DE10151015A1

DE10151015A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers

Info

Publication number: DE10151015A1
Application number: DE10151015A
Authority: DE
Inventors: Markus Lienkamp
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-17
Also published as: EP1438699A1; WO2003034362A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers, umfassend mindestens eine Einrichtung (2, 8) zur Erfassung einer dem Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße, wobei bei Überschreitung eines festgelegten Schwellwertes mindestens ein Signalgeber (10) zur Warnung des Kraftfahrzeugführers aktivierbar ist, wobei die Vorrichtung (1) mindestens einen weiteren Sensor (3, 4, 5) zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern und/oder eine weitere Einrichtung (6, 7) zur Erfassung einer weiteren den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße umfaßt, wobei aufgrund der Meßergebnisse des Sensors (3, 4, 5) und/oder der weiteren Einrichtung (6, 7) der Schwellwert der ersten Einrichtung (2, 8) veränderbar ist und/oder die Meßergebnisse der ersten und zweiten Einrichtung (2, 8; 6, 7) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße zu einem Signal verknüpfbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers.
Zur Warnung eines Kraftfahrzeugführers sind eine Vielzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um die Aufmerksamkeit bzw. Schläfrigkeit eines Kraftfahrzeugführers zu erfassen und diesen rechtzeitig durch ein Warnsignal zu warnen.
Aus der DE 197 15 519 A1 ist ein Gerät zum Schätzen eines Schläfrigkeitsgrades eines Fahrzeugführers bekannt, wobei zunächst eine Häufigkeitsverteilung ∀₁ der Blinzeldauer des Fahrers für eine erste vorbestimmte Zeitspanne nach dem Start eines Fahrbetriebes ermittelt wird und anschließend ein Schwellwert durch die Häufigkeitsverteilung für eine Unterscheidung des langsamen Blinzelns gesetzt wird. Danach berechnet das Gerät mit jeder zweiten vorbestimmten Zeitspanne ein Verhältnis der Anzahl der langsamen Blinzelvorgänge in bezug auf die Gesamtzahl der Blinzelvorgänge der Augen des Fahrers während der zweiten Zeitspanne und unterscheidet einen Anstieg im Schläfrigkeitsgrad des Fahrers in Übereinstimmung mit dem berechneten Verhältnis.
Aus der DE 195 07 957 C1 ist ein Fahrzeug mit einer optischen Abstandseinrichtung für einen seitlichen Fahrbahnbereich bekannt, wobei die Abstandseinrichtung mehrere aneinandergereihte Infrarot-Sendeelemente und ein zugehöriges CCD-Array beinhaltet. Eine nachgeschaltete Auswerteeinheit dient dann zur Laufzeitmessung, zur Kontrastmessung und zur Konturenerkennung. Mit diesem optischen Abtastsystem können eine Einschlafwarnfunktion, eine automatische Spurhaltungsfunktion, eine Rückraumüberwachungsfunktion oder eine Umfeldüberwachungsfunktion für das Fahrzeug bereit gestellt werden, wobei situationsangepaßt auf verschiedene Arten von Fahrspurrändern reagiert werden kann.
Nachteilig an all diesen bekannten Vorrichtungen ist deren große Unschärfe, was entweder dazu führt, daß der Fahrer zu häufig gewarnt wird, wenn der Schwellwert zu niedrig eingestellt ist, oder zu spät gewarnt wird, wenn der Schwellwert zu hoch eingestellt ist.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers zu schaffen, bei denen die Erkennungsschärfe erhöht ist.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hier umfaßt die Vorrichtung mindestens einen weiteren Sensor zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern und/oder eine weitere Einrichtung zur Erfassung eines weiteren den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße, wobei aufgrund der Meßergebnisse des Sensors und/oder der weiteren Einrichtung der Schwellwert der ersten Einrichtung veränderbar ist und/oder die Messerbegnisse der ersten und zweiten Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmersamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße zu einem Signal verknüpfbar sind. Hierdurch kann die Erkennungsschärfe erheblich verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor zur Erfassung der Fahrbetriebsparameter als Uhr und/oder als Sensor zur Erfassung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und/oder als Positionserfassungssensor und/oder als Lenkwinkelsensor ausgebildet. Der Vorteil dieser Sensoren ist, daß diese Sensoren ohnehin bereits in modernen Kraftfahrzeugen vorhanden sind und bereits zu einer erheblichen Verbesserung der Erkennungsschärfe führen. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß nach Mitternacht die meisten Ermüdungsunfälle geschehen. Umgekehrt treten Ermüdungsunfälle sehr selten bei Geschwindigkeiten über 160 km/h auf. Des weiteren ist es bekannt, daß die meisten Ermüdungsunfälle auf langen geraden Strecken passieren, so daß mittels der Daten einer digitalen Straßenkarte ermittelt werden kann, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer ermüdungsanfälligen Strecke bewegt. Außerdem gibt es gemäß der Unfallforschung einzelne Strecken ohne speziell definierbaren Verlauf, die besonders wegen Ermüdungserscheinungen unfallträchtig sind. Ebenso spricht häufig das Ausbleiben von Pendelbewegungen beim Lenken dafür, daß der Kraftfahrzeugführer unaufmerksam oder müde ist. Aus allen diesen Informationen kann somit situativ die Schwelle für die Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmersamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße angeglichen werden.
Die Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße ist vorzugsweise als Kamera ausgebildet, mittels derer eine Fahrspurerkennung und/oder Kraftfahrzeugführerüberwachung erfolgt, wobei bei letzterer die Sitzhaltung und/oder das Blinzeln auswertbar ist. Bei Verwendung zweier Einrichtungen können diese einfach logisch über eine Und-Verknüpfung oder mittels einer Fuzzy-Logik verknüpft werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die eine Einrichtung als Hauptsystem arbeitet, dessen Schwellenwert durch die andere Einrichtung situativ verändert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers.
Fig. 2 einen schematischen Verlauf des Lenkwinkels bei einer Geradeausfahrt. Die Vorrichtung 1 zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers umfaßt eine Kamera 2, einen Gierratensensor 3, ein Navigationssystem 4, einen Lenkwinkelsensor 5, eine zweite Kamera 6, eine Bilddatenverarbeitungseinrichtung 7, eine Auswerteeinheit 8 zur Erkennung einer Fahrspurabweichung, eine Fuzzy-Logik 9 und mindestens einen Signalgeber 10 zur Erzeugung eines Warnsignals.
Die erste Kamera 2 ist zu Straße ausgerichtet und dient zur Erfassung von Fahrspurmarkierungen. Zusammen mit der Auswerteeinheit 8 bildet die erste Kamera 2 eine erste Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße. Die zweite Eirichtung wird durch die zweite Kamera 6 und die Bildverarbeitungseinrichtung 7 gebildet, wobei die zweite Kamera 6 auf den Kraftfahrzeugführer gerichtet ist. Mittels der Signale des Gierratensensors 3, des Navigationssystems 4 und des Lenkwinkelsensors 5 kann die Erkennungsschärfe der Fahrspurerkennung weiter verbessert werden, insbesondere auch festgestellt werden, ob es sich um eine beabsichtigte oder unbeabsichtigte Abweichung von der Fahrspur handelt. Somit stellt das Signal am Ausgang der Auswerteeinheit 8 eine erste Größe für den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers dar. Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß in der Regel das Fahrzeug nur dann die Straße verlassen wird, wenn der Fahrer nicht aufmerksam ist. Umgekehrt kann gefolgert werden, daß der Fahrer nicht unaufmerksam ist, wenn das Fahrzeug nicht droht die Straße zu verlassen. Entsprechend kann mit der zweiten Kamera 6 festgestellt werden, ob der Fahrer auf die Straße guckt und wie oft und wie lang dieser blinzelt. Mittels der Signale des Lenkwinkelsensors 5 kann dabei die Erkennungsschärfe erhöht werden, beispielsweise wenn die Kamera 6 beobachtet, daß der Fahrer am Infotainment spielt, jedoch weiter Lenkwinkelpendelbewegungen zum Halten der Fahrspur durchführt, da dann immer noch von einem aufmerksamen Fahrer auszugehen ist. Fehlen hingegen die Pendelbewegungen, was im hinteren Teil des Verlaufs in Fig. 2 dargestellt ist, so kann auf eine Unaufmerksamkeit geschlossen werden. Das Signal am Ausgang der Bildverarbeitungseinrichtung 7 stellt somit eine zweite Größe für die Aufmerksamkeit dar. Die beiden Größen werden dann in der Fuzzy-Logik 9 verknüpft, wobei zusätzlich noch die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V und die Uhrzeit t berücksichtigt werden. Ergibt die Verknüpfung, daß der Fahrer vermutlich unaufmerksam ist, so wird der Signalgeber 10 angesteuert. Dieser warnt dann den Fahrer akustisch und/oder optisch und/oder haptisch und/oder olfaktorisch.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers, umfassend mindestens eine Einrichtung (2, 8) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße, wobei bei Überschreitung eines festgelegten Schwellwertes mindestens ein Signalgeber (10) zur Warnung des Kraftfahrzeugführers aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) mindestens einem weiteren Sensor (3, 4, 5) zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern und/oder eine weitere Einrichtung (6, 7) zur Erfassung eines weiteren den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße umfaßt, wobei aufgrund der Meßergebnisse des Sensors (3, 4, 5) und/oder der weiteren Einrichtung (6, 7) der Schwellwert der ersten Einrichtung (2, 8) veränderbar ist und/oder die Meßergebnisse der ersten und zweiten Einrichtung (2, 8; 6, 7) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße zu einem Signal verknüpfbar sind.

2. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern als Uhr und/oder Sensor zur Erfassung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit (V) und/oder als Positionserfassungssensor (4) und/oder Lenkwinkelsensor (5) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße als Kamera (2, 6) ausgebildet ist, mittels derer eine Fahrspurerkennung und/oder eine Kraftfahrzeugführerüberwachung erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse der ersten und zweiten Einrichtung über eine Fuzzy-Logik (9) verknüpft sind.

5. Verfahren zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers, mittels mindestens einer Einrichtung (2, 8) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Meßgröße, wobei bei Überschreitung eines festgelegten Schwellwertes mindestens ein Signalgeber (10) zur Warnung des Kraftfahrzeugführers aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels mindestens eines Sensors (3, 4, 5) zur Erfassung eines Fahrbetriebsparameters und/oder einer weiteren Einrichtung (6, 7) zur Erfassung einer weiteren den Aufmerksamkeitszustand repräsentierenden Meßgröße der Schwellwert der ersten Einrichtung (2, 8) adaptiv verändert wird oder die Meßgrößen der ersten und zweiten Einrichtung (2, 8; 6, 7) miteinander zu einem Gesamtsignal verknüpft werden.