CN105361894A - 用于确定机动车的机动车驾驶员的反应时间的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定机动车（1）的机动车驾驶员（2）的反应时间的方法和装置，其中，显示至少一个视觉刺激物（7）；借助于视线识别装置（3）观测机动车驾驶员（2）的视线方向；和确定自显示视觉刺激物（7）起的反应时间，其中，该反应时间对应于一个预先确定的时间间隔，如果机动车驾驶员（2）的视线方向在该预先确定的时间间隔内不被识别为在视觉刺激物（7）的方向上经过的话，或者其中，该反应时间对应于一个时间间隔，在该时间间隔中机动车驾驶员（2）的视线方向在该预先确定的时间间隔之内被识别为在视觉刺激物（7）的方向上经过。

Description

用于确定机动车的机动车驾驶员的反应时间的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于确定机动车的机动车驾驶员的反应时间的方法和装置。
现有技术
为了确定驾驶员的状态，例如在疲劳或酒精的影响下，可以考虑反应时间以及视野的大小作为重要的测定基础。在疲劳和酒精影响下，反应时间变慢。此外在其中还能够感觉到运行的视野的范围减小。这例如此外隧道视线。为了确定驾驶员状态，尽可能自动化地确定这种范围的方法在未来将获得越来越大的重要性。
WO93/16637公开一种用于探测人的反射（反应）的装置，其中在多个预先确定的并且可识别的地点中的一个上随机地显示一个视觉信号。如果这个人觉察到该信号，他就按下一个按钮。在显示和按下按钮之间的时间是反应时间。
WO93/16637公开一种用于识别使用者的视线方向的方法，其中将一束光线指向使用者的眼睛并且探测其反射。
至今为止还没有已知能够自动地探测机动车驾驶员的状态的系统或方法。
发明内容
按照本发明的用于确定机动车的机动车驾驶员的反应时间的方法基本上具有以下步骤：
－显示至少一个视觉刺激物；
－借助于视线识别装置观测机动车驾驶员的视线方向；
－确定自显示视觉刺激物起的反应时间，其中，该反应时间对应于关于预先确定的时间间隔，如果机动车驾驶员的视线方向在该预先确定的时间间隔内不被识别为在视觉刺激物的方向上经过（延伸），或者其中，该反应时间对应于一个时间间隔，在该时间间隔期间机动车驾驶员的视线方向在该预先确定的时间间隔内被识别为在视觉刺激物的方向上经过（延伸）。
按照本发明可以测量，该视觉刺激物何时被机动车驾驶员察觉或者总的来说它是否被察觉。由此可以确定从显示视觉刺激物开始直到它被驾驶员识别的时间差和他的反应时间。在此情况下探测，机动车驾驶员的视线方向何时在对于该系统已知的视觉刺激物的显示地点的方向上经过（延伸）。这例如可以在视线方向矢量与视觉刺激物的位置或一个围绕该视觉刺激物的位置的预先限定的区域相交时被满足。如果机动车驾驶员不能够在一个预先确定的时间间隔内识别该视觉刺激物，该方法或者至少该视觉刺激物的识别被中断并且该反应时间被相应地估计为该预先确定的时间间隔。这个方法可以非常简单并且非常可靠地实施。
不宜驾驶可以被确定，如果反应时间对应于预先确定的时间间隔的话，并且可以激活机动车的安全功能。如果机动车驾驶员不能够在预先确定的时间间隔内聚焦或者观察到一个或多个视觉刺激物，那么出于安全的原因确定不宜驾驶。此时可以激活机动车的一个安全功能，例如锁止点火开关或者向驾驶员发出声学警告。由此可以提高交通安全。
机动车驾驶员对视觉刺激物的聚焦可以被观测。在视觉刺激物上的聚焦可以是作为在视觉刺激物上的视线方向的探测的进一步的标准，这进一步提高可靠性。该聚焦例如可以通过观察瞳孔来进行。
可以在校准视线识别装置期间进行所述显示、观测和确定。有利地，由此可以同时地进行校准和反应时间的确定。一系列的视觉刺激物、例如小的圆圈，的校准顺序可以用于校准，但是这些视觉刺激物通过显示单元随机地出现在对于该系统已知的位置上。一个摄像机或者一个系统探测驾驶员的眼区，并且评价个人特定的特征，例如睑闭反射（角膜反射），从而由此可以确定视线方向。因此只需要一个系统用于实现不同的目的，这节省成本和费用。为了将已经存在的视线控制或视线识别系统也能够用于测量反应时间或还有意识地觉察到的视野范围，其附加的费用是最小的。这样，反应时间和/或视野的确定或测量对于驾驶员是隐蔽地进行的。这防止非人愿的操纵以及测量结果的伪造，例如通过短时期地特别的专注（聚焦）或者通过其它机动车乘客的协助。
视线识别装置可以是一个视线控制装置的一部分。视线控制装置也越来越大地应用于机动车中，由此这种系统也可以有利地与本发明相关联地使用。视线识别装置在某些情况下可以提供比纯粹的视线识别装置更详细和更精确的结果。
预先确定的时间间隔的持续时间可以取决于所显示的视觉刺激物的位置。例如，视觉刺激物的探测可以在中央视野中比在周边视野中更快速地进行。相应地调整该预先确定的时间间隔可以实现更精确的方法。
通过视觉刺激物的分布可以确定机动车驾驶员的视野（视线范围）。由视野的大小，在该视野中驾驶员还能够有意识地采取行动，可以推断驾驶员的状态。如果驾驶员过度疲劳或者喝酒了或者如果所谓的隧道视线已经发生，那么在视野边缘处的视觉刺激物部分地不再被觉察到或者对于这个区域的反应时间是不正常地大。除了反应时间以外，视野可以看作为用于确定驾驶员状态的第二个标准。这允许对驾驶员的可信度测试或者提高驾驶员的安全性。
按照本发明提供一种用于确定机动车的机动车驾驶员的反应时间的装置，包括：用于显示至少一个视觉刺激物的显示装置，用于观测机动车驾驶员的视线方向的摄像机，和计算装置，其设置用于控制所述显示装置和用于确定自显示所述视觉刺激物开始起的反应时间，其中，该反应时间对应于一个预先确定的时间间隔，如果机动车驾驶员的视线方向在该预先确定的时间间隔内不被识别为在视觉刺激物的方向上经过（延伸）的话，或者其中，该反应时间对应于一个时间间隔，在该时间间隔期间机动车驾驶员的视线方向在该预先确定的时间间隔内被识别为在视觉刺激物的方向上经过（延伸）。这例如在视线方向矢量与视觉刺激物的位置或一个围绕该视觉刺激物的位置的预先限定的区域相交时被满足。其具有与前述相同的优点和改型。
显示装置可以布置在机动车的挡风玻璃的区域中。在那里视觉刺激物可以被驾驶员直接地捕捉到并且对应于实际上的对于驾驶员来说不需的视野。
显示装置可以具有至少一个LED和/或激光器，其用于显示视觉刺激物。LED或激光器可以是已经存在的系统的组成部分，如抬头（平视）显示器（HUD），一种显示器，例如中央驾驶员信息系统或在仪表组中的刺激物的目视化显示机构。它们必要时也可以由计算单元5直接地控制进行目视化显示。
本发明的实施例借助于附图和下面的说明进行详细解释。
附图说明
图1显示了一个机动车的示意图，其具有用于确定机动车驾驶员的反应时间的装置；和
图2显示了用于确定机动车驾驶员的反应时间的方法的流程图。
具体实施方式
图1在示意图中示出机动车1的前部区域，机动车由机动车驾驶员2驾驶或应该由其驾驶。用语机动车在此处包括路基的机动车，例如轿车、卡车、公共汽车、摩托车等等，水运工具，例如船舶或渡轮，和飞行器，例如飞机。也包括轨道机动车例如火车或有轨电车。
视线识别装置3，其也可以是一个视线控制装置的组成部分，包括至少一个用于观测机动车驾驶员2的摄像机4，尤其是用于观测机动车驾驶员2的脸和/或眼睛和/或视线方向。摄像机与计算装置5连接，计算装置评价摄像机4的摄像或信号。为了校准视线识别装置3，设置有至少一个视觉刺激物7的显示装置6。视觉刺激物（吸引物），如在此处示出的，例如是一个圆圈，它被显示在机动车1的风挡玻璃8上。
视线识别装置3是用于确定机动车驾驶员2的反应时间的装置9的组成部分。视线识别装置3的所述的元件，即摄像机4，计算装置5和显示装置6，也可以是确定反应时间的装置9的组成部分。为了识别反应时间，计算装置5被设置用于确定或测量在视觉刺激物7的显示和通过机动车驾驶员2探测视觉刺激物7的识别之间的时间。这个持续时间对应于机动车驾驶员2的反应时间。
此外计算装置5被设置用于探测视线范围10或视野或者说机动车驾驶员2的视野10的角度范围。为此各种不同的光学的或视觉的刺激物7被沿着挡风玻璃8分布，以便确定机动车驾驶员2的视野10的边界。在图1中示出一个所谓的隧道视线，其通过一个很小的角度α标示，并且可以得出推断，机动车驾驶员2处于酒精的作用下或者是疲劳的。
现在借助于图2详细解释用于确定机动车驾驶员2的反应时间的方法。在第一步骤100中，在挡风玻璃8上在驾驶员2的视野中显示一个视觉刺激物7或者多个视觉刺激物7。视觉刺激物7的显示的地点，即在挡风玻璃8上在高度上的位置和侧向方位，即在机动车1的驾驶方向的横向上，由计算装置5控制。视觉刺激物7的显示对于机动车驾驶员2是随机进行的。但是计算装置5可以按照程序显示视觉刺激物7，以便例如确定机动车驾驶员2的视野10。
在第二步骤110中观察或确定机动车驾驶员2的视线方向。借助于一个或多个摄像机在此情况下例如跟踪机动车驾驶员2的眼睛的运动并且由此确定机动车驾驶员2的视线方向。
在另一个步骤120中确定，机动车驾驶员2的视线方向是否在显示的光学刺激物7的方向上经过（延伸）或者视线方向矢量是否与视觉刺激物的位置或一个围绕该视觉刺激物的位置的预先限定的区域相交。备选地或附加地，可以确定，是否机动车驾驶员2聚焦在该视觉刺激物7上。
如果是这种情况，在另一个步骤130中确定或测量在显示开始和通过机动车驾驶员2探测之间的时间差。该时间差对应于机动车驾驶员2的反应时间。当显示装置6依据计算装置8的一个激活将视觉刺激物7显示在例如风挡玻璃8上时，该反应时间开始。当摄像机4或者计算装置5确定，机动车驾驶员2已经探测到或识别了视觉刺激物7时，该时间间隔终止。
在另一个步骤140中确定，是否通过驾驶员的探测或者换言之，是否机动车驾驶员2的反应时间位于一个预先确定的时间间隔内。这个时间间隔或这个时间窗中断通过机动车驾驶员2探测（捕捉）视觉刺激物7或确定反应时间的步骤130。这用于排除过长的反应时间，在该反应时间情况下机动车驾驶员不适合驾驶或者仅仅有限地胜任驾驶。
该预先确定的时间间隔可以位于秒或秒的分数的范围中。如果该预先确定的时间间隔用于确定机动车驾驶员2的不宜驾驶情况，那么其长度或持续时间按照不宜驾驶或适宜驾驶的标准进行测量。该预先确定的时间间隔的长度可以由计算装置改变，因此例如视觉刺激物的每个位置可以获得一个自己的预先确定的时间间隔。备选地，可能的是，确定的区域，例如风挡玻璃8的中间区域以及风挡玻璃8的侧边的区域，获得预先确定的时间间隔。最后可以规定，将该时间窗匹配于校准过程，因为对于校准必须考虑确定的时间推移（经过的时间）。
如果在步骤140中识别出正常的反应时间，即反应时间位于该预先确定的时间间隔以下或以内，那么机动车驾驶员2可以起动机动车1和开始驾驶。最好在此处描述的方法在校准视线识别装置3的范围内在起动机动车1之前进行。
如果超过该预先确定的时间间隔，在另一个步骤150中封锁点火开关和/或向机动车驾驶员2发出警告。当在步骤120中视觉刺激物7没有被机动车驾驶员2探测到或者没有正确地探测时，也实施该步骤150。两个步骤120和140可以相互组合，由此当该预先确定的时间间隔被超过时，已经在步骤120中分支到步骤150。

Claims (10)

1.用于确定机动车（1）的机动车驾驶员（2）的反应时间的方法，其特征在于步骤：
－显示至少一个视觉刺激物（7）；
－借助于视线识别装置（3）观测机动车驾驶员（2）的视线方向；
－确定自显示所述视觉刺激物（7）起的反应时间，其中，该反应时间对应于一个预先确定的时间间隔，如果机动车驾驶员（2）的视线方向在所述预先确定的时间间隔内不被识别为在视觉刺激物（7）的方向上经过，或者其中，该反应时间对应于一个时间间隔，在该时间间隔中机动车驾驶员（2）的视线方向在所述预先确定的时间间隔内被识别为在视觉刺激物（7）的方向上经过。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果该反应时间对应于该预先确定的时间间隔，则不胜任驾驶被确定，并且机动车（1）的安全功能被激活。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，机动车驾驶员（2）在视觉刺激物（7）上的聚焦被观测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在校准视线识别装置（3）期间进行所述显示、观测和确定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，视线识别装置（3）是一个视线控制装置的一部分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述预先确定的时间间隔的持续时间取决于所显示的视觉刺激物（7）的位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，通过分布视觉刺激物（7）确定机动车驾驶员（2）的视野（10）。
8.用于确定机动车（1）的机动车驾驶员（2）的反应时间的装置，其特征在于：用于显示至少一个视觉刺激物（7）的显示装置（6），用于观测机动车驾驶员（2）的视线方向的摄像机，和计算装置（5），其设置用于控制所述显示装置（6）和用于确定自显示所述视觉刺激物（7）开始起的反应时间，其中，该反应时间对应于一个预先确定的时间间隔，如果机动车驾驶员（2）的视线方向在所述预先确定的时间间隔内不被识别为在视觉刺激物（7）的方向上经过，或者其中，该反应时间对应于一个时间间隔，在该时间间隔中机动车驾驶员（2）的视线方向在该预先确定的时间间隔内被识别为在视觉刺激物（7）的方向上经过。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述显示装置布置在机动车（1）的风挡玻璃（8）的区域中。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述显示装置（6）具有至少一个LED和/或激光器，其用于显示所述视觉刺激物（7）。
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