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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erkennen
und/oder zur Bekämpfung
von Monotonie beim Führen
eines Fahrzeuges.
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Das
Auftreten von Monotonie beim Führen eines
Fahrzeuges stellt ein Risiko für
die Verkehrsicherheit dar. Die hohe Automatisierung der Aufgabe des
Fahrers, beispielsweise in LKWs oder PKWs, durch Automatikgetriebe,
Tempomat, Spurassistent und weitere Hilfssysteme, verringert die
Beanspruchung des Fahrers und erhöht die Monotonie der Fahraufgabe.
Weiterhin können
spezifische Merkmale einer Fahrtstrecke zu einer Erhöhung der
Monotonie beitragen. Beispielsweise kann eine längere Fahrt bei gleichbleibender
Geschwindigkeit auf einer geraden Strecke in einer Umgebung, die
wenig Abwechslung bietet, zu einer Erhöhung der Monotonie beitragen.
Dies stellt ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Insbesondere
wird hierdurch die Reaktionsbereitschaft des Fahrers verringert.
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Es
sind Systeme bekannt, die einen Monotoniewert aus Fahrzeugdaten
oder aus Umgebungsdaten, wie beispielsweise aus einem Video der
Straßenlage,
ermitteln. Eine solche Monotonieerkennung ist unspezifisch, da sie
die Wahrnehmung der Situation durch den Führer des Fahrzeuges als entscheidenden
Faktor nicht berücksichtigt.
Zum Beispiel ist eine langweilig erscheinende Autobahnfahrt nicht monoton,
wenn der Fahrer dringend einen Rastplatz sucht. Bekannte Monotonieerkennungssysteme
würden
in einer solchen Situation anhand der Fahrzeug- und Umgebungsdaten
eine erhöhte
Monotonie detektieren. Somit sind bekannte Systeme nicht in der Lage,
die vom Fahrer tatsächlich
empfundene Monotonie richtig einzuschätzen und hier entsprechend entgegen
zu wirken.
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Weiterhin
sind Systeme bekannt, die als „virtueller
Beifahrer" bezeichnet
werden und nicht primär auf
die Bekämpfung
von Monotonie ausgelegt sind. Sie ermöglichen beispielsweise das
Lesen und Beantworten von e-Mails während der Fahrt und eine Bedienung
diverser Vorrichtungen, wie beispielsweise der Klimaanlage, per
Sprachbefehl. Weiterhin können
solche Systeme den Fahrer in einen künstlichen Dialog oder beispielsweise
in ein Quiz verwickeln, wenn Fahrzeugparameter auf eine Müdigkeit des
Fahrers hindeuten. Eine Berücksichtigung
der vom Fahrer tatsächlich
empfundenen Monotonie findet hier ebenfalls nicht statt. Dies kann
dazu führen, dass
in nicht monotonen Situationen der Fahrer durch das System übermäßig beansprucht
wird, was zu einer zusätzlichen
Verkehrsgefährdung
führen kann.
Ferner kann ein Dialog mit einem künstlichen System als öde empfunden
werden und dadurch die Nachhaltigkeit der Ermunterung entkräften. Dies kann
soweit gehen, dass der Fahrer sich von einem solchen System belästigt fühlt. Insbesondere
bei einer wiederholten Anwendung eines derartigen Systems wäre ein solcher
Effekt zu erwarten.
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Aus
DE 10 2005 014 400
A1 ist ein System bekannt, das eine Monotonie-Detektionseinrichtung umfasst,
die anhand eines Pedal-Blinkerhebel- und eines Lenkwinkelsensors
die Monotonie beim Autofahren misst. Eine derartige Vorrichtung
weist ebenfalls den Nachteil auf, dass die vom Fahrer tatsächlich empfundenen
Monotonie nicht berücksichtigt wird.
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DE 103 38 945 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Überwachung
des Zustandes eines Fahrzeugführers,
wobei während
des Führens
des Fahrzeuges ein Teststimulus ausgegeben wird, auf den der Fahrer
reagieren muss. Dieser Stimulus wird derart ausgegeben, dass der
Fahrer ihn nicht als Test erkennt. Basierend auf der Reaktion des
Fahrers auf den Teststimulus wird sein Zustand bewertet.
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DE 100 07 169 A1 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Darbietung von
Informationen für
den Fahrer eines Kraftfahrzeuges. Dabei wird die Wahrnehmungsbelastung
des Fahrers im Zusammenhang mit der Fahrzeugführung bestimmt. Die Darbietung
von Nachrichten wird derart gesteuert, dass kontinuierlich die gesamte
Wahrnehmungsbelastung des Fahrers unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes
bleibt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen,
das Monotonie beim Führen
eines Fahrzeuges zuverlässig
erkennt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 1 sowie des Verfahrensanspruchs
6.
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Eine
Vorrichtung zum Erkennen und zur Bekämpfung von Monotonie beim Führen eines
Fahrzeuges, beispielsweise ein Bordcomputer eines Kraftfahrzeuges,
weist eine Abfragevorrichtung zum Abfragen der vom Fahrzeugführer empfundenen
Monotonie auf. Bei der Abfragevorrichtung kann es sich beispielsweise
um eine Kommunikationsvorrichtung zum Kommunizieren mit dem Fahrer
handeln. Die Kommunikation könnte
beispielsweise optisch über ein
Display oder akustisch über
einen Lautsprecher erfolgen. Der vom Fahrer empfundene Monotoniewert
kann der Kommunikationsvorrichtung über eine Tastatur, als Sprachbefehl
oder über
weitere Kommunikationskanäle
mitgeteilt werden.
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Durch
ein gezieltes Abfragen der vom Fahrer empfundenen Monotonie ist
es möglich,
den überaus wichtigen
Faktor bei der Beurteilung der Monotonie zu berücksichtigen, nämlich das
subjektive Empfinden des Fahrers selbst. Dieses subjektive Empfinden des
Fahrers kann von Faktoren beeinflusst werden, die durch bekannte
Sensoren nur schwer oder überhaupt
nicht erfasst werden können.
Bei diesen Faktoren kann es sich beispielsweise um die momentane persönliche,
geistige, seelische oder körperliche
Verfassung des Fahrers handeln. So kann ein Fahrzeugführer beispielsweise
während
einer an sich monotonen Fahrt intensiv gedanklich mit einer Aufgabe,
beispielsweise dem Auffinden eines Parkplatzes oder einer bestimmten
Adresse beschäftigt
sein, so dass er in dieser Situation subjektiv keine Monotonie empfindet.
Dies hat zur Folge, dass der Fahrer in dieser Situation sehr konzentriert
ist, und somit die üblichen Gefahren
einer monotonen Autofahrt nicht auftreten. Erfindungsgemäß wird somit
berücksichtigt,
dass nur der Fahrer seine Monotonie genau und spezifisch einschätzen kann.
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Zur
Einordnung der Monotonie wird vorzugsweise eine einfache Skala verwendet.
Die Abfrage der Monotonie kann beispielsweise durch den Fahrer initiiert
werden. Eine automatische Initiierung der Abfrage ist ebenfalls
möglich.
Dabei kann das System bestimmte Merkmale der Fahrzeugdaten (u. a. Fahrereingriffe,
Geschwindigkeit, aktive Kommunikationskanäle und/oder Ökonomie
des Fahrens) berücksichtigen.
Ferner kann eine Berücksichtigung von
Umgebungsmerkmalen (u. a. Verkehrslage, Umgebungsreize, „Monotonieindex" des befahrenen Streckenabschnittes
aus einer digitalen Karte) sowie ein Modell der menschlichen Müdigkeit
(„Window
of circadian low")
berücksichtigt
werden. Wenn beispielsweise die Fahrzeugdaten, die Umgebungsdaten
oder das Müdigkeitsmodell
ein Ergebnis liefern, das zur einer Erhöhung des Monotoniewertes des Fahrzeugführers führen könnte, kann
die Abfrage der vom Fahrer empfundenen Monotonie automatisch vom
System gestartet werden.
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Weiterhin
ist es möglich,
den abgefragten Monotoniewert des Fahrers mit den vorstehend genannten
Daten zu kombinieren, um den Zeitpunkt für eine automatisierte Abfrage
festzulegen. Solange kein abgefragter Monotoniewert vorliegt, wird
anhand eines errechneten Schätzwertes
aus den Fahrzeugdaten über
den Zeitpunkt der automatischen Initiierung der Abfrage entschieden.
Ein differenzierteres Ergebnis kann erreicht werden, wenn abgefragte
Monotoniewert aus der nahen Vergangenheit, die beispielsweise auf
eine hohe Monotonie hindeuten, mit aktuellen Fahrzeugdaten kombiniert
werden, wobei die aktuellen Fahrzeugdaten möglicherweise weitere Hinweise
auf eine erhöhte
Monotonie liefern. In einem solchen Fall würde ebenfalls eine automatische Abfrage
initiiert werden. Die Abfrage der Monotonie an sich wirkt schon
der empfundenen Monotonie entgegen, da die bisherige gleichmäßige Tätigkeit
des Fahrers unterbrochen wird. Zum Verknüpfen des abgefragten Monotoniewertes
des Fahrers mit Fahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten und/oder einem
Müdigkeitsmodell
weist die Vorrichtung eine Verknüpfungsvorrichtung
auf.
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Besonders
bevorzugt weist die Vorrichtung weiterhin eine Deaktivierungsvorrichtung
zum Deaktivieren von Fahrzeugassistenzsystemen auf, wenn der Monotoniewert
des Fahrers einen Schwellenwert überschreitet.
Beispielsweise kann das System dem Fahrer vorschlagen, dass er anstatt
mit Automatikgetriebe zu fahren, manuell schalten kann. Weiterhin kann
der Tempomat ausgeschaltet werden, so dass der Fahrer selbst die
gewünschte
Fahrzeuggeschwindigkeit halten muss. Eine jede dieser Änderungen
der Fahreraktivität,
jede neue Fahraufgabe und die damit verbundene Kommunikation zwischen dem
Fahrer und dem System wirkt aktiv gegen Monotonie. Der in diesem
Zusammenhang berücksichtigte Schwellenwert
kann beispielweise im vorhinein definiert sein, oder aber in Abhängigkeit
der aktuellen Fahrsituation ermittelt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Vorrichtung eine Ausgabevorrichtung zum Ausgeben von alternativen
Tätigkeitsvorschlägen zur
Reduzierung der Monotonie bei Überschreitung
eines Schwellenwertes des Fahrers auf. Bei der Ausgabevorrichtung
kann es sich ebenfalls um eine Kommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise
ein Display oder eine Sprachausgabevorrichtung handeln. Es kann
dem Fahrer vorgeschlagen werden, dass er kurz anhält und zum
Beispiel seine Einkäufe erledigt,
eine Mahlzeit zu sich nimmt oder eine Pause einlegt. Weiterhin kann
eine Verhandlung zwischen dem System und dem Fahrer stattfinden,
so dass das System dem Fahrer mehrere Pausenvorschläge (anhand
der vorhergesagten Müdigkeit)
vorschlägt
und der Fahrer sich interaktiv für
ein Pausenszenario entscheidet. Bei LKW-Fahrern kann das System
automatisch die Parkplatzbelegung berücksichtigen. Ferner ist es
bevorzugt, dass das System nur solche Szenarien anbietet, die anhand
der zur Verfügung stehenden
Informationen und deren Prognose in der nahen Zukunft realisierbar
sind.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
weist die Vorrichtung eine Bewertungseinrichtung zum Bewerten des
Fahrstils des Fahrers im Hinblick auf ökonomisches und/oder vorrausschauendes
Fahrern auf. Dem Fahrer kann während
der Bewertung ein Zwischenergebnis dargeboten werden, um ihn zu
motivieren, seine Anstrengungen fortzusetzen. Die bisher beschriebenen Maßnahmen
gegen Monotonie weisen den Vorteil auf, dass Aufgaben zum Erhöhen der
Aufmerksamkeit des Fahrers verwendet werden, die in unmittelbarem
Zusammenhang mit dem Führen
des Fahrzeuges stehen. Beim bisher bekannten Stand der Technik wurden
Nebenaufgaben zum Ablenken des Fahrers benutzt, die in keinem Zusammenhang
zu dem Fahren stehen. Weitere Maßnahmen zum Durchbrechen der
Monotonie können
an dieser Stelle getroffen werden. Wesentlich ist in erster Linie
nicht die Art der Nebenaufgabe, sondern dass eine Maßnahme getroffen
wird, die die Monotonie eines Fahrvorgangs unterbricht.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Erkennen und/oder
zur Bekämpfung
von Monotonie beim Führen
eines Fahrzeuges, insbesondere unter Verwendung einer bisher beschriebenen
Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren
umfasst den Schritt:
- – Abfragen der vom Fahrer empfundenen
Monotonie.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann die selben Merkmale, sowie Vorteile aufweisen, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Ferner
kann das erfindungsgemäße Verfahren
eins oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten:
- – Verknüpfen des
abgefragten Monotoniewertes des Fahrers mit Fahrzeugdaten und/oder
Umgebungsdaten und/oder mit einem Müdigkeitsmodell.
- – Deaktivieren
von Automatisierungs- und/oder Assistenzsystemen, wenn der Monotoniewert
des Fahrzeugführers
einen Schwellenwert überschreitet.
- – Ausgeben
von alternativen Tätigkeitsvorschlägen zur
Reduzierung der Monotonie, wenn der Monotoniewert des Fahrzeugführers einen Schwellenwert überschreitet.
- – Bewerten
des Fahrstils des Fahrzeugführers
im Hinblick auf ökonomisches
und/oder vorrausschauendes Fahren, so dass die vom Fahrzeugführer empfundene
Monotonie reduziert wird.
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Beim
Bewerten des Fahrstils des Fahrzeugführers kann ein Ergebnis und/oder
ein Zwischenergebnis ausgegeben werden.
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Weiterhin
können
als Maßnahme
gegen die Monotonie insbesondere alternative Pausenpläne mit unterschiedlichen
Zielsetzungen vorgeschlagen werden. Eine wirkungsvolle Maßnahme gegen
Monotonie kann beispielsweise eine Verhandlung mit dem Fahrer über die
vorgeschlagenen alternativen Pausenpläne sein. Dabei kann das System
dem Fahrer mehrere Pausenszenarien anbieten, so dass die Verhandlung über die
Szenarien an sich schon gegen Monotonie wirkt.
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Im
Müdigkeitsmodel,
das bei der Ermittlung des Monotoniewertes berücksichtigt werden kann, fließen insbesondere
gespeicherte persönliche
Daten des Fahrers ein. Diese können
beispielsweise ein Müdigkeitsprofil
oder die Schlafzeiten des Fahrers betreffen.
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Eine
Abfrage der vom Fahrzeugführer
empfundenen Monotonie kann insbesondere automatisch aktiviert werden,
wenn anhand der Fahrzeugdaten und/oder der Umgebungsdaten und/oder
des Müdigkeitsmodells
Faktoren ermittelt werden, die auf einen erhöhten Monotoniewert hinweisen
könnten.
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
einer Figur erläutert.
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Die
Figur zeigt: eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Eine
Vorrichtung zum Erkennen und zur Bekämpfung von Monotonie beim Führen eines
Fahrzeuges weist beispielsweise einen Bordcomputer 12 auf,
der zu einem Kraftfahrzeug gehört.
Insbesondere kann die Vorrichtung 10 komplett in einem
Bordcomputer 12 implementiert sein. Weiter weist die Vorrichtung 10 eine
Abfragevorrichtung 14 zum Abfragen der vom Fahrer empfundenen
Monotonie auf. Bei der Abfragevorrichtung 14 kann es sich
beispielsweise um einen Lautsprecher oder um ein Display handeln.
Mit Hilfe der Abfragevorrichtung 14 kann dem Fahrer die
Frage gestellt werden, wie er seine aktuelle Monotonie auf einer
Skala bewertet. Es kann beispielsweise eine fünfstufige absolute Skala verwendet
werden (beginnend mit kaum monoton, wenig monoton, .... bis hin
zu sehr monoton) oder eine relative Skala (beispielsweise monotoner
als bei der letzten Abfrage ...). Die vom Fahrer empfundene Monotonie
kann über
eine Eingabevorrichtung 15 der Vorrichtung 10 mitgeteilt
werden. Bei der Eingabevorrichtung 15 kann es sich beispielsweise
um eine Tastatur handeln. Ebenfalls kann die Eingabe des Fahrers
sprachgesteuert, beispielsweise über
ein Mikrofon 15 erfolgen.
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Die
Vorrichtung 10 weist eine Verknüpfungsvorrichtung 16 zum
Verknüpfen
des abgefragten Monotoniewertes des Fahrers mit Fahrzeugdaten und/oder
Umgebungsdaten auf, die über
einen oder mehrere Sensoren 18 aufgenommen werden. Weiterhin
kann die Verknüpfungseinrichtung 16 mit
einer Vorrichtung 20 verbunden sein, auf der ein Müdigkeitsmodell
hinterlegt ist. Bei der Vorrichtung 20 kann es sich um
einen gesonderten Computer handeln, alternativ aber auch um den
Bordcomputer 12. Die Verknüpfungseinrichtung 16 kann
einerseits eine Software- anderseits auch eine Hardwareschnittstelle zum
Verknüpfen
des abgefragten Monotoniewertes mit dem besagten Daten aufweisen.
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Weiterhin
ist eine Deaktivierungsvorrichtung 22 zum Deaktivieren
von Fahrzeugassistenzsystemen 24 vorgesehen, wenn der Monotoniewert
des Fahrers einen Schwellenwert überschreitet.
Bei dem Fahrzeugassistenzsystem 24 kann es sich um eine Automatikgetriebe,
einen Tempomat usw. handeln. Die Vorrichtung 10 weist ferner
eine Ausgabevorrichtung 26, wie beispielsweise ein Display
auf, auf dem alternative Tätigkeitsvorschläge der Monotonie
bei Überschreitung
eines Schwellenwertes der Monotonie des Fahrers ausgegeben werden
können.
Bei der Ausgabevorrichtung 26 kann es sich ebenfalls um
einen Lautsprecher handeln. Insbesondere kann als Abfragevorrichtung
und als Ausgabevorrichtung eine einzige Vorrichtung, wie beispielsweise
ein Lautsprecher oder ein Display verwendet werden. Bei den über die
Ausgabevorrichtung 26 ausgegebenen alternativen Tätigkeitsvorschlägen kann
es sich beispielsweise um alternative Pausenpläne mit unterschiedlichen Zielsetzungen
handeln.
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Die
Vorrichtung 10 weist weiterhin eine Bewertungseinrichtung 28 zum
Bewerten des Fahrstils des Fahrers im Hinblick auf ökonomisches
und/oder vorrausschauendes Fahren auf. Über die Ausgabevorrichtung 26 kann
ein Ergebnis und/oder ein Zwischenergebnis der Bewertung des Fahrstils
des Fahrers ausgegeben werden. Die Bewertungseinrichtung 28 kann
ebenfalls als ein Computer ausgebildet oder im Bordcomputer 12 integriert
sein.
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Um
bei dem in der Verknüpfungseinrichtung 16 verwendeten
Müdigkeitsmodell
zu besseren Ergebnissen zu gelangen, kann die Vorrichtung 20 beispielsweise
eine Schnittstelle aufweisen, über
die der Vorrichtung 20 personenbezogene Daten des Fahrers,
wie beispielsweise sein Müdigkeitsprofil
oder Informationen über
seine Schlafzeiten zugeführt
werden können.
Diese Schnittstelle kann zum Beispiel einen Schlüssel oder einen Speicher aufnehmen,
der diese Informationen enthält.
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Ein
kurzes Szenario des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden
beschrieben:
Ein computerbasiertes System, das mit dem Bordcomputer
verbunden ist, verarbeitet Signale aus Fahrzeugsensoren. Das System
bekommt persönliche
Daten des Fahrers (Müdigkeitsprofil,
Schlafzeiten) aus dem Fahrzeugschlüssel und sagt die Müdigkeit
des Fahrers vorher. Eine Auswertelogik erkennt aus dem Geschwindigkeits-,
Lenkbetätigungs-
und Pedalsensor, dass die Fahreraufgabe Anzeichen von Monotonie
aufweist und in Kombination mit hohem vorhergesagten Müdigkeitswert
wird automatisch entschieden, den Fahrer sein Monotonieempfinden selbst
zu schätzen
zu lassen. Diese Befragung an sich führt schon zu Minderung der
Monotonie.
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Dem
Fahrer wird per Sprachausgabe angeboten, das Tempomat auszuschalten
und sich damit mehr mit der Fahreraufgabe zu beschäftigen.
Nach Zustimmung durch den Fahrer wird das Tempomat ausgeschaltet.
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Nach
einiger Zeit merkt der Fahrer, dass er trotzdem immer noch Monotonie
empfindet und initialisiert eine weitere Monotonieabfrage. Das System bietet
ihm weitere Strategien an, die der Fahrer umsetzen könnte. Der
Fahrer wählt
ein Training im ökonomischen
Fahren. Dem Fahrer werden Parameter dargestellt, die die Ökonomie
des Fahrers widerspiegeln und Tipps gegeben, wir er am Besten ökonomisch
fährt.
Der Fahrer bemüht
sich, vorrausschauender zu fahren, d. h. er wird mental mehr beansprucht
und wacher.