驾驶精力付出评估系统和方法与流程

本发明涉及车辆的辅助技术领域。更具体地，本发明涉及用于车辆的驾驶精力付出评估系统和方法。

背景技术

目前的车辆导航系统可以考虑行程长度、拥堵程度等来规划导航路径以期望提高车辆的通行效率。但是，这种路径规划方法没有考虑驾驶员在驾驶过程中需要付出的精力。驾驶员付出的精力直接关系到驾驶体验和舒适度。例如，当车辆在有秩序且干扰较少的道路上行驶时，即使行驶时间略长一些，驾驶员也不会感觉疲劳。

为此，需要一种能够评估驾驶员在驾驶过程中付出的精力的驾驶精力付出评估系统和方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供能够评估驾驶员在驾驶过程中付出的精力的驾驶精力付出评估系统和方法。本发明的另一目的是提供能够生产驾驶精力付出地图的驾驶精力付出评估系统和方法。本发明的另一目的是提供能够应用驾驶精力付出地图来辅助驾驶的驾驶精力付出评估系统和方法。

本发明的一个方面提供一种驾驶精力付出评估系统，包括：数据获取装置，用于获取在单位时间段内，行驶过多个道路单元中的一个道路单元的车辆的位置和驾驶员相关参数；分析装置，用于：根据驾驶员相关参数，评估每个车辆在相应道路单元中的驾驶精力付出；计算相应道路单元的驾驶精力付出值；根据多个道路单元的计算的驾驶精力付出值，生成驾驶精力付出地图。

根据本发明的实施例，分析装置还构造成：计算行驶过相应道路单元的车辆的驾驶精力付出值的平均值。

根据本发明的实施例，道路单元包括：道路区段和道路区域。

根据本发明的实施例，数据获取装置还构造成：获取车辆的驾驶员的手部、脚部和/或头部的驾驶员相关参数，并且分析装置还构造成：评估车辆的驾驶员的手部精力付出、脚部精力付出和/或头部精力付出。

根据本发明的实施例，手部的驾驶员相关参数包括：转向角、转向角变化率、喇叭操作、转向灯操作、手部换挡操作、手部驻车制动操作。

根据本发明的实施例，脚部的驾驶员相关参数包括：加速踏板操作、制动踏板操作、脚部换挡操作、脚部驻车制动操作。

根据本发明的实施例，头部的驾驶员相关参数包括：注视方向、注视方向变化率、注视范围、观察后视镜操作。

根据本发明的实施例，数据获取装置布置成远离车辆并且构造成通过无线通信从车辆获取车辆的驾驶员相关参数。

根据本发明的实施例，驾驶精力付出评估系统还包括：输出装置，用于根据生成的驾驶精力付出地图，输出道路单元的驾驶精力付出水平。

本发明的另一方面提供一种车辆，其包括根据本发明的驾驶精力付出评估系统。

本发明的另一方面提供一种驾驶精力付出评估方法，包括：获取在单位时间段内，行驶过多个道路单元中的一个道路单元的车辆的位置和驾驶员相关参数；根据驾驶员相关参数，评估每个车辆在相应道路单元中的驾驶精力付出；计算相应道路单元的驾驶精力付出值；根据多个道路单元的计算的驾驶精力付出值，生成驾驶精力付出地图。

根据本发明的实施例，计算相应道路单元的驾驶精力付出值包括：计算行驶过相应道路单元的车辆的驾驶精力付出值的平均值。

根据本发明的实施例，道路单元包括：道路区段和道路区域。

根据本发明的实施例，获取在单位时间段内，行驶过多个道路单元中的一个道路单元的车辆的位置和驾驶员相关参数包括：获取车辆的驾驶员的手部、脚部和/或头部的驾驶员相关参数，并且评估每个车辆在相应道路单元中的驾驶精力付出包括：评估车辆的驾驶员的手部精力付出、脚部精力付出和/或头部精力付出。

根据本发明的实施例，手部的驾驶员相关参数包括：转向角、转向角变化率、喇叭操作、转向灯操作、手部换挡操作、手部驻车制动操作。

根据本发明的实施例，脚部的驾驶员相关参数包括：加速踏板操作、制动踏板操作、脚部换挡操作、脚部驻车制动操作。

根据本发明的实施例，头部的驾驶员相关参数包括：注视方向、注视方向变化率、注视范围、观察后视镜操作。

根据本发明的实施例，获取在单位时间段内，行驶过多个道路单元中的一个道路单元的车辆的位置和驾驶员相关参数包括：通过无线通信从车辆获取驾驶员相关参数。

根据本发明的实施例，驾驶精力付出评估方法还包括：根据生成的驾驶精力付出地图，输出道路单元的驾驶精力付出水平。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的驾驶精力付出评估系统的示意图。

图2是根据本发明的实施例的驾驶精力付出评估方法的流程图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。现参考示例性的实施方式详细描述本发明，一些实施例图示在附图中。以下描述参考附图进行，除非另有表示，否则在不同附图中的相同附图标记代表相同或类似的元件。以下示例性实施方式中描述的方案不代表本发明的所有方案。相反，这些方案仅是所附权利要求中涉及的本发明的各个方面的系统和方法的示例。

根据本发明的实施例的驾驶精力付出评估系统可以安装在车辆上或应用于车辆。车辆可以是以内燃机为驱动源的内燃机汽车、以电动机为驱动源的电动汽车或燃料电池汽车、以上述两者为驱动源的混合动力汽车、或具有其他驱动源的汽车。

在本文中，“驾驶精力付出”用于表征驾驶员在驾驶车辆行驶过一段路程时付出的体力和精神。例如，当车辆在畅通的高速公路上行驶时，驾驶员通常处于低驾驶精力付出状态；而当车辆在城市内部道路上行驶并且需要频繁避让行人等时，驾驶员通常处于高驾驶精力付出状态。

图1是根据本发明的实施例的驾驶精力付出评估系统的示意图。如图1所示，驾驶精力付出评估系统10包括数据获取装置110和分析装置120。在示例性实施例中，驾驶精力付出评估系统10可以连接到一个或多个车辆20。

数据获取装置110可以获取车辆20的位置和驾驶员相关参数。在示例性实施例中，数据获取装置110可以获取车辆20的位置和车辆20在行驶过多个道路单元中的一个道路单元时的驾驶员相关参数。“驾驶员相关参数”表示与车辆20的驾驶员的驾驶操作有关的参数。“道路单元”表示用于评估驾驶精力付出的最小地理单元。地图中可以包括若干个道路单元。在示例性实施例中，道路单元包括道路区段(即，道路的一部分)和道路区域(即，一定区域内的道路组合)。

根据本发明的某些实施例，数据获取装置110可以布置成远离车辆20并且通过无线通信连接到车辆20。根据本发明的实施例，数据获取装置110可以通过wi-fi、蓝牙、移动网络(3g、4g、lte等)或其他通信技术连接到车辆20。在示例性实施例中，数据获取装置110可以基于车联万物(vehicletoeverything，v2x)通信连接到车辆20。

在示例性实施例中，数据获取装置110可以从安装在车辆20上的各种类型的检测单元获取驾驶员相关参数。在一些实施例中，检测单元可以包括车辆20的已经安装的检测单元，例如车载摄像头、转矩传感器、踏板传感器等。在一些实施例中，检测单元可以包括单独设置的检测单元。

根据本发明的实施例，数据获取装置110可以从多个车辆20分别获取车辆20的位置和驾驶员相关参数。

在示例性实施例中，数据获取装置110可以获取在单位时间段内，行驶过多个道路单元的一个道路单元中的车辆20的位置和驾驶员相关参数。“单位时间段”表示数据获取装置110的采样周期。单位时间段可以是固定的或变化的。

分析装置120可以与数据获取装置110有线或无线通信。根据本发明的某些实施例，分析装置120可以布置成远离车辆20并且通过无线通信连接到车辆20。

在示例性实施例中，分析装置120可以从数据获取装置110接收一个或多个车辆20的驾驶员相关参数。分析装置120可以根据每个车辆20的驾驶员相关参数来评估该车辆20在相应道路单元中的驾驶精力付出。

根据本发明的实施例，数据获取装置110可以获取车辆的驾驶员的手部、脚部和/或头部的驾驶员相关参数。分析装置120可以评估车辆的驾驶员的手部精力付出、脚部精力付出和/或头部精力付出。

在示例性实施例中，数据获取装置110从车辆20获取驾驶员的手部的驾驶员相关参数。例如，手部的驾驶员相关参数可以包括但不限于：转向角、转向角变化率、喇叭操作、转向灯操作、手部换挡操作、手部驻车制动操作等。

在示例性实施例中，分析装置120可以从数据获取装置110接收手部的驾驶员相关参数，并且通过公式(1)来计算手部驾驶精力付出。

手部驾驶精力付出＝f1(手部的驾驶员相关参数)(1)。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员转向的频率。例如，分析装置120可以统计转向角的变化量大于阈值的次数n1，以计算驾驶员转向的频率。转向频率越高，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员大幅度转向的频率。例如，分析装置120可以统计转向角大于阈值的次数n2，以计算驾驶员大幅度转向的频率。大幅度转向的频率越高，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员使用喇叭的频率。例如，分析装置120可以统计驾驶员的喇叭操作的次数n3。使用喇叭的频率越高，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

在一些实施例中，分析装置120可以统计车辆怠速的持续时间。例如，分析装置120可以统计转向角的变化量为零的持续时间t1。车辆怠速的持续时间越长，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

根据本发明的实施例，分析装置120还可以根据其他参数和/或标准来计算手部驾驶精力付出。

根据本发明的实施例，分析装置120可以根据计算的参数来评估手部驾驶精力付出。在一些实施例中，分析装置120可以通过加权平均来评估手部驾驶精力付出。例如，分析装置120可以通过公式(2)来计算手部驾驶精力付出，其中p1、p2、p3……表示权重。

手部驾驶精力付出＝f1(n1*p1+n2*p2+n3*p3+……)(2)。

在一些实施例中，分析装置120还可以通过其他数学模型来评估手部驾驶精力付出，例如高斯混合模型等。

在示例性实施例中，脚部的驾驶员相关参数可以包括但不限于：加速踏板操作、制动踏板操作、脚部换挡操作、脚部驻车制动操作等。

在示例性实施例中，分析装置120可以从数据获取装置110接收脚部的驾驶员相关参数，并且通过公式(3)来计算脚部驾驶精力付出。

脚部驾驶精力付出＝f2(脚部的驾驶员相关参数)(3)。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员使用制动踏板的频率。例如，分析装置120可以统计驾驶员的制动踏板操作的次数n4。使用制动踏板的频率越高，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员在加速踏板和制动踏板之间切换的频率。例如，分析装置120可以统计驾驶员在加速踏板和制动踏板之间切换的次数n5。驾驶员切换制动踏板和加速踏板的频率越高，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

根据本发明的实施例，分析装置120还可以根据其他参数和/或标准来计算脚部驾驶精力付出。

根据本发明的实施例，分析装置120可以根据计算的参数来评估脚部驾驶精力付出。在一些实施例中，分析装置120可以通过加权平均来评估脚部驾驶精力付出。例如，分析装置120可以通过公式(4)来计算脚部驾驶精力付出，其中p4、p5……表示权重。

脚部驾驶精力付出＝f2(n4*p4+n5*p5+……)(4)。

在一些实施例中，分析装置120还可以通过其他数学模型来评估脚部驾驶精力付出，例如高斯混合模型等。

在示例性实施例中，头部的驾驶员相关参数可以包括但不限于：注视方向、注视方向变化率、注视范围、观察后视镜操作等。

在示例性实施例中，分析装置120可以从数据获取装置110接收头部的驾驶员相关参数，并且通过公式(5)来计算头部驾驶精力付出。

头部驾驶精力付出＝f3(头部的驾驶员相关参数)(5)。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员改变注视方向的频率。例如，分析装置120可以统计驾驶员的注视角度变化量大于阈值的次数n6。改变注视方向的频率越高，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

在一些实施例中，分析装置120可以统计驾驶员的注视方向处于预定区域(例如前方区域)以外的频率。例如，分析装置120可以统计驾驶员的注视角度不在预定范围内的次数n7。驾驶员的视线变化范围越大，表明驾驶员的驾驶精力付出越高。

根据本发明的实施例，分析装置120还可以根据其他参数和/或标准来计算头部驾驶精力付出。

根据本发明的实施例，分析装置120可以根据计算的参数来评估头部驾驶精力付出。在一些实施例中，分析装置120可以通过加权平均来评估头部驾驶精力付出。例如，分析装置120可以通过公式(6)来计算头部驾驶精力付出，其中p6、p7……表示权重。

头部驾驶精力付出＝f3(n6*p6+n7*p7+……)(6)。

在一些实施例中，分析装置120还可以通过其他数学模型来评估头部驾驶精力付出，例如高斯混合模型等。

根据本发明的实施例，分析装置120可以根据评估的驾驶员的手部精力付出、脚部精力付出和/或头部精力付出来评估驾驶员的驾驶精力付出。在示例性实施例中，分析装置120可以通过公式(7)来计算驾驶精力付出。

驾驶精力付出＝f(手部精力付出，脚部精力付出，头部精力付出)(7)。

在一些实施例中，分析装置120可以通过加权平均或其他数学模型(例如高斯混合模型等)来评估驾驶精力付出。

根据本发明的实施例，分析装置120可以计算多个道路单元中每一者的驾驶精力付出值，并且根据计算的驾驶精力付出值来生成驾驶精力付出地图。“驾驶精力付出值”表示车辆在行驶过相应道路单元时通常需要的驾驶精力付出。分析装置120可以在驾驶精力付出地图中，针对各个道路单元分别记录驾驶精力付出值。

根据本发明的实施例，分析装置120可以评估多个车辆20在同一道路单元的各自驾驶精力付出，并由此计算该道路单元的平均驾驶精力付出值。在示例性实施例中，分析装置120可以计算在单位时间段内，行驶过某一道路单元的一个或多个车辆20的平均驾驶精力付出值。

在一些实施例中，分析装置120可以计算多个车辆20在某一道路单元的各自驾驶精力付出，并且通过公式(8)来计算该道路单元的平均驾驶精力付出值，其中n表示在单位时间段内行驶过该道路单元的车辆的数量。

在一些实施例中，分析装置120还可以通过其他数学模型来计算平均驾驶精力付出值。

根据本发明的某些实施例，分析装置120可以根据计算的平均驾驶精力付出值来确定道路单元的驾驶精力付出水平。分析装置120可以设置一个或多个驾驶精力付出水平，例如高驾驶精力付出水平、中驾驶精力付出水平和低驾驶精力付出水平。

在一些实施例中，分析装置120可以利用数值化方式来记录驾驶精力付出水平。在一些实施例中，分析装置120可以利用可视化方式来记录驾驶精力付出水平。例如，分析装置120可以用不同的颜色来分别表示不同的驾驶精力付出水平，如红色、黄色、绿色分别对应于高、中和低驾驶精力付出水平。

根据本发明的某些实施例，驾驶精力付出评估系统10还可以包括输出装置130。输出装置130可以与数据获取装置110和/或分析装置120有线或无线通信。在示例性实施例中，输出装置130可以根据生产的驾驶精力付出地图，输出道路单元的驾驶精力付出水平。

根据本发明的某些实施例，输出装置130可以输出生成的驾驶精力付出地图。在示例性实施例中，输出装置130可以将生成的驾驶精力付出地图传送至车辆20。

在一些实施例中，输出装置130可以输出实时驾驶精力付出水平，例如某一道路单元在最近的t个单位时间段内的驾驶精力付出水平(例如，t＝5)。在一些实施例中，输出装置130可以输出一段时间内的驾驶精力付出水平，例如，某一道路单元在最近t天的驾驶精力付出水平(例如t＝30)。在一些实施例中，输出装置130可以根据时刻来输出驾驶精力付出水平，例如某一道路单元在最近t个周五的17点至18点的驾驶精力付出水平(例如t＝30)。

在一些实施例中，输出装置130可以将驾驶精力付出地图或驾驶精力付出水平传送至车辆20的导航装置。这种情况下，车辆20的导航装置在规划导航路径时可以考虑驾驶精力付出地图或驾驶精力付出水平，以例如权衡路程长度、预计路程时间和预计路程驾驶精力付出，并提供更合理的路径规划。

在一些实施例中，输出装置130可以将驾驶精力付出地图或驾驶精力付出水平传送至车辆20的控制装置。这种情况下，车辆20的控制装置可以根据驾驶精力付出水平向车辆的驾驶员推荐不同的驾驶模式。例如，当驾驶精力付出水平较低时，车辆20的控制装置可以向驾驶员推荐具有娱乐特征的驾驶模式；当驾驶精力付出水平较高时，车辆20的控制装置可以向驾驶员推荐具有安全特征的驾驶模式。

上文描述数据获取装置110通过无线通信连接到车辆20。但是，本发明不限于此。根据本发明的实施例，数据获取装置110还可以安装在车辆20上。在一些实施例中，数据获取装置110可以包括多个数据获取单元，每个数据获取单元安装在相应的车辆20上。

上文描述分析装置120通过无线通信连接到车辆20。但是，本发明不限于此。根据本发明的实施例，分析装置120还可以安装在车辆20上。在一些实施例中，分析装置120可以包括多个分析单元，每个分析单元安装在相应的车辆20上。如图1所示，分析单元可以将分析结果(例如本车辆的驾驶精力付出数据等)发送至云端服务器30，云端服务器30可以生成驾驶精力付出地图并将驾驶精力付出地图或驾驶精力付出水平发送至相应车辆20。

上文描述数据获取装置110从外部(车辆20上的检测单元)获取车辆20的驾驶员相关参数。但是，本发明不限于此。本领域技术人员能够理解，本发明的数据获取装置110还可以直接检测车辆20的驾驶员相关参数。根据本发明的某些实施例，数据获取装置110还可以包括一个或多个检测单元，检测单元安装在车辆20上并且用于检测车辆20的驾驶员相关参数。

上文描述驾驶精力付出评估系统10评估手部精力付出、脚部精力付出和头部精力付出。但是，本发明不限于此。本领域技术人员能够理解，本发明的驾驶精力付出评估系统10还可以通过驾驶员的其他方面来评估驾驶精力付出。

下面将参考附图描述根据本发明的实施例的驾驶精力付出评估方法。图2示出根据本发明的一个实施例的驾驶精力付出评估方法的流程图。

如图2所示，在步骤s210，获取车辆20的位置和驾驶员相关参数。在示例性实施例中，可以获取车辆20的位置和车辆20在行驶过多个道路单元中的一个道路单元时的驾驶员相关参数。

根据本发明的实施例，可以从多个车辆20分别获取车辆20的位置和驾驶员相关参数。在示例性实施例中，可以获取在单位时间段内，行驶过多个道路单元中的一个道路单元的车辆20的位置和驾驶员相关参数。

根据本发明的实施例，可以获取车辆的驾驶员的手部、脚部和/或头部的驾驶员相关参数。

有关获取驾驶员相关参数的其他方面参照上文所述，在此不再赘述。

在步骤s220，根据每个车辆20的驾驶员相关参数，评估该车辆20在相应道路单元中的驾驶精力付出。

根据本发明的实施例，可以评估车辆的驾驶员的手部精力付出、脚部精力付出和/或头部精力付出。根据本发明的实施例，可以根据评估的驾驶员的手部精力付出、脚部精力付出和/或头部精力付出来评估驾驶员的驾驶精力付出。

有关评估驾驶精力付出的其他方面参照上文所述，在此不再赘述。

在步骤s230，计算相应道路单元的驾驶精力付出值。根据本发明的实施例，可以计算多个道路单元中每一者的驾驶精力付出值。

根据本发明的实施例，可以评估多个车辆20在同一道路单元的各自驾驶精力付出，并由此计算该道路单元的平均驾驶精力付出值。在示例性实施例中，可以计算在单位时间段内，行驶过某一道路单元的一个或多个车辆20的平均驾驶精力付出值。

有关计算驾驶精力付出值的其他方面参照上文所述，在此不再赘述。

在步骤s240，根据计算的驾驶精力付出值，生成驾驶精力付出地图。在示例性实施例中，可以在驾驶精力付出地图中，针对各个道路单元分别记录驾驶精力付出值。

根据本发明的某些实施例，可以根据计算的平均驾驶精力付出值来确定道路单元的驾驶精力付出水平。可以设置一个或多个驾驶精力付出水平，例如高驾驶精力付出水平、中驾驶精力付出水平和低驾驶精力付出水平。

在一些实施例中，可以利用数值化方式来记录平均驾驶精力付出值。在一些实施例中，可以利用可视化方式来记录平均驾驶精力付出值。例如，可以用不同的颜色来分别表示不同的驾驶精力付出水平，如红色、黄色、绿色分别对应于高、中和低驾驶精力付出水平。

可选地，本发明的驾驶精力付出评估方法还可以包括：根据生产的驾驶精力付出地图，输出道路单元的驾驶精力付出水平。在示例性实施例中，可以将生成的驾驶精力付出地图或驾驶精力付出水平传送至车辆20，例如车辆20的导航装置或控制装置。有关输出驾驶精力付出水平的其他方面参照上文所述，在此不再赘述。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。