DE102004034748B4 - Driver assistance system for fatigue detection and / or attention evaluation of a driver - Google Patents
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Abstract
Fahrerassistenzsystem (1) zur Müdigkeitserkennung und/oder Aufmerksamkeitsbeurteilung eines Fahrzeugführers (2), bestehend neben einer Auswerteeinheit (3) aus mindestens a) einem Fahrbahnüberwachungssystem (4.1, 4.2), geeignet zur Erkennung eines Fahrbahnverlaufs, b) einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle (7), zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, c) einem Lenkmechanismus (7.x) zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder (7.4), zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung, d) einer aktivierbaren Warnvorrichtung (5) und/oder einer zur Aktivierung zur Verfügung stehenden Warnvorrichtung (5), wobei die Warnvorrichtung dann aktiviert und ein Warnsignal generiert wird, wenn der Fahrzeugführer (2) zu stark und/oder zu lange an eine Fahrbahnbegrenzung heran- oder weglenkt und die eingestellte Fahrtrichtung und/oder eine Ist-Fahrspurbenutzung (9.3), und ein tatsächlicher Fahrbahnverlauf (9) und/oder eine einzuhaltende Soll-Fahrspurbenutzung (9.2) voneinander abweichen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennung einer Fahruntüchtigkeit und/oder nach der Aktivierung der Warnvorrichtung das Fahrzeug (10) in dessen Fortbewegung eingeschränkt wird, um den Fahrzeugführer an der Weiterfahrt zu hindern oder einzuschränken.Driver assistance system (1) for fatigue detection and / or attention assessment of a driver (2), in addition to an evaluation unit (3) from at least a) a roadway monitoring system (4.1, 4.2), suitable for detecting a lane course, b) a human-machine interface ( 7), for input / control of the direction of travel, c) a steering mechanism (7.x) for aligning one or more steerable wheels / wheels (7.4), for the purpose of setting the desired direction of travel, d) an activatable warning device (5) and / or a warning device (5) available for activation, wherein the warning device is then activated and a warning signal is generated when the driver (2) approaches or deflects too much and / or too long to a lane boundary and the set direction of travel and / or an actual lane usage (9.3), and an actual lane course (9) and / or a target lane usage (9.2) to be maintained from one another a soften, characterized in that after detection of a non-driving ability and / or after the activation of the warning device, the vehicle (10) is limited in its movement to prevent the driver on the onward journey or restrict.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zur Müdigkeitserkennung bzw. Aufmerksamkeitsbeurteilung eines Fahrzeugführers, insbesondere zur Erkennung des drohenden bzw. einsetzenden Sekundenschlafs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a driver assistance system for detecting fatigue or attentiveness of a vehicle driver, in particular for detecting the impending or onset of microsleep, according to the preamble of
Der Entwicklungstrend im Kfz-Bereich, bei diesem die Sicherheit an oberster Stelle steht, zeigt, dass Fahrerassistenzsysteme immer mehr an Bedeutung erlangen. Einer der Aufgabenschwerpunkt dieser Fahrerassistenzsysteme, die künftig vermehrt zum Einsatz gelangen, liegt im Aufgabenbereich der Müdigkeitsüberwachung/Müdigkeitserkennung bzw. Aufmerksamkeitsbeurteilung des Fahrzeugführers, damit dieser beispielsweise bei einem drohenden bzw. einsetzenden Sekundenschlaf gewarnt werden kann, sodass eine Gefährdung des Fahrzeugführers sowie anderer Verkehrsteilnehmer verhindert oder zumindest gemindert werden kann.The development trend in the automotive sector, in which safety is paramount, shows that driver assistance systems are becoming increasingly important. One of the main tasks of these driver assistance systems, which are increasingly used in the future, is the task of fatigue monitoring / fatigue detection or attention evaluation of the driver so that it can be warned, for example, a threatening or incipient microsleep, so that a threat to the driver and other road users prevented or at least be mitigated.
Es sind bereits zahlreiche Systeme bekannt, bei diesen mittels unterschiedlichsten Methoden und Einrichtungen versucht wird, diese Aufgabenstellung zufriedenstellend bzw. mit einer entsprechenden Zuverlässigkeit zu lösen.Numerous systems are already known in which attempts are made to solve this problem satisfactorily or with a corresponding reliability by means of a wide variety of methods and devices.
Aus der
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All diese Schriften, bzw. die darin offenbarten Vorrichtungen und dazugehörenden Verfahren weisen jedoch die Nachteile auf, dass die daraus resultierenden Ergebnisse nur auf einer scheinbaren bzw. angenommenen Aussagesicherheit beruhen und nicht die tatsächliche aktuell vorherrschende Fahrleistung des Fahrzeugfahrers wiederspiegeln, da beispielsweise die Blickrichtung bzw. Kopfausrichtung nicht zwangsläufig als Maß verwendet werden kann, um eine Aussage treffen zu können, ob der Fahrzeugführer die Fahrbahn bzw. den Fahrbahnverlauf im Blickfeld hat bzw. auch tatsächlich Überblickt. Als weiterer Nachteil ist zu erwähnen, dass diese Vorrichtungen und die dazugehörenden Verfahren leicht „gestört” werden können, indem der Fahrzeugführer beispielsweise eine Blickrichtungsänderung ohne Kopfbewegung aufgrund der alleinigen Ausrichtung der Augen vornimmt, oder der Fahrzeugführer eine dunkle Brille trägt, oder eine Mütze mit Sonnenblende trägt, oder sein Haar ins Gesichtsfeld (fällt) gerichtet hat, so dass die Augen oder die Ausrichtung der Augen bzw. die Blickrichtung von der Vorrichtung (überhaupt) nicht mehr, oder nicht mehr exakt erfasst werden können/kann.However, all of these documents, or the disclosed therein devices and associated methods have the disadvantages that the resulting results are based only on an apparent or assumed statement security and not reflect the actual actual prevailing driving performance of the vehicle driver, since for example the line of sight or Head orientation can not necessarily be used as a measure to make a statement whether the Driver has the lane or the course of the road in the field of vision or actually overlooks. Another disadvantage is to mention that these devices and the associated methods can be easily "disturbed" by the driver, for example, makes a change of sight without head movement due to the sole orientation of the eyes, or the driver wearing dark glasses, or a cap with sun visor carries or has his hair in the field of vision (falls) has addressed, so that the eyes or the orientation of the eyes or the viewing direction of the device (at all) can not or can not be detected exactly.
Weiterhin gehört die Schrift
Die
Darüber hinaus sind Vorrichtung zur Fahrspurüberwachung und Warnung bzw. Eingriff beim Verlassen einer vorgegebenen Fahrspur bekannt, beispielsweise aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fahrerassistenzsystem zur Müdigkeitserkennung bzw. Aufmerksamkeitsbeurteilung des Fahrzeugführers vorzustellen, mittels diesem eine realitätsnahe sichere Beurteilung ermöglicht wird, bei dieser die tatsächliche aktuelle vorherrschende Fahrleistung des Fahrzeugführers berücksichtigt wird/einfließt, welches robust gegen Störeinflüsse ist und auch dann noch funktionsfähig ist, wenn der Fahrzeugführer eine beliebige Position im Fahrersitz einnimmt, bzw. ohne das hierbei der Fahrzeugführer zwangsläufig sein Gesichtsfeld einem optischen System zuwenden muss.The object of the present invention is therefore to present a driver assistance system for fatigue detection or attention assessment of the driver, by means of this a realistic safety assessment is made possible, this is taken into account the actual current prevailing driving performance of the driver and is robust, which is robust against interference and also then still functional, if the driver occupies any position in the driver's seat, or without the driver in this case inevitably has to turn his field of vision to an optical system.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.This object is achieved by a device having the features of
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass als Beurteilungskriterium zur Müdigkeitserkennung und/oder Aufmerksamkeitsbeurteilung und der bei Bedarf darauffolgenden Aktivierung der Warnvorrichtung, die Anzahl an Korrektureingriffen, zur Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung herangezogen wird, welche erforderlich sind um einen bestimmten Streckenabschnitt zu befahren, wobei die Warnvorrichtung dann aktiviert und ein Warnsignal generiert wird, wenn der Fahrzeugführer (
Es wird also eine Vorrichtung zur Fahrspurüberwachung genutzt, um aus der Stärke/Dauer und/oder vorugsweise aus der Häufigkeit von Abweichungen zwischen erkanntem Fahrbahnverlauf und tatsächlicher Fahrspur eine Aussage über den Müdigkeitszustand abzuleiten. Vorzugsweise erfolgt also eine statistische Auswertung dieser Abweichungen.Thus, a device for lane monitoring is used in order to derive a statement about the state of tiredness from the strength / duration and / or, as a precaution, from the frequency of deviations between the recognized lane course and the actual lane. Preferably, therefore, a statistical evaluation of these deviations takes place.
Zur Erfassung und Überwachung des Fahrbahnverlaufs, verfüngt das Fahrerassistenzsystem zur Müdigkeitserkennung und/oder Aufmerksamkeitsbeurteilung des Fahrzeugführers, über ein Fahrbahnüberwachungssystem, vorzugsweise in Form eines optischen in Fahrtrichtung wirkenden Erkennungssystems, dessen Daten einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Des weiteren werden der Auswerteeinheit Informationen von einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle, welche vorzugsweise in Form eines Lenkrades und/oder eines Steuerhebels ausgebildet ist, zur Eingabe/Steuerung der Fahrtrichtung, welche dem Lenkmechanismus zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder, zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung zugeführt werden, zugeführt. Auf Basis der Informationsauswertung, hinsichtlich wie stark und/oder wie lange und/oder wie oft die eingestellte Fahrtrichtung und der tatsächliche Fahrbahnverlauf voneinander abweichen, entscheidet die Auswerteeinheit gemäß der Anzahl an Korrektureingriffen, ob diese die aktivierbare Warnvorrichtung und/oder die zur Aktivierung zur Verfügung stehende Warnvorrichtung aktiviert, um dem Fahrzeugführer entsprechend zu warnen bzw. diesen am Einschlafen bzw. an der Weiterfahrt zu hindern bzw. einzuschränken.For detecting and monitoring the lane course, the driver assistance system for fatigue detection and / or attention evaluation of the driver, via a roadway monitoring system, preferably in the form of an optical acting in the direction of travel detection system whose data are fed to an evaluation. Furthermore, the evaluation unit information from a man-machine interface, which is preferably in the form of a steering wheel and / or a control lever, for input / control of the direction of travel, which the steering mechanism for aligning one or more steerable wheel / wheels, for the purpose the adjustment of the desired direction of travel are fed. On the basis of the information evaluation, with regard to how much and / or how long and / or how often the set direction of travel and the actual course of the lane differ, the evaluation unit decides according to the number of correction interventions, whether these the activatable warning device and / or those available for activation standing warning device activated to warn the driver accordingly or to prevent or reduce the falling asleep on the onward journey or.
Unter dem Begriff „Korrektureingriff” ist im Rahmen der Erfindung, die Betätigung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle zu verstehen bzw. die Anzahl der Betätigungen, welche zur Korrektur der Fahrtrichtung und/oder Einhaltung der korrekten Fahrspur des vorgegebenen Fahrbahnverlaufs erforderlich ist/sind, um das Fahrzeug für das Befahren eines bestimmten Streckenabschnitts zu bewegen, wobei nur die „Korrektureingriffe” bewertet werden bzw. als „Korrektureingriff” zählen, bei diesen das Fahrzeug innerhalb dieses Streckenabschnitts einen vorgegebenen Abstand zu einer Bezugsgröße unter-/überschreitet, und durch einen „Korrektureingriff” wieder in Richtung der korrekten Soll-Abstandsgröße gebracht wird.The term "corrective intervention" is to be understood in the context of the invention, the operation of the man-machine interface or the Number of actuations required to correct the direction of travel and / or maintain the correct lane of the given lane course in order to move the vehicle to drive on a specific section of the track, where only the "correction interventions" are evaluated or "corrective interventions" count, in which the vehicle within this section exceeds a predetermined distance to a reference and / or exceeds, and is brought by a "correction" again in the direction of the correct target distance size.
Neben der Anzahl an „Korrektureingriffen”, wird von der Auswerteeinheit hierbei auch berücksichtigt wie stark und/oder wie lange und/oder vorzugsweise wie oft die eingestellte Fahrtrichtung und der tatsächliche Fahrbahnverlauf voneinander abweichen, wobei die Länge des bestimmten Streckenabschnitts, variabel, als Funktion des Fahrbahnverlaufs als auch einer Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, ausgebildet sein kann.In addition to the number of "correction interventions", the evaluation unit also takes into account how much and / or preferably how often the set direction of travel and the actual course of the lane deviate from one another, the length of the particular route section being variable as a function of the lane Lane course as well as a function of the vehicle speed, may be formed.
Zur Beurteilung der Stärke der Abweichung bzw. als Abweichkriterium, hinsichtlich der eingestellten Fahrtrichtung zum tatsächlichen Fahrbahnverlauf, wird der Fahrzeugabstand zu einer Bezugskante und/oder „Fahrbahnmarkierung” herangezogen/ausgewertet, wobei es sich bei Bezugskante und/oder „Fahrbahnmarkierung”, beispielsweise um eine Fahrbahnbegrenzungsmarkierung und/oder um einen Straßenmarkierungslinienverlauf und/oder eine fahrbahnbegrenzende Schutzeinrichtung (Leitplanke) und/oder einer in die Fahrspur eingearbeitete, vorzugsweise induktiv oder magnetisch wirkende, Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung bzw. Fahrspurmarkierungspunkte/berührungslos zu erfassende Fahrspurmarkierungsvorrichtungen handelt.To assess the strength of the deviation or as deviation criterion, with regard to the set direction of travel to the actual road course, the vehicle distance to a reference edge and / or "lane marking" is used / evaluated, where it is reference edge and / or "lane marking", for example, a Lane boundary marking and / or a road marking line course and / or a roadway-limiting protection device (guardrail) and / or a incorporated in the lane, preferably inductive or magnetic acting, vehicle position detection device or lane marking points / contactless to be detected lane marking devices.
Bei der Warnvorrichtung, über die das Fahrerassistenzsystem verfügt bzw. die dem Fahrerassistenzsystem zur Aktivierung zur Verfügung steht, handelt es sich um eine akustische und/oder optische und/oder haptische Warnvorrichtung, wobei die haptische Warnvorrichtung vorzugsweise auf das Lenkrad wirkt, und es sich bei der optischen Warnvorrichtung vorzugsweise um die Kfz-Wamblickvorrichtung handelt, damit auch andere Verkehrsteilnehmer auf die Gefahr aufmerksam gemacht werden können.The warning device which the driver assistance system has or which is available to the driver assistance system for activation is an acoustic and / or visual and / or haptic warning device, the haptic warning device preferably acting on the steering wheel, and the optical warning device is preferably the car warning device, so that other road users can be alerted to the danger.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems, ist dieses geeignet, dass das Fahrerassistenzsystems nach der Erkennung einer Fahruntüchtigkeit und/oder nach der Aktivierung der Warnvorrichtung das Fahrzeug in dessen Fortbewegung einschränkt, um dem Fahrzeugführer an der Weiterfahrt zu hindern bzw. einzuschränken, damit eine Reduzierung des Gefahrenpotentials vorgenommen/veranlasst wird, wobei es sich bei der Hinderung der Weiterfahrt beispielsweise um eine Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder eine Reichweitenbegrenzung handelt, welche mit einer zeitlichen Begrenzung überlagert sein kann, damit der Fahrzeugführer beispielsweise sein Fahrzeug, mit einem reduzierten Gefahrenpotential, noch korrekt an einem Parkplatz abstellen kann.In an inventive embodiment of the driver assistance system, this is suitable that the driver assistance system restricts the vehicle in its movement after detection of a driving inoperability and / or after activation of the warning device to prevent or restrict the driver on the onward journey, thus reducing the Danger potential is made / caused, which is the prevention of driving on, for example, a speed limit and / or a range limit, which may be superimposed with a time limit, so that the driver, for example, his vehicle, with a reduced risk potential, still correctly on a Parking can leave.
Eine Fahruntüchtigkeit liegt beispielsweise dann vor, wenn der Fahrzeugführer, infolge einer Müdigkeit, oder starken Müdigkeit, oder Alkohol- und Drogeneinfluss, das Fahrzeug nicht mehr korrekt in der für das Fahrzeug vorgesehenen Fahrspur bzw. Fahrspurverlauf halten kann und in wiederholender Art, stärker und/oder länger durch dessen vorzugebenden Fahrtrichtung dem tatsächlichen Fahrbahnverlauf nicht korrekt folgen kann, so dass die eingestellte Fahrtrichtung und der tatsächliche Fahrbahnverlauf voneinander mehr oder minder stark und/oder lang voneinander abweichen.For example, driving inactivity occurs when the driver, due to tiredness or severe fatigue, or alcohol and drug interference, can no longer properly hold the vehicle in the lane or lane course intended for the vehicle, and in a repetitive, stronger and / or or longer can not correctly follow the actual course of the road through its predetermined direction of travel, so that the set direction of travel and the actual course of the road differ from each other more or less strongly and / or long.
Ebenso kann auch indirekt ein Defekt am Fahrzeug dafür verantwortlich sein, dass eine Fahruntüchtigkeit vorherrscht, indem beispielsweise ein Fehler in der Lenkungsansteuerung/Lenkungsregelung für ein zu großes Spiel verantwortlich ist, so dass die vom Fahrzeugführer, mittels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle vorzugebenden Fahrtrichtung, vom Lenkmechanismus zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/Räder, zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Fahrtrichtung nicht korrekt ausgeführt werden kann, und infolge dessen, unter Berücksichtigung des momentanen Aufmerksamkeitsvermögen des Fahrzeugführers, eine korrekte Spurhaltung nicht möglich ist bzw. es wiederholt zu Differenzen oder mehr oder minder starken und/länger andauernden Abweichungen zwischen der eingestellten Fahrtrichtung und dem tatsächlichen Fahrbahnverlauf kommt.Likewise, indirectly, a defect in the vehicle may be responsible for the fact that a driving inefficiency prevails, for example, by a fault in the steering control / steering control is responsible for a game too large, so that the driving direction to be specified by the driver, by means of the man-machine interface, from the steering mechanism for aligning one or more steerable wheels / wheels, for the purpose of setting the desired direction of travel can not be performed correctly, and consequently, taking into account the current attention of the driver, a correct tracking is not possible or repeatedly to differences or more or less strong and / or lasting deviations between the set direction of travel and the actual road course comes.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels an einem Kraftfahrzeug/Personenkraftwagen.Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiment shown in the figures on a motor vehicle / passenger car.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den dazugehörenden Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the appended drawings, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der
Es zeigenShow it
Der Fahrzeugführer (
Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (
Die Auswerteeinheit (
Das Fahrerassistenzsystem (
Die Auswerteeinheit (
Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, folgt/befährt das Fahrzeug (
Abweichend zur
Wie aus der Figur ersichtlich ist, wird das Fahrzeug (
Der Vollständigkeit wegen, sei abschließend erwähnt bzw. angemerkt, dass es sich bei der Korrektur des Fahrbahnverlaufs im Bereich A, nicht zwangsläufig, von der Zählweise aus betrachtet, nur um einen „Korrektureingriff” handeln muss, sondern dass in diesem Bereich auch durchaus mehrere „Korrektureingriffe” anfallen können, insbesondere dann, wenn der Fahrzeugführer die Mensch-Maschienen-Schnittstelle mehrfach ruckartig bewegt, so dass ein unstetiger Verlauf zustande kommt, anstatt wie gezeigt ein Kurvenverlauf mit stetigem Verlauf.For the sake of completeness, it should finally be mentioned or noted that the correction of the course of the lane in area A does not necessarily have to be a "corrective intervention", as seen from the counting method, but that in this area quite a few " Correction interventions "incurred, especially when the driver, the human-machine interface jerky moves several times, so that a discontinuous course comes about, instead of a continuous course as shown.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FahrerassistenzsystemDriver assistance system
- 22
- Fahrzeugführerdriver
- 33
- Auswerteeinheitevaluation
- 4.04.0
- Sensor/Sensoranordnung gemäß dem Stand der TechnikSensor / sensor arrangement according to the prior art
- 4.14.1
- Optisches FahrbahnüberwachungssystemOptical roadway monitoring system
- 4.24.2
- Induktives-/Magnetisches-FahrbahnüberwachungssystemInduktives- / Magnetic-road monitoring system
- 55
- Warnvorrichtungwarning device
- 5.15.1
- Akustische WarnvorrichtungAcoustic warning device
- 5.25.2
- Optische Warnvorrichtung/Kfz-WarnblinkeinrichtungOptical warning device / automotive hazard warning device
- 5.35.3
-
Haptische Warnvorrichtung (am/im Lenkrad
7 )Haptic warning device (on / in the steering wheel7 ) - 66
- Augen/Geschichtsfeld des FahrzeugführersEyes / History field of the driver
- 77
- Lenkrad/Mensch-Maschinen-SchnittstelleSteering wheel / human-machine interface
- 7.17.1
- DrehwinkelgeberRotary encoder
- 7.27.2
- Lenkungsansteuerung/LenkungsregelungSteering control / steering control
- 7.37.3
- Lenkmechanismus zum Ausrichten eines oder mehrerer lenkbaren Rades/RäderSteering mechanism for aligning one or more steerable wheels / wheels
- 7.47.4
- Radwheel
- 88th
- Sitz/Fahrzeugführersitz/FahrersitzSeat / driver seat / driver's seat
- 99
- Fahrbahnverlaufroadway
- 9.19.1
- Fahrbahnbegrenzung/FahrbahnbegrenzungslinienRoad boundary / road boundary lines
- 9.29.2
- Korrekter Fahrspurverlauf/einzuhaltender Soll-FahrspurbenutzungCorrect lane course / target lane usage to be maintained
- 9.39.3
- Fehlerhafter Fahrspurverlauf/zu beanstandende Ist-FahrspurbenutzungFaulty lane course / objectionable actual lane usage
- 1010
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
Claims (14)
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