TWI493511B - 駕駛狀態偵測系統、駕駛狀態偵測方法與電子裝置 - Google Patents

Description

駕駛狀態偵測系統、駕駛狀態偵測方法與電子裝置

本揭露是有關於一種駕駛狀態偵測系統、駕駛狀態偵測方法與電子裝置。

近年來，隨著車輛技術的成熟，使得全世界的車輛趨向普及化，雖為人類帶來生活上的便利，但同時也因缺乏完善的行車教育訓練與駕駛習慣養成，使得因交通事故所造成的傷亡人數仍居高不下。因此先進國家及各大車廠均積極尋求如何將科技應用於車輛上，以提高車輛行駛的安全性，並降低交通事故發生率。交通事故的發生，往往人為因素佔大部分，疲勞與分神則往往是意外發生的主因，上述分心駕駛行為，絕大多數均可由頭部姿態進行判斷。

近年來電子技術也不斷進步，電子零件的體積也不斷縮小，耗電量也逐漸降低。例如Google的Glasses與Apple的Smart Watch已引領下世代Wearable-tech潮流。另外，如亞馬遜、 Facebook、NIKE與微軟等科技巨擘亦投入相關技術研發如智慧服飾、電話手套、健身慢跑鞋、健康腕帶與聰明襪…等產品，因此，穿戴式科技的成長動力不容小覷。

本揭露提供一種駕駛狀態偵測系統、駕駛狀態偵測方法與電子裝置，其電子裝置可偵測載具以及駕駛的狀態，當駕駛出現分心或異常的現象時，偵測系統可發出警示提醒，實現行車安全。

本揭露提出一種駕駛狀態偵測系統，包括：第一電子裝置，包括第一感測器以及與第一感測器耦接的第一通訊單元，其中第一感測器用以偵測載具在第一維度上的初始載具角度；第二電子裝置，包括第二感測器以及與第二感測器耦接的第二通訊單元，其中該第二感測器用以偵測駕駛在第一維度上的初始頭部角度；校正單元，配置在第一電子裝置或第二電子裝置中，並且用以根據在第一維度上的初始載具角度以及初始頭部角度得到在第一維度上的校正角度；以及警示單元，配置在第一電子裝置或第二電子裝置中，其中第一感測器更用以持續偵測載具在第一維度上的目前載具角度，並且第二感測器更用以持續偵測駕駛在第一維度上的目前頭部角度，其中校正單元更用以根據駕駛在第一維度上的目前頭部角度與在第一維度上的校正角度計算駕駛在第一維度上的校正後頭部角度，其中警示單元用以計算在第一維度上 目前載具角度與校正後頭部角度之間的角度差值並且判斷在第一維度上的角度差值的絕對值是否超過第一門檻值，其中倘若在第一維度上的角度差值的絕對值超過第一門檻值時，警示單元產生一警示訊息。

本揭露另提出一種電子裝置，包括：微控制器，感測器，耦接至微控制器且用以偵測電子裝置在第一維度上的初始角度以及目前角度；通訊單元，耦接至微控制器並且用以接收另一電子裝置在第一維度上的初始角度的訊號以及另一電子裝置在第一維度上的目前角度的訊號；校正單元，耦接至微控制器，其中校正單元根據電子裝置在第一維度上的初始角度以及另一電子裝置在第一維度上的初始角度得到在第一維度上的校正角度，並且根據第一維度上的校正角度調整電子裝置在第一維度上的目前角度與另一電子裝置在第一維度上的目前角度的其中之一以產生第一維度的校正後角度；以及警示單元，耦接至微控制器，並且用以計算電子裝置在第一維度上的目前角度與另一電子裝置在第一維度上的目前角度的其中另一與第一維度的校正後角度之間的角度差值並且判斷在第一維度上的角度差值的絕對值是否超過第一門檻值，其中倘若在第一維度上的角度差值的絕對值超過第一門檻值時，警示單元產生警示訊息。

本揭露另提出一種駕駛狀態偵測方法，包括：偵測載具在第一維度上的初始載具角度；偵測駕駛在第一維度上的初始頭部角度；讀取校正訊號以判斷是否進行校正流程，當讀取到該校 正訊號，根據在第一維度上的初始載具角度以及初始頭部角度得到在第一維度上的校正角度；持續偵測載具在第一維度上的目前載具角度，並且持續偵測駕駛在第一維度上的目前頭部角度；根據駕駛在第一維度上的目前頭部角度與在第一維度上的校正角度計算駕駛在第一維度上的校正後頭部角度；計算在第一維度上的目前載具角度與校正後頭部角度之間的角度差值；判斷在第一維度上的角度差值的絕對值是否超過第一門檻值；以及倘若在第一維度上的角度差值的絕對值超過第一門檻值時，產生警示訊息。

本揭露另提出一種駕駛狀態偵測系統，包括：第一電子裝置，包括第一感測器以及與第一感測器耦接的第一通訊單元，其中第一感測器用以偵測載具在第一維度上的初始載具角速度；第二電子裝置，包括第二感測器以及與第二感測器耦接的第二通訊單元，其中該第二感測器用以偵測駕駛在第一維度上的初始頭部角速度；校正單元，配置在第一電子裝置或第二電子裝置中，並且用以根據在第一維度上的初始載具角速度以及初始頭部角速度得到在第一維度上的校正角速度；以及警示單元，配置在第一電子裝置或第二電子裝置中，其中第一感測器更用以持續偵測載具在第一維度上的目前載具角速度，並且第二感測器更用以持續偵測駕駛在第一維度上的目前頭部角速度，其中校正單元更用以根據駕駛在第一維度上的目前頭部角速度與在第一維度上的校正角速度計算駕駛在第一維度上的校正後頭部角速度，其中警示單元用以計算在第一維度上目前載具角速度與校正後頭部角速度之 間的角速度差值並且判斷在第一維度上的角速度差值的絕對值是否超過第一門檻值，其中倘若在第一維度上的角速度差值的絕對值超過第一門檻值時，警示單元產生警示訊息。

本揭露另提出一種電子裝置，包括：微控制器，感測器，耦接至微控制器且用以偵測電子裝置在第一維度上的初始角速度以及目前角速度；通訊單元，耦接至微控制器並且用以接收另一電子裝置在第一維度上的初始角速度的訊號以及另一電子裝置在第一維度上的目前角速度的訊號；校正單元，耦接至微控制器，其中校正單元根據電子裝置在第一維度上的初始角速度以及另一電子裝置在第一維度上的初始角速度得到在第一維度上的校正角速度，並且根據第一維度上的校正角速度調整電子裝置在第一維度上的目前角速度與另一電子裝置在第一維度上的目前角速度的其中之一以產生第一維度的校正後角速度；以及警示單元，耦接至微控制器，並且用以計算電子裝置在第一維度上的目前角速度與另一電子裝置在第一維度上的目前角速度的其中另一與第一維度的校正後角速度之間的角速度差值並且判斷在第一維度上的角速度差值的絕對值是否超過第一門檻值，其中倘若在第一維度上的角速度差值的絕對值超過第一門檻值時，警示單元產生一警示訊息。

本揭露另提出一種駕駛狀態偵測方法，包括：偵測載具在第一維度上的初始載具角速度；偵測駕駛在第一維度上的初始頭部角速度；讀取校正訊號以判斷是否進行校正流程，當讀取到 該校正訊號，根據在第一維度上的初始載具角速度以及初始頭部角速度得到在第一維度上的校正角速度；持續偵測載具在第一維度上的目前載具角速度，並且持續偵測駕駛在第一維度上的目前頭部角速度；根據駕駛在第一維度上的目前頭部角速度與在第一維度上的校正角速度計算駕駛在第一維度上的校正後頭部角速度；計算在第一維度上的目前載具角速度與校正後頭部角速度之間的角速度差值；判斷在第一維度上的角速度差值的絕對值是否超過第一門檻值；以及倘若在第一維度上的角速度差值的絕對值超過第一門檻值時，產生警示訊息。

110‧‧‧第一電子裝置

120A‧‧‧感測器

121‧‧‧速度感測器

123‧‧‧角度感測器

130A‧‧‧通訊單元

140‧‧‧校正單元

150‧‧‧警示單元

170‧‧‧微控制器

210‧‧‧第二電子裝置

120B‧‧‧感測器

130B‧‧‧通訊單元

180‧‧‧微控制器

S201、S203、S205、S207、S209、S211、S213‧‧‧偵測駕駛狀態的步驟

圖1為根據本揭露的一範例實施例所繪示的駕駛狀態偵測系統方塊圖。

圖2為根據本揭露的一範例實施例所繪示的駕駛狀態偵測方法的流程圖。

圖3A~圖3B為根據本揭露的一範例實施例所繪示的校正流程示意圖。

圖3C為根據本揭露的一範例實施例所繪示之計算校正後駕駛角度與載具角度的角度差值的示意圖。

圖4A~圖4C為根據本揭露的一範例實施例所繪示的駕駛分心判斷機制的示意圖。

圖5A~圖5C為根據本揭露的另一範例實施例所繪示的駕駛分心判斷機制的示意圖。

圖1為根據本揭露之一範例實施例所繪示的駕駛狀態偵測系統方塊圖。必須了解的是，圖1的範例僅是為了方便說明，並不用以限制本揭露。

請參照圖1，駕駛狀態偵測系統100包括第一電子裝置110、第二電子裝置210、校正單元140與警示單元150。

第一電子裝置110是用於載具端，且包括微控制器170、感測器120A和通訊單元130A。微控制器170用以控制第一電子裝置110的整體運作。感測器120A和通訊單元130A耦接至該微控制器170，其中感測器120A用以偵測載具在第一維度上的初始載具角度，且通訊單元130A用以與另一電子裝置建立通訊。

第二電子裝置120，用於使用者端(例如，駕駛端)，且包含微控制器180、感測器120B和通訊單元130B。微控制器180用以控制第二電子裝置210的整體運作。感測器120B和通訊單元130B耦接至該微控制器180，其中感測器120B用以偵測駕駛在第一維度上的初始頭部角度，且通訊單元130B用以與另一電子裝置建立通訊。

在本範例實施例中，第一電子裝置110的感測器120A與第二電子裝置210的感測器120B可以是電子羅盤(compass)或是磁 力計(Magnetometer)用以量測的絕對角度。例如，當第一電子裝置110安置在載具(例如，車輛)上時，即可感測車輛車體的絕對角度；而當第二電子裝置210安置在駕駛頭部上之穿戴物(例如，眼鏡、帽子)上時，即可感測駕駛頭部的絕對角度。

在本範例實施例中，第一電子裝置110的通訊單元130A與第二電子裝置210的通訊單元130B可以是無線通訊單元或有線通訊單元。

校正單元140是配置在第一電子裝置110中，並且用以根據在第一維度上的初始載具角度與初始頭部角度得到在第一維度上的校正角度。具體來說，第二電子裝置210會將目前第一維度上的初始頭部角度透過通訊單元130B傳送到第一電子裝置110，而第一電子裝置110之通訊單元130A接收第一維度上的初始頭部角度後，感測器120A會感測第一維度上的初始載具角度，校正單元140根據第一維度上的初始載具角度以及初始頭部角度得到第一維度上的校正角度。必須了解的是，儘管在本範例實施例中，校正單元140是配置在第一電子裝置110中，但本揭露不限於此。例如，在另一範例實施例中，校正單元140亦可配置在第二電子裝置210中。

警示單元150是配置在第一電子裝置110中，並且用以根據感測器120A所偵測的角度以及感測器120B所偵測的角度之間的差值來判斷是否發出警示訊息。

具體來說，感測器120A會持續偵測載具在第一維度上的 目前載具角度，並且感測器120B會持續偵測駕駛在第一維度上的目前頭部角度，其中第二電子裝置210之通訊單元130B會持續將感測器120B所偵測之在第一維度上的目前頭部角度傳送給第一電子裝置110的通訊單元130A。此外，校正單元140會根據駕駛在第一維度上的目前頭部角度與在第一維度上的校正角度計算駕駛在第一維度上的校正後頭部角度。例如，第一維度上的目前頭部角度減掉第一維度上的校正角度得到第一維度上的校正後頭部角度。特別是，警示單元150會計算在第一維度上目前載具角度與校正後頭部角度之間的角度差值並且判斷在第一維度上的角度差值的絕對值是否超過第一門檻值。倘若在第一維度上的角度差值的絕對值超過第一門檻值時，警示單元會產生一警示訊息。

例如，在本範例實施例中，警示單元150是以播放聲音來發出警示。然而，必須了解的是，本揭露不限於此，在另一範例實施例中，警示單元150亦可以播放影像，或產生震動或者以聲音、影像與震動中的至少其中兩個的組合來發出警示。

例如，在另一範例實施例中，警示單元150更用以計算一預定時間，並且警示單元150是在第一維度上的角度差值的絕對值持續預定時間內超過第一門檻值時才產生警示訊息，由此避免誤判。

必須了解的是，儘管在本範例實施例中，警示單元150是配置在第一電子裝置110中，但本揭露不限於此。例如，在另一範例實施例中，警示單元150亦可配置在第二電子裝置210中。 另外，在一範例實施例中，警示單元150亦可以是獨立的裝置，並透過通訊介面來接收由第一電子裝置110或第二電子裝置210所送出之絕對角度資訊。

在一範例實施例中，感測器120A更用以偵測載具的目前載具速度，並且判斷目前載具速度是否超過載具速度門檻值，其中警示單元150是在第一維度上的角度差值的絕對值超過該第一門檻值且目前載具速度超過載具速度門檻值時才產生該警示訊息。

例如，第一電子裝置110的感測器120A包括速度感測器121與角度感測器123，其中速度感測器121用以感測目前載具速度且角度感測器123用以感測載具在第一維度上的初始載具角度以及目前載具角度。

如上所述，在另一範例實施例中，校正單元140亦可整合於第二電子裝置210中。若校正單元140整合於第二電子裝置210時，第一電子裝置110的通訊單元130A會傳送第一維度上的初始載具角度以及目前載具角度至第二電子裝置210，且校正單元140會根據第一維度上的初始載具角度與第二電子裝置210之感測器120B所偵測之初始頭部角度來計算校正角度。之後，校正單元140會根據所接收的目前頭部角度與第一維度上的校正角度得到第一維度上的校正後頭部角度。當校正單元140整合於第二電子裝置210中時，則第一電子裝置110可不須配置校正單元140。

在另一範例實施中，第一電子裝置110之通訊單元130A 或第二電子裝置210之通訊單元130B更可以與遠端伺服器(未繪示)連線，將載具速度、載具角度、駕駛角度或校正角度等傳送至遠端伺服器，例如物流配送業者、客運業者或是保險業者之伺服器以形成即時監控載具與駕駛。且第一電子裝置110或第二電子裝置210亦可以接收遠端伺服器傳送之資訊，例如門檻值等設定資訊。特別是，在此範例中，警示單元150更可透過通訊單元130A、130B將警示訊息傳送至遠端伺服器。

儘管在上述範例實施例中，是在一個維度上來偵測載具與駕駛頭部之角度，由此判斷是否發出警示訊息。然而，本發明不限於此，本揭露的方法更可根據多個維度之載具與駕駛頭部之角度來識別是否發出警示訊息。

例如，感測器120A更用以偵測該載具在第二維度上的初始載具角度，並且感測器120B更用以偵測駕駛在第二維度上的初始頭部角度，其中校正單元140更用以根據在第二維度上的初始載具角度以及初始頭部角度得到在第二維度上的校正角度，其中感測器120A更用以偵測載具在第二維度上的目前載具角度，並且感測器120B更用以偵測駕駛在第二維度上的目前頭部角度，其中校正單元140更用以根據駕駛在第二維度上的目前頭部角度與在第二維度上的校正角度計算駕駛在第二維度上的校正後頭部角度，其中警示單元150更用以計算在第二維度上目前載具角度與校正後頭部角度之間的角度差值並且判斷在第二維度上的角度差值的絕對值是否超過第二門檻值，其中倘若在第二維度上該角度 差值的絕對值超過第二門檻值時，該警示單元150產生警示訊息。

再例如，感測器更120A用以偵測該載具在第三維度上的初始載具角度，並且感測器120B更用以偵測駕駛在第三維度上的初始頭部角度，其中校正單元140更用以根據在第三維度上的初始載具角度以及初始頭部角度得到在第三維度上的校正角度，其中感測器120A更用以偵測載具在第三維度上的目前載具角度，並且感測器120B更用以偵測駕駛在第三維度上的目前頭部角度，其中校正單元140更用以根據駕駛在第三維度上的目前頭部角度與在第三維度上的校正角度計算駕駛在第三維度上的校正後頭部角度，其中警示單元150更用以計算在第三維度上目前載具角度與校正後頭部角度之間的角度差值並且判斷在第三維度上的角度差值的絕對值是否超過第三門檻值，其中倘若在第三維度上角度差值的絕對值超過第三門檻值時，警示單元150產生警示訊息。

例如，在一範例實施例中，第一電子裝置110的感測器120A與第二電子裝置210的感測器120B可為三軸電子羅盤，其測量載具與駕駛的絕對角度，例如航向/偏航(Yaw)角度、俯仰(Pitch)角度、以及側傾/滾轉(Roll)角度。上述第一維度、第二維度以及第三維度可以分別是航向/偏航(Yaw)角度、俯仰(Pitch)角度、以及側傾/滾轉(Roll)角度的其中一種。因此，目前載具角度與校正後頭部角度之間的角度差值的絕對值可以是航向/偏航(Yaw)之角度差值的絕對值、俯仰(Pitch)之角度差值的絕對值、以及側傾/滾轉(Roll)之角度差值的絕對值中的三個維度的至 少其中之一。

在另一範例實施例中，當得到了絕對的角度後，透過角度與時間的關係，即角度對時間的變化率推得角速度ω，角速度包含航向/偏航角速度、俯仰角速度、以及側傾/滾轉角速度。同理校正角度可推得校正角速度，校正角速度包含校正航向/偏航角速度、校正俯仰角速度、以及校正側傾/滾轉角速度。且角度差值的絕對值亦可推得角速度差值的絕對值，該角速度差值的絕對值可以是航向/偏航角速度差值的絕對值、俯仰角速度差值的絕對值、以及側傾/滾轉角速度差值的絕對值的其中之一或其組合。

在本範例實施例中，駕駛狀態偵測系統100之第一電子裝置110，其可以是與載具結合的裝置或是攜帶型的終端裝置，其中，攜帶型的終端裝置係可與載具是結合/分離狀態，例如智慧型手機、平板電腦、全球定位系統(GlobalPositioning System,GPS)導航裝置、行車紀錄器、或是隨車診斷系統(on board diagnostics,OBD)等。

駕駛狀態偵測系統100之第二電子裝置210，是用以感測駕駛的姿勢與狀態，在一範例實施例中，第二電子裝置210特別是感測駕駛的頭部姿態來判斷是否分心駕駛。第二電子裝置210可以是穿戴式電子產品，例如眼鏡、帽子、手錶、頭帶或腕帶等，或是可黏貼/附著或佩戴於駕駛衣物帽子之電子設備。

值得一提的是，儘管在本範例實施例中，校正單元140 與警示單元150是以一個電路來實作，但本發明不限於此。例如，在另一範例實施例，校正單元140與警示單元150亦可以軟體或韌體碼來實作，並儲存於第一電子裝置110或第二電子裝置210的一儲存電路中。當第一電子裝置110或第二電子裝置210啟動時，實作校正單元140與警示單元150的軟體或韌體碼會被微控制器來運轉，以執行本揭露所述之駕駛狀態偵測機制。

圖2為根據本揭露的一範例實施例所繪示的駕駛狀態偵測方法的流程圖。

請同時參考圖1以及圖2，首先第一電子裝置110偵測載具在第一維度上的初始載具角度，且第二電子裝置210偵測駕駛在第一維度上的初始頭部角度(步驟S201)。

接著，校正單元140會讀取一校正訊號以判斷是否進行一校正流程(步驟S203)。在本範例實施例中，此校正訊號可在第一電子裝置110或第二電子裝置210啟動使用時，自動發出校正訊號並進行後續的校正流程；或是於第一電子裝置110或第二電子裝置210中內建一校正開關(未繪出)，由使用者手動啟動校正開關進行後續的校正流程，例如駕駛身上的第二電子裝置210有被移動或是歪斜時，使用者即可手動啟動校正開關再次進行校正流程。

當讀取到校正訊號，則校正流程會被執行(步驟S205)。具體來說，校正流程係根據在第一維度上的初始載具角度以及初始頭部角度得到在第一維度上的校正角度。反之，若未讀取到校 正訊號表示之前已進行過校正流程。接著，第一電子裝置110會持續偵測載具在第一維度上的目前載具角度，並且第二電子裝置210持續偵測駕駛在第一維度上的目前頭部角度(步驟S207)。之後，校正單元140會根據駕駛在第一維度上的目前頭部角度與在第一維度上的校正角度計算駕駛在第一維度上的校正後頭部角度(步驟S209)，並且警示單元150會計算在第一維度上的目前載具角度與校正後頭部角度之間的一角度差值且判斷在第一維度上的角度差值的絕對值是否超過一第一門檻值(S211)。倘若在第一維度上的角度差值的絕對值超過第一門檻值時，則在步驟S213中，警示單元150會產生警示訊息。

在一範例實施例中，駕駛狀態偵測方法上述流程可更包括偵測載具的目前載具速度，並且判斷目前載具速度是否超過一載具速度門檻值。若未超過載具速度門檻值(例如，5Km/h)，則持續讀取載具速度，即載具速度過慢或靜止時，則不進行後續流程。若載具速度超過載具速度門檻值時，駕駛分心判斷機制步驟才會被執行。即，產生警示訊息的步驟是在第一維度上的角度差值的絕對值超過第一門檻值且目前載具速度超過載具速度門檻值時才被執行。

上述的範例實施例步驟中，第一維度上的初始載具角度、初始頭部角度、校正角度、目前載具角度、目前頭部角度、校正後頭部角度以及角度差值；在其他的範例實施例中，亦可以是第二維度或第三維度上的初始載具角度、初始頭部角度、校正 角度、目前載具角度、目前頭部角度、校正後頭部角度以及角度差值。而倘若在第二維度上角度差值的絕對值超過第二門檻值時，產生警示訊息或是倘若在第三維度上角度差值的絕對值超過第三門檻值時，產生警示訊息。其中第一維度、第二維度以及第三維度可以分別是航向/偏航(Yaw)角度、俯仰(Pitch)角度、以及側傾/滾轉(Roll)角度中的三個維度的至少其中之一。

其中，上述步驟S203(即，判斷是否進行一校正流程)、步驟S205(即，校正流程)、步驟S209與S211(駕駛分心判斷機制)以及步驟S213(即，發出一警示訊號至警示單元)等步驟係可在第一電子裝置110或第二電子裝置210上執行。

在步驟S209中除了判斷角度差值的絕對值是否超過第一門檻值，更可以亦可以加入計算一預定時間來判斷駕駛是否分心，其中產生警示訊息的步驟是在第一維度上的角度差值的絕對值持續預定時間內超過該第一門檻值時才被執行。例如，當角度差值的絕對值>θ(例如，5°)，且持續一預定時間(例如3秒鐘)，發出一警示訊息至警示單元150。

在另一範例實施例中，角度對時間的變化率可以推得角速度ω，因此圖2的方法流程圖中，步驟S201至步驟S211之角度亦可以置換成角速度ω，即載具角度可推得載具角速度，駕駛角度可推得駕駛角速度，角度差值的絕對值可以以角速度差值的絕對值來取代。因此在步驟S211中，判斷角速度差值的絕對值是否超過門檻值，門檻值亦可以加入駕 駛擺動頻率參數來加強判斷駕駛是否分心。例如，當角速度差值的絕對值>△ω ，且達到一擺動頻率參數f ，例如駕駛頭部上下規律擺動(可能是打瞌睡)，頭部姿態維持時間過久(看窗景或與鄰座交談)，駕駛低頭撿拾物品或是低頭操作手機等皆為駕駛分心之情況，則警示單元150會發出警示訊息。

接著，進一步說明在本範例實施例中的校正流程、校正後頭部角度以及目前載具角度與該校正後頭部角度之間的角度差值。

圖3A~3B為根據本揭露的一範例實施例所繪示的校正流程示意圖。

在本範例實施例中，第二電子裝置210係整合於駕駛所戴的帽子上。請參照圖3A，首先載具的第一電子裝置110的初始載具角度會被偵測。此外，駕駛面向載具正前面，其頭戴帽子中的第二電子裝置210的初始頭部角度會被偵測，如此即可透過初始載具角度與初始頭部角度的差值之絕對值計算出校正角度(即，)。若校正角度△θ _{Yaw,Roll,Pitch} 為0，則表示第一電子裝置110與第二電子裝置210角度無誤差或是已經進行過校正流程。初始載具角度在本範例實施例中分別為載具絕對航向角(Absolute Yaw Angle)、載具絕對俯仰角(Absolute Pitch Angle)以及載具絕對側傾角(Absolute Roll Angle)的三個維度的至少其中之一或其組合。初始頭部角度在本範例實施例中分別為駕駛絕對 航向角(Absolute Yaw Angle)、駕駛絕對俯仰角(Absolute Pitch Angle)以及駕駛絕對側傾角(Absolute Roll Angle)的三個維度的至少其中之一或其組合。例如，在本範例實施例中，初始載具角度為180°，初始頭部角度為225°，且校正角度△θ _{Yaw,Roll,Pitch} 為45°(即，|225°-180°|)。

請參照圖3B，校正後頭部角度等於初始頭部角度減掉校正角度△θ _{Yaw,Roll,Pitch} 的絕對值，即初始頭部角度校正後得到的校正後頭部角度為。因此，校正後頭部角度等於180°(即，|225°-45°|)，其與初始載具角度(即，180°)相同，即完成校正流程。

圖3C為根據本揭露的一範例實施例所繪示計算校正後頭部角度與目前載具角度的角度差值示意圖。

請同時參考圖3A、圖3B以及圖3C，由上述圖3A已得到校正角度△θ _{Yaw,Roll,Pitch} ，持續偵測載具在目前載具角度，並且持續偵測駕駛的目前頭部角度，且圖3B亦得知如何得到校正後頭部角度，圖3C則接著說明如何得到目前載具角度與校正後頭部角度的角度差值。

請參考圖3C，計算校正後頭部角度與目前載具角度的角度差值的絕對值算式為。在此範例實施例中，目前載具角度為190°、目前頭部角度為220°、校正角度△θ _{Yaw,Roll,Pitchh} 為45°，因此校正後頭部角度=|220° -45°|=175°，如此可計算角度差值的絕對值=|190°-175°|=15°，由此判斷駕駛的頭部角度未與載具角度平行，表示駕駛並未正視前方。特別是，若角度差值的絕對值的門檻值設為5°時，則在此範例實施例中，因角度差值的絕對值大於5°，因此警示單元會產生警示訊號。

圖4A~4C進一步說明根據本揭露的一範例實施例所繪示的駕駛分心判斷機制的示意圖。

在此範例實施例中是以駕駛的頭部角度姿態以及時間的關係來判斷駕駛是否分心，例如駕駛看窗景姿態維持時間過久，或低頭撿拾物品等情況。

圖4A表示駕駛頭部之側傾/滾轉角度的角度差值的絕對值大於門檻值θ _R 且持續一段時間Ts；圖4B表示駕駛頭部之偏向/偏航角度的角度差值的絕對值大於門檻值θ _Y 且持續一段時間Ts；圖4C表示駕駛頭部之俯仰角度的角度差值的絕對值大於門檻值θ _P 且持續一段時間Ts。只要駕駛的頭部角度與時間關係符合如圖4A~4C中至少其中一種情況，則判定駕駛分心，並發出警示訊號至警示裝置提醒駕駛專心。

圖5A~5C進一步說明根據本揭露的另一範例實施例所繪示的駕駛分心判斷機制的示意圖。

在此範例實施例中是以駕駛頭部角速度與頻率的關係作為判斷駕駛是否分心的依據，例如駕駛打瞌睡頭部上下擺動或是 頻頻轉頭與乘客交談等情況。圖5A表示駕駛頭部之側傾/滾轉角速度的角速度差值的絕對值大於門檻值ω _R 且超過某一頻率f ；圖5B表示駕駛頭部之偏向/偏航角速度的角速度差值的絕對值大於門檻值ω _Y 且超過某一頻率f ；圖5C表示駕駛頭部之俯仰角速度的角速度差值的絕對值大於門檻值ω _P 且超過某一頻率f 。只要駕駛的頭部角速度與頻率關係符合如圖5A~5C中其中一種情況或其組合，則判定駕駛分心，並發出警示訊息以提醒駕駛專心。

在一範例實施例中，第一電子裝置110的訊息與資料是透過通訊單元130A所傳送與接收，第二電子裝置210的訊息與資料亦是透過通訊單元130B所傳送與接收，其中，通訊單元130A、130B具有自動連線功能，使用者便能輕易的操作與使用。在此，通訊單元130A、130B可支援全球行動通訊系統(Global System for Mobile communications,GSM)、第三代行動通訊網路(The Third Generation Mobile Communication,3G Mobile Communication)、***行動通訊網路(4G Mobile Communication)、長期演進技術網路(Long Term Evolution Network,LTE Network)、個人手持式電話系統(Personal Handy-phone System,PHS)、分碼複存(Code Division Multiple Access,CDMA)、無線保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)、藍牙(Bluetooth)等無線訊號傳輸(Wireless Signal Transmission)技術。通訊單元130A、130B也 可以支援有線訊號傳輸(Wired Signal Transmission)技術，例如通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)、火線序列介面(Firewire)或雷霆序列介面(Thunderbolt)。在本範例實施例中，使用者裝置110的通訊模組130A用以連接第二電子裝置210以及遠端伺服器160。

綜上所述，本揭露所提出的電子裝置、駕駛狀態偵測系統與方法，藉由載具端與駕駛端兩方具有感測器可分別得到載具與駕駛的絕對角度後，進行駕駛端的角度校正流程，接著進行駕駛分心判斷機制，於駕駛頭部姿態維持時間過久或是產生過高的頻率時，自動警示駕駛者可避免或降低行車風險。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧第一電子裝置

120A‧‧‧感測器

121‧‧‧速度感測器

123‧‧‧角度感測器

130A‧‧‧通訊單元

140‧‧‧校正單元

150‧‧‧警示單元

170‧‧‧微控制器

210‧‧‧第二電子裝置

120B‧‧‧感測器

130B‧‧‧通訊單元

180‧‧‧微控制器

Claims (27)

1. 一種駕駛狀態偵測系統，包括：一第一電子裝置，包括一第一感測器以及與第一感測器耦接的一第一通訊單元，其中該第一感測器用以偵測一載具在一第一維度上的一初始載具角度；一第二電子裝置，包括一第二感測器以及與第二感測器耦接的一第二通訊單元，其中該第二感測器用以偵測一駕駛在該第一維度上的一初始頭部角度；一校正單元，配置在該第一電子裝置或該第二電子裝置中，並且用以根據在該第一維度上的該初始載具角度以及該初始頭部角度得到在該第一維度上的一校正角度；以及一警示單元，配置在該第一電子裝置或該第二電子裝置中，其中該第一感測器更用以持續偵測該載具在該第一維度上的一目前載具角度，並且該第二感測器更用以持續偵測該駕駛在該第一維度上的一目前頭部角度，其中該校正單元更用以根據該駕駛在該第一維度上的該目前頭部角度與在該第一維度上的該校正角度計算該駕駛在該第一維度上的一校正後頭部角度，其中該警示單元用以計算在該第一維度上該目前載具角度與該校正後頭部角度之間的一角度差值並且判斷在該第一維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第一門檻值，其中倘若在該第一維度上的該角度差值的絕對值超過該第一 門檻值時，該警示單元產生一警示訊息。
2. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該警示訊息包括一聲音、一影像及/或一震動。
3. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該第一感測器更用以偵測該載具的一目前載具速度，並且判斷該目前載具速度是否超過一載具速度門檻值，其中該警示單元是在該第一維度上的該角度差值的絕對值超過該第一門檻值且該目前載具速度超過該載具速度門檻值時才產生該警示訊息。
4. 如申請專利範圍第3項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該第一感測器更包括：一速度感測器，用以偵測該載具的該目前載具速度；以及一角度感測器，用以偵測該載具在該第一維度的該初始載具角度與該目前載具角度。
5. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該第一感測器更用以偵測該載具在一第二維度上的一初始載具角度，並且該第二感測器更用以偵測該駕駛在該第二維度上的一初始頭部角度，其中該校正單元更用以根據在該第二維度上的該初始載具角度以及該初始頭部角度得到在該第二維度上的一校正角度，其中該第一感測器更用以偵測該載具在該第二維度上的一目前載具角度，並且該第二感測器更用以偵測該駕駛在該第二維度 上的一目前頭部角度，其中該校正單元更用以根據該駕駛在該第二維度上的該目前頭部角度與在該第二維度上的該校正角度計算該駕駛在該第二維度上的一校正後頭部角度，其中該警示單元更用以計算在該第二維度上該目前載具角度與該校正後頭部角度之間的一角度差值並且判斷在該第二維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第二門檻值，其中倘若在該第二維度上該角度差值的絕對值超過該第二門檻值時，該警示單元產生該警示訊息。
6. 如申請專利範圍第5項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該第一感測器更用以偵測該載具在一第三維度上的一初始載具角度，並且該第二感測器更用以偵測該駕駛在該第三維度上的一初始頭部角度，其中該校正單元更用以根據在該第三維度上的該初始載具角度以及該初始頭部角度得到在該第三維度上的一校正角度，其中該第一感測器更用以偵測該載具在該第三維度上的一目前載具角度，並且該第二感測器更用以偵測該駕駛在該第三維度上的一目前頭部角度，其中該校正單元更用以根據該駕駛在該第三維度上的該目前頭部角度與在該第三維度上的該校正角度計算該駕駛在該第三維度上的一校正後頭部角度，其中該警示單元更用以計算在該第三維度上該目前載具角度 與該校正後頭部角度之間的一角度差值並且判斷在該第三維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第三門檻值，其中倘若在該第三維度上該角度差值的絕對值超過該第三門檻值時，該警示單元產生該警示訊息。
7. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該警示單元更用以計算一預定時間，並且該警示單元是在該第一維度上的該角度差值的絕對值持續該預定時間內超過該第一門檻值時才產生該警示訊息。
8. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，更包括：一遠端伺服器，其中該警示單元透過該第一通訊單元或該第二通訊單元將該警示訊息傳送至該遠端伺服器。
9. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該第一感測器與該第二感測器為一電子羅盤或一磁力計。
10. 如申請專利範圍第1項所述的駕駛狀態偵測系統，其中該第一通訊單元與該第二通訊單元為一有線通訊單元或一無線通訊單元。
11. 一種電子裝置，包括：一微控制器，一感測器，耦接至該微控制器且用以偵測該電子裝置在一第一維度上的一初始角度以及一目前角度；一通訊單元，耦接至該微控制器並且用以接收另一電子裝置 在該第一維度上的一初始角度的一訊號以及該另一電子裝置在該第一維度上的一目前角度的一訊號；一校正單元，耦接至該微控制器，其中該校正單元根據該電子裝置在該第一維度上的該初始角度以及該另一電子裝置在該第一維度上的該初始角度得到在該第一維度上的一校正角度，並且根據該第一維度上的該校正角度調整該電子裝置在該第一維度上的該目前角度與該另一電子裝置在該第一維度上的該目前角度的其中之一以產生該第一維度的一校正後角度；以及一警示單元，耦接至該微控制器，並且用以計算該電子裝置在該第一維度上的該目前角度與該另一電子裝置在該第一維度上的該目前角度的其中另一與該第一維度的該校正後角度之間的一角度差值並且判斷在該第一維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第一門檻值，其中倘若在該第一維度上的該角度差值的絕對值超過該第一門檻值時，該警示單元產生一警示訊息。
12. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該警示訊息包括一聲音、一影像及/或一震動。
13. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該感測器更用以偵測一載具的一目前載具速度，並且判斷該目前載具速度是否超過一載具速度門檻值，其中該警示單元是在該第一維度上的該角度差值的絕對值超過該第一門檻值且該目前載具速度超過該載具速度門檻值時才產 生該警示訊息。
14. 如申請專利範圍第13項所述的電子裝置，其中該感測器更包括：一速度感測器，用以偵測該載具的該目前載具速度；以及一角度感測器，用以偵測該載具在該第一維度的該初始載具角度與該目前載具角度。
15. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該感測器更用以偵測該電子裝置在一第二維度上的一初始角度，並且該通訊單元更用以接收該另一電子裝置在該第二維度上的一初始角度，其中該校正單元更用以根據該電子裝置在該第二維度上的該初始角度以及該另一電子裝置在該第二維度上的該初始角度得到該第二維度上的一校正角度，其中該感測器更用以偵測該電子裝置在該第二維度上的一目前角度，並且該通訊單元更用以接收該另一電子裝置在該第二維度上的一目前角度，其中該校正單元更用以根據該第二維度上的該校正角度調整該電子裝置在該第二維度上的該目前角度與該另一電子裝置在該第二維度上的該目前角度的其中之一以產生該第二維度的一校正後角度，其中該警示單元更用以計算該電子裝置在該第二維度上的該目前角度與該另一電子裝置在該第二維度上的該目前角度的其中 另一與該第二維度的該校正後角度之間的一角度差值並且判斷在該第二維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第二門檻值，其中倘若在該第二維度上的該角度差值的絕對值超過該第二門檻值時，該警示單元產生該警示訊息。
16. 如申請專利範圍第15項所述的電子裝置，其中該感測器更用以偵測該電子裝置在一第三維度上的一初始角度，並且該通訊單元更用以接收該另一電子裝置在該第三維度上的一初始角度，其中該校正單元更用以根據該電子裝置在該第三維度上的該初始角度以及該另一電子裝置在該第二維度上的該初始角度得到該第三維度上的一校正角度，其中該感測器更用以偵測該電子裝置在該第三維度上的一目前角度，並且該通訊單元更用以接收該另一電子裝置在該第三維度上的一目前角度，其中該校正單元更用以根據該第三維度上的該校正角度調整該電子裝置在該第三維度上的該目前角度與該另一電子裝置在該第三維度上的該目前角度的其中之一以產生該第二維度的一校正後角度，其中該警示單元更用以計算該電子裝置在該第三維度上的該目前角度與該另一電子裝置在該第三維度上的該目前角度的其中另一與該第三維度的該校正後角度之間的一角度差值並且判斷在該第三維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第三門檻值， 其中倘若在該第三維度上的該角度差值的絕對值超過該第三門檻值時，該警示單元產生該警示訊息。
17. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該警示單元更用以計算一預定時間，並且該警示單元是在該第一維度的上的該角度差值的絕對值持續該預定時間內超過該第一門檻值時才產生該警示訊息。
18. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該警示單元將透過該通訊單元將該警示訊息傳送至一遠端伺服器。
19. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該感測器為一電子羅盤或一磁力計。
20. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該通訊單元為一有線通訊單元或一無線通訊單元。
21. 一種駕駛狀態偵測方法，包括：偵測一載具在一第一維度上的一初始載具角度；偵測一駕駛在該第一維度上的一初始頭部角度；讀取一校正訊號以判斷是否進行一校正流程，當讀取到該校正訊號，根據在該第一維度上的該初始載具角度以及該初始頭部角度得到在該第一維度上的一校正角度；持續偵測該載具在該第一維度上的一目前載具角度，並且持續偵測該駕駛在該第一維度上的一目前頭部角度；根據該駕駛在該第一維度上的該目前頭部角度與在該第一維 度上的該校正角度計算該駕駛在該第一維度上的一校正後頭部角度；計算在該第一維度上的該目前載具角度與該校正後頭部角度之間的一角度差值；判斷在該第一維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第一門檻值；以及倘若在該第一維度上的該角度差值的絕對值超過該第一門檻值時，產生一警示訊息。
22. 如申請專利範圍第21項所述的駕駛狀態偵測方法，其中產生該警示訊息的步驟包括：產生一聲音、一影像及/或一震動。
23. 如申請專利範圍第21項所述的駕駛狀態偵測方法，更包括偵測該載具的一目前載具速度，並且判斷該目前載具速度是否超過一載具速度門檻值，其中產生該警示訊息的步驟是在該第一維度上的該角度差值的絕對值超過該第一門檻值且該目前載具速度超過該載具速度門檻值時才被執行。
24. 如申請專利範圍第21項所述的駕駛狀態偵測方法，更包括：偵測該載具在一第二維度上的一初始載具角度，並且偵測該駕駛在該第二維度上的一初始頭部角度；根據在該第二維度上的該初始載具角度以及該初始頭部角度得到在該第二維度上的一校正角度； 偵測該載具在該第二維度上的一目前載具角度，並且偵測該駕駛在該第二維度上的一目前頭部角度；根據該駕駛在該第二維度上的該目前頭部角度與在該第二維度上的該校正角度計算該駕駛在該第二維度上的一校正後頭部角度；計算在該第二維度上該目前載具角度與該校正後頭部角度之間的一角度差值並且判斷在該第二維度上的該角度差值的絕對值是否超過一第二門檻值；以及倘若在該第二維度上該角度差值的絕對值超過該第二門檻值時，產生該警示訊息。
25. 如申請專利範圍第24項所述的駕駛狀態偵測方法，偵測該載具在一第三維度上的一初始載具角度，並且偵測該駕駛在該第三維度上的一初始頭部角度；根據在該第三維度上的該初始載具角度以及該初始頭部角度得到在該第三維度上的一校正角度；偵測該載具在該第三維度上的一目前載具角度，並且偵測該駕駛在該第三維度上的一目前頭部角度；根據該駕駛在該第三維度上的該目前頭部角度與在該第三維度上的該校正角度計算該駕駛在該第三維度上的一校正後頭部角度；計算在該第三維度上該目前載具角度與該校正後頭部角度之間的一角度差值並且判斷在該第三維度上的該角度差值的絕對值 是否超過一第三門檻值；以及倘若在該第三維度上該角度差值的絕對值超過該第三門檻值時，產生該警示訊息。
26. 如申請專利範圍第21項所述的駕駛狀態偵測方法，更包括：計算一預定時間，其中產生該警示訊息的步驟是在該第一維度上的該角度差值的絕對值持續該預定時間內超過該第一門檻值時才被執行。
27. 如申請專利範圍第21項所述的駕駛狀態偵測方法，更包括：將該警示訊息傳送至一遠端伺服器。