-
Müdigkeit,
nachlassende Aufmerksamkeit oder Ablenkung vom Verkehrsgeschehen
einer ein Fahrzeug lenkenden Person können die Gefahr eines Unfalls
erhöhen.
Diese Zustände
beschränkter Fahrtüchtigkeit
erkennt die Person oft nicht rechtzeitig. Um die Person über diese
Zustände
zu informieren, kann das Fahrzeug eine Kamera umfassen, die die
Person während
der Fahrt überwacht.
Ein der Kamera nachgeschaltetes Bildverarbeitungssystem kann die
mit der Kamera aufgenommenen Bilder der Person analysieren, sodass
die Person gegebenenfalls z.B. mit einem Warnton über ihren
beschränkt fahrtüchtigen
Zustand informiert werden kann.
-
Um
die genanten Zustände
zu analysieren, werden Bilder von der Windschutzscheibe des Fahrzeugs
zugewandten Teilen der Person, bevorzugt von deren Gesicht, benötigt. Die
Bilder vom Gesicht können
auch für
eine automatisierte Identifikation der das Fahrzeug lenkenden Person
oder für
ein Erkennen von qualitativen Zuständen dieser Person verwendet
werden. Ein qualitativer Zustand der Person ist z.B. ob diese zufrieden
oder verärgert
ist.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeug derart auszuführen, so
dass die das Fahrzeug lenkende Person möglichst gut überwacht
werden kann und dabei gleichzeitig möglichst wenig gestört wird.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch ein Fahrzeug, aufweisend eine für sichtbares Licht durchlässige Windschutzscheibe,
die einen Bereich aufweist, der vom Fahrzeuginneren stammendes Infrarotlicht
im Wesentlichen spiegelt, und eine im Fahrzeug angeordnete Infrarotlichtquelle
und, die auf den Infrarotlicht spiegelnden Bereich der Windschutzscheibe
gerichtet ist.
-
Dies
hat den Vorteil, dass bei einer geeigneten Anordnung von Infrarotlichtquelle
und des Infrarotlicht spiegelnden Bereichs das Infrarotlicht auf
ein Objekt, insbesondere den Fahrzeuglenker gerichtet werden kann.
-
Vorzugsweise
umfasst das Fahrzeug weiterhin eine Infrarotkamera zum Empfangen
von Infrarotlicht, welches insbesondere von dem Infrarotlicht spiegelnden
Bereich der Scheibe zur Kamera gelenkt wird.
-
Damit
die das Fahrzeug lenkende Person auch bei Nacht oder bei schlechten
Lichtverhältnissen
eingesetzt werden kann, wird bevorzugt eine Infrarotkamera mit einer
Infrarotlichtquelle eingesetzt. Infrarotlicht hat eine Wellenlänge von
etwa 750 bis 1250 nm und liegt außerhalb im für Menschen
sichtbaren Bereich, dem eine Wellenlänge von in etwa 380-750 nm
zugeordnet ist. Um die Person während der
Fahrt möglichst
gut überwachen
zu können,
ist es erstrebenswert, den nach vorne schauenden Teil der Person,
also den der Windschutzscheibe zugewandten Teil und insbesondere
in etwa den Bereich des Gesichts der Person aufzunehmen und/oder
mit der Infrarotlichtquelle zu beleuchten. Erfindungsgemäß hat die
Windschutzscheibe den Infrarotlicht spiegelnden Bereich, der im
Wesentlichen vom Fahrzeuginneren stammendes Infrarotlicht spiegelt.
Dadurch ist es bei geeigneter Wahl dieses Bereichs und der Positionierung
der Infrarotlichtquelle möglich,
diesen Teil der Person mit Infrarotlicht zu beleuchten und gleichzeitig
die Infrarotlichtquelle, die z.B. wenigsten eine Infrarotdiode aufweist,
derart am Fahrzeug anzuordnen, dass sie die Person nicht oder zumindest kaum
stört.
Da außerdem
die Windschutzscheibe im Wesentlichen für sichtbares Licht durchlässig ist,
also auch in dem Infrarotlicht spiegelnden Bereich, wird durch diesen
Bereich der Sichtbereich der Person nicht beeinträchtigt.
Deshalb ist es auch möglich,
wie es gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
vorgesehen ist, diesen Bereich im Sichtfeld der Person anzuordnen.
-
Als
Kamera wird insbesondere eine Infrarotkamera benutzt. Aufgrund des
Infrarotlicht spiegelnden Bereichs kann auch die Infrarotkamera
an einem für
die Person nur wenig oder gar nicht störenden Ort innerhalb des Fahrzeugs
angeordnet und gleichzeitig derart ausgerichtet werden, dass die
Infrarotkamera über
die Spiegelung ein Bild des bevorzugten Bereichs der Person, der
insbesondere das Gesicht dieser Person ist, aufnimmt. Die mit der
Infrarotkamera aufgenommenen Bilder können dann einer im Fahrzeug
angeordneten Auswertevorrichtung zugeführt werden, die diese Bilder
mit bekannten Auswertealgorithmen auswertet und gegebenenfalls die
Person z.B. mit einem Warnton warnt. Zusätzlich kann die Windschutzscheibe
noch einen Sperrfilter gegen Sonnenlicht umfassen.
-
Der
das Infrarotlicht spiegelnde Bereich ist also im Wesentlichen ein
Spiegel, der Infrarotlicht, bevorzugt im nahe Infrarotlichtbereich,
spiegelt, jedoch sichtbares Licht durchlässt. Solche Spiegel werden
im Englischen auch als „Hot
Mirror" bezeichnet.
Um diese Eigenschaft zu erhalten, wird z.B. die Windschutzscheibe
in dem genanten Bereich geeignet beschichtet. In der Regel werden
mehrere Schichten aufeinadergetragen, sodass die Windschutzscheibe
im genannten Bereich die gewünschte optische
Eigenschaft hat. Die Schichten können
z.B. durch Aufsputtern, mittels PVD-Verfahren oder durch Sol-Gel Beschichten aufgetragen
werden. Beim Sol-Gel Verfahren werden flüssige Metallverbindungen auf
der Oberfläche
der Windschutzscheibe niedergeschlagen und in einem anschließenden Temperaturprozess
in festhaftende Metalloxid-Oberflächenfilme
umgewandelt. Die Schichten können
derart ausgeführt
werden, dass sie waschfest und relativ unempfindlich gegen Wasser,
die meisten Säuren oder
organischen Lösungsmittel
sind.
-
Die
beschichteten Windschutzscheiben können, soweit es das Glas der
Windschutzscheibe zulässt,
auch derart ausgeführt
werden, dass sie selbst längere
Zeit starken thermischen Strahlungen oder UV-Strahlung ausgesetzt
und auf Temperaturen bis 450°C
erhitzt werden können.
-
Durch
eine Variation der verwendeten Materialien und der erzielten Schichtdicken
können
die optischen Eigenschaften in weiten Bereichen den geforderten
Spezifikationen angepasst werden.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Fahrzeugs
ist die Infrarotlichtquelle und/oder die Infrarotkamera im oder
am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet. Die Infrarotkamera und/oder
die Infrarotlichtquelle werden bevorzugt mittig vor der das Fahrzeug
steuernden Person in das Armaturenbrett eingelassen und sind nach oben
ausgerichtet. Der Infrarotlicht spiegelnde Bereich ist bevorzugt
derart gewählt,
dass sich die Person darin spiegelt und die Infrarotkamera das Spiegelbild
aufnehmen kann bzw. dass die Infrarotlichtquelle die Person über diesen
Bereich beleuchtet. Da der Infrarotlicht spiegelnde Bereich der
Windschutzscheibe auch Licht im sichtbaren Bereich durchlässt und
die Person Infrarotlicht nicht sieht, wird diese beim Steuern des
erfindungsgemäßen Fahrzeugs weder
durch den Infrarotlicht spiegelnden Bereich, die Infrarotlichtquelle
noch durch die Infrarotkamera gestört.
-
Umfasst
das erfindungsgemäße Fahrzeug ein
sogenanntes Head-up Display, das in der Regel im Armaturenbrett
angeordnet ist, wird die Infrarotlichtquelle und/oder die Infrarotkamera
nach einer Variante des erfindungsgemäßen Fahrzeugs im Head-up Display
integriert. Ein sogenanntes Head-up Display (HUD) ist ein Anzeigesystem,
bei dem die das Fahrzeug steuernde Person Informationen in ihr Sichtfeld
projiziert werden. Ein Head-up Display umfasst im Allgemeinen eine
Anzeigevorrichtung und eine Optikvorrichtung, die mit einem sogenannten
Combiner zusammen wirken. Die Anzeigevorrichtung erzeugt ein Bild,
woraus die Optikvorrichtung, z.B. umfassend eine Linse und einen
Hohlspiegel, ein virtuelles Bild erzeugt, das der Person in einer
spiegelnden, lichtdurchlässigen
Scheibe, dem Combiner, sieht. Der Combiner überlagert somit das virtuelle
Bild mit den durch den Combiner hindurchscheinenden Informationen
der Umwelt. In Fahrzeugen wird in der Regel die Windschutzscheibe
des Fahrzeugs als Combiner verwendet.
-
Durch
das erfindungsgemäße Fahrzeug
ist es möglich,
den Beobachtungswinkel der Infrarotkamera für die das Fahrzeug steuernde
Person insbesondere im Bereich der Hauptblickrichtung der Person
zu realisieren, ohne dabei das Blickfeld der Person zu beeinträchtigen
oder nur unwesentlich zu beeinträchtigen.
Die Infrarotkamera und/oder die Infrarotlichtquelle kann insbesondere
in das Armaturenbrett oberhalb oder vor einem Kombiinstrument des Fahrzeugs
verbaut werden. Dadurch ist die Infrarotkamera und/oder die Infrarotlichtquelle
von außen kaum
oder gar nicht sichtbar, was auch dem Design des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
zugute kommt.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind exemplarisch in den schematischen beigefügten Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
-
1 Einen
Personenkraftwagen,
-
2 einen
Ausschnitt des Personenkraftwagens der 1 mit einer
Infrarotkamera und
-
3 einen
Ausschnitt des Personenkraftwagens der 1 mit einer
Infrarotlichtquelle.
-
Die 1 zeigt
einen Personenkraftwagen 1 als Beispiel eines Fahrzeug
mit einer Windschutzscheibe 2, einem Armaturenbrett 3 und
einer Auswertevorrichtung 4 mit einem Lautsprecher 5.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
umfasst der Personenkraftwagen 1 eine in der 2 dargestellte Infrarotkamera 6 und
eine in der 3 dargestellte, zwei Infrarotleuchtdioden 14 aufweisende
Infrarotlichtquelle 7, die beide im Armaturenbrett 3 eingelassen
und durch eine Öffnung 8 im
Armaturenbrett 3 nach oben bezüglich des Personenkraftwagens 1 befestigt
sind. Die Infrarotkamera 6 und die Infrarotlichtquelle 7 sind
der Übersicht
halber mit einer nicht dargestellten, jedoch allgemein bekannten
Strom versorgung verbunden. Des Weiteren ist die Infrarotkamera 6 mit
der Auswertevorrichtung 4 in nicht dargestellter Weise
elektrisch verbunden.
-
Die
Windschutzscheibe 2 ist im Wesentlichen in ihrem gesamten
Bereich für
sichtbares Licht durchlässig
und umfasst einen Bereich 9, der sowohl für sichtbares
Licht durchlässig
ist, jedoch Licht im Infrarotbereich spiegelt. Der Infrarotlicht
spiegelnde Bereich 9 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
direkt im Sichtbereich einer in den 2 und 3 teilweise
dargestellten und den Personenkraftwagen 1 steuernden Person 10 angeordnet
und spiegelt auf die nach innen gerichtete Fläche der Windschutzscheibe 2 auftreffendes
Infrarotlicht.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist die Infrarotlichtquelle 7 derart im Armaturenbrett 3 eingelassen,
dass ihre Infrarotleuchtdioden 14 ihr Infrarotlicht nach
oben in Richtung des Infrarotlicht spiegelnden Bereichs 9 abstrahlen,
das durch den Infrarotlicht spiegelnden Bereich 9 in Richtung
der Person 10 und insbesondere in Richtung deren Gesicht 11 umgelenkt
wird. Die Begrenzungslinien des Infrarotlichtkegels des Infrarotlichts
sind in der 3 mit dem Bezugszeichen 12 versehen.
Dadurch wird die Person 10 und insbesondere deren Gesicht 11 mit
für sie
unsichtbarem Infrarotlicht beleuchtet.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist auch die Infrarotkamera 6 derart im Armaturenbrett 3 eingelassen,
dass ihre Aufnahmeoptik nach oben in Richtung des Infrarotlicht
spiegelnden Bereichs 9 gerichtet ist. Dadurch kann die
Infrarotlichtkamera 6 ein im Infrarotlicht spiegelnden
Bereich 9 sich spiegelndes Bild der Person 10 und
insbesondere ein sich spiegelndes Bild des Gesichts 11 der Person 10 aufnehmen.
Die Begrenzungslinien des Aufnahmebereichs der Infrarotkamera 6 sind
in der 2 mit dem Bezugszeichen 13 versehen.
-
Die
mit der Infrarotkamera 6 aufgenommenen Bilder der Person 10 werden
anschließend
der Auswertevorrichtung 4 zugeführt, auf der ein allgemein
bekannter Auswerterhythmus zum auswerten der Bilder der Person 10 läuft. Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wertet der Auswertealgorithmus insbesondere die Frequenz des Liedschlags der
Person 10 oder deren Blickrichtung aus. Ergibt diese Auswertung,
dass sich die Person 10 in einem potenziellen fahrverminderten
oder fahruntüchtigen Zustand,
bedingt z.B. durch Müdigkeit,
nachlassender Aufmerksamkeit oder Ablenkung, befindet, so steuert
die Auswertevorrichtung 4 ihren Lautsprecher 5 an,
der daraufhin ein für
die Person 10 hörbares Warnsignal
abgibt.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
sind die Infrarotkamera 6 und die Infrarotlichtquelle 7 im
Armaturenbrett 3 mittig vor der den Personenkraftwagen 1 steuernden
Person 10 eingelassen und nach oben ausgerichtet. Dies
ist nicht unbedingt notwendig, da auch andere Einbauorte innerhalb
des Personenkraftwagens 1 möglich sind.
-
Die
Infrarotlichtquelle 7 ist vorteilhaft bei schlechten Lichtverhältnissen.
Es kann aber auch auf eine Infrarotlichtquelle 7 gänzlich verzichtet
werden. Das hörbare
Warnsignal ist ebenfalls nur exemplarisch. Die Person 10 kann
z.B. auch optisch über
ihren Zustand informiert werden.
-
Zusätzlich kann
die Windschutzscheibe 2 auch noch einen Sperrfilter gegen
Sonnenlicht haben.
-
Die
Infrarotlichtquelle 7 und/oder die Infrarotkamera 6 können auch
Teil eines nicht näher
dargestellten, jedoch allgemein bekannten Head-up Displays sein.
-
Die
Infrarotlichtquelle 7 kann zugleich als Infrarotkamera 6 dienen,
indem ein Leuchtdiodenarray, d.h. eine flächige Anordnung der Leuchtdioden
vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil einer besonders platzsparenden
Implementierung. Hierzu ist z.B. ein Strahlzyklus, d.h. ein Zyklus
in dem die Leuchtdio den Licht aussenden und ein Empfangszyklus,
d.h. ein Zyklus in dem bei Lichtempfang Strom fließt vorgesehen.
Alternativ oder zusätzlich
können
einige der Dioden zum Empfang vorgesehen sein, andere zum Aussenden.
Der Anteil der jeweiligen Dioden wird z.B. durch die Umgebungslichtverhältnisse
bestimmt.
-
- 1
- Personenkraftwagen
- 2
- Windschutzscheibe
- 3
- Armaturenbrett
- 4
- Auswertevorrichtung
- 5
- Lautsprecher
- 6
- Infrarotkamera
- 7
- Infrarotlichtquelle
- 8
- Öffnung
- 9
- Bereich
- 10
- Person
- 11
- Gesicht
- 12,
13
- Begrenzungslinien
- 14
- Infrarotleuchtdioden