在於藉助在參考時刻輸入參數的值根據公式I確定注視概率值:
[0051]P (顯示注視)=P (注視).P (注視I轉動停頓持續時間).P (注視I按壓停頓持續時間).ρ (注視I加速踏板梯度).P (注視I制動踏板梯度).P (注視I轉向角度數值)，
[0052]其中，P (顯示注視)等於駕駛員的視線對準顯示單元的概率(注視概率值)。在公式I中，例如因數P(注視I轉動停頓持續時間)代表貝葉斯網絡中的節點概率值，該節點概率值給出在轉動停頓持續時間為一定值的情況下駕駛員的視線對準顯示單元的概率。這由轉動停頓持續時間的概率表得出。如果例如轉動停頓持續時間在0.29秒到0.35秒之間，則有條件的節點概率P (視線|0.29-0.35)為值0.043。在此，因數P (視線)代表駕駛員的視線與參數「轉動停頓持續時間」、「按壓停頓持續時間」、「加速踏板梯度」、「制動踏板梯度」和「轉向角度數值」無關地對準顯示單元的概率。
[0053]貝葉斯網絡也可以具有分支的節點。在此情況下，存儲有多維度概率表，其中，附加的分支對應於表中的附加的維度。
[0054]例如，在分支的結構中可以考慮駕駛員的交互順序。這意味著，在基於所訓練的數據確定注視概率值時，算法考慮在參考時刻之前的給出時間段內駕駛員與車輛的交互的順序。如果例如轉向角度偏差(Lenkwinkelausschlag)在時間上在按壓操作輸入之前的時間段內作為兩個最新的交互輸入進行，則該算法確定與轉向角度偏差作為最新的交互繼按壓操作輸入之後出現的相反情況而不同的注視概率。
[0055]如果在實施該算法時也考慮駕駛員在與車輛交互中的行為模式，則用於確定注視概率(視線估計)的算法的有效性還可以進一步被提高。藉助於操作輸入的次序、即藉助於操作序列，例如可導出地如順利地實現一個操作任務(例如輸入導航目的地)。藉助駕駛仿真器和利用車輛開發中的多個被試者的支持，例如可以確定:操作任務例如能否快速或緩慢地或者按照菜單樹中的直接路徑或按照在菜單引導中的間接路徑來實現。如果被試者的視線在操作任務期間利用攝像機系統來記錄，則利用所記錄的算法數據可以如下地擴展並且訓練，即，算法將該操作者分配給操作者的一個組或一個操作級。操作者於是通過經訓練的算法無需車輛中的攝像機系統而是僅基於車輛中的操作序列的特徵能以確定的概率與操作者組相關聯。這樣，例如「盲操作者」典型地選擇在菜單樹中的直接路徑，而檢驗操作者趨向多次修正輸入。藉助被試者數據已知，「盲操作者」幾乎不用注視顯示單元就解決操作任務。而「檢驗操作者」在該操作序列期間則多次注視顯示單元。關於駕駛員的歸屬性的信息在貝葉斯網絡算法的其他實施方案中同樣可以作為節點、即作為帶有所屬的概率表的輸入參數或者例如作為權重因數來考慮，其中，所述駕駛員可通過車輛鑰匙、語音輸入系統或指紋輸入系統來識別。
[0056]該實施例示出如何利用在車輛開發中訓練的模式識別算法而不用記錄駕駛員的攝像機系統就可以給出駕駛員的視線在確定的時刻朝向顯示單元的概率。該概率可以被用於匹配位於車輛中的危險識別輔助的警告策略。
[0057]由此可轉用用於危險識別系統的成本有利的改進措施。如果該算法例如可在現有的控制儀上實施並且車輛已經具有輸入參數的(常見的以及其他在車輛中使用的)測量器件，所提出的解決方案在批量生產的車輛中能在未集成硬體周邊裝置的情況下、特別是在未集成內部空間攝像機系統的情況下實現。特別是大批量中，由此開發耗費的成本能利用仿真大量批量製造的車輛的駕駛仿真器來過度補償。
[0058]以下更詳細描述擴展和補充用於視線估計的算法的、用於識別操作者相對於車輛的操作和顯示單元的行為模式的算法。
[0059]車輛可以具有中央顯示單元和具有中央操作元件。通過中央顯示單元可以向駕駛員提供信息。此外，車輛可以為使用者提供不同功能、如例如導航功能或娛樂功能，這些功能可利用作為輸入系統的中央操作單元來操作。各個操作輸入可以在顯示單元上通過輸出系統的顯示的與操作輸入關聯的變化在視覺上同時進行追蹤。[0060]對中央操作單元的操作輸入可以通過轉動或按壓操作開關或通過對觸摸元件進行觸摸來進行。如果操作通過車輛的駕駛員進行，則該操作至少部分需要駕駛員的注意力。對中央操作單元的操作稱作次要任務，駕駛員對駕駛車輛所必需的活動如轉向運動、換擋過程和踏板操作稱作首要任務。
[0061]目前的駕駛員輔助系統在警告策略範圍內考慮來自車輛的緊鄰周圍環境中的危險、如行人或緩慢地在前行駛的車輛。在此，駕駛員的注意力狀態未被一同包含。特別是不檢測駕駛員是否在視覺上識別出即將來臨的危險情況或例如由於操作是否在視覺上被車輛功能分散注意力。指向駕駛員的警告信號在警告信號類型(視覺信號、聽覺信號、觸覺信號)、強度(音量、亮度、頻率)和警告時刻(即距車輛進入危險區域中以何種時間間隔進行警告)方面與駕駛員的注意力狀態無關，以便在此支持駕駛員將全部注意力轉向首要任務。
[0062]因此，特別的優點在於，藉助對中央操作單元的操作輸入和駕駛行為或駕駛情況可估計駕駛員的注意力。在危險情況下，警告信號的特性與駕駛員的所估計的注意力匹配。
[0063]車輛檢測駕駛員相對於中央操作單元的操作的操作方式，將駕駛員的操作方式與駕駛員的注意力分散程度相關聯並且根據注意力分散程度輸出警告。
[0064]藉助駕駛員如何對中央操作單元進行操作的方式和方法，在沒有攝像機系統的情況下並且以高概率可確定駕駛員的視線以何種程度對準顯示單元並且從交通狀況分散注意力。在高程度注意力分散的情況下，警告信號例如可以在特別早的時刻已經被顯示。
[0065]此外,車輛具有控制單元或計算單元，由該控制單元或者計算單元可測量在操作序列的兩個操作輸入之間的時間段。在兩個操作輸入之間的時間段以下稱作操作停頓。
[0066]操作序列通過對中央操作單元的操作輸入次序來給出。在注意力分散程度高的情況下，操作單元的操作者的視線在操作輸入次序期間可能頻繁地且長時間地從交通狀況移開。在注意力分散程度低的情況下，操作單元的操作者的視線在操作輸入次序期間大多朝向道路。
[0067]通過控制儀為了檢測操作方式可計算平均的操作停頓。此外，在控制單元中存儲有預給出的特徵曲線，該特徵曲線將注意力分散程度與平均操作停頓相關，從而通過控制單元可基於特徵曲線將平均操作停頓的值與注意力分散程度的值相關聯。
[0068]在車輛開發中所確定的、在平均操作停頓與注意力分散程度之間的相關性可存儲在控制儀或計算單元中。關聯配置基於平均操作停頓的值來進行。這提供了如下優點:駕駛員的注意分散程度可僅通過操作單元和控制儀來確定。由此，確保了成本有利且簡單的用於確定駕駛員的注意力分散程度的解決方案，該解決方案在沒有複雜的攝像機系統的情況下利用自動面部區域識別就能實現。由於常見的用於車輛的顯示和操作單元本來就具有控制儀，所以根據本發明的解決方案非常魯棒(robust)，因為該解決方案僅伴隨有用於集成軟體的低的耗費和將硬體集成到車輛中的集成耗費。
[0069]在注意力分散程度的值高的情況下可以更為及時地進行警告和/或警告的特徵在於對駕駛員的更好的警告可覺察性。
[0070]這提供了如下優點:能更為及時且更為明顯地向注意力從交通狀況分散的駕駛員提示危險並且因此可以更為有效地將其注意力移回到交通狀況上。
[0071]操作序列的開始通過第一操作輸入給出。操作序列在踏板作用時或在轉向作用時或在操作中斷時結束。[0072]如果操作序列通過踏板作用而結束，則特別有利的是，通過加速踏板位置或制動踏板位置隨時間的變化給出踏板作用，在該踏板作用時，加速踏板位置隨時間的變化超過加速踏板作用限制或制動踏板位置隨時間的改變超過制動踏板作用限制。
[0073]加速踏板限制和制動踏板作用限制可以存儲在控制儀或計算單元中。如果短時間內出現踏板位置的強烈改變，從而超過相應的作用限制，則操作序列結束。則起因在於，出現了要求駕駛員的全部注意力的交通狀況(例如完全制動)並且操作輸入的順序至少暫時中斷直至操作輸入繼續。操作輸入的繼續建立一個新的操作序列。
[0074]如果操作序列通過轉向作用結束，則轉向作用通過轉向角度隨時間的變化來給出，其中，轉向角度隨時間的變化超過轉向角度作用限制。
[0075]轉向角度作用限制可以存儲在控制儀或計算單元中。如果短時間內出現轉向角度的強烈改變，從而超過轉向角度作用限制，則操作序列結束。則起因在於，出現了要求駕駛員的全部注意力的交通狀況(例如急彎)並且操作輸入的順序至少暫時中斷直至操作輸入繼續。操作輸入的繼續建立一個新的操作序列
[0076]也有利的是，在操作輸入中出現操作中斷，繼該操作輸入之後出現操作停頓，該操作停頓超過中斷閾值。
[0077]中斷閾值可以存儲在控制儀中。如果超過大於中斷閾值的時間段，起因在於:使用者已結束操作輸入的次序。這例如在使用者已成功調整確定的功能例如其他無線電臺時才出現。也可以在控制儀中存儲有如下閾值，該閾值給出操作停頓的最小持續時間。只有在操作停頓超過該值的情況下，該操作停頓才會對平均值形成有貢獻。這特別是在轉動開關的情況下或在具有滾動功能的開關的情況下是有利的。於是可以防止的是，對開關的盲目滾動或轉動進行檢測，該盲目滾動或轉動例如特別是在以操作單元「玩弄」時才發生，而在應該有針對性地調整功能時更少地發生。
[0078]最後，車輛將駕駛員在對中央操作單元的操作方式方面與操作類型等級相關聯，其中，車輛具有多個可關聯的操作類型等級。根據與該駕駛員相關聯的操作類型等級進行
敬生
目口 ο
[0079]注意力分散程度的不連續的關聯特別是在如下情況下才是有意義的，S卩，在車輛開發中所獲得的在注意力分散程度與平均操作停頓之間的相關性具有這樣高的標準偏差，使得注意力分散程度的連續關聯建立偽精度(Scheingenauigkeit )。
[0080]附圖描述
[0081]圖1示出了y軸上的無單位的注意力分散程度與X軸上的中央操作單元的平均操作停頓之間的關係。根據圖1的相關性作為查找特徵曲線存儲在車輛的控制儀或計算單元中。
【具體實施方式】
[0082]操作停頓根據在一個操作序列內對中央操作單元的兩個操作輸入之間的時間段來測定。操作序列通過對中央操作單元的操作輸入的次序來給出並且通過第一操作輸入開始。操作停頓由控制儀檢測並且至少暫時被存儲。
[0083]一旦通過控制儀或計算單元檢測到預給出數目的操作停頓，則形成操作停頓的平均值，該平均值稱作平均操作停頓。[0084]控制儀根據查找表將注意力分散程度的值與平均操作停頓的平均值相關聯。
[0085]根據圖1中的y軸的注意力分散程度(AM)相對於操作序列描述為:
[0086]
Σ視線朝向顯示單元的持續時間[秒]
」|%|=Σ視線朝向顯示單元的持賣時間[秒]+Σ視線朝向交通狀況的祿賣時間[秒]。
[0087]針對預給出的操作任務(該操作任務能以操作序列形式的操作輸入的次序來解決)，給出了駕駛員在駕駛期間將其視線轉向於顯示單元的注意力分散程度。將視線頻繁投入顯示單元意味著注意力高程度地從道路交通分散。這與注意力程度不足相關。
[0088]藉助在車輛開發中的具有駕駛員視線檢測裝置的駕駛仿真器中的被試者，可確定圖1中所示的注意力分散程度與平均操作停頓之間的關係。藉助顯著的趨勢已證實:具有在兩個操作輸入之間的較長的時間間隔的操作序列與低程度注意力分散相關。如果被試者想要儘可能快地做完操作序列並且在短時間段內解決操作任務，則相對於由駕駛員負擔對交通情況的檢測，這要求高程度注意力。在車輛開發中利用統計相關性確定的根據圖1的曲線可作為查找特徵曲線存儲在客戶車輛中。
[0089]此外存在如下的可能性，即，在操作序列的平均操作停頓與注意力分散程度之間不連續地進行關聯配置。為此在圖1中示出三組操作等級。等級I表示在操作任務期間基本上將視線對準道路的使用者。開關或者操作面或操作鈕的觸覺反饋對於等級I的使用者足以解決操作任務。等級I的使用者的特徵在於高操作安全性並且可以稱作「盲操作者」。在等級2的「普遍操作者」的情況下，視線朝向顯示單元的持續時間與視線朝向交通狀況的持續時間之間的比例大致平衡。等級3的使用者(可稱為「檢驗操作者」)在對中央操作單元進行操作期間由於對顯示單元頻繁且緩慢的`檢驗視線而分散注意力。
[0090]注意力程度的值可以相對於操作序列來確定。在駕駛期間有多個操作序列的情況下，可以確定針對該駕駛員的平均注意力程度，其中，注意力程度的多個值通過控制儀求平均。
[0091]如果駕駛員可通過具有駕駛員識別的車輛例如通過指紋識別、通過車輛中的攝像機系統或通過與駕駛員關聯的鑰匙來辨識，則通過控制儀可對駕駛員單獨地確定在多次駕駛上的注意力分散程度。由此可以在注意力分散程度的值中反映出，使用者通過學習效果而獲得對顯示單元和操作單元更熟悉的掌握，從而可能出現小的注意力分散程度。可能地，也可以將在多次駕駛和操作序列上所確定的、針對相應識別出的駕駛員的注意力分散程度的值存儲在控制儀中，而在以後的駕駛期間不用重新確定注意力分散程度的值。
[0092]注意力分散程度的值用作車輛的警告系統的輸入參數。與注意力程度的較高的值相比，在駕駛員的注意力程度的值低的情況下在危險即將來臨時使該警告信號或這些警告信號明顯。提高警告聲的音量、提高警告燈的光強或警告發光裝置的閃光頻率。方向盤的擺動幅度如根據現有技術由車道變換輔助系統所已知的那樣可以被提高。此外，可能的是，在到達危險區域之前的更早的時刻通過車輛觸發警告。更早的警告可以與更為明顯的警告相組合。這也可以連續地進行，其中，警告強度可以隨著危險情況的靠近而升高。
[0093]如果車輛具有檢測駕駛員的攝像機系統，則附加地可以檢測駕駛員的視角。警告策略於是不僅可以與駕駛員的操作等級相匹配，而且可以與包括在危險即將臨近時所檢測到的駕駛員視角和操作等級的組合相匹配。如果例如「檢驗操作者」在通過車輛探測到危險的瞬間已將視線對準顯示單元，則與「盲操作者」的情況下相比更早地顯示警告，因為在後面提到的操作者的情況下，使得視線及時並且在無警告的情況下對回到道路上的概率更聞。
[0094]關於所關聯的操作等級的信息可以被傳送至用於計算注視概率值的算法。備選地，用於將駕駛員與操作等級相關聯的算法也可以是用於計算注視概率值的算法的部分。關於操作等級的信息在實施模式識別算法時以適合的方式被考慮用於計算注視概率值。
[0095]如果例如模式識別算法是針對在車輛開發中系列所訓練出的先驗模型，該先驗模型基於在駕駛員朝向顯示單元的視線與輸入參數的值之間的相關性規則，則關於操作等級的信息可以用於匹配閾值。可能的先驗規則可能是:如果轉動停頓持續時間低於閾值，則駕駛員的視線朝向顯示單元。例如在「盲操作者」信息中比在「檢驗操作者」信息中給該閾值分配更低的時間值。
【權利要求】
1.車輛、特別是機動車，具有用於影響駕駛員注意力的設備， 其中， -所述車輛具有用於顯示信息內容的顯示單元， -所述車輛具有配設給顯示單元的中央操作單元， -所述車輛具有用於檢測道路交通中的危險的器件，並且 -所述車輛具有用於輸出對所檢測到的危險的警告的器件， 其特徵在於， -所述車輛具有計算單元， -所述計算單元在操作序列期間並且在注視時刻確定駕駛員朝向顯示單元的注視概率， -計算單元為了確定注視概率而考慮駕駛員與車輛的交互， -警告的輸出與所確定的注視概率有關地進行。
2.根據權利要求1所述的車輛， 其特徵在於， -計算單元為了確定注視概率而實施模式識別算法，· -計算單元在實施模式識別算法時考慮至少一個輸入參數的值， -計算單元輸出注視概率的值作為輸出參數， -注視概率值給出駕駛員視線在注視時刻對準顯示單元的概率， -計算單元將注視概率值傳送至用於輸出警告的器件。
3.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -在計算單元中針對所述至少一個輸入參數存儲有概率表，所述概率表將所述輸入參數的值與注視概率值相關， -計算單元在實施模式識別算法時考慮所述至少一個輸入參數的概率表。
4.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -車輛具有用於測量加速踏板位置的測量器件，並且所述測量器件將加速踏板的所測量的位置與時間有關地傳送至計算單元， -計算單元計算加速踏板梯度，所述加速踏板梯度描述加速踏板位置隨時間的變化， -計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮加速踏板梯度。
5.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -車輛具有用於測量制動踏板位置的測量器件並且該測量器件將制動踏板的所測量的位置與時間有關地傳送至計算單元， -計算單元計算制動踏板梯度，所述制動踏板梯度描述制動踏板位置隨時間的變化， -計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮制動踏板梯度。
6.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -車輛具有用於測量轉向角度的測量器件並且該測量器件將所測量的轉向角度與時間有關地傳送至計算單元， -計算單元計算轉向角度數值，所述轉向角度數值描述在預給出的時間段內轉向角度拐點的數目， -計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮轉向角度數值。
7.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -操作單元具有轉動輸入機構， -操作單元測量轉動停頓持續時間，所述轉動停頓持續時間描述在最新的轉動操作輸入與注視時刻之間的時間段， -操作單元將轉動停頓持續時間傳送至計算單元， -計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮轉動停頓持續時間。
8.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -操作單元具有按壓輸入機構， -操作單元測量按壓停頓持續時間，所述按壓停頓持續時間描述在最新的按壓操作輸入與注視時刻之間的時間段， -操作單元將按壓停頓持續時間傳送`至計算單元， -計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮按壓停頓持續時間。
9.根據權利要求2所述的車輛， 其特徵在於， -操作單元具有觸摸輸入機構， -操作單元測量觸摸停頓持續時間，所述觸摸停頓持續時間描述在最新的觸摸操作輸入與注視時刻之間的時間段， -操作單元將觸摸停頓持續時間傳送至計算單元， -計算單元在實施模式識別算法時作為輸入參數考慮觸摸停頓持續時間。
【文檔編號】G08B21/06GK103858153SQ201280047590
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2011年9月30日
【發明者】L·洛倫茨 申請人:寶馬股份公司