Sistema de asistencia a la conducción para ayuda al mantenimiento del carril, para ayuda al cambio de carril y para vigilancia del estado del conductor para un vehículo.

Sistema de asistencia a la conducción para vehículos tanto cuando se viaja a lo largo de un carril de referencia como durante las maniobras de cambio de carril,

comprendiendo dicho sistema:

- un módulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM), que procesa la información procedente de un sistema de seguimiento del carril (LTS), que comprende un sistema de visión frontal (VS) que se diseña para suministrar señales que señalicen una asistencia cuando el vehículo está viajando a lo largo de un carril;

- un módulo de asistencia al cambio de carril (LCAM), que procesa la información procedente de un sistema de vigilancia del carril lateral (LLMS), que comprende un sistema de visión lateral (CAM2), y se diseña para suministrar señales que señalicen asistencia cuando el vehículo lleva a cabo maniobras de cambio de carril; caracterizado por que comprende adicionalmente:

un módulo de vigilancia del estado del conductor (DSMM), que procesa la información procedente de un sistema de vigilancia del conductor (DEMS), que comprende un sistema de visión (CAM1) en el interior de la cabina del vehículo y es capaz de generar señales en relación a las condiciones de somnolencia o distracción del conductor;

- un módulo de control de la decisión (DCM), que procesa dichas señales que recibe desde dicho módulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM), dicho módulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) y dicho módulo de vigilancia del estado del conductor (DSMM), para la aplicación de un par de dirección activo y para el suministro de señales de aviso en el caso de inicio de una situación de emergencia y para la determinación de la operación de los siguientes sistemas de a bordo del vehículo:

- sistema de dirección activa (SAU);

- sistema de control de crucero adaptativo (ACC);

- sistema de control de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC);

- sistema eléctrico de pretensado del cinturón de seguridad (SBP);

- sistema de información y entretenimiento (INF); y

- dispositivos de aviso acústicos y visuales (AVW).

Sistema de asistencia a la conducciïn para ayuda al mantenimiento del carril, para ayuda al cambio de carril y para vigilancia del estado del conductor para un vehïculo [0001] La presente invenciïn se refiere a un sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos y mïs en particular a un sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos tanto durante la conducciïn normal a lo largo de un carril de referencia como durante las maniobras de cambio de carril.

Los sistemas de asistencia a la conducciïn para vehïculos son conocidos en la tïcnica.

Por ejemplo, los documentos EP-1336550 y EP-806336 describen sistemas de asistencia a la conducciïn para vehïculos, diseïados para impedir la salida involuntaria de un carril de trïfico, debido por ejemplo a la carencia de atenciïn del conductor. Dichos sistemas pueden intervenir aplicando un par activo al dispositivo de control de la direcciïn, para sugerir al conductor la acciïn correctiva apropiada.

El documento EP-1312506, en su lugar, describe un sistema de asistencia a la conducciïn diseïado para asistir al conductor en las maniobras de cambio de carril avisando de un peligro potencial, por ejemplo vehïculos que se aproximen en los carriles de trïfico adyacentes, con los que el vehïculo asistido podrïa llegar a colisionar durante la maniobra de cambio de carril.

El documento US-2004/0061596-A1 se considera como la tïcnica anterior mïs prïxima y muestra un sistema de asistencia a la conducciïn que es capaz de influenciar la forma de funcionamiento del dispositivo de servodirecciïn y del dispositivo de servo-acelerador. El sistema estima al riesgo potencial en la direcciïn longitudinal para el control del dispositivo servo-acelerador y el riesgo potencial en la direcciïn lateral para el control del dispositivo de servodirecciïn, de tal manera que estas dos seïales de control para estos dos dispositivos se generan con retrasos recïprocos para evitar situaciones de riesgo para el conductor. Dichas soluciones conocidas, permiten niveles limitados de asistencia a la conducciïn y por ello son insuficientes para garantizar una asistencia completa en todas las situaciones de conducciïn arriesgadas.

En consecuencia, la finalidad de la presente invenciïn es indicar un sistema de asistencia a la conducciïn completo para vehïculos obtenido por medio de la implementaciïn de un mïdulo de control de la decisiïn (DCM) , concretamente un sistema para la asistencia al conductor de un vehïculo tanto durante la conducciïn normal a lo largo de un carril dado, como durante las maniobras de cambio de carril, en las que la asistencia se puede suministrar aplicando un par de direcciïn dado, que se procesa, cuando el vehïculo estï circulando a lo largo de cierto carril, por medio de un mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) , que procesa la informaciïn procedente de un sistema de seguimiento del carril (LTS) en base a una cïmara de video frontal, mientras que en el caso de las maniobras de cambio de carril, la asistencia se suministra por medio de un mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) , que procesa la informaciïn procedente de un sistema de vigilancia del carril lateral (LLMS) basado en una cïmara de video que mira hacia el carril lateral.

Adicionalmente, para mejorar la efectividad y funcionalidad del sistema, esto se puede extender por medio de un mïdulo de vigilancia del estado del conductor (DSMM) , que procesa la informaciïn procedente de un sistema de vigilancia del ojo del conductor (DEMS) en el interior de la cabina o del compartimiento de pasajeros, que 45 enmarca los ojos del conductor, detectando la direcciïn de su mirada para reconocer el estado de somnolencia o distracciïn del conductor de modo que el mïdulo de decisiïn DCM del sistema de asistencia a la conducciïn serï capaz de implementar diferentes tipos de intervenciïn, por ejemplo activar automïticamente la funciïn de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) . En su lugar, cuando es necesario, el sistema puede desactivar automïticamente otros sistemas, tal como por ejemplo un control adaptativo de la velocidad de crucero (control de crucero adaptativo -ACC) .

Preferentemente, el mïdulo de ayuda al mantenimiento del carril (LKSM) puede impedir desviaciones no intencionadas del vehïculo desde el carril de viaje, suministrando una intervenciïn en la direcciïn apropiada, lo que permite al conductor corregir la trayectoria del vehïculo cuando se detecta una salida inminente del carril de trïfico,

mientras que el mïdulo de asistencia a cambio de carril (LCAM) permite la prevenciïn de la condiciïn de emergencia generada por la aproximaciïn de otro vehïculo a lo largo del carril, hacia el que el vehïculo que realiza el cambio de carril se estï moviendo, por medio de una intervenciïn en la direcciïn apropiada, es decir, aplicando un par de direcciïn activo que inhibe al conductor de la realizaciïn de una maniobra de cambio de carril en condiciones peligrosas.

El par de direcciïn activo se aplica preferentemente por medio de sistemas de direcciïn de control electrïnico y, para aplicaciones sobre camiones pesados, se suministra preferentemente mediante una unidad elïctrica de servodirecciïn (EPS) acoplada a la unidad hidrïulica de servodirecciïn (HPS) .

Un objetivo particular de la presente invenciïn es un sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos tal como se describe en la reivindicaciïn 1, y en las reivindicaciones dependientes, que forman una parte integral

de la presente descripciïn.

Las finalidades y ventajas de la presente invenciïn surgirïn claramente de la descripciïn detallada a continuaciïn de un ejemplo de realizaciïn de la misma (y de sus variantes) y a partir del panel adjunto de dibujos, 5 que se proporcionan puramente a modo de ejemplo explicativo y no limitativo en los que:

• La Figura 1 representa un diagrama de bloques del sistema de asistencia a la conducciïn que forma la materia objeto de la presente invenciïn;

• la Figura 2 representa un diagrama de bloques funcionales del mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril 10 LKSM;

• la Figura 3 ilustra un diagrama de bloques de la arquitectura elïctrica/electrïnica y mecïnica del sistema LKS;

• la Figura 4 ilustra el flujo operativo del mïdulo LKSM;

• la Figura 5 ilustra las variables de entrada y salida del algoritmo del mïdulo LKSM;

• la Figura 6 ilustra un diagrama de bloques funcional del mïdulo DSMM; 15 • la Figura 7 ilustra un diagrama del campo de visiïn tïpico del mïdulo LCAM;

• la Figura 8 ilustra un ejemplo de un espejo retrovisor modificado de acuerdo con la invenciïn;

• la Figura 9 ilustra un diagrama de bloques funcional del mïdulo LCAM; y

• la Figura 10 ilustra un diagrama de bloques funcional del mïdulo de control de la decisiïn DCM.

Los mismos nïmeros de referencia y siglas en las diversas figuras identifican los mismos componentes o componentes, elementos o cantidades de funcionalidad equivalente.

El sistema que forma la materia objeto de la invenciïn se describe ahora en detalle con referencia a sus mïdulos constituyentes principales.

Mïdulo de ayuda al mantenimiento del carril LKSM

Con referencia a las Figuras 1 y 2, el mïdulo de ayuda al mantenimiento del carril LKSM realiza la funciïn de proporcionar asistencia al conductor de modo que impida el cambio de carril involuntario debido por ejemplo a la carencia de atenciïn, es decir, distracciïn o somnolencia por parte del conductor. Esta parte del sistema estï integrada estrictamente con los otros dos mïdulos del sistema, es decir, el mïdulo de asistencia al cambio de carril LCAM y el mïdulo de vigilancia del estado del conductor DSMM.

La intenciïn principal del mïdulo LKSM es proporcionar asistencia para mantenimiento del carril,

suministrando una seïal TR de solicitud de par al mïdulo de control de la decisiïn DCM, en base a uno o mïs de los siguientes criterios:

- uso de la informaciïn sobre la posiciïn instantïnea y la direcciïn del vehïculo en relaciïn a las marcas de carril,

o a los bordes de la carretera, detectados por el sistema de seguimiento de carril LTS, que procesa imïgenes suministradas por una cïmara frontal, preferentemente instalada dentro de la cabina por detrïs del ïrea del parabrisas barrida por el limpiaparabrisas;

- uso de sensores para la detecciïn de la activaciïn de los indicadores de direcciïn;

- procesamiento de la informaciïn referida anteriormente de modo que calcule un par activo apropiado a ser

aplicado por medio de un actuador de la direcciïn cuando... [Seguir leyendo]

1. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos tanto cuando se viaja a lo largo de un carril de referencia como durante las maniobras de cambio de carril, comprendiendo dicho sistema: 5

- un mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) , que procesa la informaciïn procedente de un sistema de seguimiento del carril (LTS) , que comprende un sistema de visiïn frontal (VS) que se diseïa para suministrar seïales que seïalicen una asistencia cuando el vehïculo estï viajando a lo largo de un carril;

-un mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) , que procesa la informaciïn procedente de un sistema de vigilancia del carril lateral (LLMS) , que comprende un sistema de visiïn lateral (CAM2) , y se diseïa para suministrar seïales que seïalicen asistencia cuando el vehïculo lleva a cabo maniobras de cambio de carril; caracterizado por que comprende adicionalmente:

un mïdulo de vigilancia del estado del conductor (DSMM) , que procesa la informaciïn procedente de un sistema de vigilancia del conductor (DEMS) , que comprende un sistema de visiïn (CAM1) en el interior de la cabina del vehïculo y es capaz de generar seïales en relaciïn a las condiciones de somnolencia o distracciïn del conductor;

- un mïdulo de control de la decisiïn (DCM) , que procesa dichas seïales que recibe desde dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) , dicho mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) y dicho mïdulo de vigilancia del estado del conductor (DSMM) , para la aplicaciïn de un par de direcciïn activo y para el suministro de seïales de aviso en el caso de inicio de una situaciïn de emergencia y para la determinaciïn de la operaciïn de los siguientes sistemas de a bordo del vehïculo:

- sistema de direcciïn activa (SAU) .

25. sistema de control de crucero adaptativo (ACC) ;

- sistema de control de calefacciïn, ventilaciïn y aire acondicionado (HVAC) ;

- sistema elïctrico de pretensado del cinturïn de seguridad (SBP) ;

- sistema de informaciïn y entretenimiento (INF) ; y

- dispositivos de aviso acïsticos y visuales (AVW) .

2. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) comprende medios de procesamiento capaces de determinar dicha asistencia cuando el vehïculo estï viajando a lo largo de un carril, en base a uno o mïs de los siguientes criterios:

- uso de la informaciïn de la posiciïn instantïnea y la direcciïn del vehïculo con respecto a las marcas de carril,

o a los bordes de la carretera, detectados por el sistema de seguimiento de carril LTS, que procesa imïgenes suministradas por una cïmara frontal, preferentemente instalada dentro de la cabina o compartimiento de pasajeros por detrïs del ïrea del parabrisas barrida por el limpiaparabrisas;

- uso de sensores para la detecciïn de la activaciïn de los indicadores de direcciïn;

- procesamiento de la informaciïn referida anteriormente de modo que calcule un par activo apropiado a ser aplicado por medio de un actuador de la direcciïn cuando las seïales resultantes del sistema LTS indican que el vehïculo estï a punto de salir del carril y los indicadores de direcciïn no se han activado;

- uso de la informaciïn procedente del mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) de modo que establezca 45 si se puede llevar a cabo una maniobra de cambio de carril de una forma segura; y

- procesamiento de la informaciïn desde el mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) y cïlculo de un par activo apropiado aplicado por medio del actuador de la direcciïn, ayudando asï al conductor a mantenerse sobre el carril en el que estï viajando, incluso aunque los indicadores de direcciïn se hayan activado, en el caso de que el mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) haya detectado una condiciïn que es peligrosa para la maniobra de cambio de carril.

3. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 2, caracterizado por que dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) es capaz de recibir informaciïn desde un sistema de posicionamiento global (GPS) por satïlite, en relaciïn a los tipos de carretera sobre los que el vehïculo estï viajando 55 (autopista, carretera nacional, carretera local, etc.) y el nïmero de carriles de trïfico, comprendiendo dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) medios para el cïlculo de dicho par activo a ser aplicado por dicha unidad de actuaciïn de la direcciïn (SAU) en base tambiïn a uno o mïs de los siguientes parïmetros:

- posiciïn instantïnea y direcciïn del vehïculo con respecto a las marcas de carril o signos de bordes de la carretera detectados;

- velocidad del vehïculo;

- radio de curvatura del carril;

- peralte de la parte de carretera sobre la que estï viajando el vehïculo;

- seïales en relaciïn a la dinïmica lateral del vehïculo que comprenden la velocidad de giro y la aceleraciïn 65 lateral;

- peso de la carga y presencia de un remolque;

- mïximo par activo fijado por el conductor para la actuaciïn de la unidad de direcciïn;

- par de direcciïn instantïneo aplicado por el conductor; y

- nïmero de carriles e informaciïn sobre el tipo de carretera sobre la que estï viajando el vehïculo, si estï

disponible, a travïs del sistema de navegaciïn. 5

4. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 2, caracterizado por que dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) comprende ademïs medios para el procesamiento de informaciïn en relaciïn a la presencia o ausencia de las manos del conductor sobre el volante de direcciïn, proporcionada a dicho mïdulo de control de la decisiïn (DCM) .

5. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 4, caracterizado por que dicha informaciïn en relaciïn a la presencia o ausencia de las manos del conductor sobre el volante de direcciïn se deriva de medios para la comparaciïn de un par de direcciïn aplicado por el conductor y su derivada en el tiempo con un valor de umbral del par y un valor de umbral de la derivada del par, respectivamente; siendo reconocida la ausencia de las manos del volante de direcciïn en caso de que el par aplicado por el conductor y su derivada en el tiempo permanecen ambas simultïneamente por debajo de dichos valores de umbral durante un cierto periodo de tiempo.

6. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 2, caracterizado por que dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) comprende medios para el procesamiento de informaciïn en relaciïn al “estilo de conducciïn” del conductor, en base a la informaciïn procedente del sistema de seguimiento de carril (LTS) , que identifica un comportamiento inapropiado, tal como por ejemplo un estilo excesivamente impreciso de conducciïn, dependiendo del nïmero de intervenciones para mantenimiento del carril en un cierto intervalo de tiempo.

7. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que dicho mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) comprende medios para el uso de informaciïn suministrada por dicho sistema de vigilancia del carril lateral (LLMS) y por dicho sistema de seguimiento del carril (LTS) , para correlacionar dicha informaciïn con parïmetros en relaciïn a la dinïmica del vehïculo, y si detecta una situaciïn de peligro actïa sobre la unidad de actuaciïn de la direcciïn (SAU) y proporciona seïales de aviso visuales y acïsticas, siendo dichos parïmetros en relaciïn a la dinïmica del vehïculo uno o mïs de los siguientes:

- posiciïn y direcciïn del vehïculo con respecto al carril de viaje;

- presencia y velocidad relativa de otro vehïculo que estï aproximïndose en un carril adyacente.

35. velocidad longitudinal del vehïculo;

- ïngulo de direcciïn y velocidad angular de la direcciïn;

- activaciïn de los indicadores de direcciïn; y

- par de direcciïn aplicado por el conductor;

siendo detectada dicha situaciïn de peligro cuando ocurre una aproximaciïn lateral del vehïculo a las marcas del carril (M) y tambiïn la aproximaciïn de otro vehïculo a lo largo de un carril adyacente.

8. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 7, caracterizado por que dicha posiciïn del vehïculo con respecto al carril de viaje comprende una distancia lateral entre el vehïculo y dicha 45 marca del carril (M) .

9. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 7, caracterizado por que dicho sistema de visiïn lateral (CAM2) en dicho mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) comprende una cïmara de video (CAM2) digital en color situada en un espejo retrovisor del lado del conductor (71) o sobre su 50 soporte.

10. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que dicho mïdulo de vigilancia del estado del conductor (DSMM) comprende medios para la integraciïn de dicha informaciïn procedente de un sistema de vigilancia del conductor (DEMS) con informaciïn sobre el uso de los 55 dispositivos de a bordo disponible a travïs de mensajes sobre una red de comunicaciïn interna (CAN) y con informaciïn procedente desde dicho sistema de seguimiento del carril (LTS) , y para la identificaciïn de un comportamiento inapropiado, tal como por ejemplo una forma excesivamente imprecisa de conducir, dependiendo del nïmero de intervenciones para el mantenimiento del carril en un cierto intervalo de tiempo.

11. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que dicho mïdulo de control de la decisiïn (DCM) , comprende medios para la toma de decisiones de activaciïn o desactivaciïn de sistemas de a bordo, en base a la informaciïn recibida, asï como medios para la determinaciïn de la intervenciïn para habilitar o inhabilitar una ayuda suministrada al conductor mediante dichos mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) y mïdulo de asistencia al cambio de carril (LCAM) .

12. Sistema de asistencia a la conducciïn para vehïculos de acuerdo con la reivindicaciïn 11, caracterizado por que dicho mïdulo de control de la decisiïn (DCM) comprende medios para provocar una o mïs de las siguientes intervenciones:

- generaciïn de una combinaciïn de mensajes, iconos o intermitencias de los LED en el salpicadero como un aviso;

- intervenciïn sobre dicho sistema de control de crucero adaptativo (ACC) , si estï activo, desactivïndolo para impedir la disminuciïn de la atenciïn del conductor a la distancia de seguridad; o tambiïn para garantizar el mantenimiento de la condiciïn de mayor seguridad, variar el valor de “avance” de dicho sistema de control de

crucero adaptativo (ACC) , incrementando temporalmente una distancia de seguridad al valor mïximo;

- intervenciïn sobre dicho mïdulo de ayuda al mantenimiento de carril (LKSM) para incrementar al valor mïximo el nivel de intervenciïn del par de direcciïn activo;

- apagado automïtico de los sistemas de audio, tales como los dispositivos de radio o alta fidelidad o el manos libres del telïfono, o tambiïn disminuciïn del volumen de dicho sistema de informaciïn y entretenimiento (INF) ;

- regulaciïn de dicho sistema de calefacciïn, ventilaciïn y aire acondicionado (HVAC) a una temperatura mïs baja, o tambiïn la activaciïn de un ventilador de dicho sistema a una velocidad mïs alta; y

- activaciïn del sistema elïctrico de pretensiïn del cinturïn de seguridad (SBP) de modo que sujete al conductor con mïs seguridad al asiento y le avise de un peligro inminente.

13. Programa de ordenador que comprende medios de codificaciïn del programa capaces de llevar a cabo las funciones de las reivindicaciones 1 a 12, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.

14. Medio que pueda leer un ordenador, que comprende un programa grabado, comprendiendo dicho medio que pueda leer un ordenador medios de codificaciïn de programas capaces de llevar a cabo las funciones de las 25 reivindicaciones 1 a 12, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.