用於修改向目的地的車輛的駕駛計劃的方法和系統的製作方法

2023-07-23 03:58:06

專利名稱：用於修改向目的地的車輛的駕駛計劃的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在去往期望目的地駕駛之前和/或期間修改車輛的駕駛計 劃，特別是這樣的駕駛計劃的駕駛/休息調度的方法和系統。
背景技術：
計劃駕駛並且及時發現要停下來休息的安全地方對於商業駕駛員來說尤其是一 件高成本的工作，因為一方面要求準時交貨而另一方面要考慮規定的駕駛/休息調度及其 它安全駕駛問題。此問題受到在其自己國家邊界以外駕駛的駕駛員的特別公認。為了避免 貨車駕駛員由於受法律或者由於例如像睡意之類的障礙的他們個體警惕性的缺少所迫而 停下來但是不能找到便利或安全的地方停下來的事實而導致停在了並非最優的位置，找到 安全的地方停下來的問題是特別有意義的。近年來，已經開發出許多用於應對駕駛中睡意的車輛內對策。相關的研究和開發 活動已經推動了傳感器和技術的技術現狀以及增加了對睡意和駕駛的理解。然而，在許多 情況下，與這樣的監視設備的現實操作相關聯的技術問題是不可克服的，導致了不良運行 的系統。

發明內容
本發明的根本目的是提供一種用於在考慮車輛駕駛員的狀態水平的個體發展的 情況下修改去往期望目的地的至少一個車輛的駕駛計劃，特別是這樣的計劃的駕駛/休息 調度的方法和系統，其中所述狀態水平特別像是駕駛員的警惕性或障礙水平，以致基本上 不會影響駕駛的安全性。本發明的另一根本目的是採用可以靈活地適合於駕駛員狀態的當前和/或未來 所述水平變化這樣的方式來修改駕駛計劃，特別是這樣的計劃的駕駛/休息調度的方法和 系統。該目的通過根據權利要求1所述的方法來解決。根據本發明的用於在去往期望目的地駕駛之前和/或期間修改車輛的駕駛計劃， 尤其是這樣的計劃的駕駛/休息調度的方法，包括以下步驟(a)基於預定的環境變量和關於駕駛員的身體狀況或障礙的數據，藉助於駕駛員 狀態監視設備、人類狀態的已知數學、已知統計和已知基於規則的模型中的至少一個來預 測車輛的駕駛員的狀態水平發展或者更新先前這樣的預測，並且將所預測的發展存儲在儲 存器中；(b)確定其中所預測的駕駛員狀態水平的發展變得等於或小於預定閾值水平的時 間點，並且將這些時間點分類或注釋為高風險實例；(c)將高風險實例與駕駛計劃或駕駛/休息調度相比較並且確定在到達目的地或 下一計劃的停止站或休息站之前是否出現任何高風險的實例；以及(dl)如果在到達目的地或下一計劃的停止站或休息站之前將出現高風險實例，則計算修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度，使得在下一高風險實例之前或下一高風險實例時 將出現停止站或休息站。此外，該目的通過根據權利要求14所述的系統來解決。本發明有利地適用於管理長途行駛的一個或多個卡車或公共汽車或其它(商業) 車輛的駕駛，以便避免意外事件，所述意外事件至少部分地由例如由於這樣的車輛(多個) 的駕駛員(多個)的疲勞或睡意或其它障礙狀態所導致的警惕性降低引起的。藉助於本發明，可以以以下這樣的方式來管理去往期望目的地的駕駛車輛不僅 在期望時間段內而且在考慮關於規定的駕駛/休息調度和/或速度限制和/或駕駛員的實 際狀態或他以安全方式駕駛車輛的能力的情況下車輛到達期望目的地。從屬權利要求分別公開了示例性和有利的實施例以及根據權利要求1和14的解 決方案的改進。


結合附圖，根據本發明的示例性和優選實施例的以下描述，本發明的進一步細節、 特徵和優點將變得顯而易見，在附圖中示出了 圖1是用於建立或準備車輛駕駛所實施的根據本發明的方法的第一實施例的流 程圖；圖2是用於建立或準備車輛駕駛所實施的根據本發明的方法的第二實施例的流 程圖；圖3是在車輛駕駛期間實施的根據本發明的方法的第三實施例的流程圖；圖4是在車輛駕駛期間實施的根據本發明的方法的第四實施例的流程圖；圖5是隨時間推移所估計的警惕性的發展的示意性曲線圖；以及圖6是根據本發明的系統的示意性框圖。
具體實施例方式通常，根據本發明的方法和系統被提供用於以以下這樣的方式在車輛去往期望目 的地的駕駛期間建立或計劃車輛的駕駛和/或調整這樣的計劃使用關於預測的駕駛員的 狀態水平的發展的信息(其中所述發展尤其在當前時間開始並且延伸到將來)來計劃或優 化駕駛。駕駛員的狀態尤其是駕駛員的警惕性或睡意或其它障礙。尤其是相對於當駕駛 員應該休息時以及當駕駛員應該駕駛時的時間點實施優化，並且向駕駛員提供適當的停止 站、路線選擇以及通常關於如何計劃駕駛的具體建議，使得當警惕性高時發生駕駛並且當 存在減小警惕性水平的較大風險時發生休息，尤其是在考慮期望的到達目的地的時間和/ 或有關例如規定的駕駛/休息調度和/或速度限制等的規定的情況下。優選地，以預定的時間間隔和/或通過駕駛期間的某些事件確定的時間間隔在該 駕駛期間重複地更新對駕駛員狀態水平(特別是警惕性水平)發展的預測，所述某些事件 例如像在駕駛期間出現的並且尚未被預測到的實際降低的駕駛員狀態水平，然而這藉助於 駕駛員狀態監視設備來檢測。在後一種情況下，通過這樣的事件不僅可以確定啟動實施該 方法，而且也可以確定這些實施的重複頻率。例如，如果駕駛員狀態監視設備檢測到顯著降低的當前駕駛員的警惕性水平，則可以適當地增加重複頻率，並且反之亦然。如果駕駛員具有規定的駕駛/休息調度(例如像商業駕駛員)和預定目的地，則 系統可以基於由系統作出的對駕駛員狀態水平的發展的預測來自動地調整此調度，並且確 保至少儘可能地保持駕駛/休息調度或可能的其它約束條件，例如像交貨時間和速度限 制。此外，可以向諸如車隊操作員之類的第三方提供以上駕駛員狀態，使得他可以考 慮一個或多個駕駛員狀態來用於其車隊管理，即用於計劃一隊車輛的其它車輛的駕駛。如下面示例性地提及，可以藉助於已知的數學、統計和基於規則的模型中的至少 一個來實施對駕駛員狀態的發展的預測。如果車輛配備有駕駛員狀態監視設備，則還可以通過使用關於如由駕駛員狀態監 視設備執行的當前客觀測量的駕駛員狀態(尤其是警惕性水平、睡意和/或其它障礙水平) 的信息來改進此預測。相反，可以通過由以下模型中的至少一個作出的預測來改進由駕駛 員狀態監視設備作出的測量。這些可能性對於所謂的主動安全系統來說也是有效的，所述主動安全系統用來解 決具體地像是分心和睡意之類的駕駛員障礙。這些已知系統通常使用用於監視駕駛員或駕 駛員的駕駛行為以便檢測睡意(或分心或任何其它障礙)的傳感器。除以上駕駛員狀態之外，可以通過使用背景和上下文信息來實施駕駛計劃(尤其 是駕駛/休息調度)的計劃或優化，所述背景和上下文信息例如像導航系統提供的信息 (諸如地圖和路線計劃)，或關於例如由例如車隊管理系統提供的駕駛的期望絕限和給定 目的地的信息，或關於要求的駕駛/休息調度的信息等，這取決於這些信息中的哪個可用 於該系統。因此，按照可用性來使用這樣的信息，但是對於根據本發明的方法的基本功能來 說並不是必須的。所述信息可以用於使根據本發明的系統更複雜，並且如果它是可用的，則 可以調整信息的內容以說明測量的當前駕駛員狀態水平和/或預測的駕駛員狀態水平的 發展。例如，如果駕駛員無法在其狀態水平降低到預定閾值以下之前到達目的地或下一 計劃的停止站或休息站，則可以使用導航系統來自動地找到並向駕駛員建議要停下來的真 正(安全)地點，並且甚至向駕駛員提供去往這些地點的路線導引。此外，可以考慮關於計 劃駕駛的信息，諸如預定目的地、駕駛到期望目的地所計劃的駕駛總時間和計劃的總距離。此外，也存在許多其它車輛內系統或駕駛支持設備(例如像路線計劃設備、駕駛 調度設備、駕駛/休息調度設備或車隊管理設備)等等，用於支持駕駛員掌握駕駛/休息調 度以及在導航時幫助駕駛員，並且可以連同根據本發明的方法和系統一起應用或使用所述 系統和設備。更詳細地，關於以上駕駛員狀態的至少一個的水平發展的信息例如用於以在路線 期間相對於停止站計劃和/或路程選擇而優化所建立的路線這樣的方式來調整一個或多 個這樣的駕駛支持設備的內容和/或輸出，使得可以保持在期望或預定的時間到達期望目 的地。該調整優選地以顯示器上有關如何改變所建立的路線的建議的信息的形式向駕駛員 呈現，例如，停在由駕駛支持設備例如基於導航系統推薦的某個地方，所述導航系統包括沿 著所述路線或所述路線的替代區間適合於相關車輛或卡車的停止站的資料庫。因此，如果駕駛員無法在其狀態水平低於預定閾值之前到達目的地或下一計劃停止站或休息站，則根據本發明的系統通過及時提供用於幫助駕駛員計劃、調整和優化駕駛 計劃(尤其是駕駛/休息調度)的信息和建議作為專家系統來作用於駕駛員，使得最小化 或至少減少屈服於睡意的風險。綜上，向車輛的駕駛員提供了可以幫助駕駛員計劃、實施和/或調整去往目的地 的駕駛的系統。這例如通過將具有尤其是警惕性或瞌睡的預測模型的車輛的路線計劃/車 隊管理系統(其在最初的商業運輸操作中是常見的)集成到專家系統中，所述專家系統通 過建議最優駕駛調度和適當(即安全且及時)的停止地點來動態地修改駕駛調度，旨在最 小化或至少減少駕駛員屈服於缺少警惕性(例如，瞌睡)或其以安全和正確的方式駕駛車 輛的能力的其它障礙的風險。所述系統還使用作出預測來向駕駛員(和/或第三方)通知提升的睡意風險或其 它駕駛員障礙。如果系統預測到在駕駛期間駕駛員很可能變得昏昏欲睡或其他方式的障 礙，則在開始駕駛之前可以將此信息呈現給駕駛員(和/或第三方)。此外，可以在駕駛期 間的任何時間呈現關於將來變得昏昏欲睡的風險的預測。根據本發明的方法和系統的一個基本概念是將例如警惕性的數學模型(這樣的 模型的例子是 Folkard 禾口 Akerstedtl的"A three-process modelof the regulation of alertness-sleepiness，，，在 R. J. Broughton 禾口 R. D. Ogilvie (Eds. ) :Sleep, Arousal and Performance (pp. 13-26，Boston =Birkhauser, 1992)與車輛的車隊管理、導航、駕駛休息調 度和路線計劃系統相集成以便優化駕駛，尤其是駕駛的調度和計劃。此模型還包括估計駕 駛員的當前警惕性水平。然而，也可以應用其它已知的警惕性模型。這需要以幫助駕駛員計劃駕駛的方式(通過使用全球定位信息和導航系統)來建 議(安全的)停止時間和位置，使得當警惕性水平高時他/她駕駛，並且當警惕性水平低時 休息，同時說明了由交貨時間、速度限制、規定的休息時間等等所強加的外部要求。當駕駛 員啟動未調度的停止時，根據本發明的方法和系統可以動態地修改駕駛/休息調度和路線 計劃。可以通過添加由實時駕駛員狀態或睡意監視設備記錄的客觀睡意測量作為用於 微調預測和監視駕駛員的連續狀態的手段來可選地擴展此基本概念。此外，還可以通過考 慮按照睡意模型估計的駕駛員昏昏欲睡的可能性來改進由駕駛員狀態或睡意監視設備執 行的檢測。在下面，參考圖1到4描述了根據本發明的方法的第一到第四示例性實施例。分 別實施如圖1和2所示的第一和第二實施例之一，用於在開始駕駛之前啟動、準備或計劃車 輛的駕駛。在車輛駕駛期間分別實施如圖3和4所示的第三和第四實施例之一。可以將第 一和第二實施例與第三或第四實施例組合，使得實施第一和第二實施例之一用於計劃或啟 動駕駛，並且在車輛去往期望目的地的駕駛期間隨後實施第三和第四實施例之一。基於以 上和以下公開內容，如果必要的話，可以通過附加步驟來修正根據圖1到4的方法。如下實施了如圖1所示的根據第一實施例的方法。當駕駛員已經進入其車輛時， 開始所述方法並且駕駛員在第一步驟11中藉助於例如駕駛員ID卡將其個人數據輸入到系 統中。此外，系統請求駕駛員輸入與在下面實施例中以駕駛員的警惕性水平的形式預測駕 駛員狀態水平發展相關的進一步數據，諸如與他的身體或健康狀況相關的數據，像醒來時 間、前一晚(多個)的睡眠時間、睡眠質量(任何、無或在它們之間的質量分數)及其它重要的上下文信息。另外或替代地，可以在可選的第二步驟12中從第一儲存器39檢索部分 或所有這些數據，其中駕駛員的數據在較早實施該方法時由同一個駕駛員存儲。此外，由駕 駛員將去往期望目的地的車輛預定駕駛或路線計劃存儲在第二儲存器15中，並且將這樣 的計劃的駕駛/休息調度存儲在第三儲存器16中。基於這些數據和例如像在第四儲存器19中存儲的一天中的時間之類的某些環境 變量，在第三步驟14中，所述系統根據如上所述的時間的函數來計算對駕駛員的警惕性水 平的發展的預測並且將此發展存儲在第五儲存器20中。圖5示意性地示出了根據從當前時間t = 0開始並且延伸到將來的時間t [分鐘] 的函數來預測或估計的警惕性水平E[%]的發展這樣的曲線Α。警惕性水平示例性地用百 分比表示，其中百分之百被假設為最大可能的警惕性水平並且百分之零是完全缺乏或零警 惕性水平，例如當駕駛員睡著時。此外，圖5中的水平虛線B指示預置的警惕性閾值水平， 示例性地在最大警惕性水平的百分之四十處。可以對所有駕駛員固定地預置此警惕性閾值水平B或者對某個駕駛員根據例如 其年齡、經驗、健康或其它狀況單獨預置此警惕性閾值水平B。閾值等級B被預置，使得如果 駕駛員的警惕性水平低於此閾值水平(圖5中的區域C)，則假定他具有對於被認為是安全 駕駛員的駕駛員來說太低的警惕性水平。返回圖1的流程圖，然後在第四步驟50中，確定在哪個或哪些時間點所預測的警 惕性水平A低於警惕性閾值水平B (參見圖5)，並且這些時間被注釋為高風險實例tx。在 圖5的例子中，存在兩個這樣的實例或在所預測的警惕性水平A低於閾值水平B所指示的 時間txl和tx2。在第五步驟51中，將高風險實例tx與所計劃的駕駛計劃或駕駛/休息調度相比 較。為此，從多個儲存器中的至少一個讀出某些數據，例如像從第二儲存器15讀出駕駛或 路線計劃，從第三儲存器16讀出駕駛/休息調度，從第六儲存器17讀出GPS數據以及從第 七儲存器18讀出有關車隊管理系統的數據。基於這些數據，在第六步驟52中確定根據當前的駕駛/休息調度在到達目的地或 下一計劃的停止站或休息站之前是否存在任何高風險實例tx出現。如果在所估計的到達目的地或下一計劃的停止站的時間之前不存在這樣的高風 險實例，(在圖1中第六步驟52的「否」)，則所述方法繼續至第七步驟53，其中向駕駛員通 知缺少警惕性當前為低或沒有風險，並且終止所述方法並且駕駛員可以開始其駕駛。然而，如果在第六步驟52中已經確定在到達目的地或下一計劃的停止站的時間 之前將出現高風險實例tx(在圖1中第六步驟52的「是」)，則所述方法繼續至第八步驟 22，其中計算修改的駕駛(或路線)計劃或駕駛/休息調度，使得在所預測的下一高風險實 例tx之前或所預測的下一高風險實例tx時將出現下一計劃的停止站或休息站。為此，再 次從多個儲存器中的至少一個讀出某些數據，例如像從第二儲存器15讀出(在先)駕駛或 路線計劃，從第三儲存器16讀出(在先)駕駛/休息調度，從第六儲存器17讀出GPS數據 並且從第七儲存器18讀出有關車隊管理系統的數據。此外，可以從第八儲存器21讀出用 於計算這樣的修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度的優化規則。此後，在第九步驟23中，向駕駛員通知所建議的駕駛計劃/休息調度的修改，並且 在第十步驟24中請求駕駛員確認這些修改。
如果駕駛員確認修改(在圖1中第十步驟24的「是」)，則因此根據第十一步驟25 向包括駕駛或路線計劃的第二儲存器15和包括駕駛/休息調度的第三儲存器16發送更新 數據，根據第十二步驟26向包括GPS數據的第六儲存器17並且根據第十三步驟27向包括 有關車隊管理系統的數據的第七儲存器18發送更新數據。此外，也可以因此通知涉及的其 他人(如車隊操作員或在駕駛的最終目的地的收件人)。然後終止該方法並且駕駛員可以 開始駕駛。如果根據第十步驟24駕駛員沒有確認修改(在圖1中第十步驟24的「否」)，則 在不實施以上步驟25到27的情況下終止所述方法，但是駕駛員仍然可以開始其駕駛。圖2示出了根據本發明的方法的第二實施例，再次實施該方法用於在開始駕駛之 前啟動、準備或計劃車輛的駕駛。在此第二實施例中也實施以上參考如圖1所示的第一實施例描述的步驟，然而， 通過附加步驟來修正第二實施例以便更詳細地估計駕駛員具有對於被認為是安全駕駛員 的駕駛員來說過低的警惕性水平的風險。如通過比較圖1和2的流程圖可以看出的，在第八步驟22和第九步驟23之間插 入這些附加步驟而其它步驟保持不變。因此，下面將只描述附加步驟，並且對於其它步驟， 將參考圖1和以上的相關解釋。在此第二實施例中，除了根據第七步驟53估計「低風險或無風險」之外，在預測的 警惕性水平(圖5中的曲線A)低於警惕性閾值水平(曲線B)的那些時間實例tx，在「中 風險」和「高風險」之間進行區分。由此，尤其可以捕獲迅速降低的警惕性水平。為此，預置 臨界時間段(TCTiti。al)，其在圖5中被指示並且從實施方法的當前時間(t = 0)開始。臨界時間段(TCTiti。al)優選具有恆定持續時間，其對所有駕駛員來說被預置為固定 或恆定值，例如5分鐘。臨界時間段(T。Hti。al)的確定基於兩個考慮。一方面，即使基於以上模型估計並預 測警惕性水平的發展，也無法保證真正的警惕性水平實際上具有此水平。另一方面，例如如 果從環境到駕駛員保持確定警惕性水平的相應刺激消失或者例如在出現數目或頻率、持續 時間和/或強度方面減少，則警惕性水平可能會非常快速地下降，因為這會使駕駛員很快 地變得昏昏欲睡。這兩個問題使得使該方法能夠確定警惕性水平何時快速下降很重要。因此，對於 所有臨界時間實例tx來說(預測的警惕性水平A低於警惕性閾值水平B時)，估計此實例 tx是否引發下降的駕駛員警惕性水平「高風險」或「中風險」。這通過確定在臨界時間段 Traitiral(時間巾貞)內是否出現下一臨界時間實例tx來實現。如果是，則它被分類為「高風 險」，並且如果不是，則它被分類為「中風險」。當然通過將警惕性閾值水平B設置為適當低將可以——至少在一定程度上——實 現類似的功能。如果所預測的警惕性水平A低於這樣的降低的閾值水平B，則將分類為「高 風險」。當警惕性閾值水平B被設置為更高值並且所預測的警惕性水平A降低到這樣的高 閾值水平B之下時，將分類為「中風險」。返回圖2，在利用第八步驟22計算修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度之後，實施第 十四步驟，其中確定在臨界時間段TCTiti。al期滿之前是否出現任何高風險實例tx。如果情況不是這樣(在圖2中第十四步驟54的「否」)，則在第十五步驟55向駕駛員通知存在減少警惕性的「中風險」，並且如以上參考圖1所解釋的所述方法繼續至第九 步驟23 ο如果在臨界時間段TCTiti。al期滿之前實際上出現高風險實例tx(在圖2中第十四 步驟54的「是」)(在圖5中以風險實例txl的形式指示了此情況)，則在第十六步驟56中 向駕駛員通知存在減少警惕性的「高風險」，並且所述方法也繼續至第九步驟23。圖3示出了根據本發明的方法的第三實施例的流程圖，其中在車輛駕駛期間實施 該方法。在下面，假定在駕駛開始之前已經實施該方法的第一或第二實施例，使得某些數據 可用於實施所述方法的第三實施例。然而，這並不是先決條件，並且如果此前沒有實施第一 或第二實施例，則必須因此通過刪除或修改與如下所述方法的第一或第二實施例相關的步 驟來修改所述方法的第三實施例。所述方法開始於第一步驟30，其中藉助於駕駛員狀態監視設備來測量當前駕駛員 的障礙或睡意或警惕性水平，如果這樣的設備被安裝在相關車輛中的話。如果在先前實施根據第一到第四實施例之一的方法期間已經預測了警惕性水平 的發展，則在第二步驟31中從第一儲存器20檢索在先預測的警惕性水平的發展(圖3中 的箭頭C)。然後，在第三步驟32中，作為第一替代，基於所檢索到的在先預測的這樣的發展， 並且如果可用的話基於根據第一步驟30測量的(當前)障礙水平以及基於以上警惕性模 型和基於駕駛員作出的某些輸入(如以上參考本發明的第一實施例描述的)來預測更新的 警惕性水平的發展。為此，也使用其它數據和某些環境變量，例如像存儲在第二儲存器19 中的一天中的時間和駕駛時間。作為第二替代，如果沒有在先預測的警惕性水平的發展，則在第三步驟32中同樣 基於根據第一步驟30測量的(當前)障礙水平，如果可用的話，並且基於以上警惕性模型 和基於如上所解釋的駕駛員作出的某些輸入來完全新預測而不是更新警惕性水平的發展。此外，利用第三步驟32，所預測(更新或新的)警惕性水平的發展被存儲在第一儲 存器20中，並且如果適用的話，則覆寫以上檢索到的(先前)發展，使得在接下來實施該方 法期間可以檢索該新發展，如利用箭頭C所指示的。最後，利用第三步驟32，如上所述，可以通過所預測(更新或新的)警惕性水平的 發展來調整或標準化由駕駛員狀態監視設備作出的測量(如果此預測也包括當前時間)。 這由圖3中的虛線箭頭來指示。然後，在第四步驟61中，向駕駛員顯示當前時間(t = 0)(即在發展開始時)預測 的警惕性水平的發展。然後，在第五步驟62中，確定在哪個或哪些時間點所預測的警惕性水平A降低到 警惕性閾值水平B之下，並且這些時間被注釋為高風險實例tx。在第六步驟63中，將高風險實例tx與所計劃的駕駛計劃或駕駛/休息調度相比 較。為此，從多個儲存器中的至少一個再次讀出某些數據，例如像從第三儲存器15讀出駕 駛或路線計劃，從第四儲存器16讀出駕駛/休息調度，從第五儲存器17讀出GPS數據以及 從第六儲存器18讀出關於車隊管理系統的數據。基於此比較，在第七步驟64中確定根據當前的駕駛計劃在到達目的地或下一計 劃的停止站或休息站之前是否存在任何高風險實例tx出現。
如果在到達目的地或下一計劃的停止站之前不存在這樣的高風險實例(在圖3中 第六步驟64的「否」)，則所述方法繼續至第八步驟65，其中向駕駛員通知當前缺少警惕性 風險為低或無，並且可以經由跳回到點B到開始來重複該方法。然而，如果在第七步驟64中已經確定在到達目的地或下一計劃的停止站的時間 之前將出現高風險實例tx (在圖3中第七步驟64的「是」)，則所述方法繼續至第九步驟66， 其中計算修改的駕駛(或路線)計劃或駕駛/休息調度，其包括下一適當的中途停留地及 其它定時。為此，再次從多個儲存器中的至少一個讀出某些數據，例如像從第三儲存器15 讀出(在先)駕駛或路線計劃，從第四儲存器16讀出(在先)駕駛/休息調度，從第五儲 存器17讀出GPS數據並且從第六儲存器18讀出有關車隊管理系統的數據。此外，可以從 第七儲存器21讀出用於計算這樣的修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度的優化規則。此後，在第十步驟42中，向駕駛員通知所建議的駕駛計劃/休息調度的修改，並且 在第十一步驟43中請求駕駛員確認這些修改。如果駕駛員確認修改(在圖3中第十一步驟43的「是」)，則因此根據第十二步驟 44向包括駕駛(或路線)計劃的第三儲存器15和包括駕駛/休息調度的第四儲存器16發 送更新數據，根據第十三步驟45向包括GPS數據的第五儲存器17並且根據第十四步驟46 向包括有關車隊管理系統的數據的第六儲存器18發送更新數據。此外，也可以因此通知所 涉及的其他人(如車隊操作員或在駕駛的最終目的地的收件人)。然後可以經由跳回到點 B到開始來重複該方法。如果駕駛員沒有確認如在第十一步驟43中請求的修改(在圖3中第十一步驟43 的「否」)，則也可以經由跳回到點B到開始來重複該方法。圖4示出了根據本發明的方法的第四實施例的流程圖，其中再次提供了該方法用 於在車輛駕駛期間實施。與如上面參考圖1和2描述的方法的第一和第二實施例類似，在第四實施例中也 實施以上參考如圖3所示的第三實施例描述的步驟，並且在此範圍內參考以上圖3的描述。 然而，通過附加步驟來修正第四實施例，以便更詳細地估計駕駛員具有對於被認為是安全 駕駛員的駕駛員來說過低的警惕性水平的風險。如通過比較圖3和4的流程圖可以看出的，在第九步驟66和第十步驟42之間插入 這些附加步驟而其它步驟保持不變。因此，下面應當只描述附加步驟，並且對於其它步驟， 參考圖3和以上的相關解釋。在此第四實施例中，除了根據第八步驟65估計「低或無風險」之外，在所預測的警 惕性水平(圖5中的曲線A)低於警惕性閾值水平(圖5中的曲線B)的那些時間實例tx， 在「中風險」和「高風險」之間進行區分。由此，尤其可以再次捕獲迅速降低的警惕性水平。 為此，再次使用臨界時間段(TCTiti。al)，其在圖5中被指示並且從實施該方法的當前時間(t =0)開始。臨界時間段(TCTiti。al)優選具有恆定持續時間，其對所有駕駛員來說被預置為固定 或恆定值，例如5分鐘，並且考慮如上解釋的問題來確定。根據圖4，在利用第九步驟66計算修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度之後，實施第 十五步驟67，其中確定在臨界時間段TCTiti。al期滿之前是否出現任何高風險實例tx。如果情況不是這樣(在圖4中第十五步驟67的「否」)，則在第十六步驟68向駕駛員通知存在減少警惕性的「中風險」，並且如以上參考圖3解釋的，所述方法繼續至第十 步驟42。然而，如果在臨界時間段T。Hti。al期滿之前實際上出現高風險實例tx (在圖4中第 十五步驟67的「是」)(此情況在圖5中以風險實例txl的形式來指示)，則在第十七步驟 69中確定下一適當的中途停留地。為此，從上述儲存器15到18 (如上所述)檢索地圖和路 線信息、導航數據及其它信息。然後，在第十八步驟70中向駕駛員通知存在減少警惕性的「高風險」，並且向他呈 現所確定的到下一適當中途停留地的路線。可選地，在第十九步驟37中可以關閉巡航控制。這意味著在駕駛員目前被視為有 障礙的情況下將切斷自動巡航控制，以便減少在車輛處於巡航控制模式的情況下駕駛員睡 著的風險。 然後，如以上結合第三實施例和圖3所描述的，該方法繼續至第十步驟42。優選在駕駛期間重複地實施根據第三或第四實施例的方法，使得例如每秒、每5 分鐘或類似地優選大約每1-5分鐘，以IOHz的頻率反覆地更新對警惕性發展的預測。此外， 可以通過駕駛期間的某些事件來啟動該方法的實施，例如在駕駛期間出現的並且尚未預測 到的駕駛員警惕性水平實際上已經降低，然而這藉助於駕駛員狀態監視設備來檢測。通常，駕駛計劃或駕駛/休息調度的以上修改包括修改路線、修改中途停留地和 修改其它定時中的至少一個，其中如上解釋的基於從儲存器15到19讀出的數據並且考慮 所預測的預計駕駛員變得昏昏欲睡的時間點或者以其它方式體驗缺少警惕性來計算這些 修改，使得當預計警惕性在警惕性閾值以上時駕駛員駕駛並且當預計所述警惕性在警惕性 閾值以下時駕駛員休息。圖6示意性地示出根據本發明的系統10的優選實施例的架構，以及以它們到系統 10的輸入和來自系統10的輸出的形式的某些組件和模型。車輛的駕駛員可以例如藉助於 駕駛員ID卡和/或手動輸入如上所述自動地和/或手動地生成對系統10的第一輸入1。借 助於以上數學模型來生成進一步輸入，例如像藉助於駕駛/休息模型來生成第二輸入2，借 助於駕駛員行為模型(其例如可以在駕駛員吃午餐時建模駕駛員何時通常調度其停止站) 來生成第三輸入3，和/或藉助於以上已經更詳細地描述的警惕性模型來生成第四輸入4。 此外，可以藉助於上下文變量來生成第五輸入5，所述上下文變量也被提供到警惕性模型以 便調整第四輸入4。此外，(可選地)可以藉助於一個或多個駕駛員狀態監視設備來生成第六輸入6， 並且(可選地)可以藉助於一個或多個連續車輛數據監視設備來生成第七輸入7。根據本發明的系統10生成用於操作例如像顯示器的人機接口(「HMI」)的第一輸 出8以便例如向駕駛員提供反饋，以及生成第二輸出9用於管理駕駛/休息調度、管理路線 計劃、建議安全的中途停留地、觸發對策、調整ADAS (「高級駕駛輔助系統」)和/或IVIS (「車 輛內信息系統」)、通知第三人(例如車隊管理系統的外部操作員)等中的至少一個。通過將輸入1到7和輸出8、9集成到系統10的路線計劃和/或車隊管理中，一方 面使駕駛員能夠更好地管理駕駛，並且另一方面優化駕駛計劃(諸如停止站的調度)以便 用由於HMI輸出8而造成對駕駛員來說可能是透明的方式來說明預測降低的警惕性水平。 車隊管理系統的操作員也可以如上所述管理駕駛的計劃和調度。此外，車隊操作員可以在所有時間利用關於他所有駕駛員的警惕性/風險的信息。此外，可以在駕駛之前、期間和之後向駕駛員提供和/或從駕駛員接收信息，以便 允許駕駛員更好地管理他/她的駕駛計劃並且確保他/她不會屈服於睡意。收集針對優化 規則或優化因素而影響系統10應當如何優化駕駛計劃的重要信息駕駛員、駕駛員的睡眠 歷史、被施加給駕駛調度的約束條件、駕駛環境等。這些參數統稱為上下文變量。以上的優化規則或因素例如被確定為當警惕性低時使駕駛最小化，保持交貨時 間、使駕駛時間最大化、保持駕駛休息調度規則、在計劃路線的所有區間上維持速度限制等。
以上的上下文變量例如是1.)地圖和/或導航信息，例如像路線計劃、安全或不安全停止站、到分段點的距 離和持續時間、單獨道路區間的車禍統計等等；2.)靜態和動態約束條件，例如像絕限、駕駛/休息調度、計劃停止站等等；3.)駕駛員信息，例如像年齡和性別等等；4.)駕駛員上下文信息，例如像在先工作歷史、在先睡眠、在先睡眠質量、睡醒時 間、工作輪換小時、藥物、疾病等等。5.)環境變量，例如像實際的一天中的時間、一年中的時間、駕駛時間、駕駛距離等等。系統10被設計成使其判定基於它可用的信息，並且不取決於所提及的上下文變 量中任何一個的可用性。更詳細地，警惕性的以上模型可以獨立於在駕駛期間個別駕駛 員的實際狀態來主要進行關於將來警惕性水平的預測，即不需要駕駛期間任何進一步的輸 入。當然可以通過另外考慮或使用關於在駕駛期間駕駛員的當前實際狀態的信息來改進這 些模型的性能。如果實際測量的當前狀態與該模型所估計的相比要求更早的休息，則應當 根據實際測量的狀態來修改駕駛計劃。另一方面，即使實際狀態與該模型所預測的相比可 能允許駕駛更長的時段，所述駕駛計劃也應當遵循模型的估計，以便確保始終採用更安全 的方案來計算下一推薦的休息站。以簡單的形式，可以如下建模可能的中斷對於在早晨到傍晚進行的駕駛來說，預 計駕駛員至少具有三個中途停留地；早餐、午餐和下午茶，其中午餐很可能出現在上午11 點-下午1點左右並且持續時間最長。系統10可以建議駕駛員單獨地改變中斷的時間，但 是很可能不會修改它們採取的次序。如果預計警惕性有較大的急降，例如在午餐後一個小 時，由於先前的食物攝入後面是集中消化階段或者由於生物鐘，則系統10可以建議駕駛員 添加另一短暫中斷並且建議並在導航系統中示出要停止的適當地方。另外，系統10可以使用駕駛員的估計的當前警惕性水平和預測的將來警惕性水 平的知識來觸發車輛內對策或調整基於車輛的系統，例如ADAS系統和IVIS系統以增加安 全性。當估計駕駛員具有減少的警惕性時，這可能需要(但是不局限於)關閉巡航控制。通常，應當注意，在不脫離如權利要求限定的本發明範圍的情況下可以對前述本 發明的實施例進行修改。例如，代替睡意(或除此之外)，也可以針對它們將來的發展測量、估計和/或預測 並且如上所述針對睡意來使用駕駛員的其它狀態(例如像由於藥物或疾病所導致的酒精 中毒或障礙)。
考慮具體情況，也可以結合駕駛輪船、船或火車或飛機來使用本發明的原理。此外，用於描述並請求保護本發明的諸如「包括」、「包含」、「合併」、「由...組成」、 「具有」、「是」的表達意在以非排他性方式解釋，即允許還存在並未明確描述的項、組件或元 件。最後，在權利要求中括號內包括的數字意在幫助理解權利要求並且不應當以任何 方式被解釋為限制這些權利要求所請求保護的主題。
權利要求
一種用於在去往期望目的地駕駛之前和/或期間修改車輛的駕駛計劃，尤其是這樣的計劃的駕駛/休息調度的方法，所述方法包括以下步驟(a)基於預定的環境變量和關於駕駛員的身體狀況或障礙的數據，藉助於駕駛員狀態監視設備、人類狀態的已知數學、已知統計和已知基於規則的模型中的至少一個來預測(14)車輛的駕駛員的狀態水平的發展或者更新(32)先前這樣的預測，並且將所預測的發展存儲在儲存器中；(b)確定(50；62)其中所預測的駕駛員狀態水平(A)的發展變得等於或小於預定閾值水平(B)的時間點，並且將這些時間點分類或注釋為高風險實例(tx)；(c)將高風險實例(tx)與駕駛計劃或駕駛/休息調度相比較(51；63)並且確定(52；64)在到達目的地或下一計劃的停止站或休息站之前是否將出現任何高風險實例(tx)；以及(d1)如果在到達目的地或下一計劃的停止站或休息站之前將出現高風險實例(tx)，則計算(22；66)修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度，使得在下一高風險實例之前或下一高風險實例時將出現停止站或休息站。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述駕駛員狀態(A)是駕駛員的警惕性水平。
3.根據權利要求1所述的方法，包括以下步驟(e)在步驟(dl)之後確定(54；67)在預置的臨界時間段(T。Hti。al)期滿之前是否將出 現任何高風險實例(tx)，所述臨界時間段(TCTiti。al)起始於實施該方法的時間；以及(f)如果在臨界時間段(TCTiti。al)期滿之前將不出現高風險實例，則將所述高風險實例 重新分類或重新注釋為中風險實例(55 ；68)。
4.根據權利要求3所述的方法，包括以下步驟(g)如果根據步驟(e)在臨界時間段(TCTiti。al)期滿之前將出現高風險實例(tx)，則基 於地圖和路線信息數據來確定(69)車輛駕駛的下一適當的中途停留地。
5.根據權利要求1所述的方法，包括以下步驟(d2)在實施步驟(dl)之後向所述駕駛員通知(23 ；42)所修改的駕駛計劃或駕駛/休 息調度，並且從駕駛員請求(24 ；43)對所述修改的確認；以及(d3)如果駕駛員確認所述修改，則將所修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度存儲(25; 44)在儲存器中用於接下來實施該方法。
6.根據權利要求1所述的方法，該方法在開始駕駛之前實施。
7.根據權利要求1所述的方法，該方法以預定的重複頻率在車輛駕駛期間重複地實施。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，分別根據在駕駛期間出現的事件來啟動和控制該方法的實施和/或實施的重複 頻率，所述事件像藉助於駕駛員狀態監視設備檢測到的駕駛員狀態(A)的實際下降水平。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，基於預置的駕駛計劃、導航數據和環境變量中的至少一個來確定所修改的駕駛 計劃或駕駛/休息調度，所述環境變量像實際的一天中的時間、駕駛的時間和駕駛的距離。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述閾值水平(B)是恆定的預置水平，或者它可以在所述方法開始時由駕駛員 輸入。
11.根據權利要求3所述的方法，其中，所述臨界時間段(TCTiti。al)是恆定的預置時段，或者它可以在所述方法開始時由 駕駛員輸入。
12.一種包括電腦程式代碼的電腦程式，當所述程序在可編程微處理器裝置上運 行時執行根據權利要求1到11中任何一個所述的方法的步驟。
13.—種在計算機可用介質上存儲的電腦程式產品，包括電腦程式代碼裝置，所述 電腦程式代碼裝置適於當被加載到可編程微處理器裝置的內部存儲器中時執行根據權 利要求1到11中任何一個所述的方法的步驟。
14.一種用於在去往期望目的地駕駛之前或期間修改車輛的駕駛計劃，尤其是這樣的 計劃的駕駛/休息調度的系統，所述系統包括具有根據權利要求12或13的電腦程式的 微處理器。
15.根據權利要求14所述的系統，包括以下中的至少一個第一輸入(1)，用於從駕駛員接收輸入數據；第二輸入(2)，用 於接收去往期望目的地的包括駕駛/休息調度的駕駛計劃；第三輸入(3)，用於接收駕駛員 行為模型；第四輸入(4)，用於接收駕駛員警惕性的數學、統計和/或基於規則的模型；第五 輸入(5)，用於接收上下文變量，例如像地圖和/或導航信息和數據、統計和動態約束條件、 駕駛員信息、駕駛員上下文信息和環境變量；第六輸入(6)，用於從一個或多個駕駛員狀態 監視設備接收數據；以及第七輸入(7)，用於從一個或多個車輛監視設備接收數據。
16.根據權利要求14所述的系統，包括以下中的至少一個第一輸出(8)，用於操作人機接口，例如像駕駛員的顯示器； 以及第二輸出(9)，用於管理駕駛/休息調度、管理路線計劃、建議安全的中途停留地、觸發 對策並且調整ADAS(高級駕駛輔助系統)和/或IVIS(車輛內信息系統)中的至少一個。
全文摘要
公開了一種用於在去往期望目的地駕駛之前和/或期間修改車輛的駕駛計劃，尤其是這樣的計劃的駕駛/休息調度的方法和系統，其中(a)預測(14)駕駛員的警惕性水平的發展，(b)將其中所預測的發展變得等於或小於預定的閾值水平的時間點確定並分類(50)為高風險實例，(c)將高風險實例與駕駛計劃或駕駛/休息調度相比較(51)並且確定(52)在到達目的地或下一計劃的停止站或休息站之前是否將出現任何高風險實例(tx)，以及(d1)如果在到達目的地或下一計劃的停止站或休息站之前確定要出現高風險實例(tx)，則計算(22)修改的駕駛計劃或駕駛/休息調度，使得在下一高風險實例之前或之時將出現停止站或休息站。
文檔編號B60K28/06GK101998912SQ200880128589
公開日2011年3月30日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者彼得·科隆博格 申請人:沃爾沃技術公司