具有用于影响驾驶员的注意力的并且用于确定驾驶员的视向的设备的车辆的制作方法
【专利摘要】车辆、特别是机动车，具有用于影响驾驶员注意力的设备，其中，所述车辆具有用于显示信息内容的显示单元，所述车辆具有配设给显示单元的中央操作单元，所述车辆具有用于检测道路交通中的危险的器件，并且所述车辆具有用于输出对所检测到的危险的警告的器件，并且此外，所述车辆具有计算单元，所述计算单元在操作序列期间并且在注视时刻确定驾驶员朝向显示单元的注视概率，计算单元为了确定注视概率而考虑驾驶员与车辆的交互，并且警告的输出与所确定的注视概率有关地进行。
【专利说明】具有用于影响驾驶员的注意力的并且用于确定驾驶员的视向的设备的车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆，所述车辆具有用于影响驾驶员的注意力的设备，其中，所述车辆包括用于显示信息内容的显示单元，所述车辆具有配设给该显示单元的中央操作单元，所述车辆具有用于检测道路交通中的危险的器件和具有用于输出对所检测到的危险的警告的器件。
【背景技术】
[0002]现代车辆所包括的众多显示和操作可能性越来越多。通过中央显示单元(该显示单元通常基本上居中地位于仪表板中并且可能略微朝向驾驶员)显示信息内容。这可以是技术信息，导航提示或娱乐内容。
[0003]车辆为使用者提供的功能可通过中央操作单元(该中央操作单元通常基本上放置在中控台中并且可能在挡位选择开关附近)来选取。对中央操作单元的操作输入可以通过转动或按压操作开关或通过对触摸面、例如触摸板进行触摸来进行。操作输入可以在显示单元上通过输出系统的显示的与操作输入关联的改变在视觉上同时进行追踪。
[0004]操作单元的操作在现代车辆中直观并且易懂好记地设计，以便不妨碍驾驶员的注意力并且不使驾驶员从交通状况中分散注意力。此外，特别是在危险即将来临时，驾驶员辅助系统可以使驾驶员集中注视于交通状况上。为此，驾驶员辅助系统确定交通状况中的危险并且在危险交通情况即将来临时以合适方式输出警告信号。这可以在视觉上和/或在听觉上和/或在触觉上进行。
[0005]警告特别是在如下情况下才是有意义的:在驾驶员在危险即将来临时并且在对操作单元进行操作时视线可能转向于显示单元时，在出现危险情况之前能及时优化驾驶员的注意力程度。
[0006]在文献DE102008056343A1中描述了一种警告系统，该警告系统在认知上考虑了需要驾驶员的注意力的操作处理。
【发明内容】
[0007]本发明的任务在于，给出一种备选的车辆，所述车辆具有用于影响驾驶员的注意力的设备。
[0008]该任务通过根据权利要求1所述的具有用于影响驾驶员的注意力的设备的车辆得以解决。本发明的有利的实施形式和进一步扩展方案由从属权利要求得出。
[0009]根据本发明，所述车辆具有计算单元，该计算单元在操作序列期间并且在注视时刻确定驾驶员朝向显示单元予以注视的概率，并且计算单元为了确定注视概率而考虑驾驶员与车辆的交互。此外，警告的输出与所确定的注视概率有关地进行。
[0010]操作序列通过对中央操作单元的操作输入的(时间上的)次序来给出。注视概率可理解为，驾驶员的视线以何种概率有针对性地对准显示单元。本发明的优点在于，能够以一定程度的精度确定驾驶员朝向显示单元予以注视，而不用使用检测驾驶员的如下摄像机系统，该摄像机系统带有连接在后面的图像处理装置和费事的图像识别方法。
[0011]根据本发明的一种特别优选的实施形式，计算单元为了确定注视概率而实施模式识别算法并且在实施模式识别算法时考虑至少一个输入参数的值，注视概率的值作为输出参数输出并且将该注视概率值传送至用于输出警告的器件。注视概率值给出驾驶员在注视时刻对准显示单元予以注视的概率。
[0012]如果高注视概率值被传送至用于输出警告的器件(该器件以下称作警告系统)并且车辆在该时刻、即在注视时刻识别或已识别出道路交通中即将来临的危险(例如缓慢地在前行驶的车辆)，则该警告系统可以输出听觉的和/或视觉的和/或触觉的警告。
[0013]优选地，在计算单元中针对所述至少一个输入参数存储有概率表，该概率表将输入参数的值与注视概率值相关。计算单元在实施模式识别算法时考虑所述至少一个输入参数的该概率表。
[0014]概率表可以存储在计算单元中，该计算单元可以实施为控制仪。在输入参数的值与注视概率值之间的相关性可以在开发车辆中被确定。为此，例如可以在驾驶仿真器上利用被试者来进行试验，在这些驾驶仿真器中可持续地检测被试者的视向。相关性的品质特别是取决于被试者的数目。
[0015]根据另一种变型方案，所述车辆具有用于测量加速踏板位置的测量器件。根据该变型方案，所述测量器件将加速踏板的所测量的位置与时间有关地传送至计算单元。此外，计算单元计算加速踏板梯度，所述踏板梯度描述加速踏板位置的随时间的变化，并且计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑加速踏板梯度。
[0016]特别是，加速踏板梯度可以是模式识别算法的特别适合的输入参数，其中，该参数的特别的适宜性通过与驾驶员的视向的强烈相关性来给出。例如，高加速踏板梯度在注视时刻表示驾驶员与车辆的踏板高程度地交互。在此情况下，驾驶员的视线以高的概率不对准显示单元。
[0017]根据本发明的一种优选的进一步扩展方案，车辆具有用于测量制动踏板位置的测量器件。该测量器件将制动踏板的所测量的位置与时间有关地传送至计算单元，计算单元计算制动踏板梯度，所述制动踏板梯度描述制动踏板位置的随时间的变化，并且计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑制动踏板梯度。
[0018]特别是是制动踏板梯度可以是模式识别算法的特别适合的输入参数，其中，该参数的特别的适宜性通过与驾驶员视向的强烈相关性来给出。例如，在注视时刻的高制动踏板梯度表示驾驶员高程度地与车辆踏板交互，在该情况下，驾驶员的视线以高的概率强烈地集中于道路交通而不对准显示单元。
[0019]根据本发明的一种优选的实施形式，车辆具有用于测量转向角度的测量器件，其中，测量器件将所测量的转向角度与时间有关地传送至计算单元。计算单元从转向角度-时间曲线计算转向角度数值，所述转向角度数值描述在预给出的时间段中的转向角度拐点的数目。此外，计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑转向角度数值。
[0020]特别是，转向角度数值可以是模式识别算法的适合的输入参数，其中，该参数的适宜性通过与驾驶员的视向的强烈相关性来给出。例如，在注视时刻的高转向角度数值表示驾驶员的大转向活动。在此情况下，驾驶员的视线以高概率不对准显示单元。[0021]也有利的可以是，操作单元具有转动输入机构，操作单元测量转动停顿持续时间(该转动停顿持续时间描述在最新的转动操作输入与注视时刻之间的时间段)，并且操作单元将转动停顿持续时间传送至计算单元。在实施模式识别算法时，计算单元作为输入参数考虑转动停顿持续时间。
[0022]转动停顿持续时间可以是模式识别算法的特别适合的输入参数，其中，该参数的适宜性通过与驾驶员的视向的强烈相关性来给出。这样，在注视时刻短的转动停顿持续时间(该转动停顿持续时间与操作输入的高频率同义)可以推断出，注视时刻处于操作序列之内并且驾驶员的视线以高概率对准显示单元。
[0023]根据本发明的另一种变型方案，操作单元具有按压输入机构，其中，操作单元测量按压停顿持续时间，所述按压停顿持续时间描述在最新的按压操作输入与注视时刻之间的时间段。操作单元将按压停顿持续时间传送至计算单元。计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑按压停顿持续时间。
[0024]转动停顿持续时间可以是模式识别算法的特别适合的输入参数，其中，该参数的适宜性通过与驾驶员的视向的强烈相关性来给出。在注视时刻短的按压停顿持续时间表示:注视时刻处于操作序列之内并且驾驶员的视线以高概率对准显示单元。
[0025]此外有利的可以是，操作单元具有触摸输入机构，并且操作单元测量触摸停顿持续时间。所述触摸停顿持续时间描述在最新的触摸操作输入与注视时刻之间的时间段。操作单元将触摸停顿持续时间传送至计算单元，并且计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑触摸停顿持续时间。
[0026]特别是，触摸停顿持续时间可以是模式识别算法的适合的输入参数，其中，该参数的适宜性通过与驾驶员的视向的强烈相关性来给出。这样，在注视时刻短的触摸停顿持续时间表示:注视时刻处于操作序列之内。在此情况下，驾驶员的视线以高概率对准显示单
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[0027]本发明基于如下所述的考虑:
[0028]车辆可以具有中央显示单元和中央操作元件。通过中央显示单元可以向驾驶员提供信息。此外，车辆可以为使用者提供不同功能、如例如导航功能或娱乐功能，这些功能可利用作为输入系统的中央操作单元来操作。各个操作输入可以在显示单元上通过输出系统的显示的与操作输入相关联的变化在视觉上同时进行追踪。
[0029]对中央操作单元的操作输入可以通过转动或按压操作开关或通过对操作开关元件进行触摸来进行。如果操作通过车辆的驾驶员进行，则该操作可能至少部分需要驾驶员的注意力。对中央操作单元的操作称作次要任务，驾驶员对驾驶车辆所必需的活动如转向运动、换挡过程和踏板操作称作首要任务。
[0030]目前的驾驶员辅助系统在警告策略范围内考虑来自车辆的紧邻周围环境中的危险、如行人或缓慢地在前行驶的车辆。在此，驾驶员的视角未被一同包含。特别是未检测，在通过车辆识别出危险情况即将来临的时刻，驾驶员是否已将其视线集中于道路或者集中于危险情况。
[0031]针对驾驶员的警告信号在警告信号类型(视觉信号、听觉信号、触觉信号)、强度(音量、亮度、频率)和警告时间段(即距车辆进入到危险区域中以何种时间间隔进行警告)方面与驾驶员的视角无关，以便在此支持驾驶员将驾驶员的最高注意力集中于首要任务。[0032]因此提出，借助对中央操作单元的操作输入和借助驾驶员与车辆的交互性来估计驾驶员的视线相对于显示单元的方向。在以高概率得出视线对准显示单元的估计中，警告信号的特性被相应地被匹配。所述估计无需集成在车辆中的摄像机系统就能实现并且基于模式识别算法。
[0033]以下描述了本发明的一种优选的实施例。由此，从所附的附图中得到本发明的其他细节、优选的实施形式和进一步扩展方案。
[0034]车辆具有中央显示单元，所述中央显示单元特别是为车辆的驾驶员提供信息。所述信息例如涉及导航功能或娱乐功能，显示方式主要是视觉上的。此外，车辆具有中央操作元件，通过该中央操作元件为使用者提供不同功能。功能操作通过作为输入系统的中央操作单元来进行。单个的操作输入可以在显示单元上通过输出系统的显示的与操作输入相关联的改变在视觉上同时进行追踪。提供操作单元的直观的可操作性，以便在形成操作序列的操作输入的时间上的次序期间不会不利地妨碍驾驶员的注意力。直观可操作性通过操作单元的触觉反馈例如以在转动运动期间的止动位置形式来支持。
[0035]此外，车辆配备有辅助系统，该辅助系统识别交通情况中的危险和/或可能的危险(危险识别系统)。根据辅助的警告策略，通过适合的警告信号来警告驾驶员。警告信号类型(视觉和/或听觉和/或触觉)、警告信号的强度(例如在听觉信号时的音量)和在危险即将来临之前警告信号开始的时刻可以是警告策略的组成部分。
[0036]在通过危险识别系统识别出危险的时刻，驾驶员的视角是警告策略的重要的输入量。例如，在视线由行车道移开时对危险的警告与在视线完全对准行车道时相比要更为及早地和/或更为明显能觉察地进行。
[0037]根据该实施例，借助驾驶员与车辆的交互可估计，驾驶员的视线是否以高概率对准显示单元。如果驾驶员的视线对准显示单元，则驾驶员的视线在该时刻至少仅有限地对准行车道。如果在该时刻通过危险识别系统识别出危险或者在更早的时刻曾识别还存在的危险，则警告策略以适合的方式调整警告信号。例如，警告可以在更早的时刻开始。
[0038]为了探测驾驶员朝向显示单元的视线，使用模式识别算法。所述车辆具有计算单元以用于实施模式识别算法。
[0039]模式识别算法具有多个输入参数，所述输入参数被传送至计算单元。
[0040]如果操作单元通过转动开关元件或开关单元能实现操作输入，则参数例如是操作单元的转动停顿持续时间。操作单元测量转动停顿持续时间作为在对操作单元的最后转动输入与参考时刻之间的时间段，在该参考时刻，转动停顿持续时间的值由操作单元来确定并且被传输给计算单元以用于初始化和实施所述算法。
[0041 ] 参数转动停顿持续时间相对于参考时刻为更小的值意味着,在时间上在参考时刻之前不久进行了转动输入。由此至少以确定的概率给出:驾驶员的视线与不久之前对操作单元进行的操作相关联并且因此对准显示单元。
[0042]如果操作单元包括通过按压开关元件或开关单元的操作输入，则在相同的参考时亥IJ，由操作单元以相应的方式检测和传送按压停顿持续时间。
[0043]如果操作单元能够通过触摸敏感的面如例如触摸板实现操作输入，则以类似方式确定的触摸停顿持续时间也被传输给计算单元。
[0044]转向角度通过车辆的转向单元可以时间分辨的方式来测量并且可以被传送至计算单元。通过在预给出的、以参考时刻结束的时间窗中转向角度的曲线，计算单元计算在该时间窗中转向角度的拐点的数目。该转向角度数值用作模式识别算法的输入参数。高转向角度数值与频繁的转向动作同义并且以高概率与驾驶员对交通状况的注意力高程度地以及与驾驶员对显示单元的显示的注意力低程度相关。
[0045]模式识别算法的另一输入参数是在参考时刻的加速踏板梯度。加速踏板的位置(加速踏板角度)可通过车辆中的适合的测量器件以时间分辨的方式来确定。在预给出的、以参考时刻结束的时间窗中，加速踏板位置的曲线被传送至计算单元。计算单元在该时间窗中计算加速踏板升降的数目、即加速踏板角度的拐点的数目。该数目可以称作加速踏板升降数。高的加速踏板升降数同驾驶员与车辆的踏板高程度地交互同义。驾驶员的视线朝向显示单元的概率在此情况下是低的。备选地或附加地，计算单元可以在参考时刻确定加速踏板梯度。加速踏板升降数和/或加速踏板梯度用作模式识别算法的输入参数。
[0046]以相应方式，制动踏板升降数和/或制动踏板梯度可以由计算单元确定。前提条件是将制动踏板位置的所测量的时间曲线传送至计算单元。高制动踏板梯度表示在参考时刻剧烈的制动作用(Bremseingriff)。因此，由此可以以高概率得出:在该瞬间(参考时刻)，驾驶员的视线以高概率并不对准显示单元。制动踏板升降数和/或制动踏板梯度用作模式识别算法的输入参数。
[0047]模式识别算法确定在参考时刻驾驶员的视线朝向显示单元的注视概率。该算法输出在0%到100%或者O到I之间的注视概率值。该算法的输入参数在上文中予以描述。该算法可在任意参考时刻实施，例如以规律的时间间隔或在通过危险识别系统识别出危险的时刻。该瞬间于是可以用作该算法的参考时刻。由该算法输出的注视概率值由计算单元传送至危险识别系统并且用作危险识别系统的警告策略的输入值。
[0048]模式识别算法可以基于不同的模式识别算法。用于确定在各变量之间(这里在注视概率与输入参数之间)有条件的相关性的示例性方法是贝叶斯网络。根据神经网络、模糊逻辑或先验规则的原理的算法也可以予以考虑。在不限制一般性的情况下，此外由贝叶斯网络出发。
[0049]贝叶斯网络的训练例如借助驾驶仿真数据来进行。为了训练该网络，基本上输入到驾驶仿真器的操作单元中的所有操作输入以及在驾驶仿真器中驾驶员的视线利用摄像机系统随时间被记录。由这些信息可以根据最大似然性方法确定针对每个输入参数的概率表，这些概率表将在驾驶仿真器中驾驶员的视线朝向显示单元的概率与有关的输入参数的值相关。朝向显示单元的视线也称作显示视线。每个概率表形成贝叶斯网络中的网络节点。该数据基础用于车辆开发中的贝叶斯网络的训练和测试。该经训练的贝叶斯网络在计算单元上执行并且可在计算单元上实施。
[0050]贝叶斯网络算法的实施在于借助在参考时刻输入参数的值根据公式I确定注视概率值:
[0051]P (显示注视)=P (注视).P (注视I转动停顿持续时间).P (注视I按压停顿持续时间).ρ (注视I加速踏板梯度).P (注视I制动踏板梯度).P (注视I转向角度数值)，
[0052]其中，P (显示注视)等于驾驶员的视线对准显示单元的概率(注视概率值)。在公式I中，例如因数P(注视I转动停顿持续时间)代表贝叶斯网络中的节点概率值，该节点概率值给出在转动停顿持续时间为一定值的情况下驾驶员的视线对准显示单元的概率。这由转动停顿持续时间的概率表得出。如果例如转动停顿持续时间在0.29秒到0.35秒之间，则有条件的节点概率P (视线|0.29-0.35)为值0.043。在此，因数P (视线)代表驾驶员的视线与参数“转动停顿持续时间”、“按压停顿持续时间”、“加速踏板梯度”、“制动踏板梯度”和“转向角度数值”无关地对准显示单元的概率。
[0053]贝叶斯网络也可以具有分支的节点。在此情况下，存储有多维度概率表，其中，附加的分支对应于表中的附加的维度。
[0054]例如，在分支的结构中可以考虑驾驶员的交互顺序。这意味着，在基于所训练的数据确定注视概率值时，算法考虑在参考时刻之前的给出时间段内驾驶员与车辆的交互的顺序。如果例如转向角度偏差(Lenkwinkelausschlag)在时间上在按压操作输入之前的时间段内作为两个最新的交互输入进行，则该算法确定与转向角度偏差作为最新的交互继按压操作输入之后出现的相反情况而不同的注视概率。
[0055]如果在实施该算法时也考虑驾驶员在与车辆交互中的行为模式，则用于确定注视概率(视线估计)的算法的有效性还可以进一步被提高。借助于操作输入的次序、即借助于操作序列，例如可导出地如顺利地实现一个操作任务(例如输入导航目的地)。借助驾驶仿真器和利用车辆开发中的多个被试者的支持，例如可以确定:操作任务例如能否快速或缓慢地或者按照菜单树中的直接路径或按照在菜单引导中的间接路径来实现。如果被试者的视线在操作任务期间利用摄像机系统来记录，则利用所记录的算法数据可以如下地扩展并且训练，即，算法将该操作者分配给操作者的一个组或一个操作级。操作者于是通过经训练的算法无需车辆中的摄像机系统而是仅基于车辆中的操作序列的特征能以确定的概率与操作者组相关联。这样，例如“盲操作者”典型地选择在菜单树中的直接路径，而检验操作者趋向多次修正输入。借助被试者数据已知，“盲操作者”几乎不用注视显示单元就解决操作任务。而“检验操作者”在该操作序列期间则多次注视显示单元。关于驾驶员的归属性的信息在贝叶斯网络算法的其他实施方案中同样可以作为节点、即作为带有所属的概率表的输入参数或者例如作为权重因数来考虑，其中，所述驾驶员可通过车辆钥匙、语音输入系统或指纹输入系统来识别。
[0056]该实施例示出如何利用在车辆开发中训练的模式识别算法而不用记录驾驶员的摄像机系统就可以给出驾驶员的视线在确定的时刻朝向显示单元的概率。该概率可以被用于匹配位于车辆中的危险识别辅助的警告策略。
[0057]由此可转用用于危险识别系统的成本有利的改进措施。如果该算法例如可在现有的控制仪上实施并且车辆已经具有输入参数的(常见的以及其他在车辆中使用的)测量器件，所提出的解决方案在批量生产的车辆中能在未集成硬件周边装置的情况下、特别是在未集成内部空间摄像机系统的情况下实现。特别是大批量中，由此开发耗费的成本能利用仿真大量批量制造的车辆的驾驶仿真器来过度补偿。
[0058]以下更详细描述扩展和补充用于视线估计的算法的、用于识别操作者相对于车辆的操作和显示单元的行为模式的算法。
[0059]车辆可以具有中央显示单元和具有中央操作元件。通过中央显示单元可以向驾驶员提供信息。此外，车辆可以为使用者提供不同功能、如例如导航功能或娱乐功能，这些功能可利用作为输入系统的中央操作单元来操作。各个操作输入可以在显示单元上通过输出系统的显示的与操作输入关联的变化在视觉上同时进行追踪。[0060]对中央操作单元的操作输入可以通过转动或按压操作开关或通过对触摸元件进行触摸来进行。如果操作通过车辆的驾驶员进行，则该操作至少部分需要驾驶员的注意力。对中央操作单元的操作称作次要任务，驾驶员对驾驶车辆所必需的活动如转向运动、换挡过程和踏板操作称作首要任务。
[0061]目前的驾驶员辅助系统在警告策略范围内考虑来自车辆的紧邻周围环境中的危险、如行人或缓慢地在前行驶的车辆。在此，驾驶员的注意力状态未被一同包含。特别是不检测驾驶员是否在视觉上识别出即将来临的危险情况或例如由于操作是否在视觉上被车辆功能分散注意力。指向驾驶员的警告信号在警告信号类型(视觉信号、听觉信号、触觉信号)、强度(音量、亮度、频率)和警告时刻(即距车辆进入危险区域中以何种时间间隔进行警告)方面与驾驶员的注意力状态无关，以便在此支持驾驶员将全部注意力转向首要任务。
[0062]因此，特别的优点在于，借助对中央操作单元的操作输入和驾驶行为或驾驶情况可估计驾驶员的注意力。在危险情况下，警告信号的特性与驾驶员的所估计的注意力匹配。
[0063]车辆检测驾驶员相对于中央操作单元的操作的操作方式，将驾驶员的操作方式与驾驶员的注意力分散程度相关联并且根据注意力分散程度输出警告。
[0064]借助驾驶员如何对中央操作单元进行操作的方式和方法，在没有摄像机系统的情况下并且以高概率可确定驾驶员的视线以何种程度对准显示单元并且从交通状况分散注意力。在高程度注意力分散的情况下，警告信号例如可以在特别早的时刻已经被显示。
[0065]此外,车辆具有控制单元或计算单元，由该控制单元或者计算单元可测量在操作序列的两个操作输入之间的时间段。在两个操作输入之间的时间段以下称作操作停顿。
[0066]操作序列通过对中央操作单元的操作输入次序来给出。在注意力分散程度高的情况下，操作单元的操作者的视线在操作输入次序期间可能频繁地且长时间地从交通状况移开。在注意力分散程度低的情况下，操作单元的操作者的视线在操作输入次序期间大多朝向道路。
[0067]通过控制仪为了检测操作方式可计算平均的操作停顿。此外，在控制单元中存储有预给出的特征曲线，该特征曲线将注意力分散程度与平均操作停顿相关，从而通过控制单元可基于特征曲线将平均操作停顿的值与注意力分散程度的值相关联。
[0068]在车辆开发中所确定的、在平均操作停顿与注意力分散程度之间的相关性可存储在控制仪或计算单元中。关联配置基于平均操作停顿的值来进行。这提供了如下优点:驾驶员的注意分散程度可仅通过操作单元和控制仪来确定。由此，确保了成本有利且简单的用于确定驾驶员的注意力分散程度的解决方案，该解决方案在没有复杂的摄像机系统的情况下利用自动面部区域识别就能实现。由于常见的用于车辆的显示和操作单元本来就具有控制仪，所以根据本发明的解决方案非常鲁棒(robust)，因为该解决方案仅伴随有用于集成软件的低的耗费和将硬件集成到车辆中的集成耗费。
[0069]在注意力分散程度的值高的情况下可以更为及时地进行警告和/或警告的特征在于对驾驶员的更好的警告可觉察性。
[0070]这提供了如下优点:能更为及时且更为明显地向注意力从交通状况分散的驾驶员提示危险并且因此可以更为有效地将其注意力移回到交通状况上。
[0071]操作序列的开始通过第一操作输入给出。操作序列在踏板作用时或在转向作用时或在操作中断时结束。[0072]如果操作序列通过踏板作用而结束，则特别有利的是，通过加速踏板位置或制动踏板位置随时间的变化给出踏板作用，在该踏板作用时，加速踏板位置随时间的变化超过加速踏板作用限制或制动踏板位置随时间的改变超过制动踏板作用限制。
[0073]加速踏板限制和制动踏板作用限制可以存储在控制仪或计算单元中。如果短时间内出现踏板位置的强烈改变，从而超过相应的作用限制，则操作序列结束。则起因在于，出现了要求驾驶员的全部注意力的交通状况(例如完全制动)并且操作输入的顺序至少暂时中断直至操作输入继续。操作输入的继续建立一个新的操作序列。
[0074]如果操作序列通过转向作用结束，则转向作用通过转向角度随时间的变化来给出，其中，转向角度随时间的变化超过转向角度作用限制。
[0075]转向角度作用限制可以存储在控制仪或计算单元中。如果短时间内出现转向角度的强烈改变，从而超过转向角度作用限制，则操作序列结束。则起因在于，出现了要求驾驶员的全部注意力的交通状况(例如急弯)并且操作输入的顺序至少暂时中断直至操作输入继续。操作输入的继续建立一个新的操作序列
[0076]也有利的是，在操作输入中出现操作中断，继该操作输入之后出现操作停顿，该操作停顿超过中断阈值。
[0077]中断阈值可以存储在控制仪中。如果超过大于中断阈值的时间段，起因在于:使用者已结束操作输入的次序。这例如在使用者已成功调整确定的功能例如其他无线电台时才出现。也可以在控制仪中存储有如下阈值，该阈值给出操作停顿的最小持续时间。只有在操作停顿超过该值的情况下，该操作停顿才会对平均值形成有贡献。这特别是在转动开关的情况下或在具有滚动功能的开关的情况下是有利的。于是可以防止的是，对开关的盲目滚动或转动进行检测，该盲目滚动或转动例如特别是在以操作单元“玩弄”时才发生，而在应该有针对性地调整功能时更少地发生。
[0078]最后，车辆将驾驶员在对中央操作单元的操作方式方面与操作类型等级相关联，其中，车辆具有多个可关联的操作类型等级。根据与该驾驶员相关联的操作类型等级进行
敬生
目口 ο
[0079]注意力分散程度的不连续的关联特别是在如下情况下才是有意义的，S卩，在车辆开发中所获得的在注意力分散程度与平均操作停顿之间的相关性具有这样高的标准偏差，使得注意力分散程度的连续关联建立伪精度(Scheingenauigkeit )。
[0080]附图描述
[0081]图1示出了y轴上的无单位的注意力分散程度与X轴上的中央操作单元的平均操作停顿之间的关系。根据图1的相关性作为查找特征曲线存储在车辆的控制仪或计算单元中。
【具体实施方式】
[0082]操作停顿根据在一个操作序列内对中央操作单元的两个操作输入之间的时间段来测定。操作序列通过对中央操作单元的操作输入的次序来给出并且通过第一操作输入开始。操作停顿由控制仪检测并且至少暂时被存储。
[0083]一旦通过控制仪或计算单元检测到预给出数目的操作停顿，则形成操作停顿的平均值，该平均值称作平均操作停顿。[0084]控制仪根据查找表将注意力分散程度的值与平均操作停顿的平均值相关联。
[0085]根据图1中的y轴的注意力分散程度(AM)相对于操作序列描述为:
[0086]
Σ视线朝向显示单元的持续时间[秒]
」|%|=Σ视线朝向显示单元的持卖时间[秒]+Σ视线朝向交通状况的祿卖时间[秒]。
[0087]针对预给出的操作任务(该操作任务能以操作序列形式的操作输入的次序来解决)，给出了驾驶员在驾驶期间将其视线转向于显示单元的注意力分散程度。将视线频繁投入显示单元意味着注意力高程度地从道路交通分散。这与注意力程度不足相关。
[0088]借助在车辆开发中的具有驾驶员视线检测装置的驾驶仿真器中的被试者，可确定图1中所示的注意力分散程度与平均操作停顿之间的关系。借助显著的趋势已证实:具有在两个操作输入之间的较长的时间间隔的操作序列与低程度注意力分散相关。如果被试者想要尽可能快地做完操作序列并且在短时间段内解决操作任务，则相对于由驾驶员负担对交通情况的检测，这要求高程度注意力。在车辆开发中利用统计相关性确定的根据图1的曲线可作为查找特征曲线存储在客户车辆中。
[0089]此外存在如下的可能性，即，在操作序列的平均操作停顿与注意力分散程度之间不连续地进行关联配置。为此在图1中示出三组操作等级。等级I表示在操作任务期间基本上将视线对准道路的使用者。开关或者操作面或操作钮的触觉反馈对于等级I的使用者足以解决操作任务。等级I的使用者的特征在于高操作安全性并且可以称作“盲操作者”。在等级2的“普遍操作者”的情况下，视线朝向显示单元的持续时间与视线朝向交通状况的持续时间之间的比例大致平衡。等级3的使用者(可称为“检验操作者”)在对中央操作单元进行操作期间由于对显示单元频繁且缓慢的`检验视线而分散注意力。
[0090]注意力程度的值可以相对于操作序列来确定。在驾驶期间有多个操作序列的情况下，可以确定针对该驾驶员的平均注意力程度，其中，注意力程度的多个值通过控制仪求平均。
[0091]如果驾驶员可通过具有驾驶员识别的车辆例如通过指纹识别、通过车辆中的摄像机系统或通过与驾驶员关联的钥匙来辨识，则通过控制仪可对驾驶员单独地确定在多次驾驶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，使用者通过学习效果而获得对显示单元和操作单元更熟悉的掌握，从而可能出现小的注意力分散程度。可能地，也可以将在多次驾驶和操作序列上所确定的、针对相应识别出的驾驶员的注意力分散程度的值存储在控制仪中，而在以后的驾驶期间不用重新确定注意力分散程度的值。
[0092]注意力分散程度的值用作车辆的警告系统的输入参数。与注意力程度的较高的值相比，在驾驶员的注意力程度的值低的情况下在危险即将来临时使该警告信号或这些警告信号明显。提高警告声的音量、提高警告灯的光强或警告发光装置的闪光频率。方向盘的摆动幅度如根据现有技术由车道变换辅助系统所已知的那样可以被提高。此外，可能的是，在到达危险区域之前的更早的时刻通过车辆触发警告。更早的警告可以与更为明显的警告相组合。这也可以连续地进行，其中，警告强度可以随着危险情况的靠近而升高。
[0093]如果车辆具有检测驾驶员的摄像机系统，则附加地可以检测驾驶员的视角。警告策略于是不仅可以与驾驶员的操作等级相匹配，而且可以与包括在危险即将临近时所检测到的驾驶员视角和操作等级的组合相匹配。如果例如“检验操作者”在通过车辆探测到危险的瞬间已将视线对准显示单元，则与“盲操作者”的情况下相比更早地显示警告，因为在后面提到的操作者的情况下，使得视线及时并且在无警告的情况下对回到道路上的概率更闻。
[0094]关于所关联的操作等级的信息可以被传送至用于计算注视概率值的算法。备选地，用于将驾驶员与操作等级相关联的算法也可以是用于计算注视概率值的算法的部分。关于操作等级的信息在实施模式识别算法时以适合的方式被考虑用于计算注视概率值。
[0095]如果例如模式识别算法是针对在车辆开发中系列所训练出的先验模型，该先验模型基于在驾驶员朝向显示单元的视线与输入参数的值之间的相关性规则，则关于操作等级的信息可以用于匹配阈值。可能的先验规则可能是:如果转动停顿持续时间低于阈值，则驾驶员的视线朝向显示单元。例如在“盲操作者”信息中比在“检验操作者”信息中给该阈值分配更低的时间值。
【权利要求】
1.车辆、特别是机动车，具有用于影响驾驶员注意力的设备， 其中， -所述车辆具有用于显示信息内容的显示单元， -所述车辆具有配设给显示单元的中央操作单元， -所述车辆具有用于检测道路交通中的危险的器件，并且 -所述车辆具有用于输出对所检测到的危险的警告的器件， 其特征在于， -所述车辆具有计算单元， -所述计算单元在操作序列期间并且在注视时刻确定驾驶员朝向显示单元的注视概率， -计算单元为了确定注视概率而考虑驾驶员与车辆的交互， -警告的输出与所确定的注视概率有关地进行。
2.根据权利要求1所述的车辆， 其特征在于， -计算单元为了确定注视概率而实施模式识别算法，· -计算单元在实施模式识别算法时考虑至少一个输入参数的值， -计算单元输出注视概率的值作为输出参数， -注视概率值给出驾驶员视线在注视时刻对准显示单元的概率， -计算单元将注视概率值传送至用于输出警告的器件。
3.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -在计算单元中针对所述至少一个输入参数存储有概率表，所述概率表将所述输入参数的值与注视概率值相关， -计算单元在实施模式识别算法时考虑所述至少一个输入参数的概率表。
4.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -车辆具有用于测量加速踏板位置的测量器件，并且所述测量器件将加速踏板的所测量的位置与时间有关地传送至计算单元， -计算单元计算加速踏板梯度，所述加速踏板梯度描述加速踏板位置随时间的变化， -计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑加速踏板梯度。
5.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -车辆具有用于测量制动踏板位置的测量器件并且该测量器件将制动踏板的所测量的位置与时间有关地传送至计算单元， -计算单元计算制动踏板梯度，所述制动踏板梯度描述制动踏板位置随时间的变化， -计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑制动踏板梯度。
6.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -车辆具有用于测量转向角度的测量器件并且该测量器件将所测量的转向角度与时间有关地传送至计算单元， -计算单元计算转向角度数值，所述转向角度数值描述在预给出的时间段内转向角度拐点的数目， -计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑转向角度数值。
7.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -操作单元具有转动输入机构， -操作单元测量转动停顿持续时间，所述转动停顿持续时间描述在最新的转动操作输入与注视时刻之间的时间段， -操作单元将转动停顿持续时间传送至计算单元， -计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑转动停顿持续时间。
8.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -操作单元具有按压输入机构， -操作单元测量按压停顿持续时间，所述按压停顿持续时间描述在最新的按压操作输入与注视时刻之间的时间段， -操作单元将按压停顿持续时间传送`至计算单元， -计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑按压停顿持续时间。
9.根据权利要求2所述的车辆， 其特征在于， -操作单元具有触摸输入机构， -操作单元测量触摸停顿持续时间，所述触摸停顿持续时间描述在最新的触摸操作输入与注视时刻之间的时间段， -操作单元将触摸停顿持续时间传送至计算单元， -计算单元在实施模式识别算法时作为输入参数考虑触摸停顿持续时间。
【文档编号】G08B21/06GK103858153SQ201280047590
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】L·洛伦茨 申请人:宝马股份公司