用于测定机动车的驾驶员的适应性反应时间的方法和装置

摘要

本文涉及一种用于测定机动车的驾驶员的适应性反应时间的方法和装置，其中，适应性反应时间由该驾驶员的活跃度来确定，该方法包括以下步骤：‑借助于环境传感器确定在前行驶的车辆的行驶状况，‑确定机动车的驾驶员的活跃度，‑确定在前行驶的车辆的行驶状况与驾驶员的活跃度之间的时间上的关联，以及‑从时间上的关联来确定驾驶员活跃度。该方法应用于带有对前面的机动车环境的观察的辅助系统中，在辅助系统中驾驶员反应时间被用于测定警告时刻。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分和权利要求6的前序部分的用于测定机动车的驾驶员的适应性反应时间的方法以及一种根据权利要求9的前序部分的相应的辅助系统。

背景技术

环境观察系统"Front Assist"借助于合适的传感机构(例如雷达或激光)识别危险的间距情况并且帮助缩短停车距离。在危险情况中该系统在视觉和听觉上以及以制动冲击(Bremsruck)警告驾驶员，其中，该系统"Front Assist"独立于自动的距离调节ACC工作。

在此，系统"Front Assist"以两个阶段对危险的接近情况做出反应。在第一阶段中，该辅助系统以听觉的和视觉的信号警告驾驶员突然猛烈减速的或在前缓慢行驶的车辆和与此相联系的碰撞危险。与此同时，使车辆“准备”紧急制动。制动衬片被安放到制动盘处，而不引起车辆减速。更灵敏地接通液压制动辅助部的响应特性。

假如驾驶员对警告应不做出反应，则在第二阶段中通过一次短促的制动冲击提示驾驶员面临的碰撞事故并且进一步提高制动辅助部的响应特性。如果驾驶员然后踩到刹车上，全部制动功率立即供使用。如果制动不够强，"Front Assist"将制动压力提高到需要的程度上，由此车辆可在障碍前停住。

该系统"Front Assist"根据车辆提供两个另外的功能。一方面，"Front Assist"可在碰撞警告之后自主引入自动的部分制动，其足以使车辆减速并且又引起驾驶员的注意。另一方面，在碰撞不可避免的情况中附加地以自动的完全制动辅助驾驶员。在此，"Front Assist"最大化地使车辆减速，以减小碰撞速度并且保持碰撞的后果尽可能小。

"Front Assist"也可根据车辆在较低的速度下辅助。如果驾驶员没注意到障碍，"Front Assist"以城市-紧急制动功能自动地使车辆减速并且负责减小碰撞速度。在理想情况中，如此完全避免碰撞事故。

文件DE 10 2011 115 878 A1示出了一种用于警告机动车的驾驶员所面临的碰撞的方法和装置，其中，在考虑驾驶员反应时间的情况下发出警告到驾驶员处。在此，规定最小的和最大的驾驶员反应时间，实现驾驶员活跃度(Fahreraktivitaet)的确定，作为驾驶员活跃度的函数确定当前的驾驶员反应时间，并且在所识别出的驾驶员活跃度的时刻如果当前的驾驶员反应时间小于最大的驾驶员反应时间将用于警告的驾驶员反应时间转换成当前的驾驶员反应时间，其中，当前的驾驶员反应时间向下受最小的驾驶员反应时间限制。

由文件DE 102 58 617 B4已知一种用于为了避免车辆撞到在前行驶的车辆上而触发自主的制动过程的方法，其中，如果满足了规定的警告条件，触发驾驶员警告。在此警告条件的满足说明了，可根据形成当前的行驶情况的车辆的相对加速度和规定的紧急制动减速度在规定的警告持续时间结束时来触发自主的制动过程，以达到在该车辆与在前行驶的车辆之间的规定的目标相对速度或规定的目标安全距离。如果识别出碰撞危险的减小或驾驶员活跃度，则可结束已触发的警告。

文件DE 10 2007 060 862 A1公开了一种用于车辆的紧急制动系统，其带有用于控制车辆的制动系统的控制单元和用于提供相对于在前行驶的车辆的间距信息的环境传感器，其中，控制单元作为间距信息的函数产生对所面临的碰撞的至少两级的驾驶员警告。控制单元大致确定直至与在前行驶车辆发生碰撞的时间长度并且将所确定的碰撞时间长度与车道变换时间长度、环形车道闪避时间长度和紧急制动持续时间比较。在低于车道变换时间长度的情况下发出第一警告，在低于环形车道时间长度的情况下发出第二警告而在低于紧急制动时间长度的情况下发出第三警告，使得驾驶员可主动地干预当前的制动事件。

当前在目前的"Front Assist"系统中从驾驶员的操作行为的强度来推断出其注意力。这导致，系统"Front Assist"常常对于处于转弯过程中的在前行驶的车辆进行警告。对于驾驶员来说该警告是不期望的，因为其识别出减速的转弯的车辆将离开其车道并且其因此将该情况评估为不危险。因此，他几乎不进行操作行为，使得没有在驾驶员方面的注意力可由该系统确定并且因此推断出不专心的驾驶员，由此系统假设高的驾驶员反应时间(其被用于警告时刻的测定)。这那么导致较早的、对于驾驶员恼火的警告时刻。

为了能够更好地探测驾驶员的注意力，可观察该驾驶员以便能够例如由其头部姿态确定其注意力。然而这以在车辆中的附加的传感机构为条件并且增加成本。

发明内容

因此本发明的目的在于对于带有环境监控的辅助系统(例如环境观察系统"FrontAssist")避免对驾驶员多余的警告并且改善适应性驾驶员反应时间的确定。

该目的通过一种带有权利要求1的特征的方法、通过一种带有权利要求6的特征的方法以及一种带有权利要求9的特征的辅助系统来实现。本发明的优选的实施形式是从属权利要求的内容。

根据本发明的用于测定机动车的驾驶员的适应性反应时间的第一方法(其中，适应性反应时间由驾驶员的活跃度来确定)包括以下步骤：

-借助于环境传感器确定在前行驶车辆的行驶状况，

-确定机动车的驾驶员的活跃度，

-确定在前行驶的车辆的行驶状况与驾驶员的活跃度之间的时间上的关联，并且

-从时间上的关联来确定驾驶员活跃度。

以该方式可以通过测定在在前行驶的车辆的行驶状况和与此相关联的作为对前车的行驶状况的反应的驾驶员的操作行为之间的关联来确定驾驶员活跃度。因此，驾驶员的相对不那么强烈的操作行为也可用于评估驾驶员活跃度。

进一步优选地，根据前车的减速度来确定前车的行驶状况。这是通过合适的传感机构可容易地确定的并且在转弯过程中表征转弯车辆减速的参数。优选地，根据油门踏板的操纵和刹车的操纵来测定驾驶员的状况。这是当在前行驶的车辆为了转弯减速时专心的驾驶员所实施的操作行为。通过确定在该参数(其也被称为调动-属性(Manoever-Attribut))与所述操作行为之间的时间上的关联可辨识出驾驶员是否专心。

进一步优选地，测定在在前行驶的车辆的减速度与驾驶员反应“松开油门”以及“制动”之间的时间上的关联以及在在前行驶的车辆的减速度的减小与驾驶员反应“给油”及“松开刹车”之间的关联。该关联说明了驾驶员对在前行驶的车辆由于转弯过程从当前的车道离开的反应，该转弯过程被机动车的驾驶员用于加速以便例如又达到先前的行驶速度。

优选地，驾驶员活跃度由预设的闭合区间(Intervall)、尤其区间[0，1]的值来代表。换言之，将驾驶员活跃度描绘到一封闭的区间上，对于该区间一区间边界代表不活跃的驾驶员而另一区间边界代表活跃的驾驶员。在此之间的值表示带有在这两个边界值之间的活跃度的驾驶员。区间[0，1]因此表示驾驶员活跃度的标准化的概率度量(Wahrscheinlichkeitsmass)。

在用于测定机动车的驾驶员的由驾驶员的活跃度所确定的适应性反应时间的第二方法中：

-由基于由驾驶员在机动车中所进行的操作行为的强度来确定车辆特定的第一驾驶员活跃度，

-通过上面所说明的第一方法来确定相关联的第二驾驶员活跃度(其反映在在前行驶的车辆的状况与由此引起的驾驶员的反应之间的时间上的关联)，并且

-将这两个所测定的驾驶员活跃度的联系用于确定适应性的驾驶员反应时间。

以该方式将由驾驶员方面的操作行为的强度测定驾驶员活跃度与由驾驶员行为和在前行驶的车辆的状况的时间上的关联测定驾驶员活跃度相联系，以获得接近真实的驾驶员活跃度。

优选地，该联系由这两个所测定的驾驶员活跃度(即车辆特定的和相关联的驾驶员活跃度)的最小值的形成来形成。通过最小值形成，也可根据微小的操作行为来识别活跃的驾驶员并且测定切合实际的驾驶员反应时间。

优选地，作为反映驾驶员的操作行为的参数至少可考虑方向盘角速度、横向加速度、闪关灯状态、油门踏板梯度(Gaspedalgradient)和纵向加速度。

根据本发明的用于机动车的预测性的环境监控的辅助系统(其中，该辅助系统设立和设计用于执行上述第二方法)包括：

-用于检测机动车的前面的环境的设备，

-用于从环境数据确定在前行驶的车辆的行驶状况的设备，

-用于确定驾驶员在机动车中的操作行为的设备，

-用于测定车辆特定的驾驶员活跃度的模块，

-用于从在在前行驶的车辆与驾驶员的反应之间的相互作用来测定相关联的驾驶员活跃度的模块

-用于从车辆特定的驾驶员活跃度和相关联的驾驶员活跃度确定所得出的驾驶员活跃度的设备，

-用于从所得出的驾驶员活跃度确定驾驶员反应时间的设备，

-用于作为驾驶员反应时间和与在前行驶的车辆的距离的函数对驾驶员产生警告的设备。

作为辅助系统例如可考虑开头所说明的环境观察系统"Front Assist"，其以两级的方式引入警告信号和必要时紧急制动，其中，根据本发明所测定的适应性的驾驶员反应时间进入辅助系统的实施中。

附图说明

接下来根据附图来阐述本发明的优选的实施形式。其中：

图1示出了带有在前行驶的转弯的车辆的典型的交通情况，

图2示出了用于辅助系统的反应时间的适应的方法，以及

图3根据一示例的时间进程示出了该方法的说明。

附图标记清单

F1本车辆

F2转弯的车辆

FS1车道1

FS2车道2

FR行驶方向

MM1车道1的中间标记

MM2车道2的中间标记

SM1边界标记

SM2边界标记

BL闪光灯

RS反应段

BS制动段

UFD环境探测/雷达

WS警告标志

1模块本车辆特定的驾驶员活跃度

2测定本车辆特定的消极度

3确定侧向稳定性

4方向盘角速度

5横向加速度

6闪光灯

7油门踏板梯度

8纵向加速度

10模块由在前行驶的车辆-驾驶员反应的相互作用得出的相关联的驾驶员活跃度

11测定相关联的驾驶员活跃度

12前车减速-驾驶员反应的关联

13驾驶员反应松开油门

14驾驶员反应轻微制动

15前车的减速度

16前车减速度的减小-驾驶员反应的关联

17驾驶员反应给油

18驾驶员反应松开刹车

19前车减速度的减小

20最小值形成

P1消极度1

P2消极度2

P所得出的消极度

t_R驾驶员反应时间

KL特性线

VF2前车减速

I油门踏板位置

II操纵刹车

III敏感度

IV在没有前车-驾驶员反应的相互作用的情况下的敏感度

V在没有相互作用的情况下的警告

t时间。

具体实施方式

图1示出了典型的转弯情况，在该情况中在本车辆F1之前以一定距离在前行驶的转弯的车辆F2从第一车道FS1在第二车道FS2的汇入口(Einmuendung)处向右转弯到第二车道中，其中，车道FS1和FS2由中间标记MM1和MM2以及由边界标记SM1和SM2来限制。在前行驶的车辆F2的转弯意图通过激活的闪光灯BL来示出并且转弯方向通过方向箭头FR来示出。

跟随转弯的车辆F2的本车辆F1具有"Front Assist"系统，其借助于在行驶方向上定向的环境传感器(例如雷达系统)探测在前行驶的车辆F2。雷达系统在图1中通过一系列所发出的环境探测脉冲UFD示意性示出。

另外在图1中绘出两个距离。反应段RS表示在所假定的驾驶员反应时间中不变的行驶的时间。换言之，"Front Assist"系统对当前的行驶情况假定一对于该行驶情况预设的驾驶员反应时间。"Front Assist"系统通常从驾驶员的驾驶员活跃度(即油门踏板、刹车和/或方向盘的操纵)确定该假定的驾驶员反应时间，因为这样的系统不执行直接的驾驶员观察(例如借助于摄像机)。

在由所假定的驾驶员反应时间所经过的反应段RS处联接有制动段BS，驾驶员将需要该制动段以借助于舒适制动来避免与在前行驶的车辆F2碰撞。在此，辅助系统在考虑在前行驶的车辆F2的速度和减速度或加速度的情况下计算未来的在这两个车辆之间的距离。如果得出碰撞危险，该辅助系统则发出警告(其在图1中作为警告标志WS示出)。

在当前的执行中辅助系统不辨识在前行驶的车辆F2是否转弯。因此，辅助系统将在前行驶的车辆F2处理为障碍物，其以减小的速度在前面行驶并且本车辆F1会撞上其。由于专心的驾驶员由于交通情况和激活的闪光灯BL辨识出在前行驶的车辆的转弯意图，传输到辅助系统处的驾驶员活跃度很小，因为驾驶员通常仅轻微松开油门、可能准备好制动而不示出驾驶活跃度。从这些微小的驾驶员活跃度，辅助系统那么推断出基本上不活跃的或无专心的驾驶员并且假定较长的反应时间。结果将提早的警告发出到本车辆F1的驾驶员处(该警告在图1中作为警告信号WS示出)，因为须将警告时刻选择成使得驾驶员在警告之后还能够通过操作行为(例如制动或转向)摆脱危险情况。

这样的提早的警告(如这由臆断的驾驶员的不活跃度所引起的那样)当然对于专心的驾驶员是多余的，因为其辨识出在前行驶的车辆F2的转弯意图并且对前车F2的状况合适地做出反应(通过其通常松开油门且必要时略微制动)。为了避免不必要地提早发出警告信号WS，因此辅助系统对在由环境传感器UFD所测量的在前行驶的车辆的状况与驾驶员状况之间的相互作用进行适应。通过使辅助系统的行动考虑本车辆F1的驾驶员对在前行驶的车辆的状况的反应，可避免不必要的警告信号，因为可以说“辨识出”在前行驶的车辆的转弯状况。

图2以示意图示示出了用于确定驾驶员的适应性反应时间的方法，该方法在带有转弯功能的辅助系统"Front Assist"中实现。在此，该方法或该系统包括用于确定本车辆特定的驾驶员活跃度的第一模块1以及用于测定在在前行驶的车辆与驾驶员反应之间的相互作用的第二模块10。换言之，第二模块10测定在在前行驶的车辆F2的行驶状况与由此引起的本车辆F1的驾驶员的反应之间的关联(如这示意性的在图1中所示)。

在用于测定本车辆特定的驾驶员活跃度的第一模块1中确定第一消极度P1，其反映驾驶员的活跃度，其中，该消极度B1根据车辆特定的参数来确定。在第二模块10中确定第二消极度P2，其根据在在前行驶的车辆F2的状况与本车辆F1的驾驶员的与此相关联的反应之间的相互作用确定该驾驶员的驾驶员活跃度。两个消极度P1和P2的值是封闭的区间[0，1]的要素，其中，消极度"1"意味着驾驶员不活跃而消极度″0″反映活跃的驾驶员。代替这里在示例中所使用的消极度也可以相同的方式来定义驾驶员活跃度，在其中驾驶员在值"1"的情况下被假定为活跃。

将这两个所测定的消极度P1、P2在设备20中相互联系，其中，该联系尤其通过形成这两个消极度P1、P2的最小值来实现并且所得出的消极度P被用于测定适应性的驾驶员反应时间。即适用：

P＝min(P1，P2)；P，P1，P2∈[0，1]

所得出的消极度P(其同样被限定在封闭的区间[0，1]上)借助于特性线KL被转化成相应的驾驶员反应时间tR。该特性线KL(其反映驾驶员消极度与驾驶员反应时间之间的关系)例如可借助于合适的试验来确定。如由特性线KL另外可见，在消极度P＝1中不活跃的驾驶员关联有较大的驾驶员反应时间，而较小的驾驶员反应时间相应于消极度值P＝0。在值P＝0与P＝1之间特性线KL的走向通常是非线性的。

在模块1中车辆方面的消极度P1(其反映车辆特定的驾驶员活跃度)的确定通过分析反应驾驶员活跃度的不同参数实现。借助于由相应的车辆传感器所确定的参数方向盘速度4和横向加速度5，确定车辆的侧向稳定性3。借助于侧向稳定性3和参数闪光灯6、油门踏板梯度7和纵向加速度8在方框2中确定驾驶员活跃度并且转化成带有值域[0，1]的车辆方面的消极度参量P1并且发出。换言之，例如设置闪光灯6、油门踏板梯度较大并且/或者纵向加速度较大，如此推断出活跃的驾驶员并且将消极度P1置于值0。反之如果方向盘角速度4和横向加速度5较小、闪光灯6未被设置、油门踏板梯度7较小或为0并且/或者纵向加速度8同样较小或为0，则这代表带有相应的消极度值P1＝1的不活跃的驾驶员。通常来说，从驾驶员的操作行为的强度推断出其注意力。

如从用于测定本车辆特定的驾驶员活跃度的模块1的上述说明所得出的那样，该模块1对于在前行驶的车辆F2的转弯过程根据方向盘角速度4和横向加速度5的较小变化以及较小的油门踏板梯度7和较小的纵向加速度8或较小的制动得出：可能是不活跃的驾驶员，但是这对于前车F2的转弯情况恰恰不一定适用。

现在为了能够检查或修正用于测定本车辆特定的驾驶员活跃度的模块1的驾驶员活跃度的该可能的错误判断，在第二模块10中调查在前车F2的状况和本车辆F1的驾驶员的反映该状况的反应之间的关联。

如此，模块10包括关联单元12(其确定在前车的减速度与驾驶员反应之间的时间上的关联)，其中，参数“前车的减速度”15，“驾驶员反应松开油门”13和“驾驶员反应制动”14被用作输入参量。在此，参数15“前车的减速度”由辅助系统"Front Assist"的环境探测来提供，而参数13“松开油门”和14“制动”被本车辆F1的传感器来提供。

另外，模块10包括另外的关联单元16，其建立在前车F2的减速度的减小与由此引起的驾驶员反应之间的时间上的关联。该另外的关联单元16的输入参量是在前车F2方面参数19“前车的减速度的减小”和在本车辆F1中可能的驾驶员反应“给油”17和“松开刹车”18。

这两个关联单元12、16的结果被输送给用于测定11本车辆F1的驾驶员的相关联的驾驶员活跃度的设备，其作为结果输出驾驶员的第二消极度参数P2，其中，该第二消极度参数P2反映根据驾驶员对转弯的前车F2的反应的相关联的驾驶员活跃度。

即在另外的模块10中对于在前行驶的车辆确定调动-属性，例如“减速开始”、“减速增强”或“减速减小”并且分析是否时间上关联地发生驾驶员的适宜的反应。对调动-属性“减速开始”的适宜的反应例如是在驾驶员方面减小到油门踏板上的压力或提高制动压力。通过所需要的时间上的关联也可利用带有较低强度的驾驶员行为(如其在在前行驶的车辆转弯的情况下常常出现得那样)，以确定合适的适应性的驾驶员反应时间。

通过由这两个所测定的消极度P1、P2形成最小值，在转弯的前车的情况中使用模块10(其测定在在前行驶的车辆与驾驶员之间的相互作用)的结果作为驾驶员活跃度用于确定驾驶员反应时间，从而不考虑第一模块1关于本车辆的驾驶员的活跃度的错误判断。

图3示出了在前行驶的车辆的转弯过程的示例，其中，在该图的下部中可见交通情况的图像，而在上部中以时间分辨率根据合适的参数从本车辆的视角示出该转弯过程，其中，在这些曲线中所示出的参数不应定量地来评估，而是用于说明。

在图3的下部的图像部分中从本车辆F1的视角可见在双车道的道路上在前行驶的车辆，其向左转弯并且因此离开当前的道路。

该过程和辅助系统"Front Assist"的状况在处于此之上的图表中以时间分辨率可见。在绘出的时间段VF2期间环境观察系统"Front Assist"侦探测在前行驶的车辆F2的减速，其在大约t＝23ms开始而在t＝30ms结束。在图示的开始(即在t＝22ms)尚未发生在前行驶的车辆F2的减速并且由曲线I所反映的油门踏板位置说明了足以保持本车辆的车辆速度的一参量。由曲线III所反映的辅助系统的敏感度(即驾驶员的消极度P)在该时刻处于值P＝1，因为该系统由于缺乏的油门踏板梯度和缺乏的转向运动不仅从第一而且从第二模块接收到驾驶员不活跃的信号。

在前车的减速开始之后不久在大约t＝25ms驾驶员松开油门踏板，这由曲线I可见。其结果是模块10的影响变明显并且敏感度/消极度下降至值零。在曲线IV中示出模块1的消极度P1的走向，其虽然也略微下降并且在大约t＝26ms达到值0.5。该下降由图2的模块1的较小的油门踏板梯度7引起。曲线3的总敏感度或得出的消极度P略微上升地保持在值″0″附近并且被由曲线II所反映的轻微的制动调度又压到值″0"。虽然前车的减速阶段VF2在时间上还未结束，驾驶员在大约t＝29ms又操纵油门踏板，因为其辨识出前车快要结束转弯过程。换言之，为了恢复车辆速度，驾驶员操纵油门踏板，以便在稍微超过t＝30ms又保持到油门踏板上的压力恒定。因此，在大约t＝31ms敏感度/得出的消极度又略微上升。在不考虑在前车F2的状况与驾驶员的反应之间的时间上的关联的情况下，根据曲线IV(其仅反映本车辆特定的消极度P1)由油门踏板操作所引起本车辆特定的消极度P1虽然将具有小于"0.5"的值，然而这总还会导致在稍微大于T＝30ms的时间将发出警告信号V。该警告信号对于驾驶员将完全无意义，因为前车的减速阶段VF2已结束，换言之，前车由于转弯过程将已离开处于前面的道路。

以考虑在前车F2的状况与驾驶员反应之间的相互作用为条件，通过模块10在在前行驶的车辆F2的转弯过程的情况中阻止了不必要的警告。