专利名称：驾驶不稳定性判断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于判断与驾驶员的驾驶操作的不稳定状态有关的驾驶不稳定性的技术。
背景技术：
专利文献I描述了一种车辆驾驶支持系统，其中:基于转向操作，计算与整体驾驶特性相对应的长时间行驶状态分布和与当前驾驶特性相对应的短时间行驶状态分布；根据所计算出的这两个分布之间的差异量的大小来判断驾驶状态的不稳定性。根据专利文献I的描述，该系统可以与周围交通无关地以高精度检测驾驶状态的不稳定性。现有技术文献_4] 专利文献 专利文献1:日本特开2009-949
发明内容
_6] 发明要解决的问题然而，根据专利文献I所述的方案，仅对驾驶员的驾驶状态不稳定的转向操作进行检测，然而转向操作的干扰还可能由于不同于驾驶操作的不稳定性的其它因素而发生。在这些情况下，不稳定驾驶状态的检测精度劣化。本发明的一个目的是提供一种用以通过提高驾驶不稳定性的检测精度来解决该问题的方案。
_9] 用于解决问题的方案为了实现上述目的，本发明的实施例具有:行驶状态分布计算部，其基于行驶状态数据来计算第一时间范围内的第一行驶状态分布和第二时间范围内的第二行驶状态分布，其中该第一行驶状态分布长于该第二行驶状态分布；以及驾驶不稳定性判断部，其对该行驶状态分布计算部所计算出的第一行驶状态分布和第二行驶状态分布进行比较，以判断驾驶不稳定性。该行驶状态分布计算部排除被判断为驾驶状态是预先设置的特定驾驶状态(被估计为从行驶状态获取部获取到的行驶状态数据的可靠性差的当前驾驶状态)的时间段内的行驶状态数据，并且计算该第一行驶状态分布和第二行驶状态分布中的至少第二行驶状态分布。发明的效果根据本发明的实施例，基于排除了特定驾驶状态的驾驶状态下的行驶状态数据来计算至少第二行驶状态分布。结果，可以提高驾驶不稳定性的检测精度。
图1是示出与本发明实施例有关的车辆的结构的图。图2是示出车辆信息提供装置的结构的示例的图。
图3是示出驾驶支持部的结构的图。图4是示出驾驶状态和分布的选择之间的关系的图。图5是示出行驶状态分布计算部的结构的图。图6是示出与本发明的第一实施例有关的驾驶支持部所执行的处理的图。图7是示出信息显示的示例的图。图8是示出使用相对熵来计算行驶状态分布的示例的图。图9是示出计算相对熵时采用的符号的图。图10是示出用于根据转向角预测误差数据来计算过去分布或长时间分布和最近分布的方法的图。图11是示出用于计算相对熵的方法的图。图12是示出转向角预测误差的分类的图。图13是示出本发明的第二变形例中的驾驶状态和分布的选择之间的关系的图。图14是示出与本发明的第三变形例有关的驾驶支持部的处理的图。图15是示出本发明的第三变形例中的驾驶状态和分布的选择之间的关系的图。
具体实施例方式第一实施例首先，将参考附图来说明本发明的第一实施例。第一实施例的结构图1是示出配备有与本发明的本实施例有关的车辆信息提供装置的车辆的结构的图。如图1所示，本实施例中的车辆具有加速踏板开度传感器1、制动踏板操作量传感器2、转向角传感器3、车轮速度传感器4、闪光信号灯检测传感器5、仪表显器6、导航系统
7、G传感器8、换挡传感器12、前方车辆检测装置9和控制器100。对于采用本发明的车辆，无需使该车辆配备有上述所有传感器。这里的传感器是还考虑到其它实施例而呈现的。加速踏板开度传感器I检测加速踏板的开度量(加速指示量)。将检测到的开度量输出至控制器100。制动踏板操作量传感器2检测制动踏板的操作量(制动指示量)。将检测到的制动踏板的操作量输出至控制器100。转向角传感器3例如是安装在转向柱或方向盘(图中未示出)附近的角度传感器。根据转向轴的旋转来检测由于驾驶员对方向盘的转动所引起的转向角。将检测到的转向角输出至控制器100。车轮速度传感器4例如通过检测车轮的转数来检测车速。将检测到的车速输出至控制器100。车轮速度传感器4还可以基于发送至仪表显示器6的信号来检测车速。闪光信号灯检测传感器7检测闪光信号灯杆的闪光信号灯状态。将检测到的闪光信号灯状态输出至控制器100。换挡传感器12配置在换挡杆或变速器上，并且该换挡传感器检测换挡位置信息(变速信息)。将检测到的换挡位置信息输出至控制器。信息显示装置利用语音或图像来显示与控制器100的控制信号相对应的警报。例如，该信息显示装置具有通过蜂鸣声或语音来向驾驶员提供信息的扬声器10、以及通过图像或文本来提供信息的显示单元。该显示单元可以是同时使用的导航系统7的显示单元。导航系统7具有GPS接收器、地图数据库、显示单元等。该导航系统是用于进行路线搜索和路线引导等的系统。导航系统7基于GPS接收器所获得的本车辆的当前位置和存储在地图数据库中的道路信息来获取与本车辆行驶的道路类型和道路宽度等有关的信息。G传感器8检测车辆中产生的纵向加速度和横向加速度。将检测到的加速度输出至控制器100。前方车辆检测装置9检测存在于车辆的前进方向上的前方的其它车辆和其它障碍物的信息。根据本实施例，检测相对于障碍物的距离。前方车辆检测装置9例如由激光测距仪构成。将检测到的距离作为车间距离、车间时间、相对速度等的信息输出至控制器100。控制器100是包括CPU、R0M、RAM和其它CPU外围部件的电子控制器。控制器100具有执行驾驶不稳定性判断处理以向驾驶员提供信息的驾驶支持部100A。在控制器100所进行的处理中，驾驶支持部100A执行以下处理:基于加速踏板开度传感器1、制动踏板操作量传感器2和转向角传感器3等检测到的信号，分析驾驶员的驾驶特性并且判断诸如驾驶员的驾驶操作的干扰等的驾驶不稳定的程度。然后，根据驾驶不稳定的程度来向驾驶员显示警报或其它信息以引起驾驶员的注意。图2是示出本实施例中的包含驾驶支持部100A的车辆信息提供装置的系统的结构的示例的图。这里，如图2所示，本实施例的车辆信息提供装置将行驶状态数据视为来自转向角传感器3的信息。作为信息显示装置，例示出视觉信息显示装置和听觉信息显示装置。例如，视觉信息显示装置是仪表显示器6或导航系统7的显示部。听觉信息显示装置例如是扬声器10。如图3所示，驾驶支持部100A具有行驶状态获取部110、驾驶状态判断部120、行驶状态分布计算部130、驾驶不稳定性判断部140和信息显示部150。这里，行驶状态获取部110获取包括驾驶员能够操作的驾驶操作单元的驾驶状态和/或车辆状态的行驶状态数据。根据本实施例，将说明如下示例:采用转向信息、即驾驶员能够操作的驾驶操作单元的操作状态的信息作为为了判断驾驶特性而要检测的行驶状态数据。也就是说，根据本实施例的行驶状态获取部110通过使用转向角信息作为行驶状态数据来计算行驶状态数据。这里，作为可以获得行驶状态数据的信息，除了转向信息以外，还存在后面将说明的诸如相对于前方车辆的车间信息(车间距离或车间时间)、基于对加速踏板或制动踏板的操作的加速/减速信息等的其它类型的信息。为了使用这些行驶状态数据来计算行驶状态分布和这些分布之间的差异量，可以采用例如国际专利公开号W02009/013815(日本特愿2009-524342)中所述的众所周知的方法等。驾驶状态判断部120判断正在驾驶的车辆的驾驶状态。更具体地，驾驶状态判断部120判断作为具有除转向角信息以外的信息作为行驶状态数据的操作单元的驾驶员能够操作的驾驶操作单元的操作状态以及来自道路环境的驾驶状态。驾驶状态判断部120判断车辆状态和导航系统的信息中的至少一个。导航系统获取车辆周围的信息。这里，可以利用摄像机来收集车辆周围的信息。另外，驾驶状态判断部120判断所判断的当前驾驶状态是否是在作为上述行驶状态数据的驾驶操作单元的操作状态和车辆状态的信息中发生干扰的特定驾驶状态、即判断为上述行驶状态数据的信息发生干扰的特定驾驶状态。本实施例的驾驶状态判断部120判断驾驶状态是否是转向角信息存在干扰的特定驾驶状态。根据本实施例，将第一驾驶状态和第二驾驶状态设置为“判断为转向角信息存在干扰的特定驾驶状态”。第一驾驶状态是指在车辆在预先设置的特定道路环境下行驶的情况下发生的驾驶状态。第二驾驶状态是指在驾驶员操作预先设置的特定驾驶操作单元的情况下发生的驾驶状态。可以作为上述第二驾驶状态发生的特定驾驶操作单元的操作是指车道改变操作、加速操作、制动操作、换挡操作和导航操作的这些操作至少之一。可以使上述第一驾驶状态发生的特定道路环境是指路面形状、隧道内、行驶道路的合并/分支部分、弯曲道路、收费站附近、有无其它车辆相对于本车辆前方的超车、高速公路的类型和交通拥堵状态的这些道路环境至少之一。如图4所示，驾驶状态判断部120获取诸如车道改变操作、制动踏板踩踏操作、闪光信号灯操作、导航系统操作和音频系统操作等的特定驾驶操作单元的操作信息。另外，如图4所示，驾驶状态判断部120获取如下的特定道路环境的信息:诸如粗糙路面等的比预先设置的路面状态差的路面的输入、隧道内、交汇点(JCT)或其它合并/分支道路(合并/分支点前后的预先设置的距离内的区段)、弯曲道路、包括收费站的预先设置的区域和预先设置的斜率以上的坡道。基于特定驾驶操作的操作信息和特定道路环境的信息，本实施例中的驾驶状态判断部120判断该状态是否是作为行驶状态数据的转向角信息受到除转向角自身的操作以外的因素干扰的特定驾驶状态。也就是说，驾驶状态判断部判断该驾驶状态的作为行驶状态数据的转向信息是否存在可靠性劣化。这里，转向角信息的干扰是指由于转向操作因除驾驶不稳定性以外的因素而发生干扰所引起的转向角信息(行驶状态数据)的精度劣化。这里，在车道改变操作中，通过闪光信号灯操作、并且通过检测车道线位置以及本车辆位置和本车辆的移动方向，来检测本车辆是否处于车道改变操作中。在加速踏板操作中，基于加速踏板开度传感器的检测值来进行判断。在制动踏板操作中，基于制动踏板操作量传感器的检测值来进行判断。在闪光信号灯操作中，基于闪光信号灯检测传感器5的检测来进行判断。在导航系统的操作中，基于来自导航系统的信号来进行判断。在音频操作中，基于来自音频装置的信号来进行判断。基于车轮速度传感器的检测值来判断比预先设置的路面状态差的路面状态的输入的有无。例如，基于车轮速度传感器的检测值的干扰度来进行判断。更具体地，对于路面状态的输入，一旦经过了预先设置的特定时间(例如，IOms)则测量车轮速度，并且将当前值与先前值进行比较；在差变为预先设置的阈值以上的情况下，判断为存在比预先设置的阈值差的路面状态的输入。比预先设置的阈值差的路面状态的有无还可以通过除利用车速传感器的检测以外的众所周知的处理来判断。例如，还可以采用如下方案:基于诸如配置在车体上的加速度传感器或检测悬架减震器的伸缩量的传感器等的用于检测上侧机壳运行状况的传感器的检测值，来检测发生预先设置的阈值以上的弹起的情况以检测路面状态的输入。
与隧道内状态、合并/分支点、或接近收费站有关的信息是从导航系统获取的。弯曲道路是利用导航系统或者根据转向角来检测的。例如，在发现转向角为预先设置的值以上的持续时间为预先设置的时间以上的情况下，判断为道路是弯曲道路。坡道是根据G传感器检测到的路面斜率来检测的。这里，如上所述，根据本实施例，将第一驾驶状态和第二驾驶状态设置为特定驾驶状态、即向驾驶的不稳定状态的测量输入了外部干扰的驾驶状态、即转向角信息的精度劣化的驾驶状态。根据第一驾驶状态，在该状态是转向角信息存在干扰的特定驾驶状态的情况下，即使在该特定驾驶状态消失之后，驾驶状态也仍假定保持在发生该特定驾驶状态之前的驾驶员的驾驶状态。根据第二驾驶状态，根据转向角信息存在干扰的特定驾驶状态，假定在该特定驾驶状态消失之后的驾驶员的驾驶状态不同于发生该特定驾驶状态之前的驾驶员的驾驶状态。如图4所示，第一驾驶状态是指基于道路环境系统所判断的特定驾驶状态，并且第二驾驶状态是指基于操作系统所判断的特定驾驶状态。原因如下。在通过基于转向角确定行驶状态分布来判断不稳定性的情况下、以及在驾驶员进行具有不同的转向角的任何积极操作的情况下，将此后的状态视为驾驶员的驾驶状态的改变。例如，考虑执行车道改变操作的情况。在这种情况下，在车道改变操作期间，可能发生除驾驶员的不安程度(不知所措)以外的因素。另外，很可能由于除原来检测到的不稳定性以外的因素而导致紧挨车道改变操作之前的转向操作信息的值出现变化量。也就是说，在进行车道改变操作的情况下，驾驶员观看后视镜以检查后方和侧方，或者驾驶员转动他/她的身体以直接观看后方和侧方。这种行为对转向操作产生不利影响。结果，在车道改变操作之前的检查时间段内，转向操作信息的可靠性降低。结果，除了执行车道改变操作的特定驾驶状态的时间段以外，优选还去除紧挨车道改变操作之前的该时间段内的转向操作信息。然而，难以检测驾驶员何时将环顾四周以进行车道改变，因而难以正确地进行检测。结果，也难以预先确定在车道改变操作之前发生的检查时间段的开始。结果，在基于转向信息来判断第二驾驶状态的情况下，在判断为第二驾驶状态之前的转向操作信息的可靠性可能下降。在由于道路环境而发生特定驾驶状态的情况下，假定驾驶状态临时改变；在该特定驾驶状态结束之后，假定保持由于道路环境所引起的该特定驾驶状态之前的驾驶员的驾驶状态。在基于道路环境来判断第一驾驶状态的情况下，假定在判断为该特定驾驶状态之前的转向操作信息的可靠性高。基于行驶状态获取部110获取到的行驶状态数据和驾驶状态判断部120所判断的驾驶状态，行驶状态分布计算部130计算时间范围不同的多个行驶状态分布。根据本实施例，行驶状态分布计算部130计算根据在预先设置的相对较长的第一时间范围内获取的转向角信息所确定的第一行驶状态分布以及在与第一行驶状态分布相比时间较短的第二时间范围内的第二行驶状态分布。在这种情况下，对于本实施例中的行驶状态分布计算部130，基于驾驶状态判断部120所判断的驾驶状态，排除被判断为驾驶状态是特定驾驶状态的时间段内的行驶状态数据并且计算上述第二行驶状态分布。本实施例的行驶状态分布计算部130还可以具有如下结构:该行驶状态分布计算部排除被判断为特定驾驶状态的时间段内的行驶状态数据，并且该行驶状态分布计算部计算第一行驶状态分布。这里，优选以下方案:即使在排除了驾驶状态被判断为特定驾驶状态的时间段的行驶状态数据的情况下，用于确定第二行驶状态分布的时间范围的长度也将与第二时间范围相同。这里，还可以采用以下方案:在排除了驾驶状态被判断为特定驾驶状态的时间段的行驶状态数据的情况下，确定第二行驶状态分布的时间范围的长度不同于第二时间范围的长度；例如，优选设置比第二时间范围长的时间范围。这里，预先设置的相对较长的第一时间范围是可以实现作为对象的驾驶员的正常驾驶特性的时间范围，并且例如被设置为30分钟以上的值。第二行驶状态分布的第二时间范围是能够判断当前驾驶特性(最近的驾驶特性)的时间范围，并且例如被设置为相对于当前时间点提前了 3分钟的时间范围。上述各时间范围仅是示例，并且应当基于转向信息的获取周期来根据实验或理论设置这些时间范围。根据本实施例，针对每个预先设置的采样间隔(IOOmsec)获取转向角信息。对于各行驶状态分布，每次获取到作为行驶状态数据的转向角时，行驶状态分布计算部130更新为了计算各行驶状态分布(频率分布等)所存储的数据；同时更新(计算)各行驶状态分布。这里，排除判断为驾驶状态是特定驾驶状态的时间段内的行驶状态数据，并且计算第一行驶状态分布和第二行驶状态分布中的至少第二行驶状态分布。如下执行用于排除驾驶状态被判断为特定驾驶状态的时间段内的上述行驶状态数据的处理:如后面所述，利用判断为特定驾驶状态前的数据来覆盖判断为特定驾驶状态的情况下的数据，或者在判断为特定驾驶状态的情况下，停止上述数据的更新。这里，作为驾驶状态判断部120所判断的驾驶状态，存在第一驾驶状态、第二驾驶状态和作为不同于第一驾驶状态和第二驾驶状态的正常驾驶状态的第三驾驶状态这三种驾驶状态。第一驾驶状态和第二驾驶状态是如上所述的特定驾驶状态。如图5所示，行驶状态分布计算部130具有第一行驶状态分布计算部130A、第二行驶状态分布计算部130B、分布存储部130C、分布选择部130D和分布设置部130E。基于如上所述顺次更新的数据，第一行驶状态分布计算部130A计算如上所述相对较长的第一时间范围的第一行驶状态分布。基于如上所述顺次更新的数据，第二行驶状态分布计算部130B计算如上所述相对较短的第二时间范围的第二行驶状态分布。分布存储部130C重复计算针对预先设置的各第三时间范围的时间间隔(例如，5秒的间隔)内的第三行驶状态分布，并且该分布存储部将所计算出的第三行驶状态分布存储在存储部中。在驾驶状态判断部120判断为该状态是第一驾驶状态和第二驾驶状态的特定驾驶状态之一的情况下，基于所判断的特定驾驶状态是第一驾驶状态还是第二驾驶状态，分布选择部130D选择在驾驶状态的检测之前存储的第三行驶状态分布或第一行驶状态分布。利用作为分布选择部130D所选择的行驶状态分布的第三行驶状态分布或第一行驶状态分布，分布设置部130E改变上述的第二行驶状态分布。更具体地，在所判断的特定驾驶状态是第一驾驶状态的情况下，分布设置部130E以第一行驶状态分布覆盖第二行驶状态分布。在所判断的特定驾驶状态是第二驾驶状态的情况下，该分布设置部利用上述第三行驶状态分布替换上述第二行驶状态分布。
在第二行驶状态分布被第三行驶状态分布所替换的情况下，行驶状态分布计算部IO使判断为第二驾驶状态期间的时间范围内的行驶状态数据被判断为第二驾驶状态之前的最近的具有相同长度的时间范围内确定的行驶状态数据所替换。这里，代替行驶状态数据的替换，还可以采用如下方案:执行处理，以使得在判断为第二驾驶状态的时间段内禁止更新为了计算第二行驶状态分布(频率分布等)所存储的数据。利用该处理，在判断为第二驾驶状态结束并且经过了第二时间范围的时间之前，根据判断为第二驾驶状态之前的时间范围内的行驶状态数据和该判断之后的时间范围的行驶状态数据这两者来计算第二行驶状态分布；将判断为上述特定驾驶状态之前的时间范围与该判断之后的时间范围的总和时间设置为等于上述第二时间范围的时间。基于行驶状态分布计算部130所计算的第一行驶状态分布和第二行驶状态分布之间的差异量，驾驶不稳定性判断部140判断驾驶的不稳定性。基于驾驶不稳定性判断部140所判断的驾驶的不稳定性，信息显示部150执行用于向驾驶员显示信息的处理。以下将参考图6来说明上述驾驶支持部100A的处理。这里，按预先设置的控制周期(例如，针对每100msec)执行驾驶支持部100A的处理。在步骤S1010中，驾驶支持部100A获取以下数据作为车辆信息数据。也就是说，作为驾驶员的驾驶操作单元的操作信息，如上所述，获取针对转向角、加速踏板和制动踏板的操作、闪光信号灯操作、换挡操作以及导航系统和音频系统的操作的信息。此外，作为表示车辆状态的车辆数据系统，获取针对车速、纵向G、横向G和车轮速度的信息。然后，在步骤S1020中，驾驶支持部100A从导航系统获取与收费站、隧道、合并/分叉道路、弯曲道路和倾斜道路有关的信息作为用作车辆周围的信息的交通环境信息和其它道路环境信息。作为这些信息，可以采用导航系统的地图数据库信息。然后，在步骤S1030中，驾驶状态判断部120判断驾驶状态。作为驾驶状态的判断，判断路面状态输入、隧道、道路的合并/分支、弯曲道路、收费站、倾斜道路(纵向G)、车道改变操作、加速踏板或制动踏板的操作、闪光信号灯操作和导航/音频操作的有无。在判断结果为“是”的情况下，选择不稳定性计算方法。更具体地，基于图4来判断驾驶状态是第一驾驶状态、第二驾驶状态还是正常驾驶状态。这里，在第一驾驶状态和第二驾驶状态这两者同时被检测为特定驾驶状态的情况下，优先第二驾驶状态。然后，在步骤S1040中，分布存储部130C执行用于计算第三行驶状态分布的处理和用于存储的处理。也就是说，分布存储部130C具有计数器，以使得每次执行步骤S1040的处理时，该计数值计数，并且存储用于准备行驶信息分布的行驶状态数据。然后，在计数器达到预先设置的计数值的情况下，利用当前的计数器计数时存储的行驶状态数据，准备并存储第三行驶状态分布，并且同时清除该计数器。这样，在步骤S1030中，针对预先设置的各第三时间范围(例如，5秒)计算以第三时间范围作为时间间隔的第三行驶状态分布，并且执行用以将所计算出的第三行驶状态分布存储在存储部中的处理。然后，在步骤S1050中，基于驾驶状态判断部120所判断的驾驶状态，分布选择部130D选择所采用的行驶状态分布。更具体地，在步骤S1050中，判断驾驶状态是正常驾驶状态、第一驾驶状态还是第二驾驶状态。这里，在判断为该状态是正常驾驶状态的情况下，该操作进入步骤S1060。在判断为该状态是第一驾驶状态的情况下，该操作进入步骤S1080。在判断为该状态时第二驾驶状态的情况下，该操作进入步骤S1070。这里，在无法检测预先设置的时间范围的第一行驶状态分布和第二行驶状态分布的情况下，该状态恢复原样。然后，在步骤S1060中，选择如上所述的第一行驶状态分布计算部130A所计算出的第一行驶状态分布和第二行驶状态分布计算部130B所计算出的第二行驶状态分布。然后，该操作进入步骤S1090。然后，在步骤S1070中，将第二行驶状态分布覆盖在第一行驶状态分布上，由此替换成第二行驶状态分布。然后，该操作进入步骤S1090。在步骤S1080中，第二行驶状态分布被存储有第二行驶状态分布的第三行驶状态分布所替换。然后，该操作进入步骤S1090。这里，如上所述，每次获取作为行驶状态数据的转向角信息时，第一行驶状态分布计算部130A和第二行驶状态分布计算部130B更新第一行驶状态分布和第二行驶状态分布。在步骤S1090中，采用转向熵法来计算第一行驶状态分布和第二行驶状态分布(在执行替换的情况下为替换之后的第二行驶状态分布)的这些分布之间的差异量(相对熵)。然后，该操作进入步骤S1100。更具体地，在步骤S1090中，基于驾驶员执行转向操作时的转向角信号，计算用于判断驾驶员的当前驾驶操作是否不同于正常驾驶操作、即该状态与正常驾驶操作相比是否更加不稳定的差异量。也就是说，在步骤S1090中，计算相对熵(特征量和不稳定性)来作为表示干扰而不是平滑驾驶操作的值。通常，在驾驶员的注意没有集中于驾驶操作的状态下，与注意集中于驾驶的正常驾驶操作的时间相比，无法执行转向的时间较长，并且累积了显著的转向角误差。结果，在驾驶员的注意返回驾驶时的修正转向量变大。根据本实施例，利用该特性来计算相对熵RHp。更具体地，分别计算时间范围不同的多个行驶状态分布、即过去或当前时间之前的长时间内所累积的转向误差分布(行驶状态分布)以及当前驾驶员的转向误差分布(行驶状态分布)。这里，采用被视为正常驾驶特性的长时间转向误差分布作为比较基准，并且根据长时间转向误差分布和当前短时间转向误差分布来计算相对熵RHp。这里，相对熵RHp是表示2个转向误差分布(行驶状态分布)之间的差异量(距离)的物理量，并且该相对熵示出2个转向误差分布之间的差异程度、即2个转向误差分布之间的差异。根据所计算出的相对熵的值，可以评价当前状态附近的行驶状态相对于过去长时间行驶状态(正常驾驶特性)的稳定性。后面将说明计算在相对长的时间内累积的第一行驶状态分布(转向误差分布)、在相对短的时间内获取的当前驾驶员的第二行驶状态分布(转向误差分布)以及使用这两者的分布之间的差异量(相对熵)的示例。然后，在步骤SllOO中，基于差异量来判断不稳定驾驶状态。在本实施例的步骤SllOO中，将步骤S1090中计算出的差异量与预先设置的判断阈值进行比较。这里，在该差异量大于判断阈值的情况下，判断为该状态是不稳定驾驶状态。然后，该操作进入步骤
SlllOo在步骤SlllO中，在步骤SllOO中对不稳定驾驶状态进行判断的状态持续了预先设置的不稳定判断阈值(例如，5秒)以上的时间的情况下，执行信息显示处理。在判断为该状态是特定驾驶状态的时间段内，信息显示可能被中断。图7是示出信息显示的示例的图。在该示例中，连同警告显示一起播放说明“驾驶受到干扰。请小心驾驶”等的警告语音。
以下参考图8来说明计算长时间累积的转向误差分布(行驶状态分布)、短时间获取的当前驾驶员的转向误差分布(行驶状态分布)和这些分布之间的差异量(相对熵)的处理的示例。针对例如50msec的预定间隔连续执行该处理。在步骤SlO中，通过估计(检测)车辆的行驶场景来判断该行驶场景是否使得能够计算相对熵RHp。这里，在车速V在预先设置的车速范围(例如，40 120km/h)内的情况下，该场景被视为使得能够计算相对熵RHp的场景。也就是说，为了使用转向角信号来有效地计算相对熵RHp，从使得能够进行计算操作的行驶场景中排除车速非常低的情况和车速非常高的情况。在步骤S20中，判断车轮速度传感器4所检测到的当前车速V是否在预先设置的车速范围内。在车速V在预先设置的车速范围内的情况下，判断为行驶场景使得能够计算相对熵RHp，并且该操作进入步骤S30以计算相对熵RHp。另一方面，在车速V不在预定范围内的情况下，该处理结束。在步骤S30中，读取转向角传感器所检测到的当前转向角信号Θ，作为成为用于检测驾驶员的驾驶操作的不稳定状态的检测对象的驾驶员的驾驶操作量。在步骤S31中，根据所读取的转向角信号Θ的值来计算转向角预测误差Ge。这里，图9示出为了计算相对熵RHp所采用的特殊符号和名称。转向角平滑值θη-tilde是降低量化噪声的影响的转向角。转向角的估计值Θ n - hat是假定平滑地执行转向的情况下采样时的转向角的估计值。如以下等式I所示，可以通过对转向角平滑值θ η - tilde进行二次Taylor (泰勒)展开来获得转向角的估计值θη-hat。数学式I
权利要求
1.一种驾驶不稳定性判断装置，包括: 行驶状态获取部，其根据驾驶员能够操作的驾驶操作单元的操作状态和车辆状态至少之一获取行驶状态数据； 行驶状态分布计算部，其基于所述行驶状态获取部获取到的行驶状态数据来计算预先设置的第二时间范围的第二行驶状态分布和第一时间范围的第一行驶状态分布，其中所述第一时间范围长于所述第二时间范围； 驾驶不稳定性判断部，其对所述行驶状态分布计算部计算出的所述第一行驶状态分布和所述第二行驶状态分布进行比较，以判断驾驶不稳定性；以及 驾驶状态判断部，其基于驾驶员能够操作的所述驾驶操作单元的操作状态、所述车辆状态和车辆周围信息至少之一，来判断当前驾驶状态是否是被判断为所述行驶状态获取部获取到的行驶状态数据的可靠性差的特定驾驶状态， 在所述驾驶状态判断部将当前驾驶状态判断为所述特定驾驶状态的情况下，所述行驶状态分布计算部排除被判断为所述特定驾驶状态的时间段内的行驶状态数据，并且计算所述第一行驶状态分布和所述第二行驶状态分布中的至少所述第二行驶状态分布。
2.根据权利要求1所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，在判断为所述特定驾驶状态结束之后经过了所述第二时间范围之前，所述行驶状态分布计算部根据在判断为所述特定驾驶状态之前的时间范围内的行驶状态数据和在判断为所述特定驾驶状态结束之后的时间范围内的行驶状态数据这两者来计算所述第二行驶状态分布，并且所述行驶状态分布计算部将判断为所述特定驾驶状态之前的时间范围与判断为所述特定驾驶状态结束之后的时间范围的总和的时间设置为等于所述第二时间范围的时间。
3.根据权利要求2所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，所述驾驶状态判断部在检测到在预先设置的特定道路环境下行驶的情况下，将驾驶状态判断为与所述特定驾驶状态相对应。
4.根据权利要求1所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，所述行驶状态分布计算部根据判断为所述特定驾驶状态之后的时间范围内的行驶状态数据来计算所述第二行驶状态分布，并且将判断为所述特定驾驶状态结束之后的时间范围设置为等于所述第二时间范围的时间。
5.根据权利要求4所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，所述驾驶状态判断部在检测到针对预先设置的特定驾驶操作单元的操作的情况下，将驾驶状态判断为所述特定驾驶状态。
6.根据权利要求1所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，所述驾驶状态判断部在检测到在预先设置的特定道路环境下行驶的情况下将驾驶状态判断为第一特定驾驶状态，并且在检测到针对预先设置的特定驾驶操作单元的操作的情况下将驾驶状态判断为第二特定驾驶状态； 在判断为驾驶状态是所述第一特定驾驶状态的情况下，在判断为所述第一特定驾驶状态结束之后经过了所述第二时间范围之前的时间段内，所述行驶状态分布计算部根据判断为所述第一特定驾驶状态之前的时间范围内的行驶状态数据和判断为所述第一特定驾驶状态之后的时间范围内的行驶状态数据这两者来计算所述第二行驶状态分布，并且所述行驶状态分布计算部将判断为所述第一特定驾驶状态之前的时间范围与判断为所述第一特定驾驶状态结束之后的时间范围的总和的时间设置为等于所述第二时间范围的时间； 在判断为驾驶状态是所述第二特定驾驶状态的情况下，根据判断为所述第二特定驾驶状态之后的时间范围内的行驶状态数据来计算所述第二行驶状态分布，并且将判断为所述第二特定驾驶状态结束之后的时间范围设置为等于所述第二时间范围的时间。
7.根据权利要求3或6所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，针对所述特定驾驶操作单元的操作是指车道改变操作、加速操作、制动操作、换挡操作和导航系统的操作中的至少一种操作。
8.根据权利要求5或6所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，所述特定道路环境对应于路面形状、隧道内、道路的合并/分支部分、弯曲道路、收费站附近、其它车辆在本车辆前方的插入、高速公路的类型和交通拥堵状态中的至少一种道路环境。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，行驶状态分布是通过计算转向操作的操作量作为行驶状态数据来获得的。
10.根据权利要求9所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，根据所述转向操作的操作量的差异量的计算是通过使用转向熵法来实现的。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，行驶状态分布是通过计算相对于前方车辆的车间信息作为行驶状态数据来获得的。
12.根据权利要求11所述的驾驶不稳定性判断装置，其中，根据所述车间信息的差异量的计算是通过计算`预先设置的车间时间的比例的大小来实现的。
全文摘要
本发明的目的是提高驾驶不稳定性程度的检测精度。驾驶状态判断单元(120)判断驾驶状态是否是判断为与驾驶操作控制的操作状态和车辆状态有关的信息受到干扰的特定驾驶状态，其中所述信息用作行驶状态数据。行驶状态分布计算单元(130)基于用于检测驾驶员的不稳定状态的行驶状态数据，排除驾驶状态被判断为特定驾驶状态的时间段内的行驶状态数据并且计算时间范围不同的第一行驶状态分布和第二行驶状态分布。驾驶不稳定性判断单元(140)根据所计算出的两个行驶状态分布之间的差异量来判断驾驶的不稳定性程度。
文档编号G08G1/16GK103140883SQ20128000317
公开日2013年6月5日 申请日期2012年4月24日 优先权日2011年5月18日
发明者近藤崇之 申请人:日产自动车株式会社