基于駕駛員工作負擔調(diào)度駕駛員接口任務的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開一種基于駕駛員工作負擔調(diào)度駕駛員接口任務的系統(tǒng)和方法。一種駕駛員接口系統(tǒng)包括處理器，所述處理器被配置為：接收將被執(zhí)行的駕駛員接口任務，并基于駕駛員工作負擔選擇性地延遲或阻止至少一部分駕駛員接口任務的執(zhí)行。駕駛員工作負擔源自駕駛員活動水平相對于駕駛員活動水平的平均值的變化率，所述變化率通過所述活動水平的協(xié)方差的遞歸計算行列式來表示。
【專利說明】
基于駕駛員工作負擔調(diào)度駕駛員接口任務的系統(tǒng)和方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于駕駛員工作負擔調(diào)度駕駛員接口任務的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002] 特定車輛可提供資訊娛樂信息、導航信息等以增強駕駛體驗。隨著駕駛員和這些 車輛之間的交互增加，在不增加駕駛員工作負擔的情況下促進這樣的交互會是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] -種駕駛員接口系統(tǒng)包括處理器，所述處理器接收將被執(zhí)行的駕駛員接口任務， 并基于駕駛員工作負擔選擇性地延遲或阻止至少一部分駕駛員接口任務的執(zhí)行。駕駛員工 作負擔源自駕駛員活動水平相對于駕駛員活動水平的平均值的變化率，所述變化率通過所 述活動水平的協(xié)方差的遞歸計算行列式來表示。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器還被配置為:監(jiān)視所述活動水平。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述活動水平是基于來自可穿戴傳感器的數(shù)據(jù)的。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可穿戴傳感器的輸出包括生理數(shù)據(jù)、加速度計數(shù)據(jù)或 地理位置數(shù)據(jù)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器還被配置為:無線接收指示所述活動水平的信 號。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器還被配置為:遞歸地計算所述行列式。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器還被配置為:在遞歸地計算所述行列式之前，將 帶通濾波器應用于指示所述活動水平的信號。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述行列式是通過可穿戴傳感器來遞歸地計算的。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述行列式是通過移動電話來遞歸地計算的。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器被布置在移動電話中。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器被布置在可穿戴傳感器中。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器還被配置為：將帶通濾波器應用于指示所述活 動水平的信號。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器還被配置為：響應于所述選擇性地延遲或阻止 而產(chǎn)生指示音頻、視覺或觸覺警告的輸出。
[0016] -種用于操作駕駛員接口系統(tǒng)的方法包括:基于駕駛員工作負擔選擇性地延遲或 阻止駕駛員接口任務的執(zhí)行，其中，駕駛員工作負擔源自駕駛員活動水平相對于駕駛員活 動水平的平均值的變化率，所述變化率通過所述活動水平的遞歸計算的方差來表示。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括:無線接收指示所述活動水平的信號。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括:遞歸地計算所述方差。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括：響應于所述選擇性地延遲或阻止而 產(chǎn)生指示音頻、視覺或觸覺警告的輸出。
[0020] 一種駕駛員接口系統(tǒng)包括處理器，所述處理器被配置為:基于駕駛員活動水平相 對于駕駛員活動水平的平均值的變化率，選擇性地延遲駕駛員接口任務的執(zhí)行，其中，所述 變化率通過所述活動水平的協(xié)方差的遞歸計算行列式來表示。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述活動水平是基于來自可穿戴傳感器的數(shù)據(jù)的。 [0022]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，處理器被布置在可穿戴傳感器中。
【附圖說明】
[0023]圖1是混合工作負擔估計系統(tǒng)的示例框圖。
[0024]圖2是車輛速度、牽引和制動曲線的示例曲線圖。
[0025]圖3A至圖3C是以偏航率和側(cè)滑角表示的車輛運動狀態(tài)的示例曲線圖。
[0026]圖4A至圖4C是偏航、縱向以及側(cè)滑操控極限余量的示例曲線圖。
[0027] 圖5是車輛速度、牽引和制動曲線的示例曲線圖。
[0028] 圖6A至圖6C是以偏航率和側(cè)滑角表示的車輛運動狀態(tài)的示例曲線圖。
[0029] 圖7A至圖7C是偏航、縱向以及側(cè)滑操控極限余量的示例曲線圖。
[0030] 圖8和圖9是最終操控極限余量和風險的示例曲線圖。
[0031] 圖10和圖11分別是針對高要求環(huán)境和低要求環(huán)境的加速踏板位置的示例曲線圖。
[0032] 圖12和圖13分別是圖10和圖11的加速踏板位置的標準偏差的直方圖。
[0033] 圖14是與圖12和圖13的直方圖相符的曲線的曲線圖。
[0034] 圖15A至圖15D分別是加速踏板位置、方向盤角度、駕駛員控制動作(DCA)指數(shù)和車 輛速度的示例曲線圖。
[0035] 圖16A至圖16C分別是轉(zhuǎn)向指示器激活、空調(diào)控制激活、儀表板（IP)指數(shù)的示例曲 線圖。
[0036]圖17是車輛跟隨另一車輛的示意圖。
[0037]圖18、圖19和圖20分別是車輛速度、接近速度和行駛里程的示例曲線圖。
[0038]圖21和圖22分別是間隔和間隔(HW)指數(shù)的示例曲線圖。
[0039 ]圖23A至圖23E分別是基于規(guī)則的指數(shù)、IP指數(shù)、DCA指數(shù)、合成工作負擔估計(WLE) 指數(shù)和車輛速度的示例曲線圖。
[0040]圖24是用于基于WLE指數(shù)表征駕駛員要求的隸屬函數(shù)的示例曲線圖。
【具體實施方式】 [0041 ] I.引言
[0042]駕駛員工作負擔/要求可指示這樣的視覺、身體和感知要求，諸如資訊娛樂、電話、 前瞻性建議等的次要激活將駕駛員置于主要駕駛激活之上并超越所述主要駕駛激活(使得 駕駛員除了進行主要駕駛激活之外還進行建議的次要激活）。
[0043]駕駛員有時可能不正確地認為他們會在以上討論的主要駕駛激活和次要激活之 間分散注意力。因此，如果將估計駕駛員要求的操作用于調(diào)制通信以及與駕駛員的車輛系 統(tǒng)交互，則估計駕駛員要求的操作會具有顯著價值。然而，復雜的駕駛環(huán)境可能需要創(chuàng)新性 預測方法以估計駕駛員工作負擔。能夠進行駕駛員工作負擔識別的智能系統(tǒng)的發(fā)展有益于 定制輸出給駕駛員的人機接口（ HMI)。
[0044] 為了連續(xù)估計工作負擔，可能需要設計在不同駕駛環(huán)境和/或駕駛員的情況下預 測工作負擔的估計器。自適應的車廂內(nèi)通信服務可基于在其中預測駕駛要求的環(huán)境，并且 服務的值被發(fā)送給駕駛員。此外，表征一段時間內(nèi)的駕駛員工作負擔(例如，長期表征)可以 是有益的。對于駕駛員工作負擔的這樣的估計可允許不僅在高工作負擔時間段期間抑制或 延遲車廂內(nèi)通信技術，而且使得車廂內(nèi)通信技術適應于長期駕駛要求。
[0045] 這里描述的特定實施例可提供用于工作負擔估計(WLE)的方法和系統(tǒng)。WLE可以從 用于自適應實時HMI任務管理的可觀察的車輛、駕駛員和環(huán)境數(shù)據(jù)來執(zhí)行駕駛員工作負擔 的狀態(tài)估計/分類。在某些情況下，WLE可使用單獨的實時技術和/或采用實時混合方法來估 計工作負擔。例如，可基于駕駛員、車輛和環(huán)境交互對基于規(guī)則(rule-based)的算法補充對 于駕駛員工作負擔的附加連續(xù)預測。WLE算法可與專門的學習和計算智能技術結合以計算 并預測匯總的WLE指數(shù)(例如，表示針對駕駛員的工作負擔負荷估計的連續(xù)信號）。在某些情 況下，可從可觀察的車輛信息推斷駕駛員的駕駛要求，所述車輛信息包括速度、加速度、制 動、轉(zhuǎn)向、間隔、儀表板和/或中控臺交互等的變化。
[0046] 作為示例，WLE指數(shù)可用于設置/避免/限制/定制語音命令和/或呈現(xiàn)給駕駛員的 其它任務/信息以改善功能。在需要車輛操控操作期間、在危險的駕駛環(huán)境中、在通過儀表 板進行高活動的時間段期間等，可限制/定制/阻止針對駕駛員的特定信息。
[0047] 智能混合算法方法可考慮長期和短期駕駛員動作。WLE混合方法可捕捉駕駛員事 件、情況和行為，以調(diào)整車輛與駕駛員的通信。在此描述的這些和其它技術可幫助預測駕駛 員增加/減少的感知條件狀態(tài)并可使用現(xiàn)有車輛傳感器。
[0048] WLE指數(shù)還可允許基于駕駛要求/工作負擔將通信的層級呈現(xiàn)給駕駛員。消息優(yōu)先 級(例如，低、高等)可基于預測的負擔確定是否在特定時間期間將消息傳遞給駕駛員。還可 基于駕駛員的長期駕駛要求將特定HMI信息呈現(xiàn)給駕駛員?？蛇x擇地，混合WLE框架可結合 GPS以及數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫以考慮道路場景情況和條件。關于駕駛員的身體和生理狀態(tài)(包括 皮膚電反應、心率、視線、頭部或手腕的姿勢（即，位置和方向）以及呼吸）的信息可作為輸入 額外地結合到WLE框架，用于不規(guī)則檢測。在其它示例中，預測的WLE指數(shù)可經(jīng)由音頻、視覺 或觸覺警告被傳送到駕駛員以提醒駕駛員避免在高工作負擔情況下進行次要任務。其它方 案也是可行的。
[0049] 圖1是用于車輛11的WLE系統(tǒng)10的實施例的框圖。當然，可在移動裝置或傳感器的 環(huán)境中實現(xiàn)系統(tǒng)10或其一部分。系統(tǒng)10可包括基于規(guī)則的工作負擔指數(shù)子系統(tǒng)12、車輛、駕 駛員和/或環(huán)境跟蹤和計算工作負擔指數(shù)子系統(tǒng)13、依賴環(huán)境的工作負擔指數(shù)匯總子系統(tǒng) 14以及整體匯總/WLE長期表征子系統(tǒng)16。子系統(tǒng)12、13、14、16 (單獨地或相結合地)可被實 現(xiàn)為車輛11內(nèi)的一個或更多個控制器/處理裝置等、移動裝置或傳感器，或者分布在它們的 組合中。
[0050] 子系統(tǒng)12(如在以下的部分W中解釋的）可將駕駛員信息和/或環(huán)境信息(例如，可 從車輛的控制器局域網(wǎng)(CAN)獲得)用作輸入車輛信息，并輸出表示駕駛員工作負擔的基于 規(guī)則的指數(shù)。子系統(tǒng)13(如在以下的部分ΙΠ至VI中解釋的）可將駕駛員信息和/或環(huán)境信息 (例如，可從車輛的CAN獲得)用作輸入車輛信息，并輸出表示駕駛員工作負擔的一個或多個 連續(xù)指數(shù)（例如，操控極限（HL)指數(shù)、駕駛員控制動作(DCA)指數(shù)、儀表板（IP)指數(shù)、間隔 (HW)指數(shù)）。子系統(tǒng)14(如在以下的部分珊中解釋的）可將由子系統(tǒng)13產(chǎn)生的指數(shù)用作輸入， 并輸出跟蹤(T)指數(shù)。子系統(tǒng)16(如在以下的部分VI中解釋的)可將基于規(guī)則的指數(shù)和T指數(shù) 用作輸入，并輸出WLE指數(shù)(如在以下的部分IX中解釋的)和/或WLE指數(shù)的長期表征。
[0051 ]在其它實施例中，系統(tǒng)10可缺少子系統(tǒng)12、14、16。也就是說，特定實施例可被構造 為僅產(chǎn)生一個或多個工作負擔指數(shù)。作為示例，系統(tǒng)10可被構造為僅基于特定車輛信息(在 以下描述)產(chǎn)生IP指數(shù)。在僅存在駕駛員工作負擔的單個測量的這些情況下，不需要匯總。 因此，在該示例中，WLE指數(shù)是IP指數(shù)。在這些和其它實施例中，調(diào)度器18可被構造為產(chǎn)生 WLE指數(shù)的長期表征。其它布置方式也是可行的。
[0052] WLE指數(shù)可被發(fā)送到調(diào)度器18,調(diào)度器18可被實現(xiàn)為一個或多個控制器/處理裝 置/等。調(diào)度器18(如在以下的部分X中解釋的）可用作濾波器一基于WLE指數(shù)阻止/延遲將 被傳輸給駕駛員的信息(無論是通過有線傳輸還是通過無線傳輸)到達駕駛員。例如，如果 WLE指數(shù)大于0.8，則可阻止所有意在用于駕駛員的信息。如果WLE指數(shù)接近0.5，則可僅阻止 娛樂類型的信息，等。調(diào)度器18還可基于WLE指數(shù)對將被傳輸給駕駛員的信息的傳遞進行調(diào) 度。例如，可在高工作負擔的時間段期間延遲車輛保養(yǎng)信息、文本到語音讀出、呼入電話等。 此外，調(diào)度器18可基于長期WLE指數(shù)表征使得車輛輸出為駕駛員所定制，如以下更詳細地討 論的。例如，包括巡航控制、自適應巡航控制、音樂建議、可配置HMI等的特定車輛系統(tǒng)的輸 出可基于長期駕駛要求。
[0053] 可從可觀察的車輛信息推斷駕駛員的工作負擔狀態(tài)，所述車輛信息包括速度、加 速度、制動、轉(zhuǎn)向、間隔、儀表板交互等的變化。表1列出與駕駛員工作負擔負荷相關的示例 特征/標準(metric)。
[0054] 表 1
[0055] 與駕駛員工作負擔相關的示例特征/標準
[0057]表2a和表2b列出可經(jīng)由本領域已知的CAN獲得/訪問的示例信息。以下信息可被用 作在此描述的任何算法的輸入。
[0058] 表2a
[0059] 可經(jīng)由CAN獲得的示例信息
[0062] 表2b
[0063] 可經(jīng)由CAN獲得的示例系統(tǒng)信息
[0065] Π .車輛穩(wěn)定控制的簡單討論
[0066]車輛的操控決定車輛轉(zhuǎn)彎和操縱的能力。車輛需要通過其四個輪胎接觸面緊挨路 面，從而最大化其操控性能。超過其附著極限的輪胎會自旋轉(zhuǎn)、打滑或滑轉(zhuǎn)。一個或多個輪 胎超過其附著極限的條件可被稱為極限操控條件，附著極限可被稱為操控極限。一旦輪胎 達到其操控極限，普通的駕駛員通常不再能控制車輛。在所謂的轉(zhuǎn)向不足的情況下，車輛沒 有充分執(zhí)行駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入，車輛的前輪胎超過其操控極限，并且車輛不顧駕駛員的轉(zhuǎn) 向請求而繼續(xù)直行。在所謂的轉(zhuǎn)向過度的情況下，車輛過度執(zhí)行駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入，車輛的 后輪胎超過其操控極限，并且車輛繼續(xù)自旋轉(zhuǎn)。為了安全的目的，多數(shù)車輛被制造為在其操 控極限時轉(zhuǎn)向不足。
[0067]為了在駕駛員不能控制達到或超過操控極限的車輛的情況下補償車輛控制，電子 穩(wěn)定控制(ESC)系統(tǒng)被設計為重新分配輪胎力以產(chǎn)生可以有效地使車輛與駕駛員的轉(zhuǎn)向請 求相符地轉(zhuǎn)向的力矩。也就是說，控制車輛避免轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度的情況。
[0068]自1995年問世以來，ESC系統(tǒng)已經(jīng)被實現(xiàn)在各種平臺中。在車型年2010逐漸推行， 到車型年2012實現(xiàn)全面安裝，聯(lián)邦機動車輛安全標準126要求ESC系統(tǒng)安裝于毛重等級在 10,000鎊以下的任何車輛上。ESC系統(tǒng)可被實現(xiàn)為防抱死制動系統(tǒng)(ABS)和全速牽引控制系 統(tǒng)(TCS)的擴展。ESC系統(tǒng)可以以駕駛員的意圖為中心向車輛動力學提供偏航和橫向穩(wěn)定幫 助。其還可使制動壓力（高于或低于駕駛員施加的壓力）與單個車輪成比例，從而產(chǎn)生有效 力矩以抵抗車輛的非預期的偏航和橫向滑運。這使得在制動、加速或滑行期間針對任何牽 引表面在操控極限時轉(zhuǎn)向控制增強。更具體地說，當前ESC系統(tǒng)將駕駛員的意圖路徑與從車 載傳感器推斷的實際車輛響應進行比較。如果車輛的響應與意圖路徑不同（轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn) 向過度），并且如果要求ESC控制器將車輛保持在意圖路徑上并最小化車輛的失控，則ESC控 制器對選擇的車輪施加制動并減少引擎扭矩。
[0069]可使用已經(jīng)在ESC系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)來檢測極限操控情況，所以不需要新的傳感 器。作為示例，考慮裝配有ESC系統(tǒng)的車輛，ESC系統(tǒng)使用偏航率傳感器、方向盤傳感器、橫向 加速度計、車輪速度傳感器、主缸制動壓力傳感器、縱向加速度計等。如在IS0-8855中定義 的那樣，在坐標系統(tǒng)中定義車輛運動變量，其中，在車體上固定的車框具有向上的垂直軸、 沿著車體的縱向方向的軸以及從乘客側(cè)指向駕駛員側(cè)的橫向軸。
[0070] -般而言，可以從單個運動變量(諸如偏航率、側(cè)滑角或者它們的組合）以及其它 控制命令(諸如駕駛員制動、引擎扭矩請求、ABS和TCS)中的判定來計算車輛反饋級別控制。 下面討論車輛控制級別命令。
[0071] 公知的車輛模型獲得車輛動力學、車輛沿著車體的垂直軸的偏航率ωζ&及在其 后車軸定義的車輛側(cè)滑角&，并符合以下等式：
[0072]
[0073] 其中，Vx是車輛的行駛速度，Μ和Ιζ是車輛的總質(zhì)量和車輛的偏航轉(zhuǎn)動慣量，cf和c r 是前輪胎和后輪胎的側(cè)偏剛度，bf和br是從車輛的重心到前車軸和后車軸的距離，b = bf+ br，Mz是施加到車輛的有效力矩，δ是前車輪轉(zhuǎn)向角。
[0074] 可使用測量的方向盤角度δ和估計的行駛速度Vx作為輸入來從式子（1)計算用于 反映駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖的目標偏航率《 zt和目標側(cè)滑角i3rt。在這樣的計算中，我們假設在 普通路面條件(例如，高摩擦水平以及微小的側(cè)偏剛度《和c r)下駕駛車輛。還可執(zhí)行用于穩(wěn) 定狀態(tài)極限轉(zhuǎn)彎的信號調(diào)節(jié)、濾波和非線性校正以微調(diào)目標偏航率和目標側(cè)滑角。這些計 算的目標值表示駕駛員在普通路面上的意圖路徑。
[0075] 偏航率反饋控制器主要是從偏航誤差（測量的偏航率和目標偏航率之間的差)計 算的偏航控制器。如果車輛向左轉(zhuǎn)并且ω z 2 ω zt+ ω zdbQS (其中，ω zdbQS是隨時間變化的死 區(qū)），或者車輛向右轉(zhuǎn)并且ω z < ω zt- ω zdbQS，則車輛過度轉(zhuǎn)向并且激活ESC中的轉(zhuǎn)向過度控 制功能。例如，（施加到車輛以減少轉(zhuǎn)向過度趨勢的)有效扭矩請求可以如下計算：
[0076] 在左轉(zhuǎn)向期間:Mz=min(0，-k〇s( coz-cozt-cozdb〇s)) (2)
[0077] 在右轉(zhuǎn)向期間：Mz=max(0，-kos( 〇 z_ 〇 zt+ 〇 zdbos ))
[0078] 其中，kos是依賴速度的增益，其可以如下定義：
[0079]
[0080] 其中，參數(shù) 1<:。、1^1、1^11^(^1、￥\-是可調(diào)的。
[0081] 如果當車輛向左轉(zhuǎn)時ωζ< cozt-cozdbcis(其中，cozdbcis是隨時間變化的死區(qū)），或者 當車輛向右轉(zhuǎn)時ω z 2 ω zt+ ω zdbcis，則ESC中的轉(zhuǎn)向不足控制功能被激活。有效扭矩請求可如 下計算：
[0082] 在左轉(zhuǎn)向期間：Mz=max(0，-kus( 〇z-cozt+cozdbus)) (4)
[0083] 在右轉(zhuǎn)向期間:Mz=min(0，-kus( 〇z-cozt-cozdbus))
[0084] 其中，kus是可調(diào)參數(shù)。
[0085] 側(cè)滑角控制器是上述轉(zhuǎn)向過度偏航反饋控制器的補充反饋控制器。側(cè)滑角控制器 將估計側(cè)滑角&與目標側(cè)滑角進行比較。如果二者之差超過閾值&db，則側(cè)滑角反饋控制 被激活。例如，有效扭矩請求如下計算：
[0088] 其中，kss和ksscmp是可調(diào)參數(shù)，是側(cè)滑角的補償?shù)臅r間導數(shù)。
[0089] 可以類似地產(chǎn)生基于變量的其它反饋控制術語，諸如偏航加速度和側(cè)滑梯度。當 主車輛運動變量是偏航率或側(cè)滑角時，上述有效扭矩可直接用于確定必需控制的車輪和將 被發(fā)送到相應控制車輪的制動壓力的量。如果車輛動力學取決于多個運動變量，則將進行 控制判定和排列優(yōu)先次序。隨后最終判定的有效扭矩被用于確定最終控制車輪和相應的制 動壓力。例如，在轉(zhuǎn)向過度的事件期間，外前車輪被選為控制車輪，而在轉(zhuǎn)向不足的事件期 間，內(nèi)后車輪被選為控制車輪。在大的側(cè)滑情況下，外前車輪始終被選為控制車輪。當同時 發(fā)生側(cè)滑和轉(zhuǎn)向過度偏航時，可通過整體考慮偏航誤差和側(cè)滑角控制命令來計算制動壓力 的量。
[0090] 除了以上的由于駕駛員的轉(zhuǎn)向操作導致超過操控極限的情況以外，車輛可以在其 縱向運動方向到達其極限操控條件。例如，在積雪以及結冰道路上進行制動可能導致鎖住 車輪，這增加了車輛的停止距離。在相似道路上加大油門開度可能導致驅(qū)動輪打滑而不會 使車輛前進。為此，操控極限也可被用于這些非轉(zhuǎn)向駕駛情況。也就是說，輪胎縱向制動或 驅(qū)動力到達其峰值的情況也可被包括在操控極限的定義中。
[0091] ABS功能監(jiān)視各個車輪相對于車輛行駛速度的旋轉(zhuǎn)運動，這可由縱向滑動率1,表 示，其中，i = l、2、3、4,分別針對于左前輪、右前輪、左后輪和右后輪，Ai如下計算：
[0093]其中，tf和tr是前車軸和后車軸的輪距的一半，COi是第i個車輪速度傳感器輸出， Ki是第i個車輪速度比例因子，Vy是車輛在其C . g .位置的橫向速度，Vmin是反應可允許的最小 縱向速度的預設參數(shù)。注意式子(6)只在車輛不在倒車模式下時才有效。當駕駛員啟動的制 動在車輪處產(chǎn)生太大滑動(例如，-Xi 2 xbp = 20%)，則ABS模塊將釋放在車輪處的制動壓力。 類似地，在施加大的油門導致在第i個從動車輪上產(chǎn)生大的滑動的過程中，TCS模塊將請求 減小引擎扭矩和/或請求制動壓力施加到相同車軸上的相對車輪上。結果，可通過監(jiān)視入 1與 Abp和λ?ρ有多接近來預測ABS或TCS激活。
[0094] m·操控極限指數(shù)
[0095] 雖然上述ESC(包括ABS和TCS)有效地實現(xiàn)安全目的，但是進一步的增強也是可行 的。例如，針對側(cè)傾穩(wěn)定性控制可能期望增加ESC系統(tǒng)。然而，ESC嘗試進行的適當?shù)男Ｕ?被駕駛員或周圍環(huán)境抵消。在加速的車輛的輪胎力遠遠超過道路/輪胎的牽引能力，可導致 該車輛即使在ESC的干預下也不能避免轉(zhuǎn)向不足的事件。
[0096] -般來說，操控極限情況的精確確定通常會涉及道路和輪胎特性的直接測量，或 者在直接測量不可行的情況下從許多相關變量獲得內(nèi)含的信息。目前，這兩種方法都不夠 成熟以實時實現(xiàn)。
[0097]由于ESC系統(tǒng)的反饋特征，使得ESC系統(tǒng)可被配置為通過監(jiān)視車輛運動變量(車輛 操控參數(shù)）（諸如上一部分描述的變量)來確定潛在極限操控情況。當運動變量與其參考值 相差特定量(例如，超過特定死區(qū)）時，ESC系統(tǒng)可以開始計算差分制動控制命令并確定控制 車輪。隨后相應的制動壓力被發(fā)送到控制車輪以穩(wěn)定車輛。ESC激活的開始點可被視為操控 極限的開始。
[0098] 更具體地說，我們可以對相對操控極限余量hx進行如下定義：
[0099]
[0100] 其中，X是運動變量與其參考值的偏差，定義在不啟動ESC、ABS或TCS的情況下 X落入的死區(qū)間隔。X可以是在上一部分中定義的任何控制變量(或任何其它合適的控制變 量)。
[0101] 在式子(7)中定義hx的優(yōu)點在于駕駛情況可被量化地表示為不同類別。例如，當hx <10%時，駕駛情況可被分類為紅色區(qū)域情況，在紅色區(qū)域情況下，駕駛員需要特別注意或 采取一些特殊動作(例如，使車輛減速）；當10%〈hx〈40%時，駕駛情況可被分類為黃色區(qū)域 情況，在黃色區(qū)域情況下，駕駛員需要某個等級的特別注意；當40%〈h x< 100%時，駕駛情 況可被分類為普通情況。在普通情況下，駕駛員只需要保持他的正常駕駛注意力。當然，還 可使用其它范圍。
[0102] 更具體地說，讓我們使用在上一部分計算的控制變量來討論hx的計算?？赏ㄟ^設 置X= coz-cozt以及1 = 來從式子(7)計算在轉(zhuǎn)向過度情況(此時，當車輛向左轉(zhuǎn)時 ω ζ> ω zt，當車輛向右轉(zhuǎn)時ω ζ> ω zt)期間車輛的偏航操控極限余量hos，其中，ω zdbcis是在式 子(2)中定義的轉(zhuǎn)向過度偏航率死區(qū)(0SDB)。
[0103] 類似地，可通過設置X = ωζ-ωζ?以及5 = = 來從式子（7)計算在轉(zhuǎn)向不足 情況下車輛的偏航操控極限余量hus，其中，cozdbus是在式子(4)中定義的轉(zhuǎn)向不足偏航率死 區(qū)(USDB)。注意，上述死區(qū)可能是車速、目標偏航率的量、測量的偏航率的量等的函數(shù)。轉(zhuǎn)向 不足情況(x〈〇)下的死區(qū)和轉(zhuǎn)向過度情況(x>〇)下的死區(qū)是不同的，并且它們是可調(diào)參數(shù)。
[0104] 可通過設置x = fc_i3rt以及孓=4^=：-^來從式子（7)計算車輛的側(cè)滑操控極限余 量 hsSRAo
[0105] 車輛的縱向操控極限涉及輪胎的驅(qū)動力或制動力到達操控極限的情況?？赏ㄟ^設 置χ = λ?、叾=〇以及.x = 2;/，來從式子(7)計算針對第i個從動車輪的牽引控制操控極限余量 l.s,。還可通過設置叉=\、^=\以及來從式子⑴計算針對第i個車輪的ABS操控極限 余量％〇?, ?最終牽引操控極限余量和制動操控極限余量可被定義為：
[0106]
[0107]注意，在計算上述操控極限余量時可使用進一步的篩選條件。例如，可使用以下條 件中的一個條件或以下條件中的一些條件的組合來將操控極限余量設為〇:目標偏航率的 量超過特定閾值；測量的偏航率的量大于特定閾值；駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入超過特定閾值;或 者，極限情況，諸如車輛的轉(zhuǎn)彎加速度大于〇.5g、車輛的減速度大于0.7g、車輛以超過閾值 (例如，1 OOmph)的速度行駛等。
[0108]針對已知駕駛條件，為了測試上述操控極限余量計算并驗證它們的有效性，裝配 有由福特汽車公司開發(fā)的研究用ESC系統(tǒng)的車輛被用于執(zhí)行車輛測試。
[0109] 針對在圖2中描繪的通過車輛速度、油門和制動所繪制的駕駛條件，測量和計算的 車輛運動變量如圖3A至圖30所不。相應的單獨操控極限余量]1115、1105、111'。5、1^5、1155[?在圖4八至 圖4C中示出。該測試執(zhí)行為在所有ESC計算運行的情況下，在雪墊上的自由形式繞障礙滑 雪行駛。關閉制動壓力施加，從而車輛接近真實的極限操控條件。
[0110] 作為另一測試，在具有高摩擦水平的路面上駕駛車輛。在圖5中描繪車速、牽引和 制動曲線。車輛運動狀態(tài)在圖6A至圖6C中不出。相應的單獨操控極限余量hus、hos、hTcs、hABS、 hSSRA在圖7A和圖7B中示出。
[0111] 所有的單獨操控極限余量的包絡變量被定義為
[0112] henv=min{hos，hus，hTcs，hABS，hssRA} (9)
[0113] 考慮到由于信號噪聲可能導致包絡操控極限余量的突然變化，使用低通濾波器F (z)來使1!_平滑，從而獲得最終的操控極限(HL)指數(shù)或余量：
[0114] h = F(z)henv (10)
[0115] 針對圖2以及圖3A至圖3C中示出的車輛測試數(shù)據(jù)，最終操控極限余量在圖8中描 繪，而針對在圖5以及圖6A至圖6C中示出的車輛測試數(shù)據(jù)，最終操控極限余量在圖9中描繪。
[0116] HL指數(shù)可提供0和1之間的連續(xù)變量，并指示駕駛員與車輛的操控極限有多接近 (其中，值1表示駕駛員處于車輛的操控極限）。該基于模型的HL指數(shù)可在例如低μ道路駕駛 條件期間提供尤其重要的駕駛要求信息。
[0117] 假設隨著車輛接近其操控極限，需要更多的視覺、身體和感知注意來維持車輛控 制，可以從HL指數(shù)推斷駕駛員工作負擔信息。隨著駕駛員的工作負擔增加，HL指數(shù)增加。隨 著駕駛員的工作負擔減少，HL指數(shù)減少。
[0118] IV.駕駛員控制動作指數(shù)
[0119] 駕駛員控制動作(DCA)指數(shù)可提供0和1之間的連續(xù)變量，并指示駕駛員針對例如 加速、制動、轉(zhuǎn)向、心率、呼吸、視線、頭部或手腕的姿勢、皮膚電反應等的控制動作(或活動 水平）的總變化率。可例如使用任何合適的或已知的傳感器(例如，心率傳感器、相機等)來 收集這種駕駛員相關的數(shù)據(jù)。從駕駛員的操作層面增加變化率可反映增加的駕駛要求，反 之亦然。因此，DCA指數(shù)可提供與進行不同層面的車輛控制動作(或活動水平)的不同駕駛員 相關的變化率(駕駛要求)的測量。
[0120] 例如，考慮加速踏板變化率對駕駛要求的影響。參照圖10和圖11，例如，分別在低 要求情況和高要求情況下按時間畫出實時加速踏板位置。相比于低要求情況，在高要求情 況下的加速踏板的變化率顯然是相對更大些。駕駛員的身體或生理狀態(tài)（例如，心率、呼 吸、視線、頭部或手腕的姿勢、皮膚電反應等)還隨著要求的變化而表現(xiàn)出特性變化。
[0121] 圖10和圖11的加速踏板位置的標準偏差分別在圖12和圖13中示出。
[0122] 參照圖14，使用標準形式的伽馬函數(shù)來產(chǎn)生與圖12和圖13的分布相應的概率：
[0123]
[0124] 其中，a是比例因子，b是形狀因子。虛線表示低駕駛要求標準偏差分布，實線表示 高駕駛要求標準偏差分布。加速踏板變化率的這些概率分布示出駕駛要求類別和當前分類 時機之間的差異的等級。例如，2%的標準偏差會以更大概率表示低駕駛要求，而10%的標 準偏差會以更大概率表示高駕駛要求等。該技術可類似地應用于制動踏板位置、方向盤角 度和/或其它駕駛員控制動作參數(shù)。因此，DCA指數(shù)可基于針對加速踏板、制動踏板、方向盤 等的駕駛員動作的變化率來估計駕駛員要求。
[0125] 圖14中示出的標準偏差變化率的均值可針對不同駕駛員而改變。DCA指數(shù)計算可 考慮這些改變的均值并計算相對變化率。駕駛員輸入的導數(shù)還可被結合為獲得預期動作。 可從分析每個因子(例如，加速踏板位置/速率、制動踏板位置/速率、方向盤角度位置/速 率、心率/心率變化率、呼吸/呼吸變化率等)的協(xié)方差行列式來獲得方差計算。
[0126] 在特定實施例中，通過基于以下式子遞歸計算每個因子的影響駕駛要求的協(xié)方差 行列式來計算DCA指數(shù)：
[0131] 其中，Xk是(在時刻k處的）每個駕駛員控制動作及其導數(shù)的二維矢量，$是平均 數(shù)(其可以在每個駕駛周期期間不斷更新，并在每個駕駛周期之后重置），α是校準遺忘因 子，G k是估計的協(xié)方差逆矩陣，I是單位矩陣，Pk是估計的協(xié)方差矩陣，Δλ[是來自式子（12) 的A xk的轉(zhuǎn)置矩陣。
[0132] 協(xié)方差矩陣的遞歸計算行列式det，在下面給出：
[0133]
[0134] 其中，η是矢量Xk的大小。其利用這些參數(shù)提供相對于特定駕駛員的平均數(shù)的駕駛 員加速、制動、轉(zhuǎn)向、心率、呼吸、視線、頭部或手腕的姿勢、皮膚電反應等的估計變化率的測 量。其還提供總方差的一維測量，其中，可跟蹤所述一維測量來捕捉駕駛員控制動作（或活 動水平)的匯總的變化率的顯著變化。
[0135] 最終DCA指數(shù)(index)可被比例為0和1之間的連續(xù)信號，并可由下式給出：
[0136] DCAIndeX=maX(加速踏板方差、制動踏板方差、轉(zhuǎn)向方差等） （17)
[0137] 已經(jīng)使用以上技術分析了如圖15A中繪出的加速踏板位置和如圖15B中繪出的方 向盤角度。圖15C示出了基于圖15A和圖15B的輸入的用于DCA指數(shù)的示例輸出。在該示例中， 協(xié)方差矩陣的行列式(16)提供駕駛員加速和轉(zhuǎn)向性能的估計變化率的測量。通過使用各個 變化率的最大值來產(chǎn)生在圖15C中繪出的DCA指數(shù)而對各個變化率進行均一化和匯總。車速 在圖15D中繪出，作為參考。在DCA指數(shù)中將增加的變化率捕捉為更接近1的值(指示更高的 駕駛要求），而在DCA指數(shù)中將降低的變化率捕捉為例如0和0.2之間的值（指示低駕駛要 求)。
[0138] 在其它示例中，可應用表示生理反應的單位維向量(信號）以最小化計算資源?？?基于式子(13)而使來自駕駛員心率、呼吸、視線、皮膚電反應等的輸出測量值經(jīng)歷遞歸信號 處理。正如在第II部分中描述的偏航率和目標側(cè)滑角，信號調(diào)節(jié)、濾波和非線性校正可在遞 歸信號處理之前或與遞歸信號處理同時地應用于輸出測量值。然后通過直接遞歸地計算歸 一化方差來獲得指數(shù)。這樣可基于針對定制的車輛信息和連接性管理的活動和工作負擔來 提供對駕駛員狀況的直接測量。所述指數(shù)可直接包含以用于車輛和連接的服務信息的協(xié) 調(diào)，或者可匯總到總體的工作負擔估計器指數(shù)中。
[0139] V.儀表板指數(shù)
[0140] 駕駛員與儀表板和/或其它與觸摸/語音相關的接口的交互可提供駕駛員激活的 指示。這樣的駕駛員激活級別的增加可增加對駕駛員的感知要求。如表1中所示，駕駛員按 鈕按壓激活的增加可增加駕駛員工作負擔。與車艙控制的交互頻率可被匯總為綜合指數(shù)， 其中，與車艙控制的交互包括雨刷器控制、氣候控制、音量控制、轉(zhuǎn)向指示器、中控臺控制 臺、車窗控制、電動座椅控制、語音命令接口等。因此，儀表板(IP)指數(shù)提供表示駕駛員與儀 表板、電子和/或任何其它HMI交互的連續(xù)輸出(在0和1之間）。
[0141] 例如，當在任何時刻k按壓/觸發(fā)按鈕/接口裝置時，輸出由下式給出：
[0142] BPi(k)=a · BPi(k-l) + (l-c〇 · 1 (18)
[0143] 當沒有按壓/觸發(fā)按鈕/接口裝置時，輸出由下式給出：
[0144] BPi(k)=a · BPi(k-l) + (l_a) · 0 (19)
[0145] 其中，BPi是用于每個被跟蹤的按鈕/接口的按鈕/接口按壓/觸發(fā)跟蹤值，a是校準 遺忘因子。
[0146] 然后，IP指數(shù)輸出可由下式給出：
[0147] IP index=max(BPi,BP2,BP3,BP4.......BPn) (20)
[0148] 其中，n是被跟蹤的按鈕/接口的數(shù)量。還可使用這里描述的任何匯總技術來確定 IP指數(shù)。作為示例，可使用與以下參照式子(28)和(29)描述的技術類似的技術等。
[0149] 示例轉(zhuǎn)向指示器和空調(diào)激活輸入分別在圖16A和圖16B中繪出。由此得到的IP指數(shù) 根據(jù)式子（18)、（19)和(20)確定并在圖16C中繪出。在該示例中，上升時間和穩(wěn)態(tài)值基于激 活的時長。
[0150] VI.間隔指數(shù)
[0151] 間隔指數(shù)提供0和1之間的連續(xù)變量，并指示正被駕駛的車輛與前方(或側(cè)方)車輛 (或其它物體）的接近程度。如在表1中示出的，可從減少的平均時間間隔和/或減小的最小 間隔推斷增加的工作負擔負荷。
[0152] 可從下式得到依賴當前速度的間隔：
[0154] 其中，rP(k)是在任意時刻k前方車輛的位置，n(k)是跟隨車輛的位置，vf(k)是跟 隨車輛的速度。平均間隔Hff m(k)可由下式獲得：
[0155] HffM(k) =HffM(k-l )+a(Hffcurr-HffM(k-l)) (22)
[0156] 其中，a是用于指數(shù)過濾的時間常數(shù)，可根據(jù)需要選擇。然后，HW指數(shù)可從下式獲 得：
[0157]
[0158]其中，γ是HW指數(shù)敏感增益，HWmm是校準值?？筛鶕?jù)滿足最大指數(shù)1所需的間隔時 間選擇/調(diào)節(jié)增益。
[0159]在其它實施例中，可基于例如駕駛員類型選擇/調(diào)節(jié)敏感增益。如果已知駕駛員類 型(諸如"青年"、"老年"、"青少年"、"新手"、"老手"等），則可相應地調(diào)整敏感增益。可基于 本領域已知的由駕駛員攜帶的證件來將駕駛員識別為"青年"、"老年"、"青少年"等?？捎绍?輛檢測證件，并且證件被用于識別駕駛員的類型?？蛇x擇地，車輛可提供讓駕駛員識別他們 自己的類型的選擇按鈕。然而，可使用任何合適/已知的技術給駕駛員分類。針對"青少年" 和"新手"駕駛員可增加敏感增益，而針對"老手"駕駛員等可降低敏感增益。在其它實施例 中，針對"青少年"和"新手"駕駛員可將敏感增益選擇為更大值，而針對"老手"駕駛員等可 將敏感增益選擇為更小值。因此，在相同間隔的情況下，HW指數(shù)可對于"青少年"駕駛員為更 大值而對于"老手"駕駛員等為更小值。
[0160] 可選擇地(或額外地），可基于環(huán)境情況選擇/調(diào)節(jié)敏感增益。通過合適/已知的技 術(諸如通過檢測車輪滑動)確定的潮濕或結冰的道路情況可導致敏感增益增加。干燥道路 情況可導致敏感增益降低。可使用包括交通密度、地理位置等的任何合適的環(huán)境情況來選 擇/改變敏感增益。
[0161] 還可以與在式子(21)、（22)和（23)中的計算類似地計算與基礎設施相距的間隔， 其中，基礎設施包括十字路口、公路、高要求公路幾何結構等。在這種情況下，HW指數(shù)可由下 式獲得：
[0162] HW index=max(Hffi ,Hff2,......Hffn) (24)
[0163] 其中，n是正被跟蹤的高駕駛要求的相距間隔的項目的數(shù)量。還可使用針對式子 (24)的加權函數(shù)。
[0164] 在其它實施例中，從相鄰車道的增加的交通量返回的增加的間隔可被用作HW指數(shù) 的偏差(bias)輸入。（增加的交通密度可增加駕駛要求，如表1中示出。）
[0165] 在其它實施例中，可在小于1000ms的方案中跟蹤碰撞時間。在潛在即將發(fā)生碰撞 的情況下，HW指數(shù)輸出可被默認為最大值1。
[0166] 參照圖17，碰撞時間tc可由下式計算：
[0169]其中，Vx是接近速度，Ax是相對加速度，X是車輛之間的距離?？蓮娜魏魏线m/已知的 雷達系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)、車對車通信系統(tǒng)等獲得距離和接近速度信息。
[0170]考慮在示例車輛跟隨場景中的HW指數(shù)的計算，圖18至圖20示出該場景期間的主車 輛速度、車輛之間接近速度和行駛里程。圖21和圖22分別示出了間隔（通過式子(22)計算） 和HW指數(shù)(通過式子(23)計算）。
[0171] W.基于規(guī)則的子系統(tǒng)
[0172] 再次參照圖1，基于規(guī)則的子系統(tǒng)12可包括用于確定事件二進制輸出標志的事實 和知識庫。子系統(tǒng)12可提供特定專家工程學和車輛駕駛員環(huán)境交互規(guī)則以作為系統(tǒng)10的其 它組件的補充。知識可被表示為一組規(guī)則?？砂囕v系統(tǒng)的特定激活。
[0173] 每個規(guī)則指定輸出工作負擔的建議，并具有如果(條件）、然后(動作)結構。當滿足 規(guī)則的條件部分時執(zhí)行動作部分。每個規(guī)則可指定輸出工作負擔的建議(〇或1)?？梢砸匀?何合適/已知的方式由子系統(tǒng)12從例如車輛的CAN總線監(jiān)視/獲得多個車輛參數(shù)，所述車輛 參數(shù)包括縱向加速度、橫向加速度、減速度、方向盤角度、按鈕使用等（例如，見表2a和表 2b)。與這些參數(shù)相關的事實及其組合可用于設置條件規(guī)則。
[0174] 由子系統(tǒng)12實現(xiàn)的總體規(guī)則可以按照以下形式：
[0176] 從專家規(guī)則啟用在事件期間對于車艙系統(tǒng)或信息娛樂系統(tǒng)的特定延遲或限制?；?于規(guī)則的輸出還可被處理以基于專家主張的針對條件的駕駛要求和特定特征的使用來提 供相關輸出匯總。
[0177] 規(guī)則可基于信息，例如，在以上的表2a和2b中列出。例如，如果方向盤角度>105 度，貝ljEvent_Flag = 1 (事件標志=1)。當然，還可構建其它規(guī)則。
[0178] Μ.匯總
[0179] HW指數(shù)、DCA指數(shù)、IP指數(shù)和HL指數(shù)中的一個或多個可被子系統(tǒng)14匯總以使用下述 的技術形成跟蹤(T)指數(shù)。然而，在僅需要使用/計算/確定一個指數(shù)的實施例中，可以不需 要匯總。
[0180] 在特定實施例中，短期匯總可被用于調(diào)度/延遲/推遲將被傳輸給駕駛員的信息/ 任務。在需要估計的最高駕駛要求的情況下，T指數(shù)可由下式給出：
[0181] T Index=max(DCA Index,IP Index,HL Index,Hff Index) (27)
[0182] 在其它實施例中，對如下所述的指數(shù)值的平均/最大輸出組合采用依賴環(huán)境的匯 總。例如，參照圖1，DCA指數(shù)、IP指數(shù)、HL指數(shù)和HW指數(shù)可由子系統(tǒng)14組合以形成由下式給出 的T指數(shù)：
[0183]
[0184] 其中，^是根據(jù)加到輸入上的駕駛要求值的依賴環(huán)境的權重。展開式子(28)得到：[0185]
[0186] Max(Tracking_Index) = 1.0
[0187] 其中，WLEDCA、WLEIP、WLEHL、WLEhw分別是DCA指數(shù)、IP指數(shù)、HL指數(shù)和HW指數(shù)輸出。相 應的權重由 WDCA、WlP、WHL、WH\^"^^〇
[0188] 表3和表4列出用于匯總的示例規(guī)則。
[0189] 表3
[0190] 用于基于環(huán)境的匯總的示例規(guī)則
[0193] 表4
[0194] 用于基于環(huán)境的匯總的更多示例規(guī)則
[0197] 子系統(tǒng)16可使用以上參照子系統(tǒng)14描述的技術來將基于規(guī)則的指數(shù)和T指數(shù)匯總 為WLE指數(shù)。作為示例，WLE指數(shù)可由下式給出：
[0198] WLE Index=max(T Index,Rule-Based Index) (30)
[0199]示例性基于規(guī)則的指數(shù)、IP指數(shù)和DCA指數(shù)分別在圖23A和圖23C中繪出。針對考慮 了估計的最高駕駛要求情況的情形，已經(jīng)使用在此描述的技術匯總了這些指數(shù)并且在圖 23D中繪出。在圖23E中繪出車速，用于參考。
[0200] IX.長期表征
[0201]在其它實施例中，可以由子系統(tǒng)16和/或調(diào)度器18(根據(jù)配置)隨時間表征WLE指數(shù) 以提供HMI建議。長期WLE表征可使得HMI基于隨時間的駕駛要求為駕駛員所定制。例如，考 慮rk是反映（在任何時刻k)針對駕駛員的WLE指數(shù)值的變量。假設駕駛要求被分類為以{a， b，c}表示的3類，并具有如在圖24中定義的模糊隸屬函數(shù)以3^^以。。然后，駕駛行為(11{可從下 面的示例計算中推斷：
[0202] dk= [μ3(η)，yb(rk)，yc(rk) ] (31)
[0203] 例如，如果rk的值為0.4,則dk可被表示為[0.18,0.62,0](根據(jù)圖24)。濾波后的（長 期)變形駕駛行為< 可由下式表示：
[0204]
[0205] 其中，α是校準遺忘因子(從而α指定/確定評估長期變形駕駛行為七,的時間段）。 針對每個類別的長期概率(Pkh可從下式獲得：
[0206]
[0207] 根據(jù)式子(33)，針對每個類別的濾波后的變形駕駛行為?,Λ除以針對所有類別 的濾波后的變形駕駛行為之和
。例如，如果d/i被表示為[0，0. 16，0.38]，則 (Pk)a 將等于 0 除以 0+0.016+0.38((pk)a 將等于 〇)，（Pk)b 將等于 0.16 除以 0+0.016+0.38((pk)b 將等于0.29)，（pk)c將等于0.38除以0+0.016+0.38( (pk)c將等于0.71)。
[0208] 然后，駕駛要求的最終的長期WLE指數(shù)表征ik可從下式推斷：
[0209]
[0210] 使用以上示例，（PkM直的最大值為0.71((pk)丄因此，可從式子(34)推斷駕駛行 為當前處于"高要求"類別。
[0211] X.調(diào)度器
[0212] 調(diào)度器18可應用計算的WLE指數(shù)、WLE指數(shù)的長期表征、或DCA指數(shù)、IP指數(shù)、HL指數(shù) 和HW指數(shù)中的任何一個(針對僅使用/計算/確定單個指數(shù)的實施例)來對資訊娛樂系統(tǒng)和/ 或其它對話系統(tǒng)與駕駛員之間的交互進行調(diào)制。WLE指數(shù)提供估計的工作負擔負荷，用于設 置/避免/定制/限制/調(diào)度被呈現(xiàn)給駕駛員的語音命令和其它任務，以提高功能性和安全 性。
[0213] 與駕駛員的示例交互(不管是有線交互還是無線交互)可包括:產(chǎn)生文本到語音轉(zhuǎn) 換、產(chǎn)生化身通信、產(chǎn)生關于呼入電話的提醒、產(chǎn)生前瞻性動力系命令、產(chǎn)生前瞻性語音建 議、經(jīng)由例如感觸方向盤產(chǎn)生觸覺響應、或產(chǎn)生其它音頻、視覺和/或觸覺輸出等。這些示例 駕駛員接口任務中的每個任務可具有與其相關的優(yōu)先級。例如，產(chǎn)生關于呼入電話的提醒 可具有高優(yōu)先級，而產(chǎn)生前瞻性語音建議可具有低優(yōu)先級。
[0214] 任何合適/已知技術可被用于將優(yōu)先級類型分配給給定駕駛員接口任務。作為示 例，調(diào)度器18可實現(xiàn)高/低優(yōu)先級協(xié)議，其中，將被產(chǎn)生的關于呼入電話的所有提醒分配高 優(yōu)先級，將被發(fā)送到駕駛員的所有車輛發(fā)起的建議分配低優(yōu)先級。然而，可使用其它優(yōu)先級 方案。作為示例，0和1.0之間的數(shù)字可表示任務的優(yōu)先級:特定任務可分配0.3的優(yōu)先級，而 其它任務可分配0.8的優(yōu)先級等。在其它實施例中，可由產(chǎn)生本領域已知的任務的控制器/ 處理器/子系統(tǒng)(未示出）來分配與駕駛員接口任務相關的優(yōu)先級類型。
[0215] 因此，特定實施例可允許駕駛員接口任務基于工作負擔和優(yōu)先級按調(diào)度順序呈 現(xiàn)。例如，如果WLE指數(shù)(或視情況而定的任何一個指數(shù))具有0.4和0.6之間的值，則調(diào)度器 18可僅允許執(zhí)行高優(yōu)先級駕駛員接口任務。在WLE指數(shù)達到小于0.4的值的情況下，調(diào)度器 18可將較低的優(yōu)先級任務調(diào)度為更晚執(zhí)行。例如，如果WLE指數(shù)具有0.7和1.0之間的值，則 調(diào)度器18可阻止所有的駕駛員接口任務的執(zhí)行。在這些高工作負擔期間，在WLE指數(shù)達到小 于〇. 7的值的情況下，調(diào)度器18可將高優(yōu)先級任務調(diào)度為更晚執(zhí)行，在WLE指數(shù)達到小于0.4 的值的情況下，調(diào)度器18可將較低的優(yōu)先級任務調(diào)度為更晚執(zhí)行。
[0216] 類似地，如果長期駕駛行為表征為"高要求"，則不管其優(yōu)先級，特定/所有任務可 被推遲/延遲/調(diào)度，直到長期駕駛行為表征為"中要求"或"低要求"?？蛇x擇地，如果長期駕 駛行為具有處于例如"高要求"類別的任何概率，則特定/所有任務可被推遲/延遲/調(diào)度，直 到處于"高要求"的概率為〇。當然，其它方案也是可行的。例如，在優(yōu)先級類型不被用于給任 務分類的實施例中，所有任務可根據(jù)推斷的工作負擔被推遲/延遲/調(diào)度。
[0217] 在高工作負擔期間接收到呼入電話的情況下，調(diào)度器18可將呼入電話轉(zhuǎn)入語音郵 件系統(tǒng)。一旦WLE指數(shù)達到適當值，調(diào)度器18就可產(chǎn)生指示接收到呼入電話的提醒。
[0218] 這里公開的算法可通過有線或無線傳輸?shù)姆绞奖粋魉偷教幚硌b置，諸如系統(tǒng)12、 13、14、16和18中的任何/全部，所述處理裝置可包括呈多種形式的任何現(xiàn)有的電子控制單 元或?qū)ｉT的電子控制單元，所述多種形式包括但不限于:永久存儲在不可寫存儲介質(zhì)(諸如 ROM裝置）中的信息和可變地存儲在可寫存儲介質(zhì)(諸如軟盤、磁帶、CD、RAM裝置以及其它磁 和光介質(zhì)）上的信息。所述算法還可實現(xiàn)為軟件可執(zhí)行的對象?？蛇x擇地，可使用合適的硬 件組件(諸如專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、狀態(tài)機、控制器)或其它硬件 組件或裝置(移動的或非移動的）或硬件、軟件和固件組件的組合來全部或部分地實施算 法。
[0219] 雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，但是不意在使這些實施例示出和描述本 發(fā)明的所有可能形式。在說明書中使用的詞語是描述性詞語而不是限制性詞語，應理解，在 不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變。
【主權項】
1. 一種駕駛員接口系統(tǒng)，包括： 處理器，被配置為： 接收將被執(zhí)行的駕駛員接口任務； 基于駕駛員工作負擔選擇性地延遲或阻止至少一部分駕駛員接口任務的執(zhí)行，其中， 駕駛員工作負擔源自駕駛員活動水平相對于駕駛員活動水平的平均值的變化率，所述變化 率通過所述活動水平的協(xié)方差的遞歸計算行列式來表示。2. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器還被配置為:監(jiān)視所述活動水平。3. 如權利要求2所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，所述活動水平是基于來自可穿戴傳感器 的數(shù)據(jù)的。4. 如權利要求3所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，可穿戴傳感器的輸出包括生理數(shù)據(jù)、加 速度計數(shù)據(jù)或地理位置數(shù)據(jù)。5. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器還被配置為:無線接收指示所述 活動水平的信號。6. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器還被配置為:遞歸地計算所述行 列式。7. 如權利要求6所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器還被配置為：在遞歸地計算所述 行列式之前，將帶通濾波器應用于指示所述活動水平的信號。8. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，所述行列式是通過可穿戴傳感器來遞歸 地計算的。9. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，所述行列式是通過移動電話來遞歸地計 算的。10. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器被布置在移動電話中。11. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器被布置在可穿戴傳感器中。12. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器還被配置為:將帶通濾波器應用 于指示所述活動水平的信號。13. 如權利要求1所述的駕駛員接口系統(tǒng)，其中，處理器還被配置為：響應于所述選擇性 地延遲或阻止而產(chǎn)生指示音頻、視覺或觸覺警告的輸出。14. 一種用于操作駕駛員接口系統(tǒng)的方法，所述方法包括： 基于駕駛員工作負擔選擇性地延遲或阻止駕駛員接口任務的執(zhí)行，其中，駕駛員工作 負擔源自駕駛員活動水平相對于駕駛員活動水平的平均值的變化率，所述變化率通過所述 活動水平的遞歸計算的方差來表示。15. 如權利要求14所述的方法，還包括:無線接收指示所述活動水平的信號。16. 如權利要求14所述的方法，還包括:遞歸地計算所述方差。17. 如權利要求14所述的方法，還包括：響應于所述選擇性地延遲或阻止而產(chǎn)生指示音 頻、視覺或觸覺警告的輸出。
【文檔編號】B60R16/037GK106064593SQ201610258350
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月22日 公開號201610258350.7, CN 106064593 A, CN 106064593A, CN 201610258350, CN-A-106064593, CN106064593 A, CN106064593A, CN201610258350, CN201610258350.7
【發(fā)明人】夸庫·O·普拉卡阿桑特, 楊行翔, 加里·史蒂文·史杜莫樂, 迪米塔·彼特諾夫·菲利夫, 曾芬, 陸建波
【申請人】福特全球技術公司