驾驶员疲劳警报系统的制作方法

本公开总体上涉及驾驶员疲劳警报系统，并且具体而言涉及不因对速度限制改变做出响应而惩罚驾驶员的驾驶员疲劳警报系统。

背景技术

已知通过跟踪车辆的速度改变来检测驾驶员的疲劳水平。速度改变发生过多可能指示不安全的驾驶员疲劳水平，并且可能导致警告设备的激活，警告设备警告驾驶员他们的反应水平下降。

技术实现要素：

根据一个实施例，提供了一种驾驶员疲劳警报系统。驾驶员疲劳警报系统包括速度限制检测装置、速度传感器、警告设备和控制器。速度限制检测装置检测主车辆所行驶的道路的速度限制。速度传感器检测主车辆的速度。警告设备可操作用于警告主车辆的操作员驾驶员疲劳。控制器与速度限制检测装置、速度传感器和警告设备进行通信。控制器基于速度限制检测装置确定道路的速度限制的改变。当速度的变化大于变化阈值时，控制器基于速度传感器确定已经发生速度改变。当速度改变与速度限制改变相关时，控制器不增加速度改变发生的计数，并且当速度改变发生的计数超过指示驾驶员疲劳的改变阈值时，控制器激活警告设备。

在另一实施例中，提供了操作驾驶员疲劳警报系统的方法。方法包括以下步骤：检测速度限制，检测主车辆的速度，确实速度限制的改变，确定速度改变，以及激活警告设备。检测速度限制的步骤可以包括利用速度限制检测装置检测主车辆所行驶的道路的速度限制。检测主车辆的速度的步骤可以包括利用速度传感器检测主车辆的速度。确定速度限制的改变的步骤可以包括利用与速度限制检测装置、速度传感器和警告设备通信的控制器基于速度限制检测装置来确定道路的速度限制的改变。确定速度改变的步骤可以包括当速度的变化大于变化阈值时，利用控制器基于速度传感器确定已经发生速度改变，以及当速度改变与速度限制改变相关时不对速度改变的发生计数。激活警告设备的步骤可以包括当速度改变发生的计数超过指示驾驶员疲劳的改变阈值时，利用控制器激活警告主车辆的操作员的警告设备。

在又一实施例中，提供了自动化车辆警报系统。自动化车辆警报系统包括速度限制检测器、速度传感器、警告设备以及与速度限制检测器、速度传感器和警告设备通信的控制器。控制器确定道路的速度限制的改变。控制器还确定车辆速度的改变，并且当车辆速度与速度限制的改变一致时，不对车辆速度的改变计数。当车辆速度改变的计数超过指示驾驶员疲劳的改变阈值时，控制器激活警告设备。

在阅读以下优选实施例的具体实施方式时，其它特征和优点将更清楚地显现，优选实施例仅通过非限制性示例并参照附图给出。

附图说明

现在将参考附图以举例方式描述本发明，在附图中：

图1是根据一个实施例的驾驶员疲劳警报系统的图示；

图2是根据一个实施例的装备有图1的驾驶员疲劳警报系统的主车辆的图示；

图3是根据一个实施例的图2的主车辆的图示；

图4是根据一个实施例的图2的主车辆的图示；

图5是根据另一实施例的操作图1的驾驶员疲劳警报系统的方法的图示；

图6是根据又一实施例的自动化车辆警报系统的图示；

图7是根据又一实施例的装备有图6的自动化车辆警报系统的主车辆的图示；

图8是根据又一实施例的图7的主车辆的图示；

图9是根据又一实施例的图7的主车辆的图示；以及

图10是根据一个实施例的驾驶员疲劳算法的流程图。

具体实施方式

典型的驾驶员疲劳警报系统通过跟踪主车辆的速度的变化来检测主车辆的操作员是否昏昏欲睡或是疲劳的。虽然典型的驾驶员疲劳警报系统可以在理想的交通条件下准确估计驾驶员疲劳，但存在操作员可能由于公告的速度限制改变而故意改变速度的情况。虽然这些速度改变可能是由于驾驶员遵守交通法规而导致的，但是它们可能被典型的驾驶员疲劳警报系统错误地计数为驾驶员疲劳的指示，并且可能导致错误的驾驶员疲劳警报。如下面将更详细描述的那样，本文所述的系统是对现有技术驾驶员疲劳警报系统的改进，因为该系统通过确定何时对速度改变计数来降低错误的驾驶员疲劳警报的比率，这可能有助于减少操作员故意停用驾驶员疲劳警报系统的发生。

图1示出了驾驶员疲劳警报系统10(在下文被称为系统10)的非限制性示例，其适于在自动化车辆12(在下文被称为主车辆12)上使用。系统10包括速度限制检测装置14，其检测主车辆12所行驶的道路18的速度限制16。

速度限制检测装置14可以是相机20，相机20呈现靠近道路18的道路标志24的图像22。正如本领域技术人员将认识到的，适用于主车辆12上的相机20的示例是市场上可买到的，一个示例是来自美国爱达荷州博伊西的microntechnology,inc.的aptinamt9v023。相机20可以安装在主车辆12的前方，或者安装在主车辆12的内部的适合于相机20通过主车辆12的挡风玻璃观察主车辆12周围区域的位置处。相机20优选地是视频型相机20或可以以足够的帧速率(例如每秒十帧)拍摄道路18和周围区域的图像22的相机20。

速度限制检测装置14可以是指示道路18的速度限制16的数字地图26。数字地图26可以位于主车辆12上，并且可以被集成到控制器28中。数字地图26可以被存储“在云端”并且经由收发器(例如，wi-fi、蜂窝、卫星——未示出)被访问。数字地图26和收发器也可以是定位装置(例如gps——未示出)的部分。

系统10还包括检测主车辆12的速度32的速度传感器30。速度传感器30可以包括一般在汽车应用上找到的车轮速度传感器(未示出)。如本领域技术人员将认识到的，能够确定主车辆12的速度32的其它传感器可以包括但不限于全球定位系统(gps)接收器(未示出)和雷达收发器(未示出)、以及其它装置。

系统10还包括可操作用于警告主车辆12的操作员36驾驶员疲劳的警告设备34。警告设备34可以是操作员36可见的被照亮以指示驾驶员疲劳的情况的指示器，和/或被激活以指示驾驶员疲劳的声音报警和/或振动报警。

系统10还包括与速度限制检测装置14、速度传感器30和警告设备34通信的控制器28。控制器28可以包括诸如微处理器的处理器(未具体示出)或其它控制电路，例如包括用于处理数据的专用集成电路(asic)的模拟和/或数字控制电路，这对于本领域技术人员来说应该是显而易见的。控制器28可以包括存储器(未具体示出)，其包括非易失性存储器，例如电可擦可编程只读存储器(eeprom)，以用于存储一个或多个例程、阈值和采集的数据。如本文所述，一个或多个例程可以被处理器执行以执行用于基于由控制器28从速度限制检测装置14和速度传感器30接收的信号来确定检测到的驾驶员疲劳情况是否存在的步骤。

控制器28可以被配置为接收来自相机20的图像22并且检测道路标志24上的字符(未具体示出)以确定速度限制16。控制器28可以使用已知的光学字符识别(ocr)方法来将由相机20拍摄的图像22中的字符与数据库(未具体示出)中的字符进行匹配。ocr领域的技术人员将认识到，诸如光学单词识别(owr)、智能字符识别(icr)和智能单词识别(iwr)等方法都被认为是ocr方法，并且可以由控制器28应用以确定速度限制16。ocr领域的技术人员将会认识到，ocr方法可以包括用以提高字符识别的成功率的图像22的预处理、矩阵匹配，特征提取以及专用优化。

控制器28还可以包括利用速度限制16信息更新数字地图26的互联网收发器(未示出)。互联网收发器可以是适用于汽车应用的任何互联网收发器，并且可以包括wi-fi、蜂窝和卫星设备(未示出)。

图2示出了主车辆12正在进入建筑物区(未具体示出)的交通场景，其中道路18的速度限制16减小。控制器28基于速度限制检测装置14(即，基于相机20、数字地图26或其组合)确定道路18的速度限制16的改变38。当主车辆12的速度32的变化42大于变化阈值44(图1)时，控制器28还基于速度传感器30来确定已经发生速度改变40。

当速度改变40与速度限制16的改变38相关(即，一致、匹配、趋向、等同等)时，控制器28不增加速度改变40发生的计数46。亦即，当检测到主车辆12的速度改变40趋向于处于与新检测到的速度限制16相同的相对方向中时，控制器28不增加速度改变40发生的计数46。更具体而言，控制器28还可以判断速度限制16的改变38何时指示速度限制16的减小48，并且当速度改变40指示主车辆12的速度32的减小48，并且控制器28检测到速度限制16的减小48时，不增加速度改变40的计数46。相反，当速度改变40指示主车辆12的速度32的增大50，并且控制器28检测到速度限制16的增大50(参见图3)时，控制器28还可以确定速度限制16的改变38指示速度限制16的增大50并且不增加速度改变40的计数46。

返回图1，当速度改变40发生的计数46超过指示驾驶员疲劳的改变阈值52时，控制器28激活警告设备34。改变阈值52可以是用户定义的，并且优选为在预定时间段内小于发生三次速度改变40。当速度改变40发生的计数46在小于三十分钟的时间段内超过改变阈值52时，并且当变化阈值44小于每小时二十五公里(25kph)时，并且更优选地当变化阈值44小于10kph时，控制器28可以优选地激活警告设备34。

图3示出了另一种交通场景，其中主车辆12正在进入另一个速度区，其中速度限制16最初沿着道路18在一段距离内减少，然后返回到先前的速度限制16。如图3中所示，当速度改变40与速度限制16的改变38相关(即，一致、匹配、趋向、等同等)时，控制器28不增加速度改变40发生的计数46。

图4示出了又一种交通场景，其中主车辆12正在进入又一个速度区，其中速度限制16减小。与图2-图3相比，由于主车辆12的速度改变40与速度限制16的改变38不相关，所以控制器28增加速度改变40发生的计数46。亦即，当控制器28检测到速度限制16为速度限制16的减小48时，主车辆12的速度32正在增大。

图5示出了操作驾驶员疲劳警报系统10(在下文称为系统10)的方法200的另一实施例的非限制性示例，系统10适于在自动化车辆12(在下文称为主车辆12)中使用。

步骤202，检测速度限制，可以包括利用速度限制检测装置14检测主车辆12所行驶的道路18的速度限制16的步骤。速度限制检测装置14可以是相机20，相机20呈现靠近道路18的道路标志24的图像22。正如本领域技术人员将认识到的，适用于主车辆12上的相机20的示例是市场上可买到的，一个示例是来自美国爱达荷州博伊西的microntechnology,inc.的aptinamt9v023。相机20可以安装在主车辆12的前方，或者安装在主车辆12的内部的适合于相机20通过主车辆12的挡风玻璃观察主车辆12周围区域的位置处。相机20优选地是视频型相机20或可以以足够的帧速率(例如每秒十帧)拍摄道路18和周围区域的图像22的相机20。

速度限制检测装置14可以是指示道路18的速度限制16的数字地图26。数字地图26可以位于主车辆12上，并且可以被集成到控制器28中。数字地图26可以被存储“在云端”并且经由收发器(例如，wi-fi、蜂窝、卫星——未示出)被访问。数字地图26和收发器也可以是定位装置(例如gps——未示出)的部分。

步骤204，检测速度，可以包括利用速度传感器30检测主车辆12的速度32的步骤。速度传感器30可以包括一般在汽车应用上找到的车轮速度传感器(未示出)。如本领域技术人员将认识到的，能够确定主车辆12的速度32的其它传感器可以包括但不限于全球定位系统(gps)接收器(未示出)和雷达收发器(未示出)、以及其它装置。

步骤206，确定速度限制改变，可以包括利用与速度限制检测装置14、速度传感器30和警告设备34通信的控制器28基于速度限制检测装置14来确定道路18的速度限制16的改变38的步骤。控制器28可以包括诸如微处理器的处理器(未示出)或其它控制电路，例如包括用于处理数据的专用集成电路(asic)的模拟和/或数字控制电路，这对于本领域技术人员来说应该是显而易见的。控制器28可以包括存储器(未具体示出)，其包括非易失性存储器，例如电可擦可编程只读存储器(eeprom)，以用于存储一个或多个例程、阈值和采集的数据。如本文所述，一个或多个例程可以被处理器执行以执行用于基于由控制器28从速度限制检测装置14和速度传感器30接收的信号来确定检测到的驾驶员疲劳情况是否存在的步骤。

控制器28可以被配置为接收来自相机20的图像22并且检测道路标志24上的字符(未具体示出)以确定速度限制16。控制器28可以使用已知的光学字符识别(ocr)方法来将由相机20拍摄的图像22中的字符与数据库(未具体示出)中的字符进行匹配。ocr领域的技术人员将认识到，诸如光学单词识别(owr)、智能字符识别(icr)和智能单词识别(iwr)等方法都被认为是ocr方法，并且可以由控制器28应用以确定速度限制16。ocr领域的技术人员将会认识到，ocr方法可以包括用以提高字符识别的成功率的图像22的预处理、矩阵匹配，特征提取以及专用优化。

控制器28还可以包括利用速度限制16信息更新数字地图26的互联网收发器(未示出)。互联网收发器可以是适用于汽车应用的任何互联网收发器，并且可以包括wi-fi、蜂窝和卫星设备(未示出)。

步骤208，确定速度改变，可以包括利用控制器28在速度32的变化42大于变化阈值44时，基于速度传感器30确定已经发生速度改变40的步骤。图2示出了主车辆12正在进入建筑物区(未具体示出)的交通场景，其中道路18的速度限制16减小。控制器28基于速度限制检测装置14(即，基于相机20、数字地图26或其组合)确定道路18的速度限制16的改变38。当主车辆12的速度32的变化42大于变化阈值44(图1)时，控制器28还基于速度传感器30来确定已经发生速度改变40。

当速度改变40与速度限制16的改变38相关(即，一致、匹配、趋向、等同等)时，控制器28不增加速度改变40发生的计数46。亦即，当检测到主车辆12的速度改变40趋向于处于与新检测到的速度限制16相同的相对方向中时，控制器28不增加速度改变40发生的计数46。更具体而言，控制器28还可以判断速度限制16的改变38何时指示速度限制16的减小48，并且当速度改变40指示主车辆12的速度32的减小48，并且控制器28检测到速度限制16的减小48时，不增加速度改变40的计数46。相反，当速度改变40指示主车辆12的速度32的增大50，并且控制器28检测到速度限制16的增大50(参见图3)时，控制器28还可以确定速度限制16的改变38指示速度限制16的增大50并且不增加速度改变40的计数46。

步骤210，激活警告设备，可以包括当速度改变40发生的计数46超过指示驾驶员疲劳的改变阈值52时，利用控制器28激活警告设备34的步骤。警告设备34可以是操作员36可见的被照亮以指示驾驶员疲劳的情况的指示器，和/或被激活以指示驾驶员疲劳的声音报警和/或振动报警。

返回图1，当速度改变40发生的计数46超过指示驾驶员疲劳的改变阈值52时，控制器28激活警告设备34。改变阈值52可以是用户定义的，并且优选为在预定时间段内小于发生三次速度改变40。当速度改变40发生的计数46在小于三十分钟的时间段内超过改变阈值52时，并且当变化阈值44小于每小时二十五公里(25kph)时，并且更优选地当变化阈值44小于10kph时，控制器28可以优选地激活警告设备34。

图3示出了另一种交通场景，其中主车辆12正在进入另一个速度区，其中速度限制16最初沿着道路18在一段距离内减少，然后返回到先前的速度限制16。如图3所示，当速度改变40与速度限制16的改变38相关时，控制器28不增加速度改变40发生的计数46。

图4示出了又一种交通场景，其中主车辆12正在进入又一个速度区，其中速度限制16减小。与图2-图3相比，由于主车辆12的速度改变40与速度限制16的改变38不相关，所以控制器28增加速度改变40发生的计数46。亦即，当控制器28检测到速度限制16为速度限制16的减小48时，主车辆12的速度32正在增大。

图6示出了自动化车辆警报系统110(在下文被称为系统110)的又一实施例的非限制性示例，系统110适于在自动化车辆112(在下文被称为主车辆112)上使用。系统110包括检测主车辆112所行驶的道路118的速度限制116的速度限制检测器114。速度限制检测器114可以是相机120，相机120呈现靠近道路118的道路标志124的图像122。正如本领域技术人员将认识到的，适用于主车辆112上的相机120的示例是市场上可买到的，一个示例是来自美国爱达荷州博伊西的microntechnology,inc.的aptinamt9v023。相机120可以安装在主车辆112的前方，或者安装在主车辆112的内部的适合于相机120通过主车辆112的挡风玻璃观察主车辆112周围区域的位置处。相机120优选地是视频型相机120或可以以足够的帧速率(例如每秒十帧)拍摄道路118和周围区域的图像122的相机120。

速度限制检测器114可以是指示道路118的速度限制116的数字地图126。数字地图126可以位于主车辆112上，并且可以被集成到控制器128中。数字地图126可以被存储“在云端”并且经由收发器(例如，wi-fi、蜂窝、卫星——未示出)被访问。数字地图126和收发器也可以是定位装置(例如gps——未示出)的部分。

系统110还包括检测主车辆112的车辆速度132的速度传感器130。速度传感器130可以包括一般在汽车应用上找到的车轮速度传感器(未示出)。如本领域技术人员将认识到的，能够确定主车辆112的车辆速度132的其它传感器可以包括但不限于全球定位系统(gps)接收器(未示出)和雷达收发器(未示出)、以及其它装置。

系统110还包括可操作用于警告主车辆112的操作员136驾驶员疲劳的警告设备134。警告设备134可以是操作员136可见的被照亮以指示驾驶员疲劳的情况的指示器，和/或被激活以指示驾驶员疲劳的声音报警和/或振动报警。

系统110还包括与速度限制检测装置114、速度传感器130和警告设备134通信的控制器128。控制器128可以包括诸如微处理器的处理器(未示出)或其它控制电路，例如包括用于处理数据的专用集成电路(asic)的模拟和/或数字控制电路，这对于本领域技术人员来说应该是显而易见的。控制器128可以包括存储器(未具体示出)，其包括非易失性存储器，例如电可擦可编程只读存储器(eeprom)，以用于存储一个或多个例程、阈值和采集的数据。如本文所述，一个或多个例程可以被处理器执行以执行用于基于由控制器128从速度限制检测装置114和速度传感器130接收的信号来确定检测到的驾驶员疲劳情况是否存在的步骤。

控制器128可以被配置为接收来自相机120的图像122并且检测道路标志124上的字符(未具体示出)以确定速度限制116。控制器128可以使用已知的光学字符识别(ocr)方法来将由相机120拍摄的图像122中的字符与数据库(未具体示出)中的字符进行匹配。ocr领域的技术人员将认识到，诸如光学单词识别(owr)、智能字符识别(icr)和智能单词识别(iwr)等方法都被认为是ocr方法，并且可以由控制器128应用以确定速度限制116。ocr领域的技术人员将会认识到，ocr方法可以包括用以提高字符识别的成功率的图像122的预处理、矩阵匹配，特征提取以及专用优化。

控制器128还可以包括利用速度限制116信息更新数字地图126的互联网收发器(未示出)。互联网收发器可以是适用于汽车应用的任何互联网收发器，并且可以包括wi-fi、蜂窝和卫星设备(未示出)。

图7示出了主车辆112正在进入建筑物区(未具体示出)的交通场景，其中道路118的速度限制116减小。控制器128基于速度限制检测器114(即，基于相机120、数字地图126或其组合)确定道路118的速度限制116的改变138。当主车辆112的车辆速度132中的变化142大于变化阈值144(图6)时，控制器128还基于速度传感器130确定已经发生速度改变140。

当速度改变140与速度限制116的改变138相关(即，一致、匹配、趋向、等同等)时，控制器128不增加速度改变140发生的计数146。亦即，当检测到主车辆112的速度改变140趋向于处于与新检测到的速度限制116相同的相对方向中时，控制器128不增加速度改变140发生的计数146。更具体而言，控制器128还可以判断速度限制116的改变138何时指示速度限制116的减小148，并且当速度改变140指示主车辆112的车辆速度132的减小148，并且控制器128检测到速度限制116的减小148时，不增加速度改变140的计数146。相反，当速度改变140指示主车辆112的速度132的增大150，并且控制器128检测到速度限制116的增大150(参见图3)时，控制器128还可以确定速度限制116的改变138指示速度限制116的增大150并且不增加速度改变140的计数146。

返回图6，当速度改变140发生的计数146超过指示驾驶员疲劳的改变阈值152时，控制器128激活警告设备134。改变阈值152可以是用户定义的，并且优选为在预定时间段内小于发生三次速度改变140。当速度改变140发生的计数146在小于三十分钟的时间段内超过改变阈值152时，并且当变化阈值144小于每小时二十五公里(25kph)时，并且更优选地当变化阈值144小于10kph时，控制器128可以优选地激活警告设备134。

图8示出了另一种交通场景，其中主车辆112正在进入另一个速度区，其中速度限制116最初沿着道路118在一段距离内减少，然后返回到先前的速度限制116。如图8所示，当速度改变140与速度限制116的改变138相关时，控制器128不增加速度改变140发生的计数146。

图9示出了主车辆112正在进入又一个速度区的又一个交通场景，其中速度限制116减小。与图7-图8相比，由于主车辆112的速度改变140与速度限制116的改变138不相关，所以控制器128增加速度改变140发生的计数146。亦即，当控制器128检测到速度限制116为速度限制116的减小148时，主车辆112的车辆速度132正在增大。

图10示出了可以被存储在控制器28的存储器中的驾驶员疲劳算法的非限制性示例。驾驶员疲劳算法可以包括逻辑，所述逻辑包括基于传感器输入、车道偏离警报、方向盘活动、以及主车辆速度而做出决定。

因此，提供了驾驶员疲劳警报系统10、用于驾驶员疲劳警报系统10的控制器28以及操作驾驶员疲劳警报系统10的方法200。系统10通过确定何时对速度改变40进行计数46来降低错误的驾驶员疲劳警报的比率，这可能有助于减少操作员36故意停用驾驶员疲劳警报系统10的发生。通过在上述条件下不对速度改变40的发生进行计数46，当操作员36进行故意的速度改变40时，系统10不会惩罚主车辆12的操作员36。操作员36可以进行故意的速度改变40以遵守交通法规。

尽管已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是本发明并不是要限制于此，而是仅限于在以下权利要求中阐述的范围。