DE102004007234A1

DE102004007234A1 - Überwachung der Fahrerschlafneigung und Sicherheitssysteme

Info

Publication number: DE102004007234A1
Application number: DE102004007234A
Authority: DE
Inventors: Gary Steven Beverly Hills Strumolo; Sean Timothy Farmington Hills Ryan
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2004-10-14
Also published as: US7422086B2; US20040182627A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Detektions-System (10) für die Einschlafneigung eines Fahrers eines Automobils (12), das mit einem Service-Zentrum (16) über ein Kommunikationssystem (14) verbunden ist. Ein Einschlafneigungssensor (30) ist mit einer Steuerung (32) und einer Kommunikationsvorrichtung (60) verbunden und wird dazu eingesetzt, die Einschlafneigung eines Fahrzeugbetreibers durch Überwachung der Aktionen des Fahrzeugbetreibers zu bestimmen. Falls die Steuerung (32) bestimmt, dass der Fahrzeugbetreiber schläfrig ist, veranlasst sie die Kommunikationsvorrichtung (60), ein Kommunikationssignal an das Service-Zentrum (16) zu senden. Durch das Service-Zentrum (16) wird ein Antwortsignal an den Kraftfahrzeugbetreiber über die Kommunikationsvorrichtung (60) generiert, um den Fahrer aufmerksam zu machen und ihn zu einem Ruhebereich zu leiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Detektionssystem für die Einschlafneigung des Fahrers sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Kommunikationssystems zur Fahrerüberwachung; allgemein also Steuersysteme für Automobile, insbesondere Steuersysteme, die eine Einschlafneigung des Fahrers feststellen und diese Information dem Fahrer mitteilen. Es ist geschätzt worden, dass ungefähr 150000 Autounfälle pro Jahr durch am Steuer einschlafende Fahrer verursacht werden. Derartige Fahrer setzen sich nicht nur selbst Risiken aus, sondern stellen auch für andere eine Gefahr dar.
Konventionelle Lösungen für einschlafende Fahrer umfassen die Detektion von Körpersignalen des Fahrers, um festzustellen, ob der Fahrer schläfrig ist. Wenn ein Fahrer mit Einschlafneigung entdeckt wird, können Alarmsignale verwendet werden, um den Fahrzeugbetreiber aufmerksam zu machen. Derartige Systeme können häufig ignoriert werden, insbesondere dann, wenn der Fahrer in einen tieferen Schlaf verfällt.

Es ist daher erwünscht, ein System zu schaffen, das Fahrer nicht leicht ignorieren können und demzufolge über die vorgeschlagenen Warnleuchten und Summer hinausgeht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Detektionssystem nach Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung schafft ein System, welches einen Servicebetreiber von einem drahtlos angeschlossenen Service Zentrum mit dem Kraftfahrzeug verbindet, um den Fahrer aufmerksam zu machen und den Fahrer mit verschiedenen Informationstypen zu versorgen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Detektionssystem für die Einschlafneigung des Fahrers einen Detektionssensor für die Fahrer Einschlafneigung, der ein Einschlafneigungssignal generiert, eine Kommunikationseinrichtung sowie eine Steuerung, die mit dem Sensor für die Einschlafneigung und der Kommunikationseinrichtung verbunden ist. Die Steuerung steuert die Kommunikationseinrichtung entsprechend einem Einschlafneigungssignal des Sensors für die Einschlafneigung.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugsystems, das Überwachen eines Fahrzeugbetreibers, Generation eines Einschlafneigungssignals entsprechend Fahrzeugbetreiberaktionen, Kontaktieren des Service Zentrums über eine Kommunikationseinrichtung entsprechend dem Signal für Einschlafneigung des Fahrers und Leiten eines Kommunikationssignals vom Service Zentrum zu einem Fahrzeug.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Systembetreiber einen müden Fahrer zum nächsten Restaurant, Ausfahrt oder eine andere Ruhemöglichkeit führen kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nach dem Ruhenlassen des Fahrers der Systembetreiber einen Weckruf liefern kann, sodass der Fahrzeugbetreiber ohne Sorgen ruhen kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung und den Ansprüchen. Dabei zeigt:
1 eine Systemansicht des erfindungsgemäßen Systems auf hoher Ebene;
2 ein Blockdiagramm des Detektionssystems für Einschlafneigung in einem Fahrzeug; und
3 ein Flussdiagramm des Betriebs des Detektionssystems für Einschlafneigung.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Zahlen gleiche Komponenten.
Die Erfindung wird für verschiedene Arten der Überwachung der Einschlafneigung des Fahrers beschrieben. Dem Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass verschiedene andere Möglichkeiten, die Einschlafneigung eines Fahrers zu detektieren, oder Kombinationen derselben, bestehen. Danach können erfindungsgemäß verschiedene Kommunikationsvorrichtungen und -verfahren eingesetzt werden, eingeschlossen eine Kombination unterschiedlicher Einrichtungen.
In 1 ist ein Detektionssystem 10 für die Einschlafneigung eines Fahrers in einem Kraftfahrzeug 12 dargestellt, das durch eine Kommunikationseinrichtung 14 mit einem Service Zentrum verbunden ist. Die Kommunkationseinrichtung 14 ist bevorzugt ein Zweiwegesystem, sodass das Service Zentrum 16 auch mit dem Detektionssystem 10 kommuniziert. Das Automobil 12 kann unterschiedlich sein, eingeschlossen Personenkraftfahrzeugen, Sport-Utility-Wagen, Kleinbusse oder Lastwagen.
Die Kommuniaktioneinrichtung 14 kann verschiedene Typen Kommunikationseinrichtungen umfassen, eingeschlossen ein Handy-Kommunikationssystem oder ein Satellitenkommunikationssystem. Ein Handy-Kommunikationssystem kann einen Mobilfunkantenne 18 umfassen, der Kommunikationssignale von einem Detektionssystem für Einschlafneigung empfängt und diese einem Service Zentrum 16 übermittelt. Ein Satellitenkommunikationssystem kann einen Satelliten 20 umfassen, der Kommunikationssignale vom System 10 zur Erkennung der Einschlafneigung eines Fahrers an das Service Zentrum 16 übermittelt. Das Service Zentrum 16 generiert ein Antwortsignal, das durch die Kommunikationseinrichtung 14 zurück an das Detektionssystem 14 für Einschlafneigung übermittelt wird. Wie weiter unten beschrieben, hat die Kommunikationseinrichtung bevorzugt eine Zwei-Wege-Kommunikation, sodass ein Servicebetreiber im Service Zentrum 16 mit der Kommunikationseinrichtung für Einschlafneigung kommunizieren kann. Das Service Zentrum 16 kann eine Antenne aufweisen, um drahtlos entweder mit dem Satelliten 20 oder dem Mobilfunksäule 18 zu kommunizieren. Nichtsdestoweniger kann die Mobilfunksäule und das Service Zentrum 16 auch durch das öffentliche Telefonnetzwerk verbunden sein. Demzufolge ist das Kommunikationssystem zumindest teilweise drahtlos.
In 2 ist das Detektionssystem 10 für die Fahrer-Einschlafneigung detaillierter dargestellt. Das Detektionssystem 10 für die Fahrer-Einschlafneigung umfasst einen Sensor 30 für die Einschlafneigung, der mit einer Steuerung 32 verbunden ist. Die Steuerung 32 ist bevorzugt auf Mikroprozessorbasis. Der Sensor 30 für die Einschlafneigung kann verschiedene Typen Sensoren oder Kombinationen von Sensoren aufweisen, die dazu verwendet werden, ein Signal für die Fahrereinschlafneigung zu generieren. Bspw. kann eine Kamera 34 auf den Fahrzeugbetreiber gerichtet sein, um die Aktionen des Fahrzeugbetreibers zu überwachen, indem ein Bildsignal generiert wird. Das Bildsignal kann ein Digitalsignal von einer eingesetzten CCD-Kamera oder dergleichen sein. Verschiedene Aktionen können durch eine Kamera oder verschiedene Kameras, welche die Lidschlaggeschwindigkeit 36 oder die Kopfbewegung 38 überwachen, durchgeführt werden. Die Kamera 34 kann auch auf der Straße angeordnet sein, sodass ein Spurwechsel 40 erkannt werden kann. Dies ist auch eine Aktion des Fahrzeugbetreibers. Ferner kann auch ein Atmungsdetektor 42 mit der Steuerung 32 verbunden sein. Bevorzugt wird die Steuerung 32 dazu verwendet, die Kamera 34 zu überwachen und intern ein Lidschlagsignal entsprechend der Lidschlagrate 36, ein Kopfbewegungssignal entsprechend der Kopfbewegung 38, ein Spurwechselsignal entsprechend eines Spurwechsels 40 zu berechnen. Selbstverständlich kann die Kameraverarbeitung oder Steuerung in der Praxis verwendet werden, verschiedene Signale, wie die Lidschlagrate, zu bestimmen. Durch den Atmungsdetektor 42 kann auch direkt ein Atmungssignal geliefert oder durch die Steuerung 32 berechnet werden.
Die Steuerung 32 bestimmt schließlich, indem sie direkt bewertet oder eine Antwort auf die verschiedenen Sensoren formuliert und den Wert mit einem Schwellenwert, oberhalb dessen ein Fahrer mit Einschlafneigung bestimmt wird, vergleicht. Die Steuerung 32 kann bspw. mit einem Zeitgeber 46 gekoppelt sein, um Ereignisse, wie die Lidschlagrate oder Kopfbewegung innerhalb eines bestimmten Zeitraums zeitlich einzuordnen. Genauso kann die Zahl Spurwechsel über einen bestimmten Zeitraum oder eine Atmungsänderung durch die Steuerung 32 bestimmt werden.
Die Steuerung 32 kann mit einem Indikator 48 verbunden sein. Der Indikator 48 kann bspw. ein akustischer oder visueller Indikator sein, der den Fahrzeugbetreiber darauf aufmerksam macht, dass die Steuerung 32 einen schläfrigen Fahrer erkennt.
Ein Navigationssystem 52 kann auch mit der Steuerung 32 verbunden sein. Das Navigationssystem 52 ist mit einem Positionssensor 54, wie einem Globalpositionssensor, verbunden, um Positionsinformationen an das Navigationssystem 52 zu liefern, die zur Steuerung 32 weitergeleitet werden können.
Die Steuerung 32 ist auch eine Kommunikationsvorrichtung 60 verbunden. Die Kommunikationsvorrichtung 60 ist mit einer Antenne 62 zur Übermittlung und Empfang von Informationen verbunden. Die Kommunikationsvorrichtung 60 kann auch mit einem Mikrofon 64 und einem Lautsprecher 66 verbunden sein, sodass die Kommunikationsvorrichtung 60 Informationen vom Fahrzeugfahrer empfangen und hörbare Signale aus den durch die Antenne 62 empfangenen Signalen generieren kann.
In 3 ist die Betriebsweise des Detektionssystems 20 für Fahrer-Einschlafneigung gemeinsam mit der Kommunikationsvorrichtung 60 und dem Service Zentrum 16 detaillierter beschrieben. In Schritt 70 wird ein Fahrer mit Einschlafneigung durch Überwachung der Aktionen des Fahrzeugbetreibers ermessen. In Schritt 72 empfängt die Steuerung oder generiert verschiedene Signale vom Einschlafneigungssensor und, falls Einschlafneigung gemessen wird, kann in Schritt 72 ein Indikator aktiviert werden. Dies kann einem niedrigen Einschlafneigungssniveau entsprechen. In Schritt 74 wird der Schritt 70, falls das Einschlafneigungssniveau eine vorher bestimmte Schwelle nicht überschreitet, wiederholt. In Schritt 74 wird, falls das Einschlafneigungssniveau oberhalb einer Schwelle liegt, ein weiterer Indikator in Schritt 76 generiert werden. In Schritt 78 empfängt das Service Zentrum ein Kommunikationssignal, das durch die Kommunikationsvorrichtung 60 entsprechend eine Bestimmung der Einschlafneigung des Fahrers durch die Steuerung 72, generiert wird. In Schritt 80 wird der Fahrer durch einen Betreiber über die Kommunikationsvorrichtung vom Service Zentrum zur Kommunikationseinrichtung 60 kontaktiert. Das durch das Service Zentrum generierte Signal ist ein Antwortsignal. Das Service Zentrum kann auch eine verbale Warnantwort, wie in Schritt 82 gezeigt, generieren. Die an den Betreiber abgegebene Warnung kann einfach ein Signal oder Indikator sein, um die Aufmerksamkeit des Fahrzeugbetreibers auf sich zu lenken. Das Signal durch die Kommunikationsvorrichtung kann verbal sein. Der Betreiber des Service Zentrums und der Kraftfahrzeugbetreiber können sich demzufolge unterhalten. Der Service-Zentrum-Betreiber kann bspw. dem Fahrzeugbetreiber Anweisungen hinsichtlich der nächsten Parkplatz, Ausfahrt, Tankstelle oder anderen Ruhemöglichkeiten für den Fahrer, geben. Zusätzlich kann das Zwei-Wege-Kommunikationssystem dazu verwendet werden, den Fahrer nach einer vorherbestimmten Ruhedauer aufzuwecken. Der Service Zentrum-Betreiber kann ein Positionssignal empfangen, das vom Transmissionssensor 54 und schließlich durch die Kommunikationsvorrichtung 60 zum Service Zentrum 16 vermittelt wird.
Während die Erfindung anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, sind vielfältige Abwandlungen und alternative Ausführungsformen dem Fachmann offensichtlich. Demzufolge ist die Erfindung nur durch die Ansprüche begrenzt.

10: Detektionssystem für Einschlafneigung eines Fahrers
12: Kraftfahrzeug
14: Kommunkationseinrichtung
16: Servicezentrum
18: Mobilfunkantenne
20: Satellit
30: Sensor der Einschlafneigung
32: Steuerung
34: Kamera
36: Lidschlagratenkamera
38: Kopfbewegungskamera
40: Spurwechselkamera
42: Atmungsdetektor
52: Navigationssystem
54: Positionssensor
60: Kommunikationsvorrichtung
62: Antenne
64: Mikrofon
66: Lautsprecher
74: Transmissionssensor

Claims

Detektionssystem (10) für die Einschlafneigung des Fahrers mit: einem Sensor (30) für die Einschlafneigung, der ein Einschlafneigungssignal generiert; einer Kommunikationseinrichtung (14); und einer mit dem Sensor (30) für die Einschlafneigung und der Kommunikationseinrichtung (14) verbundenen Steuerung (32), welche die Kommunikationseinrichtung (14) entsprechend dem Einschlafneigungs-Signal steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlafneigungs-Sensor (30) eine Kamera (34), die ein Bildsignal generiert, aufweist, wobei die Steuerung (32) ein Lidschlagratensignal entsprechend dem Bildsignal generiert, und die Kommunikationseinrichtung (14) entsprechend dem Lidschlagratensignal steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlafneigungs-Sensor (30) eine Bildsignal generierende Kamera (34) aufweist, wobei die Steuerung (32) ein Kopfbewegungssignal entsprechend dem Bildsignal generiert, und die Kommunikationseinrichtung (14) entsprechend dem Kopfbewegungssignal steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlafneigungs-Sensor (30) eine Kamera (34), die ein Bildsignal generiert, aufweist, wobei die Steuerung (32) ein Spurwechselsignal entsprechend dem Bildsignal liefert, wobei die Steuerung (32) die Kommunikationseinrichtung (14) entsprechend dem Spurwechselsignal steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlafneigungs-Sensor (30) eine Kamera (34), die ein erstes Bildsignal und ein zweites Bildsignal generiert, aufweist, wobei die Steuerung (32) mindestens zwei Signale, ausgewählt aus einem Lidschlagratensignal, einem Kopfbewegungssignal und ein Spurwechselsignal entsprechend dem ersten Bildsignal und dem zweiten Bildsignal generiert, wobei die Steuerung (32) die Kommunikationsvorrichtung (60) entsprechend mindestens zwei Signalen ausgewählt aus einem Lidschlagratensignal, einem Kopfbewegungssignal und einem Spurwechselsignal, steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (14) ein Handy-Telefonsystem aufweist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (14) ein Satellitenkommunikationssystem aufweist.
System nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch einen mit der Steuerung (32) verbundenen Indikator.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator einen akustischen Indikator umfasst.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator einen visuellen Indikator umfasst.
System nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein Positionssystem, das ein Krafttahrzeugpositionssignal generiert, wobei die Kommunikationsvorrichtung (60) des Positionssignal mit dem Kommunikatonssignal übermittelt.
System mit: – einem Sensor (30) für die Einschlafneigung, der ein Einschlafneigungs-Signal generiert; – einer Kommunikationsvorrichtung (60); – einer mit dem Sensor (30) für die Einschlafneigung und der Kommunikationsvorrichtung (60) verbundenen Steuerung (32), die das Kommunikationssystem so steuert, dass es ein Kommunikationssignal entsprechend dem Einschlafneigungssignal generiert; und – einem Service Zentrum (16), das in zwei Richtungen mit der Kommunikationsvorrichtung (60) gekoppelt ist, wobei das Service Zentrum (16) ein Antwortsignal entsprechend dem Kommunikationssignal generiert.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dadurch, dass der Einschlafneigungs Sensor (30) eine Kamera (34), die ein Bildsignal generiert, aufweist, wobei die Steuerung (32) ein Lidschlagratensignal entsprechend dem Bildsignal generiert und die Steuerung (32) die Kommunikationsvorrichtung (60) entsprechend dem Lidschlagratensignal steuert.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlafneigungs Sensor (30) eine Kamera (34), die ein Bildsignal generiert, aufweist, wobei die Steuerung (32) ein Kopfbewegungssignal entsprechend dem Bildsignal generiert und die Kommunikationsvorrichtung (60) entsprechend dem Kopfbewegungssignal steuert.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlafneigungs Sensor (30) eine Kamera (34) aufweist, die ein Bildsignal generiert, wobei die Steuerung (32) ein Spurwechselsignal Bildsignal generiert und die Kommunikationsvorrichtung (60) entsprechend dem Spurwechselsignal steuert.
System nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch einen mit der Steuerung (32) verbundenen Indikator, wobei die Steuerung (32) mit dem Indikator gekoppelt ist.
System nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch ein Positionssystem, das ein Fahrzeugpositionssignal generiert, wobei die Kommunikationsvorrichtung (60) das Posititonssignal mit dem Kommunikationssignal übermittelt.
Verfahren zum Betrieb eines Kommunikationssystems, mit den Schritten: Überwachen der Aktionen eines Kraftfahrzeugbetreibers; Generieren eines Einschlafneigungs-Signals entsprechend den Kraftfahrzeugbetreiberaktionen; Kontaktieren eines Detektionssystems mit einer Kommunikationsvorrichtung entsprechend dem Einschlafneigungssignal; und Übermitteln eines Antwortsignals vom Servicezentrum zu einem Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner gekennzeichnet durch Generieren eines Signals in Form einer Stimme im Fahrzeug entsprechend dem Antwortsignal.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner gekennzeichnet durch Übermittlung eines Positionssignals.