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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Fahrunterstützungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug.
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Die
JP-A-2004-157880 offenbart eine Warnvorrichtung, die eine Steuersituation eines Fahrlehrers einer Fahrtrainingsschule (in Japan) auf einer bestimmten Straße als Standardfahrmodell speichert und auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem gespeicherten Fahrmodell und der aktuellen Steuersituation eine Meldung zur Warnung des Fahrzeugführers ausgibt.
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Wenn die obige Vorrichtung in Betrieb ist, wird ein Fahrzeugführer, der sich auf seine Fahrtätigkeit konzentriert und den Fahrzeug-Fahrzeug-Abstand auf einer Straße, auf der sich der Verkehr staut, bewusst verringert, jedoch jedes Mal durch die von der Vorrichtung ausgegebene Warnmeldung abgelenkt, wenn die Fahrtätigkeit des Fahrers vom Standardfahrmodell abweicht, und zwar unabhängig vom geistigen und körperlichen Zustand des Fahrzeugführers oder der Verkehrsituation. D. h., bei der obigen herkömmlichen Warnvorrichtung wird die Warnung in ungünstigen Situationen, in denen sie nicht erforderlich ist, ausgegeben, so dass sie bei einer zu häufigen Ausgabe als störend empfunden wird, oder in Situationen, in denen sie erforderlich ist, nicht ausgegeben.
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Aus der
JP 2006 343 904 A ist eine Fahrunterstützungsvorrichtung bekannt, die auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Verteilung von Verhaltensinformation des Fahrers und einer Referenzverteilung bestimmt, ob ein Problem bezüglich der Fahrsicherheit vorliegt, und im gegebenen Fall eine entsprechende Warnung an den Fahrer ausgibt. Aus der
DE 196 00 938 A1 ist eine Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für Fahrzeuge bekannt.
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Es ist angesichts der obigen und weiterer Probleme Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie bereitzustellen, mit der ein Fahrzeugführer an einem geeigneten Zeitpunkt entsprechend der Präferenz des Fahrers gewarnt werden kann, ohne dass dabei die Fahrsicherheit gefährdet wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Datenbankvorrichtung nach dem Anspruch 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Datenbankvorrichtung wird nur die Information der von dem auf seine Fahrtätigkeit konzentrierten Fahrer getätigten Fahrbedienreihenfolge des Fahrzeugs in der Speichereinheit gespeichert, basierend auf der quantitativen Schätzung bzw. Berechnung des Konzentrationsgrads des Fahrers durch einen Vergleich mit gespeicherter Information, um so dass Datenspeichervolumen zu verringern und gleichzeitig die Schätzgenauigkeit zu verbessern. D. h., die Information beschreibt ein verbessertes Fahrmodell, das als Standardfahrmodell dienen soll.
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Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, näher ersichtlich sein. In der Zeichnung zeigt/zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Warnvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm einer Warnverarbeitung;
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3 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Schätzen des Zustands eines Fahrzeugführers;
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4 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Schätzen des Konzentrationsgrads;
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5 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Speichern von Information;
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6 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Ausgeben einer Meldung;
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7A bis 7C Abbildungen eines Blickpunktverteilungsmusters und zugehöriger Information für einen Fall, bei dem sich ein Fahrer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert;
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8A bis 8C Abbildungen eines Blickpunktverteilungsmusters und zugehöriger Information für einen Fall, bei dem ein Fahrer in seiner Aufmerksamkeit abgelenkt ist;
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9A bis 9C Abbildungen eines Blickpunktverteilungsmusters und zugehöriger Information für einen Fall, bei sich ein Fahrer mit seinem Fahrzeug bewusst einem vorausfahrenden Fahrzeug annähert;
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10 ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Fahrunterstützungsvorrichtung 2;
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11 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Schätzen eines Fahrerzustands; und
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12 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Schätzen eines Konzentrationsgrads.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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(Aufbau der Warnvorrichtung 1)
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Warn- bzw. Aufmerksamkeitserregungsvorrichtung 1.
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Die Warnvorrichtung 1 weist, wie in 1 gezeigt, eine Kamera 10, einen Speicher 20, eine Betriebs- bzw. Bediensituationserfassungseinheit 30, eine Steuereinheit 40 und eine Meldeeinheit 50 auf.
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Die Kamera 10 ist in Form einer CCD-Kamera vorgesehen, die im Armaturenbrett des Fahrzeugs installiert ist, um ein Bild des Gesichts des Fahrzeugführers erfassen zu können, um so das Verhalten der Augen (Blickverhalten) des Fahrzeugführers zu erfassen, um den geistigen und körperlichen Zustand des das Fahrzeug fahrenden Fahrzeugführers zu schätzen (Wenn in dieser Anmeldung von „Schätzen des Fahrerzustands” gesprochen wird, ist eine quantitative Einschätzung bzw. eine Berechnung des Fahrerzustands gemeint, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird).
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Der Speicher 20 ist in Form eines Festplattenlaufwerks (HDD), eines Memorysticks oder dergleichen vorgesehen, um den von der Kamera 10 erfassten und mit Hilfe einer Fahrerzustandschätzeinheit 42 der Steuereinheit 40 geschätzten geistigen und körperlichen Zustand des Fahrzeugführers und die mit Hilfe der Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfasste Steuersituation des Fahrzeugs zu speichern.
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Die Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfasst die Steuersituation des Fahrzeugs durch den Fahrzeugführer, und eine Betätigung der Bremsen 32, die Geschwindigkeit und der Abstand des vorausfahrenden Fahrzeugs von einem Radar 34, der Lenkwinkel eines Lenkrades 36 und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs von einem Geschwindigkeitsmesser werden von der Erfassungseinheit 30 erfasst.
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Die Steuereinheit 40 weist die Fahrerzustandsschätzeinheit 42, eine Konzentrationsschätzeinheit 44 und einen Controller 46 auf. Das Verhalten der Augen des Fahrzeugführers wird über das von der Kamera 10 erfasst Bild des Gesichts des Fahrzeugführers erfasst, und aus dem Verhalten der Augen des ein Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers wird von der Fahrerzustandsschätzeinheit 42 während einer vorbestimmten Zeitspanne ein Blickpunktverteilungsmuster erzeugt. Aus dem erzeugten Blickpunktverteilungsmuster wird von der Fahrerzustandsschätzeinheit 42 ferner der geistige und körperliche Zustand des Fahrzeugführers geschätzt.
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Die Konzentrationsschätzeinheit 44 schätzt den Konzentrationsgrad des ein Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen wenigstens entweder dem von der Fahrerzustandsschätzeinheit 42 geschätzten geistigen und körperlichen Zustand des Fahrzeugführers oder der von der Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfassten Steuersituation des Fahrzeugs und dem im Speicher 20 gespeicherten geistigen und körperlichen Zustand eines Fahrzeugführers.
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D. h., dass von der Schätzeinheit 42 während der vorbestimmten Zeitspanne geschätzte Blickpunktverteilungsmuster des Fahrzeugführers wird mit dem im Speicher 20 gespeicherten Blickpunktverteilungsmuster des Fahrzeugführers verglichen, um die Konzentration des Fahrers bezüglich seiner Fahrtätigkeit zu schätzen.
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Der Controller 46 bestimmt, ob der von der Konzentrationsschätzeinheit 44 geschätzte Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit über einem bestimmten Wert liegt, wobei der von der Fahrerzustandsschätzeinheit 42 geschätzte geistige und körperliche Zustand des Fahrzeugführers dann, wenn bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad über dem bestimmten Wert liegt, mit der von der Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfassten Steuersituation verknüpft wird, um sequentiell im Speicher 20 gespeichert und akkumuliert zu werden.
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Ferner bestimmt der Controller 46, ob die von der Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfasste Steuersituation des Fahrzeugs eine vorbestimmte Bedingung zum Ausgeben einer Meldung erfüllt, wobei die Meldeeinheit 50 dann, wenn bestimmt wird, dass die Steuersituation die vorbestimmte Bedingung erfüllt, eine Meldung zur Warnung des Fahrzeugführers in Übereinstimmung mit dem von der Schätzeinheit 44 geschätzten Konzentrationsgrad des Fahrers bezüglich seiner Fahrtätigkeit ausgibt.
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Die Meldeeinheit 50 dient dazu, die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers zu erregen bzw. den Fahrzeugführer zu warnen, indem sie ein akustisches Signal über einen Lautsprecher 52 ausgibt und einen Hinweis auf einer Anzeigeeinheit 54 anzeigt. Das vom Lautsprecher 52 ausgegebene akustische Signal kann ein Sprachsignal oder ein Warnton, wie beispielsweise ein Piepston oder dergleichen, sein.
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(Warnverarbeitung)
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Nachstehend wird die von der Steuereinheit 40 ausgeführte Warnverarbeitung unter Bezugnahme auf die 2 bis 9C beschrieben.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm der Warnverarbeitung. Die 3 bis 6 zeigen Ablaufdiagramme der Unterprogramme der Warnverarbeitung.
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Die Warnverarbeitung beginnt, wenn die Stromversorgung der Warnvorrichtung 1 eingeschaltet wird. Zunächst wird in Schritt S100, wie in 2 gezeigt, die Verarbeitung zum Schätzen des Fahrerzustands (nachstehend als Fahrerzustandsschätzverarbeitung bezeichnet) ausgeführt, um den geistigen und körperlichen Zustand des ein Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers zu schätzen. Anschließend wird in Schritt S105 die Verarbeitung zum Schätzen des Konzentrationsgrades (nachstehend als Konzentrationsgradschätzverarbeitung bezeichnet) ausgeführt, um den Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit zu schätzen.
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Anschließend wird in Schritt S110 eine Verarbeitung zur Speicherung von Information im Speicher 20 (nachstehend als Informationsspeicherverarbeitung bezeichnet) ausgeführt, die in Schritt S115 von einer Verarbeitung zum Ausgeben einer Meldung (nachstehend als Meldeverarbeitung bezeichnet) gefolgt wird, die dazu dient, den Fahrzeugführer zu Warnen bzw. die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers zu erregen, woraufhin die Verarbeitung zur Verarbeitung in Schritt S100 zurückkehrt. Die Wiederholung der Warnverarbeitung erfolgt auf die vorstehend beschriebene Weise.
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Die Warnverarbeitung wird beendet, wenn die Stromversorgung der Warnvorrichtung 1 ausgeschaltet wird.
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(Fahrerzustandsschätzverarbeitung)
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Nachstehend wird die Fahrerzustandsschätzverarbeitung unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm der Fahrerzustandsschätzverarbeitung, die ein Unterprogramm der Warnverarbeitung ist.
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Die Fahrerzustandsschätzverarbeitung erfasst, wie in 3 gezeigt, in Schritt S200 von der Betriebssituationserfassungseinheit 30, ob die Bremsen 32 betätigt wurden, oder den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, wenn die Bremsen 32 betätigt wurden. Auf diese Weise werden eine Betätigung der Bremsen 32 und/oder ein Betätigungszeitpunkt der Bremsen 32 erfasst.
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In Schritt S205 wird ein Bild des Gesichts des Fahrzeugführers für eine vorbestimmte Zeitspannung von der Kamera 10 erfasst. Anschließend werden in Schritt S210 die Augen des Fahrzeugführers mit Hilfe einer Bildverarbeitung aus dem in Schritt S205 erfassten Bild des Gesichts des Fahrzeugführers extrahiert. Anschließend wird das Verhalten der Augen aus den während einer vorbestimmten Zeitspanne extrahierten Augen des Fahrzeugführers extrahiert und ein Blickpunktverteilungsmuster des Fahrzeugführers auf der Grundlage des Verhaltens der Augen erzeugt.
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Die 7A und 7B zeigen ein Beispiel eines Blickpunktverteilungsmusters eines Fahrzeugführers. 7A zeigt ein Blickpunktverteilungsmuster für einen Fall, bei dem sich der Fahrer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, und 7B zeigt ein aktuelles Blickpunktverteilungsmuster. In den 7A und 7B beschreiben die zwei horizontalen Achsen den Abweichungswinkel (Grad) des Blickpunktes von einer Frontrichtung (die Frontrichtung liegt bei 0 Grad) und beschreibt die vertikale Achse eine Häufigkeit der Blickpunktabweichung mit Hilfe eines Balkendiagramms.
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(Konzentrationsgradschätzverarbeitung)
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Nachstehend wird die Konzentrationsgradschätzverarbeitung unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm der Konzentrationsgradschätzverarbeitung, die ein Unterprogramm der Warnverarbeitung ist.
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Bei der Konzentrationsgradschätzverarbeitung wird in Schritt S300, wie in 4 gezeigt, das Blickpunktverteilungsmuster des Fahrzeugführers, das während der Zeit, während der sich der Fahrer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, im Speicher 20 akkumuliert wird, erfasst. Anschließend wird in Schritt S305 das in Schritt S300 erfasste Blickpunktverteilungsmuster des Fahrzeugführers für einen Zeitraum konzentrierten Fahrens mit dem in Schritt S210 erzeugten Blickpunktverteilungsmuster des Fahrzeugführers verglichen (vgl. 3). Wenn beide Muster miteinander übereinstimmen (S305 = Ja), wird die Verarbeitung darauf basieren, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit momentan ”hoch” ist, in Schritt S310 beendet. Wenn beide Muster nicht miteinander übereinstimmen (S305 = Nein), wird die Verarbeitung darauf basieren, dass der Konzentrationsgrad des Fahrers bezüglich seiner Fahrtätigkeit momentan ”niedrig” ist, in Schritt S315 beendet.
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Die 7a und 7B zeigen Beispiele für den Fall, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit ”hoch” ist. 7A zeigt das Blickpunktverteilungsmuster des einen hohen Konzentrationsgrad aufweisenden Fahrzeugführers, und 7B zeigt das aktuelle Blickpunktverteilungsmuster.
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Wenn sich der Fahrzeugführer, wie in 7A gezeigt, auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, liegt die Blickpunktverteilung in horizontaler Richtung für gewöhnlich in einem Bereich zwischen +20 und –30 Grad und in vertikaler Richtung für gewöhnlich in einem Bereich zwischen ±30 Grad. Die aktuelle Blickpunktverteilung liegt in horizontaler Richtung in einem Bereich zwischen +20 und –10 Grad und in vertikaler Richtung in einem Bereich zwischen +30 und –10 Grad. Folglich liegt ein Korrelationskoeffizient der Blickpunktverteilung in beiden Richtungen bei 0.71, so dass bestimmt werden kann, dass das aktuelle Blickpunktverteilungsmuster gut mit dem Standardblickpunktverteilungsmuster übereinstimmt.
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Wenn das aktuelle Blickpunktverteilungsmuster derart mit dem Standardblickpunktverteilungsmuster übereinstimmt, wird bestimmt, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit ”hoch” ist.
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Wenn der Blickpunkt des Fahrzeugführers beim Fahren seines Fahrzeugs abschweift bzw. nicht auf ein Ziel ausgerichtet ist, liegt die Blickpunktverteilung, wie in 8B gezeigt, in horizontaler Richtung in einem weiten Bereich zwischen +50 und –10 Grad und in vertikaler Richtung in einem weiten Bereich zwischen +110 und 0 Grad. Folglich ergibt eine Berechnung des Korrelationskoeffizienten der aktuellen Blickpunktverteilung zum Standardblickpunktverteilungsmuster (in 8A gezeigt) einen Wert von 0.077, so dass bestimmt werden kann, dass beide Muster nicht miteinander übereinstimmen.
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Wenn das aktuelle Blickpunktverteilungsmuster nicht mit dem Standardblickpunktverteilungsmuster übereinstimmt, wird bestimmt, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit ”niedrig” ist.
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(Informationsspeicherverarbeitung)
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Nachstehend wird die Informationsspeicherverarbeitung unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm der Informationsspeicherverarbeitung, die ein Unterprogramm der Warnverarbeitung ist.
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Bei der in der 5 gezeigten Informationsspeicherverarbeitung wird der Konzentrationsgrad des aktuellen Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit in Schritt S400 durch die Konzentrationsgradschätzverarbeitung (vgl. 4) erfasst. Anschließend wird in Schritt S405 bestimmt, ob der in Schritt S400 erfasste Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers ”hoch” ist.
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Wenn bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers ”hoch” ist (S405 = Ja), wird das in Schritt S210 erzeugte Blickpunktverteilungsmuster (vgl. 3) in Schritt S410 im Speicher 20 akkumuliert und die Verarbeitung anschließend beendet. Wenn demgegenüber bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers nicht ”hoch” (d. h. ”niedrig”) ist, wird die Verarbeitung beendet, ohne das Musters im Speicher 20 zu speichern.
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(Meldeverarbeitung)
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Nachstehend wird die Meldeverarbeitung unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm der Meldeverarbeitung, die ein Unterprogramm der Warnverarbeitung ist.
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Bei der Meldeverarbeitung wird, wie in 6 gezeigt, in Schritt S500 bestimmt, ob die in Schritt S200 (vgl. 3) der Fahrerzustandsschätzverarbeitung erfasste Steuersituation (d. h. der Fahrbetrieb) eine vorbestimmte Bedingung erfüllt bzw. einem vorbestimmten Zustand entspricht. Wenn bestimmt wird, dass die Steuersituation keine vorbestimmte Bedingung erfüllt (S500 = Nein), wird die Verarbeitung sofort beendet. Wenn bestimmt wird, dass die Steuersituation eine vorbestimmte Bedingung erfüllt (S500 = Ja), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S505 voran.
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In Schritt S505 wird der bei der Konzentrationsgradschätzverarbeitung (vgl. 4) bereitgestellte Konzentrationsgrad des aktuellen Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit erfasst und bestimmt, ob der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers ”hoch” ist. Anschließend wird die Verarbeitung dann, wenn bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers ”hoch” ist (S505 = Ja), sofort beendet, und dann, wenn bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad nicht ”hoch” (d. h. niedrig) ist, in Schritt S510 eine Meldung zur Warnung bzw. Erregung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers mit Hilfe der Meldeeinheit 50 ausgegeben und die Verarbeitung anschließend beendet.
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(Vorteilhafte Effekte der Warnvorrichtung 1)
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Warnvorrichtung 1 wird die Steuersituation (d. h. der Fahrbetrieb) oder der geistige und körperliche Zustand des Fahrzeugführers mit der im Speicher 20 akkumulierten relevanten Information verglichen. Über diesen Vergleich wird der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit geschätzt. Anschließend wird mit der Steuersituation verknüpfte Information bezüglich des geistigen und körperlichen Zustands des Fahrzeugführers sequentiell im Speicher 20 gespeichert und akkumuliert, wenn der geschätzte Konzentrationsgrad über dem vorbestimmten Wert liegt.
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D. h., es werden nur Daten akkumuliert, die ein Fahren mit dem über dem vorbestimmten Wert liegenden Konzentrationsgrad betreffen, und der Konzentrationsgrad wird auf der Grundlage der akkumulierten Daten bestimmt. Auf diese Weise wird die im Speicher 20 akkumulierte Menge an Information verringert, während die Genauigkeit der Schätzung bei einer Akkumulierung erhöht wird.
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Ferner wird das Verhalten der Augen des Fahrzeugführers aus dem von der Kamera 10 erfassten Bild des Gesichts des Fahrzeugführers erfasst und der geistige und körperliche Zustand des Fahrzeugführers aus der Verhaltensinformation der erfassten Augen geschätzt. Folglich kann der Konzentrationsgrad des Fahrzeugsführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit auf der Grundlage des anhand der Verhaltensinformation der Augen genau geschätzten geistigen und körperlichen Zustands des Fahrzeugführers genau geschätzt werden.
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Das aus dem Verhalten der Augen eines ein Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers während einer vorbestimmten Zeitspanne erzeugte Blickpunktverteilungsmuster wird erzeugt, und der geistige und körperliche Zustand des das Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers wird aus dem erzeugten Blickpunktverteilungsmuster geschätzt. Anschließend wird der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit durch einen Vergleich des erzeugten Musters des Fahrzeugführers mit dem im Speicher 20 akkumulierten Blickpunktverteilungsmuster geschätzt.
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Der Vergleich der Muster ist insbesondere von Vorteil, da die Schätzung des Konzentrationsgrads auf jeden einzelnen Fahrzeugführer zugeschnitten ist, da jeder Fahrer ein unterschiedliches Blickpunktverteilungsmuster aufweist. D. h., der Konzentrationsgrad kann in geeigneter Weise adaptiv bezüglich der Charakteristik jedes einzelnen Fahrers geschätzt werden, indem Blickpunktverteilungsmuster verwendet werden, die für jeden der Fahrzeugführer verschieden sind (siehe 7A bis 9C).
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Ferner wird bestimmt, ob die von der Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfasst Steuersituation des Fahrzeugs eine vorbestimmte Bedingung zum Ausgeben einer Meldung erfüllt, und dann, wenn die Meldebedingung erfüllt wird, eine Meldung in Übereinstimmung mit dem von der Schätzeinheit 44 geschätzten Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers über die Meldeeinheit 50 ausgegeben.
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Folglich wird die Sicherheit beim Ausgeben einer Warnung im Verhältnis zu einem Ausgeben einer Meldung, das nur darauf basiert, dass eine von der Erfassungseinheit 30 erfasste Steuersituation erfüllt wird, erhöht. D. h., wenn die Meldung zur Erregung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers nur darauf basierend ausgegeben wird, dass die vorbestimmte Bedingung der Steuersituation zum Ausgeben der Meldung erfüllt wird, kann der Fahrer hierdurch verärgert und ablenkt werden, was zu einer Verschlechterung der Fahrsicherheit führt, gleich der Verschlechterung der Fahrsicherheit durch die Bereitstellung der Meldung für den auf seine Fahrtätigkeit konzentrierten Fahrer.
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Die Warnvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung gibt die Meldung selbst dann, wenn die Steuersituation die vorbestimmte Bedingung zum Ausgeben der Meldung erfüllt, nicht aus, wenn der Konzentrationsgrad hoch, und zwar darauf basieren, dass der Fahrer sein Fahrzeug sicher fährt oder das Erfüllen der Meldebedingung beabsichtigt ist, da der Fahrer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert ist.
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D. h., die Meldung wird nicht für eine verzögerte Bremsbetätigung bzw. einen verspäteten Bremsbetätigungszeitpunkt der Bremsen 32 ausgegeben, wenn der Korrelationskoeffizient der Blickpunktverteilungsmuster, wie in den 9A und 9B gezeigt, einen höheren Wert von 0.77 aufweist, was anzeigt, dass sich der Fahrer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, und zwar auch dann nicht, wenn der Bremszeitpunkt, wie in 9C gezeigt, bezüglich eines normalen Zeitpunkts verzögert ist. Die Bremsverzögerung wird in diesem Fall als beabsichtigt angenommen.
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D. h., es wird gemäß dem Betriebsschema der Warnvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform verhindert, dass eine einen Fahrer ablenkende Meldung ausgegeben wird, wenn sich der Fahrer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, so dass die Vorrichtung 1 auf eine wirksamere Weise zur Fahrsicherheit beitragen kann.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Fahrunterstützungsvorrichtung 2 unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Da die Fahrunterstützungsvorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die Warnvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform aufweist, sind gleichen Teile in beiden Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen versehen und wird auf diese Teile nachstehend nicht näher eingegangen.
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10 zeigt ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus der Fahrunterstützungsvorrichtung 2. Anstelle der Meldeeinheit 50 der Warnvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist eine Fahrzeugsteuereinheit 60 vorgesehen. Die Fahrzeugsteuereinheit 60 weist eine Bremssteuereinheit 62 und eine Lenksteuereinheit 64 auf.
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Die Bremssteuereinheit 62 steuert die Bremsen 32 im Ansprechen auf einen Befehl von der Steuereinheit 40. Die Lenksteuereinheit 62 steuert das Lenkrad 36 im Ansprechen auf einen Befehl von der Steuereinheit 40.
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Die Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfasst die Bremsbetätigungssituation durch den Fahrzeugführer, den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, die Bewegung in der Querrichtung im Verhältnis zur Bewegung in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. D. h., ein Betätigungszeitpunkt der Bremsen 32 wird über die Bremsen 32 und der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug wird vom Radar 34 erfasst. Ferner wird die Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Änderung eines Lenkwinkels des Lenkrades 36 und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs von einem Geschwindigkeitsmesser 38 erfasst.
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Die Berechnung der Fahrerzustandsschätzeinheit 42 basiert auf der von der Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfassten Bewegung in der Querrichtung bezüglich der Bewegung in der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, und es wird das Verhältnis der Änderung der Bewegung in der Querrichtung bezüglich der Bewegung in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs berechnet. Anschließend wird der vorstehend berechnete Grad der Änderung der Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs dazu verwendet, den geistigen und körperlichen Zustand des das Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers zu schätzen.
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D. h., wenn das Verhältnis der Änderung der Bewegung in der Querrichtung bezüglich der Bewegung in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs größer als ein vorbestimmtes Verhältnis der Änderung der Bewegung in der Querrichtung ist, wird geschätzt, dass sich der Fahrer nicht auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, d. h. unaufmerksam oder schläfrig ist, so dass er beispielsweise Schlangenlinien fährt.
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Die Konzentrationsschätzeinheit 44 schätzt den Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit auf der Grundlage des Timings einer vom Fahrzeugführer während der Fahrt vorgenommenen Bremsbetätigung. D. h., es wird geschätzt, dass der Fahrzeugführer einen höheren Konzentrationsgrad bezüglich seiner Fahrtätigkeit aufweist, wenn ein Vergleich zwischen einem aktuellen Bremstiming für eine aktuelle Messung eines Fahrzeug-Fahrzeug-Abstands und gespeicherten Verlaufsdaten des Bremstimings nach einer Berechnung einer Messung der Zeit zum Erreichen des vorausfahrenden Fahrzeugs, die über den Abstand und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs erlangt wird, ergibt, dass der aktuelle Bremstiming innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
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Wenn der Controller 46 die Zeit zum Erreichen des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage der Geschwindigkeit und des Abstands des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von der Erfassungseinheit 30 erfasst werden, berechnet und ermittelt, dass ein Timing der Bremsbetätigung kürzer als die Zeit zum Erreichen des vorausfahrenden Fahrzeugs ist, wird das Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Konzentrationsgrad des Fahrers bezüglich seiner Fahrtätigkeit durch den Controller 60 gesteuert.
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D. h., die Ankunftszeit an dem vorausfahrenden Fahrzeug wird dann, wenn der Fahrzeugführer eine Bremsbetätigung vornimmt, berechnet, und die Bremsen werden dann, wenn die Zeit zum Erreichen des vorausfahrenden Fahrzeuges kürzer ist, betätigt, indem ein Bremsbetätigungsbefehl von der Fahrzeugsteuereinheit 60 ausgegeben wird.
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Wenn der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers hoch ist, wird ein Bremsbetätigungsbefehl in der Annahme, dass der Fahrzeugführer den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug bewusst verringert, ohne die Bremsen 32 zu betätigen, nicht ausgegeben.
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(Fahrunterstützungsverarbeitung)
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Nachstehend wird eine von der Steuereinheit 40 ausgeführte Fahrunterstützungsverarbeitung beschrieben. Da die Fahrunterstützungsverarbeitung der Warnverarbeitung der ersten Ausführungsform ähnelt, ist die nachstehende Beschreibung auf die Unterschiede zur Warnverarbeitung ausgerichtet.
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Bei der Fahrunterstützungsverarbeitung wird eine Fahrzeugsteuerverarbeitung anstelle der Meldeverarbeitung ausgeführt. D. h., in den Schritten S100 bis S110 werden, wie in 2 gezeigt, die Fahrerzustandsschätzverarbeitung, die Konzentrationsgradschätzverarbeitung und die Informationsspeicherverarbeitung wie bei der Warnverarbeitung ausgeführt, und in Schritt S115 wird die Fahrzeugsteuerverarbeitung anstelle der Meldeverarbeitung ausgeführt.
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(Fahrerzustandschätzverarbeitung)
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Nachstehend wird die Fahrerzustandsschätzverarbeitung unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm der Fahrerzustandsschätzverarbeitung, die Unterprogramm der Fahrunterstützungsverarbeitung ist.
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Bei der Fahrerzustandsschätzverarbeitung werden in Schritt S600, wie in 11 gezeigt, für eine vorbestimmte Zeitspanne ein Lenkwinkel des Lenkrades 36, ein Betriebszustand der Bremsen 32, der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug von dem Radar 34 und ein Wert (d. h. die Fahrzeuggeschwindigkeit) des Geschwindigkeitsmessers 38 von der Bedien- bzw. Betriebssituationserfassungseinheit 30 erfasst.
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Anschließend wird in Schritt S605 ein Änderungsgrad der Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs aus einem Lenkwinkel des Lenkrades 36, der für die vorbestimmte Zeit in Schritt S600 erfasst wird, berechnet und die Verarbeitung anschließend beendet.
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(Konzentrationsgradschätzverarbeitung)
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Nachstehend wird die Konzentrationsgradschätzverarbeitung unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Unterprogramms der Fahrunterstützungsverarbeitung.
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Bei der Konzentrationsgradschätzverarbeitung wird in Schritt S700, wie in 12 gezeigt, das im Speicher 20 akkumulierte Änderungsverhältnis der Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs während eines konzentrierten Fahrens erfasst. Anschließend wird in Schritt S705 das in Schritt S700 erfasste Änderungsverhältnis der Querrichtung des Fahrzeugs während eines konzentrierten Fahrens mit dem in Schritt S605 berechneten Änderungsverhältnis der Querrichtung des Fahrzeugs verglichen (vgl. 11). Wenn beide Änderungsraten miteinander übereinstimmen (S705 = Ja), wird die Verarbeitung in der Annahme, dass der Konzentrationsgrad des aktuellen Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit ”hoch” ist, beendet. Wenn die Änderungsraten nicht miteinander übereinstimmen (S705 = Nein), wird der Konzentrationsgrad des aktuellen Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit als ”gering” angenommen und die Verarbeitung beendet.
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(Informationsspeicherverarbeitung)
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Die Informationsspeicherverarbeitung der zweiten Ausführungsform entspricht mit der Ausnahme, dass das Änderungsverhältnis der Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs anstelle des Blickpunktverteilungsmusters in Schritt S410 der in der 5 gezeigten Informationsspeicherverarbeitung der ersten Ausführungsform im Speicher 20 gespeichert wird, der Informationsspeicherverarbeitung der ersten Ausführungsform.
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(Fahrzeugsteuerverarbeitung)
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Bei der zweiten Ausführungsform wird die Fahrzeugsteuerverarbeitung anstelle der in der 6 gezeigten Warnverarbeitung der ersten Ausführungsform ausgeführt. Während die Verarbeitung in Schritt S505 der 6 sofort beendet wird, wenn bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers ”hoch” ist (S505 = Ja), wird die Ausgabe der Warnung an den Fahrzeugführer über die Meldeeinheit 50 bei der Fahrzeugsteuerverarbeitung durch eine Übertragung eines Befehlsignals an die Fahrzeugsteuereinheit 60 ersetzt, die dazu dient, die Bremsen 32 dann, wenn bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad nicht ”hoch” (d. h. ”niedrig”) ist, mittels der Bremssteuereinheit 62 zu betätigen, bevor die Verarbeitung beendet wird.
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(Eigenschaften der Fahrunterstützungsvorrichtung 2)
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Die Fahrunterstützungsvorrichtung 2 schätzt den geistigen und körperlichen Zustand des ein Fahrzeug steuernden Fahrzeugführers auf der Grundlage des Verhältnisses der Änderung der Bewegung in der Querrichtung bezüglich der Bewegung in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und ferner den Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers auf der Grundlage eines Timings der Bremsbetätigung durch den Fahrzeugführer.
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Der geistige und körperliche Zustand des Fahrzeugführers und der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers bezüglich seiner Fahrtätigkeit werden auf der Grundlage von Information geschätzt, die in der vorstehend beschriebenen Weise vom Fahrzeug bereitgestellt wird. D. h., die Konfiguration der Vorrichtung kann einfacher ausgelegt werden, da keine bestimmte Vorrichtung zur direkten Erfassung des geistigen und körperlichen Zustands des Fahrzeugführers benötigt wird.
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Ferner wird die Zeit zum Erreichen des vorausfahrenden Fahrzeugs dann, wenn der Fahrzeugführer eine Bremsbetätigung vornimmt, berechnet und ein Bremsbetätigungsbefehlssignal zum Betätigen der Bremsen 32 an die Fahrzeugsteuereinheit 60 gegeben, wenn die Zeit zum Erreichen des vorausfahrenden Fahrzeugs während der Bremsbetätigung kürzer als das Timing der Bremsbetätigung ist. Wenn der Konzentrationsgrad des Fahrzeugführers während der obigen Zeit hoch ist, wird das Bremsbetätigungsbefehlssignal in der Annahme, dass der Fahrer die Bremsen derart (nicht) betätigt, dass er den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug bewusst verringert, nicht ausgegeben.
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D. h., wenn sich der Fahrzeugführer auf seine Fahrtätigkeit konzentriert, wird die Absicht des Fahrzeugführers, die Bremsen nicht zu betätigen, auch dann, wenn die Betätigungszeitpunkte der Bremsen 32 später als gewöhnlich liegen, respektiert und werden die Bremsen 32 von der Fahrzeugsteuereinheit 60 nicht betätigt. Auf diese Weise wird der Fahrzeugführer nicht durch ein unbeabsichtigte Bremsbetätigung gestört.
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Demgegenüber wird ein sicheres Fahren gewährleistet, indem das Fahrzeug verlangsamt oder gestoppt wird, da die Bremsen 32 von der Bremssteuereinheit 62 betätigt werden, wenn erfasst wird, dass sich der Fahrzeugführer nicht auf seine Fahrtätigkeit konzentriert. D. h., wenn der Fahrzeugführer sein Fahrzeug in Schlangenlinien oder dergleichen fährt, wird ein sicheres Fahren des Fahrzeugs gewährleistet.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Warnvorrichtung der dritten Ausführungsform beschrieben, welche den geistigen und körperlichen Zustand des Fahrzeugführers auf der Grundlage der Betriebssituation der Bremsen 32 durch den Fahrzeugführer schätzt. Die Warnvorrichtung wird dazu verwendet, den Fahrzeugführer zu warnen. Da die Warnvorrichtung der dritten Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die Warnvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform aufweist und sich die Verarbeitung in beiden Vorrichtungen ähnelt, ist die nachstehende Beschreibung auf die Unterschiede in der Verarbeitung ausgerichtet.
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Bei der Warnvorrichtung der dritten Ausführungsform wird bei der Fahrerzustandsschätzverarbeitung ein Betätigungsmuster der Bremsen 32 anstelle des Blickpunktverteilungsmusters extrahiert. D. h., in Schritt S210 der 3 wird das Betätigungsmuster der Bremsen 32 auf der Grundlage der in Schritt S200 erfassten Betätigung der Bremsen 32, eines Timings der Bremsbetätigung und des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug extrahiert.
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Anschließend wird der Konzentrationsgrad bei der Konzentrationsgradschätzverarbeitung anhand eines Betätigungsmusters der Bremsen 32 und nicht anhand des Blickpunktverteilungsmusters geschätzt. D. h., in Schritt S300 der 4 wird das Betätigungsmuster der Bremsen 32 erfasst, und in Schritt S305 der 4 wird bestimmt, ob die Betätigungsmuster der Bremsen 32 übereinstimmen.
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Ferner wird das Betätigungsmuster der Bremsen 32 bei der Informationsspeicherverarbeitung anstelle des Blickpunktverteilungsmusters gespeichert. D. h., in Schritt S410 der 5 wird das Betätigungsmuster der Bremsen 32 im Speicher 20 akkumuliert.
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Ferner wird bei der Warnverarbeitung auf der Grundlage des Betätigungsmusters der Bremsen 32 anstelle des Blickpunktverteilungsmusters bestimmt, ob der Konzentrationsgrad ”hoch” ist. D. h., in Schnitt S505 der 6 wird auf der Grundlage des Betätigungsmusters der Bremsen 32 bestimmt, ob der Konzentrationsgrad ”hoch” ist.
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Wenn bei der obigen Verarbeitung bestimmt wird, dass der Konzentrationsgrad hoch ist, wird die Meldung zur Warnung des Fahrzeugführers nicht ausgegeben, da die Bremsen 32, wie in 7C gezeigt, an einem gewöhnlichen Bremszeitpunkt betätigt werden. Ferner wird die Meldung zur Warnung des Fahrzeugführers dann, wenn der Konzentrationsgrad niedrig ist, ausgegeben, da die Bremsen 32, wie in 8c gezeigt, nicht an dem gewöhnlichen Bremszeitpunkt betätigt werden.
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Obgleich die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offenbart wurde, sollte wahrgenommen werden, dass sie auf verschiedene Weise geändert und ausgestaltet werden kann.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird die Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine Betätigung der Bremsen 32 verringert oder das Fahrzeug durch den Bremsvorgang gestoppt. Es ist jedoch möglich, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs über die Lenksteuereinheit 64 mittels des Lenkrades 36 zu ändern, um eine gefährliche Situation für das Fahrzeug zu vermeiden.
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Solche Änderungen und Modifikationen sollen als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, so wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird, beinhaltet verstanden werden.
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Vorstehend wurden eine Datenbankvorrichtung, eine Warnvorrichtung und eine Fahrunterstützungsvorrichtung offenbart.
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Es wird eine Warnvorrichtung 1 bereitgestellt, die wie folgt arbeitet. Ein Blickpunktverteilungsmuster wird aus dem Verhalten der Augen eines Fahrzeugführers erzeugt, das während einer vorbestimmten Zeitspanne von einer Kamera 10 aufgenommen wird, und der Zustand des Fahrers wird auf der Grundlage des Verteilungsmusters geschätzt. Ferner wird die Konzentration des Fahrers bezüglich seiner Fahrtätigkeit auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Verteilungsmuster und gespeicherter Verteilungsmusterinformation geschätzt. Wenn das Verteilungsmuster zeigt, dass der Konzentrationsgrad des Fahrers bezüglich seiner Fahrtätigkeit hoch ist, wird der Fahrbetrieb in Verbindung mit dem Konzentrationsgrad in einem Speicher 20 gespeichert. Wenn die Betriebssituation eine Bedingung zum Ausgeben einer Meldung erfüllt, wird der Fahrer in Abhängigkeit seines Konzentrationsgrads gewarnt.
