一种L3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法及装置与流程

一种l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法及装置
技术领域
1.本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法及装置。


背景技术：

2.当车辆进入自动驾驶(l3)的odd时，系统会提示已进入自动驾驶路段，且该功能可以激活。驾驶员通过开关激活l3自动驾驶功能后，车辆能实时监测车辆周边的行驶环境，并控制车辆自动行驶，用以减轻驾驶员驾驶任务，此时驾驶员可以交由系统控制车辆而转移注意力，无需全程监控车辆，但必须随时准备接管车辆。
3.驾驶员在车内的工作任务分为两类：驾驶任务和非驾驶任务。当驾驶任务由自动驾驶系统负责时，驾驶员便可能会将主要精力放在非驾驶任务上(比如玩手机，在车机上看电影等等)。
4.l3自动驾驶系统要求驾驶员始终具备接管车辆的能力，在系统提醒驾驶员接管时，驾驶员能及时接管车辆。
5.驾驶员接管车辆的情景意识(或叫态势感知)模型为：感知、理解、预测、决策，最后再执行。这需要驾驶员一定的时间完成，如果在极短时间完成以上步骤很有可能让驾驶员出现认知负荷过载的情况，最后手忙脚乱导致悲剧的发生。尤其是当驾驶员沉浸在非驾驶任务中，系统提醒驾驶员接管，驾驶员不能及时感知到或者根本感知不到。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种一种l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法及装置，以实现在l3及自动驾驶模式下对驾驶员的感知负荷的及时调控，避免危机情况下驾驶员无法及时作出有效反应而产生的事故。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，包括以下步骤，
8.s1、当车辆处于l3级自动驾驶模式下时，执行后续步骤；
9.s2、监测驾驶员感知负荷，当驾驶员感知负荷偏离设定区间时执行s3；其中感知负荷表示驾驶员的脑力资源占用率；
10.s3、向驾驶员分配非操作性驾驶任务；
11.s4、根据车辆感知信息对驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况进行校验，当驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况符合考核标准时，完成对驾驶员感知负荷的调节，返回s1；反之，返回s3。
12.按上述方案，s2中，通过获取驾驶员面部视频或图像对驾驶员感知负荷进行监测。
13.按上述方案，使驾驶员感知负荷低于设定区间的行为包括瞌睡；使驾驶员感知负荷高于设定区间的行为包括转头与后排乘员聊天、观看中控屏的娱乐信息。
14.按上述方案，当驾驶员感知负荷高于设定区间时，暂停车辆的娱乐功能。
15.按上述方案，非操作性驾驶任务的分配方式包括语音提问或中控屏提问。
16.按上述方案，非操作性驾驶任务包括观察并反馈车辆周围环境信息、查看并反馈自动驾驶导航路径信息。
17.按上述方案，当驾驶员的反馈信息与车辆感知信息一致时，判断驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况符合考核标准。
18.一种用于实现上文所述l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节装置，包括，
19.驾驶员状态监控模块，用于监测驾驶员感知负荷并辅助校验驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况；
20.自动驾驶环境感知模块，用于获取车辆感知信息；
21.驾驶员工作任务调节模块，用于根据驾驶员感知负荷规划驾驶员的非操作性驾驶任务，并根据车辆感知信息对驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况进行校验，判断驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况是否符合考核标准；
22.自动驾驶控制模块，用于将进行校验的车辆感知信息发送至驾驶员工作任务调节模块；
23.车载信息娱乐模块，用于向驾驶员下达非操作性驾驶任务，接收驾驶员的非操作性驾驶任务完成结果并反馈至驾驶员工作任务调节模块。
24.按上述方案，驾驶员状态监控模块包括第一摄像头和第二摄像头，第一摄像头设置于车辆左侧a柱上或者仪表盘上方，用于监测驾驶员是否瞌睡、是否转头，并对驾驶员进行视线跟踪；第二摄像头设置于中控屏上方，用于监测驾驶员是否观看中控屏。
25.按上述方案，自动驾驶环境感知模块包括前雷达、激光雷达、前摄像头以及环视摄像头。
26.本发明的有益效果是：通过监测驾驶员感知负荷并相应地分配非操作性驾驶任务，可以有效预防驾驶员疲劳、分神等情况发生，从而降低交通事故的风险，提高了自动驾驶的行车安全性。
附图说明
27.图1是本发明一实施例的车辆自动驾驶时驾驶员工作任务调节机制框架；
28.图2是本发明一实施例的驾驶员负荷过低时驾驶员工作任务调节方法流程图；
29.图3是本发明一实施例的驾驶员负荷过高时驾驶员工作任务调节方法流程图；
30.图4是本发明一实施例的驾驶员沉浸在中控屏的娱乐信息中、或扭头沉浸在与后排人员聊天中的判断流程图；
31.图5为本发明一实施例的驾驶员工作任务调节装置框架图。
具体实施方式
32.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
33.参见图1，当车辆在l3自动驾驶的工作模式下，要求驾驶员始终具备接管能力。车辆驾驶员监控单元实时监控驾驶员，对驾驶员负荷进行评估，当驾驶员的负荷出现过高或过低的情况下，及时干预，防止驾驶员接管能力不足。具体的交互控制逻辑为：
34.当车辆驾驶员监控单元识别到驾驶员负荷过低(主要指瞌睡)，车辆会通过hmi提醒驾驶员，并通过增加非操作性驾驶任务，适当增加驾驶员负荷，避免驾驶员瞌睡。非操作性驾驶任务包括：眼睛视线观察车辆周边环境(通过观察左外后视镜
→
驾驶员正前方
→
车内后视镜
→
右外后视镜)、查看自动驾驶导航路径信息，等。并对非驾驶任务完成情况进行考核(通过语音、或者中控屏提问，让驾驶员作答)，验证驾驶员的感知信息和车辆感知信息是否一致。如此循环，直到驾驶员通过考核，否则在此期间，驾驶员不能使用车辆的信息娱乐功能。
35.当车辆驾驶员监控单元识别到驾驶员负荷过高(主要指沉浸在中控屏的娱乐信息中、或扭头沉浸在与后排人员聊天中)，车辆会中断(暂停)中控屏上的娱乐信息，通过hmi提醒驾驶员，并通过增加非操作性驾驶任务，将驾驶员从沉浸的娱乐任务中释放出来。非操作性驾驶任务包括：眼睛视线观察车辆周边环境(通过观察左外后视镜
→
驾驶员正前方
→
车内后视镜
→
右外后视镜)、查看自动驾驶导航路径信息，等。并对非驾驶任务完成情况进行考核(通过语音、或者中控屏提问，让驾驶员作答)，验证驾驶员的感知信息和车辆感知信息是否一致。如此循环，直到驾驶员通过考核，否则在此期间，驾驶员不能使用车辆的信息娱乐功能。
36.参见图2，驾驶员负荷过低(瞌睡)时，驾驶员工作任务调节方法如下：
37.在l3级自动驾驶工作模式下，当车辆驾驶员监控单元监测到驾驶员瞌睡时，系统判断驾驶员负荷过低。则车辆启动非操作性驾驶任务需求，通过hmi(语音播报)的方式，提醒驾驶员(比如：“xx您好，检测到您正在瞌睡，请跟着我完成以下任务”，“眼睛观察车辆周边环境”，“请开始”)，当驾驶员完成任务后，或者语音播报“请开始”后5秒，系统通过语音播报提问(比如“请问当前车辆在道路哪条车道上”)，待驾驶员语音回答完成后，系统验证驾驶员的感知信息和车辆感知信息是否一致。如果驾驶员正确回答问题，则表明驾驶员的环境感知信息和系统环境感知信息一致。完成一次对驾驶员负荷调节。
38.参见图3，驾驶员负荷过高(主要指沉浸在中控屏的娱乐信息中、或扭头沉浸在与后排人员聊天中)时，驾驶员工作任务调节方法如下：
39.在l3级自动驾驶工作模式下，当车辆驾驶员监控单元监测到驾驶员沉浸在中控屏的娱乐信息中、或扭头沉浸在与后排人员聊天中时，系统根据一定条件判断驾驶员负荷过高。则车辆启动非操作性驾驶任务需求。分别对扭头沉浸在与后排人员聊天，和沉浸在中控屏的娱乐信息中，两种情况进行非操作驾驶任务。
40.当车辆监测到驾驶员扭头沉浸在与后排人员聊天，通过hmi(语音播报)的方式，提醒驾驶员(比如：“xx您好，检测到您长时间扭头，请跟着我完成以下任务”，“眼睛观察车辆周边环境”，“请开始”)，当驾驶员完成任务后，或者语音播报“请开始”后5秒，系统通过语音播报提问(比如“请问当前车辆在道路哪条车道上”)，待驾驶员语音回答完成后，系统验证驾驶员的感知信息和车辆感知信息是否一致。如果驾驶员正确回答问题，则表明驾驶员的环境感知信息和系统环境感知信息一致。完成一次对驾驶员负荷调节。
41.当车辆监测到驾驶员沉浸在中控屏的娱乐信息中，首先中断(暂停)中控屏的娱乐
信息显示，然后通过hmi(语音播报)的方式，提醒驾驶员(比如：“xx您好，检测到您长时间观看视频，请跟着我完成以下任务”，“眼睛观察车辆周边环境”，“请开始”)，当驾驶员完成任务后，或者语音播报“请开始”后5秒，系统通过语音播报提问(比如“请问当前车辆在道路哪条车道上”)，待驾驶员语音回答完成后，系统验证驾驶员的感知信息和车辆感知信息是否一致。如果驾驶员正确回答问题，则表明驾驶员的环境感知信息和系统环境感知信息一致。完成一次对驾驶员负荷调节。
42.参见图4，驾驶员沉浸在中控屏的娱乐信息中、或扭头沉浸在与后排人员聊天中的条件逻辑判断过程如下：
43.当车辆驾驶员监控单元监测到驾驶员沉浸在中控屏的娱乐信息中的时间大于10分钟，并且这期间驾驶员没有抬头眼睛观察车辆周边环境(观察时间不大于3秒)，此时即可判断为驾驶员沉浸在中控屏的娱乐信息中，驾驶员负荷过高。
44.当车辆驾驶员监控单元监测到驾驶员扭头时间超过30秒，即可判断为驾驶员沉浸在与后排人员聊天中，驾驶员负荷过高。
45.参见图5，车辆自动驾驶时，驾驶员工作任务调节装置：
46.驾驶员状态监控单元，包含两个智能摄像头：第一摄像头，安装在汽车左侧a柱上或仪表上方，负责监测驾驶员是否瞌睡、驾驶员是否扭头、驾驶员视线跟踪(在驾驶员进行非操作驾驶任务时)；第二摄像头，安装在中控屏上方，负责监测驾驶员是否观看中控屏。
47.自动驾驶环境感知模块：包含车辆前雷达、前摄像头、激光雷达、环视摄像头。负责自动驾驶汽车的环境感知。
48.自动驾驶控制模块：将系统通过语音播报提问的环境感知信息，提供给驾驶员工作任务调节模块。比如“当前车辆在道路哪条车道上”。
49.驾驶员工作任务调节模块：接收驾驶员状态监测单元信息，负责驾驶员负荷高低的评估，并对驾驶员工作负荷进行规划，输出执行策略给ivi(车载信息娱乐模块)。
50.ivi：接收驾驶员工作任务调节模块的指令，通过hmi(语音)向驾驶员播报提醒，以及需要完成的任务，当驾驶员完成任务后，播报提问，并对驾驶员回答的结果进行比对，判断驾驶员是否回答正确。如果驾驶员回答正确，将结果信号反馈给驾驶员工作任务调节模块。如果驾驶员回答不正确，再循环向驾驶员播报提醒，以及需要完成的任务。
51.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：包括以下步骤，s1、当车辆处于l3级自动驾驶模式下时，执行后续步骤；s2、监测驾驶员感知负荷，当驾驶员感知负荷偏离设定区间时执行s3；其中感知负荷表示驾驶员的脑力资源占用率；s3、向驾驶员分配非操作性驾驶任务；s4、根据车辆感知信息对驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况进行校验，当驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况符合考核标准时，完成对驾驶员感知负荷的调节，返回s1；反之，返回s3。2.根据权利要求1所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：s2中，通过获取驾驶员面部视频或图像对驾驶员感知负荷进行监测。3.根据权利要求1所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：使驾驶员感知负荷低于设定区间的行为包括瞌睡；使驾驶员感知负荷高于设定区间的行为包括转头与后排乘员聊天、观看中控屏的娱乐信息。4.根据权利要求1或3所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：当驾驶员感知负荷高于设定区间时，暂停车辆的娱乐功能。5.根据权利要求1所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：非操作性驾驶任务的分配方式包括语音提问或中控屏提问。6.根据权利要求1所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：非操作性驾驶任务包括观察并反馈车辆周围环境信息、查看并反馈自动驾驶导航路径信息。7.根据权利要求5所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，其特征在于：当驾驶员的反馈信息与车辆感知信息一致时，判断驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况符合考核标准。8.一种用于实现权利要求1-7任一所述l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节装置，其特征在于：包括，驾驶员状态监控模块，用于监测驾驶员感知负荷并辅助校验驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况；自动驾驶环境感知模块，用于获取车辆感知信息；驾驶员工作任务调节模块，用于根据驾驶员感知负荷规划驾驶员的非操作性驾驶任务，并根据车辆感知信息对驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况进行校验，判断驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况是否符合考核标准；自动驾驶控制模块，用于将进行校验的车辆感知信息发送至驾驶员工作任务调节模块；车载信息娱乐模块，用于向驾驶员下达非操作性驾驶任务，接收驾驶员的非操作性驾驶任务完成结果并反馈至驾驶员工作任务调节模块。9.根据权利要求8所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节装置，其特征在于：驾驶员状态监控模块包括第一摄像头和第二摄像头，第一摄像头设置于车辆左侧a柱上或者仪表盘上方，用于监测驾驶员是否瞌睡、是否转头，并对驾驶员进行视线跟踪；第二摄像头设置于中控屏上方，用于监测驾驶员是否观看中控屏。10.根据权利要求8所述的l3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节装置，其特征在于：
自动驾驶环境感知模块包括前雷达、激光雷达、前摄像头以及环视摄像头。

技术总结
本发明公开了一种L3级自动驾驶汽车驾驶员工作任务调节方法，包括以下步骤，S1、当车辆处于L3级自动驾驶模式下时，执行后续步骤；S2、监测驾驶员感知负荷，当驾驶员感知负荷偏离设定区间时执行S3；S3、向驾驶员分配非操作性驾驶任务；S4、根据车辆感知信息对驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况进行校验，当驾驶员的非操作性驾驶任务完成情况符合考核标准时，完成对驾驶员感知负荷的调节，返回S1；反之，返回S3。该方法避免了L3级自动驾驶时驾驶员在紧急情况下因感知负荷失常而无法及时做出判断而导致的危险。导致的危险。导致的危险。


技术研发人员：何班本 吴瑜 边宁 袁晓芳 刘鹏
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/9