DE10018669B4

DE10018669B4 - Fahrer-Zustandsüberwachungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10018669B4
Application number: DE10018669A
Authority: DE
Inventors: Won-Hee Park
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2020-04-15
Also published as: AU2000236815A1; KR20010083021A; JP2001238858A; DE10018669A1; ITRM20000191A1; AU2000236815A8; ITRM20000191A0; WO2001062534A2; IT1319039B1; KR100382154B1; WO2001062534A3; US6239707B1

Abstract

Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung zum Überprüfen eines physischen Zustandes eines Fahrers, der eine Transporteinrichtung, was ein Flugzeug, Schiff, Fahrzeug, zweirädriges Fahrzeug und schweres Gerät einschließt, steuert, und zum Informieren des Fahrers über den überprüften physischen Zustand, mit:
einem Pulssensor (1), der in einem Steuerrad einer vorliegenden Transporteinrichtung angeordnet ist, zum Sensieren eines Pulssignals (Elektrocardiogramm-Signal) von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers;
wobei der Pulssensor aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und bei Kontakt mit der Haut des Fahrers ein Pulssignal nach dem Prinzip eines Elektrokardiogramms erzeugt;
einem Verstärker (2) zum Verstärken des Pulssignals, das durch den Pulssensor (1) sensiert wird, und um aus diesem Rauschkomponenten zu entfernen;
einer Tastatur (4), die eine Vielzahl von Tasten zum Eingeben von Informationen über den Fahrer aufweist;
einer Datenspeichereinheit (5) zum Speichern der Fahrerinformationen, die über die Tastatur (4) vom Fahrer eingegeben werden,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrer-Zustandsüberwachungsvorrichtung zur Sensierung eines Pulssignales von der Handfläche oder den Fingern der linken oder der rechten Hand oder beide Hände eines Fahrers durch einen Pulssensor an einem Steuerrad einer Transporteinrichtung, wie z.B. einem Flugzeug, Schiff, Fahrzeug, zweirädrigen Fahrzeug oder schwerem Gerät.

Die US 4,664,127 zeigt ein Pulsmeter in einem Kraftfahrzeug mit optischen Sensoren an einem Lenkrad sowie einer Speicher- und Auswerteeinheit zur Erzeugung eines visuellen oder akustischen Signals als Ergebnis eines Vergleiches mit gespeicherten Referenzwerten. Vor der Fahrt wird ein Normalwert als Referenzwert gemessen. Die Anzeige erfolgt in einem zentralen Bereich des Lenkrades. Weiter ist dort eine Tastatur zum Eingeben von Informationen über den Fahrer vorgesehen sowie eine Datenspeichereinheit für Fahrer- und Referenzdaten. Für die akustische Ausgabe ist ein Audioprozessor zur Sprachsynthese vorhanden.

Die DE 44 41 907 A1 zeigt ein Notfallreaktionssystem, bei dem ein medizinischer Zustand eines Patienten über einen EKG-Monitor ermittelt wird. Auf herkömmliche Art und Weise ist der Monitor über Anschlußleitungen mit dem Patienten verbunden, was in bekannter Weise darüber erfolgt, daß die Sensoren aus leitendem und kontaktierbarem Material hergestellt sind.

Die GB 2,333,338 A zeigt eine Methode zum Abbremsen eines Fahrzeuges bei Streßsituationen des Fahrers, die über Sensoren (z.B. Puls) detektiert werden, wobei die Sensoren am Lenkrad angebracht sind und deren Signale per Funk vom Lenkrad zu einer Auswerteeinheit übertragen werden. Die Empfindlichkeit der Sensoren kann individuell an den Fahrer angepaßt werden, indem vor Beginn der Fahrt eine Startroutine abläuft. Die DE 692 21 438 T2 zeigt eine Vorrichtung zur Messung des Körperfetts in einem Menschen durch Konstantstromzufuhr und Impedanzmessung zwischen Enden des Körpers sowie nachfolgender Berechnung des Körperfetts mittels gespeicherten Werten für Gewicht und Größe des Patienten.

Technischer Hintergrund

Grundsätzlich müssen Bediener und Fahrer (die nachfolgend ausschließlich als Fahrer bezeichnet werden) eines Flugzeugs, Schiffes, Fahrzeugs, zweirädrigen Fahrzeugs, schweren Geräts etc. (was nachfolgend vereinfacht als Transporteinrichtung bezeichnet wird) häufig unvermeidlich die Transporteinrichtungen fahren, selbst in dem Zustand, in dem sie müde oder überarbeitet sind, weil ihre Fahrpläne nicht festgelegt sind. Aus diesem Grund sind die Fahrer der Gefahr gefährlicher Unfälle ausgesetzt infolge schläfrigen Fahrens, was aus ihrer Müdigkeit resultiert.

Andererseits machen die Fahrer der Transporteinrichtungen üblicherweise Selbstdiagnosen ihrer Körper, auf der Basis von Symptomen und Verhaltensweisen, die ihre Körper an den zeigen, um festzustellen, ob sie momentan überarbeitet oder müde sind. Wenn die Fahrer feststellen, daß sie müde sind, fahren sie die Transporteinrichtung nach einem Schlaf weiter oder machen eine Unterbrechung. Solche Selbstdiagnosen der Fahrer sind jedoch nicht wissenschaftlich fundiert und, sofern bestimmte Symptome plötzlich während der Fahrt auftreten, müssen die Fahrer die momentanen Zustände selbst beurteilen. Folglich sind die Fahrer von Transporteinrichtungen in der Realität ständig der Gefahr schwerer Unfälle ausgesetzt.

Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist somit mit Blick auf die oben genannten Probleme gemacht worden, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrer-Zustandsüberwachungsvorrichtung zu schaffen, zum Sensieren eines Pulssignals von der Handfläche oder Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände eines Fahrers durch einen Pulssensor an einem Steuerrad einer Transporteinrichtung, wobei bei einem normalen Gesundheitszustand des Fahrers das sensierte Ergebnis als Referenzdaten in einer Datenspeichereinheit gespeichert werden, wobei ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers durch den Pulssensor am Steuerrad der Transporteinrichtung während der Fahrt sensiert werden, eine Veränderung des sensierten Signals, die sich aus einer Überarbeitung, Müdigkeit, Aufregung, dem Überholen eines Fahrzeugs, überhöhter Geschwindigkeit etc. des Fahrers ergibt, gemessen wird, das gemessene Ergebnis mit den Referenzdaten, die in der Datenspeicherungseinheit gespeichert sind, verglichen werden, und, wenn eine Differenz zwischen den beiden oberhalb oder unterhalb eines Schwellwerts ist, seine Aufmerksamkeit auf den momentanen Zustand gelenkt wird oder er gewarnt wird durch ein Bild oder durch eine Stimme, wodurch der Fahrer angehalten wird, in adäquater Weise mit dem momentanen Zustand umzugehen, um Unfälle während der Fahrt zu vermeiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die oben genannten Aufgaben mit einer Einrichtung einer Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung zum Überprüfen eines physischen Zustands eines Fahrers gelöst werden, der eine der Transporteinrichtungen, die ein Flugzeug, Schiff, Fahrzeug, zweirädriges Fahrzeug und schweres Gerät einschließen, steuert und den Fahrer über den überprüften physischen Zustand informiert, wobei ein Pulssensor vorgesehen ist, der an einem Steuerrad einer vorgegebenen Transporteinrichtung angeordnet ist, zum Sensieren eines Pulssignals (Elektrocardiogram-Signal) von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers; ein Verstärker zum Verstärken eines Pulssignals, das durch den Pulssensor sensiert wird und zum Entfernen von Rauschkomponenten aus demselben; eine Tastatur, die eine Vielzahl von Tasten zum Eingeben von Information über den Fahrer aufweist; eine Datenspeichereinheit zum Speichern der Fahrerinformationen, die über die Tastatur vom Fahrer eingegeben werden, und von Referenzdaten, die auf einem Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers basieren, die durch den Pulssensor sensiert werden, wenn der Fahrer in seinen normalen Gesundheitszustand einen Referenzdateneingabemodus wählt; ein Controller zum Vergleichen von Pulssignalen von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, die durch den Pulssensor sensiert werden, vor, nach bzw. während der Fahrt mit Referenzdaten, die in der Datenspeichereinheit gespeichert sind, wobei jedes der gespeicherten Ergebnisse analysiert wird, der momentane Zustand des Fahrers anhand der analysierten Ergebnisse beurteilt wird und der Fahrer visuell und mündlich über die Beurteilung des jeweiligen Ergebnisses durch eine Anzeigeeinrichtung und einen Lautsprecher informiert wird; ein Audioprozessor, der auf ein erstes Steuersignal von dem Controller anspricht, zum Umwandeln eines bestimmten der verschiedenen Sprachdaten, die in der Datenspeichereinheit gespeichert sind, in ein Audiosignal, Verstärken des umgewandelten Audiosignals und Weiterleiten desselben an den Lautsprecher; wobei die Anzeigeeinrichtung auf ein zweites Steuersignal von dem Controller anspricht zum Anzeigen des gemessenen Zustands des Fahrers in Form eines numerischen Werts oder eines Bildes; und eine Energieversorgung, um der Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung eine Betriebsspannung zuzuführen, wobei eine eigene Energiequelle der vorliegenden Transporteinrichtung verwendet wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die obigen und weiteren Ziele, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung besser zu verstehen sein, die in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen erfolgt, von denen:
1 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Darstellung ist, die die Anordnung der Pulssensorelektrode an einem Steuerrad einer Transporteinrichtung zeigt, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung ist gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Darstellung ist, die die Anordnung einer Pulssensorelektrode an einem Steuerradmantel einer Transporteinrichtung zeigt, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
5 eine Darstellung ist, die die Anordnung eines Empfängers und einer Anzeigeeinrichtung an einem Steuerrad der Transporteinrichtung zeigt, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beste Ausführungsvariante der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung vorgesehen zum Sensieren eines Pulssignals von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände eines Fahrers durch einen Pulssensor an einem Steuerrad einer Transporteinrichtung, wobei in einem normalen Gesundheitszustand des Fahrers das sensierte Ergebnis als Referenzdaten in einer Datenspeichereinheit gespeichert werden, während der Fahrt ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers durch einen Pulssensor am Steuerrad der Transporteinrichtung sensiert wird, eine Veränderung des sensierten Pulssignals, die aus Müdigkeit, Erschöpfung, einer physischen Abnormalität etc. des Fahrers resultiert, gemessen wird, das gemessene Ergebnis mit den Referenzdaten verglichen wird, die in der Datenspeichereinheit gespeichert sind, das Vergleichsergebnis analysiert wird und der Zustand des Fahrers, der dem analysierten Ergebnis entspricht, angezeigt wird.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Darstellung, die die Anordnung einer Pulssensorelektrode an einem Steuerrad einer Transporteinrichtung zeigt, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In den 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Pulssensor, der in der Gesamtheit des Steuerrades der Transporteinrichtung enthalten ist oder der an der gesamten Oberfläche des Steuerrades befestigt ist, um mit der Haut der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände eines Fahrers in Kontakt zu treten. Der Pulssensor 1 ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das leitend und mit der Haut des Fahrers kontaktierbar ist, und er hat die Aufgabe, ein Pulssignal, das von dem Herzen des Fahrers erzeugt wird, an der Handfläche oder an Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers zu sensieren, wobei das Prinzip eines Elektrocardiogramms verwendet wird. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Verstärker zum Verstärken des Pulssignals, das durch den Pulssensor 1 erzeugt wird, und zum Entfernen von Rauschkomponenten aus demselben.
Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Controller zum Vergleichen eines Pulssignals von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, das durch den Pulssensor 1 sensiert wird, mit den Referenzdaten des Fahrers, die in einer Datenspeicherein heit 5 gespeichert sind, zum Analysieren des Vergleichsergebnisses, Beurteilen des momentanen Zustands des Fahrers anhand des Analyseergebnisses und zum visuellen Anzeigen des beurteilten Ergebnisses durch eine Anzeigeeinrichtung 8 oder Ausgeben desselben als Sprachinformation durch einen Lautsprecher 7.
Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Tastatur, die einen Energieschalter aufweist, eine Taste zum Auswählen eines Modus' und eine Vielzahl von Tasten zum Messen von Körperfett des Fahrers, nicht dargestellt. Die Tasten zur Messung des Körperfetts können beispielsweise eine Taste für die Statur, eine Taste für das Gewicht, eine Taste für das Alter, eine Taste für das Geschlecht etc. sein. Die Datenspeichereinheit 5 hat die Aufgabe, Informationen über den Fahrer zu speichern, wie z.B. Statur, Gewicht, Alter, Geschlecht etc. des Fahrers, die über die Tastatur 4 vom Fahrer eingegeben werden. Die Datenspeichereinheit 5 speichert ferner Referenzdaten, die auf einem Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers basieren, das durch den Pulssensor 1 sensiert wird, wenn der Fahrer einen Modus zur Eingabe von Referenzdaten über seinen normalen Gesundheitszustand anwählt.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Audioprozessor, der auf ein Steuersignal anspricht, vom Controller 3 zum Umwandeln eines bestimmten von vielen in der Datenspeichereinheit 5 gespeicherten Sprachsignal in ein Audiosignal, zum Verstärken des umgewandelten Audiosignals und Ausgeben desselben an den Lautsprecher 7. Der Lautsprecher 7 gibt das Audiosignal vom Audioprozessor 6 extern als hörbare Sprache ab. Die Anzeigeeinrichtung 8 ist in einem Amaturenbrett angeordnet, im Steuerrad oder an einer anderen Stelle der Transporteinrichtung, die unmittelbar vom Fahrer aus einsehbar ist, um den Zustand des Fahrers in Form eines numerischen Werts oder eines Bildes anzuzeigen, das auf einem Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers basiert, das durch den Pulssensor 1 sensiert wird. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Energieversorung zum Zuführen einer Betriebsspannung Vcc zur Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung, wobei eine eigene Energiequelle der Transporteinrichtung verwendet wird.
Nun erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Arbeitsweise der Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung, die den oben erwähnten Aufbau hat, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wenn der Fahrer zunächst für die Transporteinrichtung den Modus zur Eingabe von Referenzdaten auswählt, wobei die Modusauswahltaste auf der Tastatur 4 verwendet wird, unter der Bedingung, daß er ausreichend Ruhe hatte, wird dann ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers durch den Pulssensor 1 am Steuerrad der Transporteinrichtung gemessen und als Referenzdaten des Fahrers zugrunde gelegt. Das heißt, wenn der Fahrer den Modus zur Eingabe von Referenzdaten anwählt und die Handfläche oder die Finger der linken oder der rechten Hand oder beider Hände in Kontakt mit dem Pulssensor 1 bringt, dann wird durch eine oder beide Handflächen oder Finger und den Pulssensor 1 ein Stromkreis gebildet, was dazu führt, daß der Pulssensor 1 ein Pulssignal sensiert, das durch das Schlagen des Herzens des Fahrers erzeugt wird, wobei das Prinzip eines Elektrocardiogramms angewendet wird.
Danach verstärkt der Verstärker 2 das Pulssignal, das durch den Pulssensor 1 sensiert wird, auf einen vorgegebenen Pegel und entfernt daraus Rauschkomponenten. Der Controller 3 speichert das Pulssignal, das durch den Verstärker 2 verstärkt und von Rauschen befreit wurde, als Referenzdaten in der Datenspeichereinheit 5. Der Controller 3 steuert ferner den Audioprozessor 6 an, um eine Sprachinformationsnachricht auszugeben, wie z.B. "Das Referenzsignal ist eingegeben worden", über den Lautsprecher 7, und steuert die Anzeigeeinrichtung 8 an, um die gemessenen Referenzdaten anzuzeigen.
Wenn der Fahrer danach die Transporteinrichtung steuert oder den Energieschalter betätigt unter der Bedingung, daß die Referenzdaten in der Datenspeichereinheit 5 in obiger Weise gespeichert wurden, dann geht die Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung in Betriebszustand, und der Pulssensor 1 derselben sensiert ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers. Der Controller 3 vergleicht das Pulssignal, das durch den Pulssensor 1 sensiert wird, mit den Referenzdaten, die in der Datenspeichereinheit 5 gespeichert sind, und analysiert das Vergleichsergebnis. Zu diesem Zeitpunkt, für den Fall, in dem eine Differenz zwischen dem sensierten Pulssignal und den gespeicherten Referenzdaten oberhalb oder unterhalb eines Schwellwerts liegt, nämlich außerhalb eines erlaubten Fehlerbereichs, z.B. ± 5 %, steuert der Controller 3 den Audioprozessor 6 an, um eine Sprachinformationsnachricht auszugeben, z.B. "Ihre Pulsrate ist hoch. Sie sollten eine Pause einlegen", über den Lautsprecher 7, und steuert die Anzeigeeinrichtung 8 an, um die gemessenen Daten in Form eines numerischen Werts oder eines Bildes in blinkender Weise anzuzeigen. Auch für den Fall, in dem die Differenz zwischen dem sensierten Pulssignal und den gespeicherten Referenzdaten oberhalb oder unterhalb eines größeren Schwellwerts ist, nämlich außerhalb eines breiteren erlaubten Fehlerbereichs, z.B. ± 10 %, steuert der Controller 3 den Audioprozessor 6 an, um eine Sprachinformationsnachricht auszugeben, z.B. "Ihre Pulsrate ist gefährlich hoch. Sie sollten für eine Weile eine Pause einlegen", über den Lautsprecher 7, und steuert die Anzeigeeinrichtung 8 an, um die gemessenen Daten in Form eines numerischen Werts oder eines Bildes in blinkender Weise anzuzeigen.
Andererseits kann das Pulsmeßintervall automatisch korrigiert werden oder auf eine festgelegte Zeit festgesetzt werden entsprechend der Betätigung der Tastatur 4 durch den Fahrer. Der Fahrer kann beispielsweise ständig die Handfläche oder Finger der linken oder der rechten Hand oder beider Hände auf dem Pulssensor 1 am Lenkrad in solchem Umfang bewegen, daß nicht ausreichend Zeit für die Pulssensierung zur Verfügung steht. Selbst wenn in diesem Fall das Pulsmeßintervall auf z.B. 60 Sekunden festgesetzt ist, reduziert der Controller 3 schrittweise das Pulsmeßintervall von 60 Sekunden auf 30, 10 und 3 Sekunden, bis der Pulssensor 1 unverzüglich ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers sensiert. In dem Fall, in dem der Fahrer seine Hand oder Finger ständig in Kontakt mit dem Pulssensor 1 am Steuerrad bringt, für 60 Sekunden oder länger, stellt der Controller 3 das Pulsmeßintervall auf die ursprüngliche Zeit zurück oder auf 60 Sekunden.
Vorzugsweise kann der Controller 3 feststellen, ob der Fahrer Unregelmäßigkeiten aufweist, auf der Basis einer Vielzahl von Pulssignalen von der Handfläche oder von Fingern der linken oder der rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, die durch den Pulssensor 1 am Steuerrad der Transporteinrichtung sensiert werden. Für den Fall, in dem Pulssignale mehrmals mit einem Intervall einer vorgegebenen Zeitdauer sensiert werden und unregelmäßig im Intervall und in ihrer Stärke sind, stellt der Controller 3 fest, daß der Fahrer eine Unregelmäßigkeit aufweist.
Nach Feststellen, daß der Fahrer die Unregelmäßigkeit hat, steuert der Controller 3 den Audioprozessor 6 an, um eine Sprachinformationsnachricht auszugeben, z.B. "Sie haben eine Unregelmäßigkeit", über den Lautsprecher 7, und steuert die Anzeigeeinrichtung 8 an, um das Vorhandensein einer Unregelmäßigkeit in blinkender Weise anzuzeigen, wodurch der Fahrer angehalten wird, eine medizinische Behandlung von einer medizinischen Institution anzunehmen.
Andererseits, wenn der Fahrer einen Körperfettmeßmodus anwählt, wobei die Modusauswahltaste auf der Tastatur 4 verwendet wird, und er die Handfläche seiner linken und rechten Hand in Kontakt mit dem Pulssensor 1 am Steuerrad für eine vorgegebene Zeitdauer bringt, z.B. für 10 Sekunden oder länger, dann mißt der Controller 3 das Körperfett des Fahrers auf der Basis der Fahrerinformationen, die in der Datenspeichereinheit 5 gespeichert sind, wie z.B. Statur, Gewicht, Alter, Geschlecht etc. des Fahrers, und zeigt das Meßergebnis über die Anzeigeeinrichtung 8 in Form eines numerischen Werts an.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 4 ist eine Darstellung, die den Aufbau einer Pulssensorelektrode an einem Mantel des Steuerrads einer Transporteinrichtung zeigt, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 5 ist eine Darstellung, die den Aufbau eines Empfängers und einer Anzeigeeinrichtung am Steuerrad der Transporteinrichtung zeigt, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Einige Teile des zweiten Ausführungsbeispiels sind in ihrem Aufbau und in ihrer Funktionsweise im wesentlichen die gleichen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Somit sind beim zweiten Ausführungsbeispiel die gleichen Teile wie jene des ersten Ausführungsbeispiels durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und von einer ausführlichen Beschreibung derselben wird daher abgesehen.
Wie in den 3 bis 5 gezeigt ist, weist die Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung ein Sendemodul 10 auf, das an dem Steuerrad der Transporteinrichtung befestigt ist. Das Sendemodul 10 enthält einen Pulssensor 1, der am Steuerrad befestigt ist, zum Sensieren eines Pulssignals von der Handfläche oder Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände eines Fahrers, einen Verstärker 2 zum Verstärken des Pulssignals, das durch den Pulssensor 1 sensiert wurde, und zum Entfernen von Rauschkomponenten aus demselben, einen zusätzlichen Controller 11 zum Umwandeln eines analogen Pulssignals vom Verstärker 2 in ein digitales Pulssignal, einen Transmitter 12 für Funkwellenfrequenz (RF) zum Modulieren des digitalen Pulssignals vom zusätzlichen Controller 11 in ein RF-Signal, wobei das modulierte RF-Signal verstärkt wird und es über Funk durch eine Sendeantenne 13 und eine Sendeenergiequelle 14 zum Bereitstellen einer Betriebsspannung Vcc für das Sendemodul 10 übertragen wird, wobei eine eigene Energiequelle für die Transporteinrichtung oder eine wiederaufladbare oder trockene Zellenbatterie verwendet wird.
Die Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung weist ferner ein Empfängermodul 20 auf, das in einem Amaturenbrett, dem Steuerrad oder an einer anderen Stelle der Transporteinrichtung angeordnet ist, die unmittelbar durch den Fahrer einsehbar ist. Das Empfängermodul 20 weist einen RF-Empfänger 22 auf zum Empfangen des RF-Signals vom RF-Sender 12 im Sendemodul 10 über eine Empfangsantenne 21, wobei es in das ursprüngliche Pulssignal (Elektrocardiogramm-Signal) demoduliert und das demodulierte Pulssignal verstärkt wird, eine Tastatur 4, die einen Energieschalter aufweist, eine Taste zum Auswählen eines Modus' und eine Vielzahl anderer Tasten und eine Datenspeichereinheit 5 zum Speichern von Fahrerinformationen, die über die Tastatur 4 vom Fahrer eingegeben werden, und von Referenzdaten, die in einem vom Fahrer angewählten Eingabemodus für Referenzdaten gemessen werden. Das Empfangsmodul 20 weist ferner einen Hauptcontroller 3 auf zum Vergleichen eines Ausgangspulssignals des RF-Empfängers 22 mit den Referenzaten, die in der Datenspeichereinheit 5 gespeichert sind, zum Analysieren des Vergleichsergebnisses, zum Beurteilen des momentanen Zustands des Fahrers anhand des analysierten Ergebnisses und zum visuellen Anzeigen des beurteilten Ergebnisses über eine Anzeigevorrichtung 8 oder um es als Sprachinformation über einen Lautsprecher 7 auszugeben, einen Audioprozessor 6, der auf ein Steuersignal des Hauptcontrollers 3 anspricht, zum Umwandeln eines bestimmten von mehreren in der Datenspeichereinheit 5 gespeicherten Sprachdaten in ein Audiosignal, zum Verstärken des umgewandelten Audiosignals und zum Ausgeben desselben an den Lautsprecher 7 und eine Empfängerenergiequelle 14 zum Bereitstellen einer Betriebsspannung Vcc für das Empfangsmodul 20, wobei eine eigene Energiequelle der Transporteinrichtung oder die wiederaufladbare oder trockene Zellenbatterie verwendet wird.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Sendemodul 10 der Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung einen kreisförmigen Steuerradmantel auf, in dessen Gesamtheit der Pulssensor 1 enthalten ist. Das Sendemodul 10 kann somit in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel in einer Transporteinrichtung mit kreisförmigem Steuerrad angeordnet sein, um das Pulssignal eines Fahrers zu sensieren.
Alternativ dazu kann das Sendemodul 10 der Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung beispielsweise eine rechteckige Form haben, um an einem stangenförmigen Lenkrad, nicht gezeigt, befestigt zu werden. Ferner kann das Sendemodul 10 verschiedene Formen haben, wie z.B. kreisförmige, quadratische und rechteckige Formen, sofern es von einem gegebenen Lenkrad abnehmbar ist. Das Sendemodul 10 kann beispielsweise an ein Steuerrad oder an einen Steuerknüppelgriff einer Transporteinrichtung oder unmittelbar an der Haut eines Fahrers befestigt sein, um ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers zu sensieren, wobei das sensierte Pulssignal in ein RF-Signal moduliert und das modulierte RF-Signal über Funk gesendet wird.
Das Empfangsmodul 20 der Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung demoduliert das RF-Signal des Sendemoduls 10 in das ursprüngliche Pulssignal und erregt die Aufmerksamkeit des Fahrers hinsichtlich des momentanen Zustands durch die Anzeigevorrichtung 8 oder den Lautsprecher 7.
Die vorliegende Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung ist somit in der Lage, den momentanen Zustand des Fahrers in Abhängigkeit von einem Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten oder beider Hände des Fahrers zu überprüfen, das durch den Pulssensor am Lenkrad sensiert wird, und seine Aufmerksamkeit auf den momentanen Zustand zu richten oder ihn durch eine Stimme, einen Summer, einen numerischen Wert oder ein Bild zu warnen, wodurch der Fahrer angehalten wird, adäquat mit dem momentanen Zustand umzugehen, um Unfälle während der Fahrt zu vermeiden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, schafft die vorliegende Erfindung eine Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung, die ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers durch einen Pulssensor am Steuerrad einer Transporteinrichtung bei einem normalen Gesundheitszustand des Fahrers sensiert, das sensierte Ergebnis als Referenzdaten in einer Datenspeichereinheit speichert, ein Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers durch den Pulssensor am Steuerrad der Transporteinrichtung während der Fahrt sensiert, eine physische Veränderung des Fahrers in Abhängigkeit von dem sensierten Pulssignal mißt, das Meßergebnis mit den Referenzdaten vergleicht, die in der Datenspeichereinheit gespeichert sind, das Vergleichsergebnis analysiert und visuell oder mündlich den Fahrer über das Analyseergebnis informiert, wodurch der Fahrer angehalten wird, adäquat mit dem momentanen Zustand umzugehen, um schwere Unfälle infolge übermüdeten Fahrens etc. zu vermeiden.
Wenngleich das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aus Zwecken der Beschreibung offenbart wurde, wird der Fachmann erkennen, daß darin verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne den Umfang und die Idee der Erfindung zu verlassen, die in den nachfolgenden Ansprüche enthalten ist.

Claims

Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung zum Überprüfen eines physischen Zustandes eines Fahrers, der eine Transporteinrichtung, was ein Flugzeug, Schiff, Fahrzeug, zweirädriges Fahrzeug und schweres Gerät einschließt, steuert, und zum Informieren des Fahrers über den überprüften physischen Zustand, mit: einem Pulssensor (1), der in einem Steuerrad einer vorliegenden Transporteinrichtung angeordnet ist, zum Sensieren eines Pulssignals (Elektrocardiogramm-Signal) von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers; wobei der Pulssensor aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und bei Kontakt mit der Haut des Fahrers ein Pulssignal nach dem Prinzip eines Elektrokardiogramms erzeugt; einem Verstärker (2) zum Verstärken des Pulssignals, das durch den Pulssensor (1) sensiert wird, und um aus diesem Rauschkomponenten zu entfernen; einer Tastatur (4), die eine Vielzahl von Tasten zum Eingeben von Informationen über den Fahrer aufweist; einer Datenspeichereinheit (5) zum Speichern der Fahrerinformationen, die über die Tastatur (4) vom Fahrer eingegeben werden, und von Referenzdaten, basierend auf einem Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, das durch den Pulssensor (1) sensiert wird, wenn der Fahrer in normalem Gesundheitszustand einen Eingabemodus für Referenzdaten anwählt; einem Controller (3) zum Vergleichen von Pulssignalen von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, die durch den Pulssensor sensiert werden, vor, nach bzw. während dem Fahren mit den Referenzdaten, die in der Datenspeichereinheit (5) gespeichert sind, wobei das Sensieren des Pulses während eines automatisch korrigierbaren Pulsmeßintervalles durchgeführt wird, wobei das Pulsmeßintervall auf eine vorgegebene Zeitdauer festgesetzt ist und schrittweise reduziert wird, wenn in dem vorgegebenen Intervall keine ausreichende Zeit für die Pulssensierung zur Verfügung stand, wobei der Controller (3) weiter zum Analysieren jedes der Vergleichsergebnisse dient sowie zum Beurteilen des momentanen Zustands des Fahrers, ausgehend von dem Analyseergebnis, und zum visuellen bzw. mündlichen Informieren des Fahrers über das Beurteilungsergebnis durch eine Anzeige und einen Lautsprecher; einem Audioprozessor (6), der auf ein erstes Steuersignal des Controllers (3) anspricht, zum Konvertieren eines bestimmten von verschiedenen Sprachsignalen, die in der Datenspeichereinheit gespeichert sind, in ein Audiosignal, Verstärken des konvertierten Audiosignals und Ausgeben desselben auf den Lautsprecher (7); wobei die Anzeige (8) auf ein zweites Steuersignal des Controllers (3) anspricht, zum Anzeigen des gemessenen Zustands des Fahrers in Form eines numerischen Werts oder eines Bildes; und einer Energiequelle (8) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für die Fahrer-Überwachungseinrichtung, wobei eine eigene Energiequelle der vorliegenden Transporteinrichtung verwendet wird.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Pulssensor (1) in beiden Seiten des Steuerrads der vorliegenden Transporteinrichtung in einem Herstellungsvorgang der vorliegenden Transporteinrichtung eingebracht wird.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzeige (8) in einem Amaturenbrett der vorliegenden Transporteinrichtung angeordnet ist.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzeige (8) in einem vorgegebenen Teil des Steuerrads der vorliegenden Transporteinrichtung angeordnet ist.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller (3) dazu vorgesehen ist, wenn der Fahrer die Handflächen oder Finger seiner linken und rechten Hand in Kontakt mit dem Pulssensor am Lenkrad für eine vorgegebene Zeitdauer bringt, Körperfett des Fahrers auf der Basis der Fahrerinformation zu messen, die in der Datenspeichereinheit (5) gespeichert ist, und den Fahrer über das Meßergebnis in Form eines numerischen Werts und akustisch durch eine Anzeige (8) bzw. einen Lautsprecher (7) zu informieren, wobei die Fahrerinformationen Statur, Gewicht, Alter und Geschlecht des Fahrers enthalten.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller (3) dazu vorgesehen ist, eine Grafik eines Elektrocardiogramms durch die Anzeige anzuzeigen, wenn der Fahrer einen Elektrocardiogramm-Modus anwählt, wobei eine Modusauswahltaste auf der Tastatur (8) verwendet wird, und die Handflächen oder Finger seiner linken und rechten Hand in Kontakt mit dem Pulssensor am Steuerrad für eine vorgegebene Zeitdauer gebracht werden.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anschlüsse des Pulssensors jeweils in mehreren Griffstücken der vorliegenden Transporteinrichtung integriert sind.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung zum Überprüfen eines physischen Zustandes eines Fahrers, der eine Transporteinrichtung, was ein Flugzeug, Schiff, Fahrzeug, zweirädriges Fahrzeug und schweres Gerät einschließt, steuert, und zum Informieren des Fahrers über den überprüften physischen Zustand, mit: einem Sendemodul (10), das einen Pulssensor (1) aufweist, der in einem Steuerrad einer vorliegenden der Transporteinrichtungen vorgesehen ist, zum Sensieren eines Pulssignals (Elektrocardiogramm-Signal) von der Handfläche oder Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, wobei der Pulssensor aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und bei Kontakt mit der Haut des Fahrers ein Pulssignal nach dem Prinzip eines Elektrokardiogramms erzeugt, einem Verstärker (2) zum Verstärken des Pulssignals, das durch den Pulssensor (1) sensiert wird und zum Entfernen von Rauschkomponenten aus demselben, einem zusätzlichen Controller (11) zum Konvertieren eines analogen Pulssignals des Verstärkers in ein digitales Pulssignal, einem Funkfrequenzsender (12) zum Modulieren des digitalen Pulssignals des zusätzlichen Verstärkers in ein Funksignal, zum Verstärken des modulierten Funkfrequenzsignals und zum Übertragen desselben durch Funk über eine Sendeantenne (13) und eine Sendeenergiequelle (14) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für das Sendemodul (10), wobei eine eigene Energiequelle der vorliegenden Transporteinrichtung oder eine aufladbare Batterie verwendet werden; und einem Empfangsmodul (20), das einen Funkfrequenzempfänger (22) aufweist, zum Empfangen des Funkfrequenzsignals von dem Funkfrequenzsender (12) in dem Sendemodul (10) durch eine Empfangsantenne (21) zum Demodulieren desselben in das ursprüngliche Pulssignal und zum Verstärken des demodulierten Pulssignals, einer Tastatur (4), die eine Vielzahl von Tasten aufweist, zum Eingeben von Informationen über den Fahrer, einer Datenspeichereinheit (5) zum Speichern der Fahrerinformationen, die über die Tastatur (4) vom Fahrer eingegeben werden, und von Referenzdaten, basierend auf einem Pulssignal von der Handfläche oder von Fingern der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, das durch den Pulssensor (1) sensiert wird, wenn der Fahrer bei normalem Gesundheitszustand einen Modus zur Eingabe von Referenzdaten anwählt, einem Hauptcontroller (3) zum Vergleichen des Pulssignals der Handfläche oder der Finger der linken oder rechten Hand oder beider Hände des Fahrers, das durch den Pulssenor (1) sensiert wird, vor, nach bzw. während dem Fahren, mit den Referenzdaten, die in der Datenspeichereinheit (5), gespeichert sind, wobei das Sensieren des Pulses während eines automatisch korrigierbaren Pulsmeßintervalles durchgeführt wird, wobei das Pulsmeßintervall auf eine vorgegebene Zeitdauer festgesetzt ist und schrittweise reduziert wird, wenn in dem vorgegebenen Intervall keine ausreichende Zeit für die Pulssensierung zur Verfügung stand, wobei der Controller (3) weiter zum Analysieren der jeweiligen Vergleichsergebnisse sowie zum Beurteilen des momentanen Zustands des Fahrers, ausgehend von dem Analyseergebnis, und visuelles bzw. mündliches Informieren des Fahrers über das Bewertungsergebnis durch eine Anzeige (8) und einen Lautsprecher (7), einem Audioprozessor (7), der auf ein erstes Steuersignal des Hauptcontrollers (3) anspricht, zum Konvertieren eines von mehreren Sprachsignalen, die in der Datenspeichereinheit (5) gespeichert sind, in ein Audiosignal, Verstärken des konvertierten Audiosignals und Ausgeben desselben an den Lautsprecher (7), wobei die Anzeige (8) auf ein zweites Steuersignal des Hauptcontrollers (3) anspricht, zum Anzeigen des Meßzustandes des Fahrers in Form eines numerischen Werts, und einer Empfängerenergiequelle (23) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für das Empfangsmodul, wobei eine eigene Energiequelle der vorliegenden Transporteinrichtung oder eine wiederaufladbare Batterie verwendet wird.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei das Steuerrad der vorliegenden Transporteinrichtung eine kreisförmige Form hat und das Sendemodul (10) einen steuerradförmigen Mantel aufweist, der an dem kreisförmigen Steuerrad anbringbar ist, wobei der Pulssensor (1) an beiden Seiten des steuerradförmigen Mantels befestigt ist.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei das Sendemodul (10) abnehmbar an dem Steuerrad oder an einer Vielzahl von Griffen der vorliegenden Transporteinrichtung oder direkt an der Haut des Fahrers befestigt ist zum Sensieren eines Pulssignals von der Handfläche oder Fingern der linken oder rechten Hand des Fahrers.
Fahrer-Zustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei das Empfangsmodul (20) in einem vorgegebenen Bereich eines Amaturenbretts der vorliegenden Transporteinrichtung angeordnet ist, in einer Weise, in der es sofort vom Fahrer während dem Fahren bedient und eingesehen werden kann.