-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung
eines Wachzustands, sowie ein Verfahren zur Aufrechterhaltung eines Wachzustands.
-
Vorrichtungen
zur Aufrechterhaltung eines Wachzustands, also Vorrichtungen, mit
denen das Einschlafen einer Person verhindert werden soll, wurden
bereits vorgeschlagen. Derartige Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung
eines Wachzustands (nachfolgend mit „Wachhaltevorrichtungen"
bezeichnet) werden beispielsweise verwendet, um den Fahrer eines
Fahrzeugs ausreichend wach und aufmerksam zu halten, so dass ein
Fahrzeug geführt werden kann.
-
Eine
Wachhaltevorrichtung, wie sie in der
US 5,311,877 (entsprechend
der
JP-5-92039-A )
beschrieben ist, schätzt den Wachheitsgrad eines Fahrers
zunächst ab und schätzt dann eine Reaktionszeit Rt,
die diesem Wachheitsgrad entspricht. Nachfolgend wird eine Signalausgangsschwellenwertfrequenz
Ns festgesetzt und eine geschätzte Reaktionszeit Reeg (Wachheitsgrad)
wird berechnet. Wenn die geschätzte Reaktionszeit Reeg
die Reaktionszeit Rt übersteigt, wird ein Frequenzzähler
N erhöht. Wenn der Frequenzzähler N die Schwellenwertfrequenz
Ns übersteigt, wird bestimmt, dass der Wachheitszustand
ungewöhnlich ist und ein Wachheitsverringerungssignal,
das eine Verringerung des Wachheitsgrads darstellt, wird ausgegeben.
Wenn dieses Wachheitsverringerungssignal ausgegeben wird, wird eine
Stimulierung (Stimulans) mit einem Aufweckeffekt, beispielsweise
ein Geräusch, eine Vibration, ein Geruch oder dergleichen
eine bestimmte Zeit lang an den Fahrer ausgegeben.
-
Wenn
die Stimulierung, die den Aufweckeffekt hat, an den Fahrer geliefert
oder angelegt wird, ist es notwendig, die Stimulierung mit einem
geeigneten Zeitverhalten anzulegen, sodass der Fahrer die Stimulierung
erhält, ohne sich jedoch dabei unangenehm zu fühlen.
Wenn der Fahrer durch eine plötzliche Stimulierung überrascht
oder erschreckt wird oder von der Stimulierung sogar verärgert
wird, kann der Fahrvorgang gestört werden.
-
Die
Wachheitsgradaufrechterhaltungsvorrichtung ist nur dafür
ausgelegt, das Wachheitsverringerungssignal auszugeben, wenn der
Frequenzzähler N die Schwellenwertfrequenz Ns übersteigt
und dient nicht dazu, die Stimulierung abzugeben, sodass der Fahrer
die Stimulierung ohne unangenehme Gefühle erhält.
-
Die
Wachhaltevorrichtung für ein Fahrzeug bzw. für
dessen Fahrer gemäß der
JP-11-310053-A gibt in
bestimmten Abständen, beispielsweise einmal pro Minute
einen Geruch ab, wenn ein Verringerungsgrad der Aufmerksamkeit des
Fahrers einen bestimmten Wert übersteigt. Wenn zusätzlich
der Durchschnittswert eines monotonen oder gleichförmigen
Fahrbetriebs pro Einheitszeit zunimmt, liefert die Wachhaltevorrichtung
den Geruch mit schwankenden Intervallen von 1/f, nachdem fünf
Minuten seit der letzten Zufuhr des Geruchs verstrichen sind.
-
Diese
Wachhaltevorrichtung ist dafür ausgelegt, ein unangenehmes
Gefühl durch Steuern der Zufuhrzeit des Geruchs zu begrenzen.
Wenn jedoch der Wachheitsgrad erheblich abnimmt, kann diese Wachhaltevorrichtung
die Verringerung des Wachheitsgrads nicht ausreichend beschränken.
-
Allgemein
gesagt ist ein geschätzter oder erkannter Wachheitsgrad
ein Durchschnittswert in einer Schwankung des Wachheitsgrads über
eine bestimmte Zeit hinweg. In einem Fall, wo der Wachheitsgrad
bis zur Mitte der bestimmten Zeit niedrig ist und dann zum Ende
der bestimmten Zeit der Wachheitsgrad wieder auf einen hohen Wert
zurückkehrt, empfängt der Fahrer die Stimulierung,
obwohl er sich (wieder) in einem hohen Wachheitszustand oder Wachheitsgrad
befindet. In diesem Fall kann der Fahrer durch die (aus seiner Sicht
unnötige) Stimulierung verärgert werden und kann
nicht verstehen, warum die Stimulierung erfolgt.
-
Eine
Wachhaltevorrichtung ist daher nötig, welche Stimulierungen
liefern kann, ohne dass unangenehme Empfindungen für Personen
auftreten.
-
Es
ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bzw.
ein Verfahren zur Aufrechterhaltung des Wachzustands (Wachhaltevorrichtung
bzw. Wachhalteverfahren) zu schaffen, mit der bzw. dem genannten
Anforderungen erfüllt werden können.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine erfindungsgemäße
Wachhaltevorrichtung ein Vorfallerkennungsteil, ein Schläfrigkeitsgradsbestimmungsteil,
ein Schwellenwertsetzteil, ein Pegelbereichsbestimmungsteil, ein
Vorfallbestimmungsteil, sowie ein Stimulierungs- oder Stimulanszufuhrteil.
Das Vorfallerkennungsteil erkennt einen Vorfall, der einer Schläfrigkeit
einer Person zugeordnet ist, wobei dieser Vorfall zumindest entweder
eine Aktion oder Handlung, ein Auftreten oder Verhalten oder ein
biologisches Signal der Person, sowie eine Bewegung eines von der
Person gefahrenen Fahrzeugs enthält. Das Schläfrigkeitsgradbestimmungs teil
bestimmt einen Schläfrigkeitsgrad einer Person, der sich
abhängig von der Stärke der Schläfrigkeit ändert.
Das Schwellenwertsetzteil setzt einen Schwellenwert, um den Schläfrigkeitsgrad
oder Schläfrigkeitspegel in einen ersten Pegelbereich und einen
zweiten Pegelbereich zu unterteilen, wobei der erste Pegelbereich
gleich oder niedriger als der Schwellenwert und der zweite Pegelbereich
höher als der Schwellenwert ist. Das Pegelbereichsbestimmungsteil
bestimmt den Pegelbereich des Schläfrigkeitsgrads oder
Schläfrigkeitspegels, der von dem Schläfrigkeitsgradbestimmungsteil
bestimmt wurde. Das Vorfallbestimmungsteil bestimmt, ob das Vorfallerkennungsteil
dem Vorfall erkennt. Das Stimulanszufuhrteil liefert eine Stimulierung
(ein geeignetes Stimulans) mit einem Aufweckeffekt an die Person, wenn
das Pegelbereichsbestimmungsteil bestimmt, dass der Schläfrigkeitspegel
sich im zweiten Pegelbereich befinden und das Vorfallbestimmungsteil
bestimmt, dass das Vorfallerkennungsteil den Vorfall erkennt.
-
Die
Wachhaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung liefert eine Stimulierung
mit dem Aufweckeffekt an die Person, deren Schläfrigkeitspegel
sich in dem zweiten Pegelbereich befindet, wenn der Vorfall, der
einer Schläfrigkeit zugeordnet ist, erkannt wird. Somit
wird die Stimulierung der Person zu einer Zeit entsprechend dem
Zustand und Gefühl der Person zugeführt, sodass
die Person nicht durch den plötzlichen Empfang der Stimulierung überrascht wird.
Im Ergebnis kann die Person die Stimulierung annehmen, ohne sich
unangenehm zu fühlen.
-
Gemäß einem
zweitem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine
Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Wachzustands, um einen Wachzustand
einer Person aufrecht zu erhalten, ein Schläfrigkeitsgradbestimmungsteil
und Stimulanszufuhrteil. Das Schläfrigkeitsgradbestimmungsteil
bestimmt einen Schläfrigkeitsgrad oder Schläfrigkeitspegel
der Person, der sich abhängig von der Stärke der
Schläfrigkeit ändert. Das Stimulanszufuhrteil
liefert ein Stimulans mit einem Aufweckeffekt der Person, wenn der
Schläfrigkeitsgrad höher als ein bestimmter Grad
oder Wert ist und liefert kein Stimulans eine bestimmte Zeitdauer
lang nach der Zufuhr der letzten Stimulans. Die bestimmte Zeitdauer
wird auf eine zunehmende Trenddauer gesetzt, wenn der Schläfrigkeitspegel
sich in einem zunehmenden Trend befindet und auf eine abnehmende
Trenddauer gesetzt, wenn der Schläfrigkeitspegel sich in
einem abnehmenden Trend befindet, wobei die zunehmende Trenddauer
kürzer als die abnehmende Trenddauer ist.
-
Bei
dieser Wachhaltevorrichtung wird, wenn sich der Schläfrigkeitspegel
im zunehmenden Trend befindet, die Stimulans oder Stimulierung in
kürzeren Intervallen im Vergleich zu dem Fall zugeführt,
bei dem der Schläfrigkeitspegel sich in einem abnehmenden
Trend befindet. Somit kann die Person rasch in einen wachen Zustand
zurückgebracht werden. Im Gegensatz hierzu, wenn der Schläfrigkeitspegel
sich im abnehmenden Trend befindet, wird die Stimulierung in längeren
Intervallen im Vergleich zu einem Fall zugeführt, bei dem
der Schläfrigkeitspegel im zunehmenden Trend ist. Somit
wird verhindert, dass die Stimulierung einer Person zugeführt
wird, welche bereits die Aufweckstimulierung erhalten hat und gegen die
Schläfrigkeit ankämpft. Im Ergebnis wird eine Person
vor unangenehmen Empfindungen aufgrund des Empfangs weiterer Stimulierungen
geschützt.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur
Aufrechterhaltung eines Wachzustands einer Person auf: Erkennen
eines Vorfalls, der einer Schläfrigkeit der Person zugeordnet
ist, wobei der Vorfall wenigstens entweder eine Handlungsweise,
ein Auftreten oder Erscheinungsbild oder ein biologisches Signal
der Person und eine Bewegung des von der Person gefahrenen Fahrzeugs
enthält; Bestimmen eines Schläfrigkeitsgrads,
der sich abhängig von einer Stärke der Schläfrigkeit ändert;
Festsetzen eines Schwellenwertes, um den Schläfrigkeitsgrad
oder -pegel in einen ersten Pegelbereich und einen zweiten Pegelbereich zu
unterteilen, wobei der erste Pegelbereich gleich oder niedriger
als der Schwellenwert ist und der zweite Pegelbereich höher
als der Schwellenwert ist; Bestimmen eines Pegelbereichs des Schläfrigkeitsgrads
oder Schläfrigkeitspegels; und Erzeugen einer Stimulierung
mit einem Aufweckeffekt, wenn der Schläfrigkeitsgrad sich
im zweiten Pegelbereich befindet und der Vorfall erkannt wird.
-
Beim
erfindungsgemäßen Verfahren wird die Stimulierung
erzeugt, wenn sich der Schläfrigkeitsgrad im zweiten Pegelbereich
befindet und ein der Schläfrigkeit zugeordneter Vorfall
erkannt wird. Somit wird die Stimulierung zu einer Zeit entsprechend
des Befindens und Empfindens der Person erzeugt und die Person wird
nicht von einem plötzlichen Empfang der Stimulierung überrascht.
Somit kann die Person das Stimulans oder die Stimulierung empfangen, ohne
sich hierbei unbehaglich zu fühlen.
-
Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung. Es zeigt:
-
1 schematisch
eine Wachhaltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
2 ein
Blockdiagramm der Bestandteile der Wachhaltevorrichtung;
-
3 eine
Graphik der Beziehungen zwischen Schläfrigkeitsgrad, einem
Vorfall und der Zeit einer Warnungserzeugung;
-
4 ein
Flussdiagramm eines Bilderkennungsprozesses;
-
5 ein
Flussdiagramm eines durchschnittlichen Schläfrigkeitsprozesses;
-
6 ein
Flussdiagramm eines durchschnittlichen Schläfrigkeitsprozesses;
-
7 ein
Flussdiagramm eines plötzlichen Schläfrigkeitsprozesses;
-
8 eine
Tabelle mit Beispielen von Vorfällen bei einem schläfrigen
Fahrer; und
-
9 eine
Graphik einer Beziehung zwischen einer Abnahmerate des Schläfrigkeitsgrads und
der Länge einer zunehmenden Trenddauer.
-
(Ausführungsformen)
-
Bezugnehmend
auf 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Aufrechterhaltung
eines Wachzustands („Wachhaltevorrichtung") gemäß einer
Ausführungsform als Anwendungsbeispiel zum Einsatz in einem Fahrzeug
dargestellt. Die Wachhaltevorrichtung 1 umfasst eine Kamera 2,
eine LED 3, eine Bildverarbeitungs-ECU 4 und eine
Steuervorrichtung 5. Die Kamera 2 ist in der Nähe
des Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet und nimmt wiederholt
ein Bild eines Fahrers oberhalb des Brustkorbs auf, wobei dieser
Bereich durch ein von der LED 3 emittiertes Infrarotlicht
ausgeleuchtet wird. Die Kamera 2 hat beispielsweise eine
Bildaufnahmerate im Bereich von 30 bis 60 fps (frames per second).
-
Die
Bildverarbeitungs-ECU 4 steuert die Kamera 2 und
die LED 3. Die Bildverarbeitungs-ECU 4 empfängt
Bilddaten von der Kamera 2 und speichert die Bilddaten
vorübergehend in einem Speicher (nicht gezeigt). Weiterhin
liest die Bildverarbeitungs-ECU 4 die Bilddaten und führt
an den Bilddaten einen Bilderkennungsprozess durch. Dann erzeugt die
Bildverarbeitungs-ECU 4 Verarbeitungsdaten, um den Zustand
eines Fahrer zu bestimmen, sowie einen Vorfall, beispielsweise eine
Hand lungsweise und das Auftreten/Aussehen des Fahrers und speichert die
Verarbeitungsdaten in einem anderen Speicher (nicht gezeigt).
-
Die
Steuervorrichtung 5 enthält ein Zustandsbestimmungsteil 51,
ein Vorfallbestimmungsteil 52, ein Timerteil 53 und
ein Speicherteil 54. Das Zustandsbestimmungsteil 51 bestimmt
den Zustand des Fahrers, beispielsweise dessen Schläfrigkeit, sein
Aussehen, seinen Trunkenheitsgrad etc. basierend auf Verarbeitungsdaten,
die von der Bildverarbeitungs-ECU 4 geliefert werden. Was
die Schläfrigkeit betrifft, so bestimmt das Zustandsbestimmungsteil 51 einen
Schläfrigkeitsgrad oder Schläfrigkeitspegel, der
sich abhängig von der Stärke der Schläfrigkeit ändert,
basierend auf dem Zustand der Augen des Fahrers. Der Zustand der
Augen des Fahrers umfasst die Augenbewegungen, den Öffnungsgrad der
Augenlider oder die Lidschlaghäufigkeit, um Beispiele zu
nennen. Der Schläfrigkeitsgrad wird in sechs Stufen (0
bis 5) unterteilt, die so festgesetzt sind, dass der Schläfrigkeitsgrad
niedrig ist, wenn die Schläfrigkeit gering ist und der
Schläfrigkeitsgrad hoch ist, wenn die Schläfrigkeit
stark ist.
-
Weiterhin
wird der Schläfrigkeitsgrad durch einen Schwellenwert in
eine Mehrzahl von Grad- oder Pegelbereichen unterteilt. Beim vorliegenden Beispiel
werden ein erster Schwellenwert VA und ein zweiter
Schwellenwert VB der höher als
der erste Schwellenwert VA ist so gesetzt,
dass der Schläfrigkeitsgrad in einen ersten Pegelbereich,
einen zweiten Pegelbereich und einen dritten Pegelbereich unterteilt
wird. Der erste Pegelbereich ist gleich oder niedriger als der erste
Schwellenwert VA, der zweite Pegelbereich
ist höher als der erste Schwellenbereich VA und
gleich oder niedriger als der zweite Schwellenwert VB und
der dritte Pegelbereich ist höher als der zweite Schwellenwert
VB.
-
Wenn
der Schläfrigkeitsgrad gering ist und im ersten Pegelbereich
liegt, wird eine Stimulierung oder Stimulans mit einem Aufweckeffekt
(Aufweckstimulierung) dem Fahrer nicht zugeführt, selbst
wenn das Vorfallbestimmungsteil 52 bestimmt, dass ein Vorfall,
der einer Schläfrigkeit zugeordnet werden kann, erkannt
wurde. Wenn der Schläfrigkeitsgrad mittig ist und im zweiten
Pegelbereich liegt, wird die Aufweckstimulierung dem Fahrer zugeführt,
wenn ein der Schläfrigkeit zuordenbarer Vorfall erkannt wird.
Wenn der Schläfrigkeitsgrad hoch ist und sich im dritten
Pegelbereich befindet, wird die Aufweckstimulierung dem Fahrer zugeführt,
auch wenn irgendein Vorfall, der der Schläfrigkeit zuordenbar
ist, nicht erkannt wird.
-
Wenn
sich der Schläfrigkeitsgrad im ersten Pegelbereich befindet,
ist es für den Fahrer schwierig, seine Schläfrigkeit
subjektiv zu erkennen. Somit wird die Aufweckstimulierung dem Fahrer
nicht zugeführt. Somit wird eine Situation verhindert,
in der der Fahrer nicht verstehen kann, warum die Aufweckstimulierung
erfolgte.
-
Wenn
sich der Schläfrigkeitsgrad im zweiten Pegelbereich befindet,
fühlt der Fahrer die Schläfrigkeit selbst oder
beginnt sich müde oder schläfrig zu fühlen.
Der Schläfrigkeitsgrad ist jedoch noch nicht allzu hoch.
Somit wird die Aufweckstimulierung dem Fahrer zu der Zeit zugeführt,
zu der der Vorfall erkannt wird und somit wird die Aufweckstimulierung
zu Zeiten zugeführt, die dem Eigenempfinden des Fahrers
oder seinem eigenen Gefühl entsprechen. Im Ergebnis wird
eine Situation verhindert, in der der Fahrer durch die plötzliche
Aufweckstimulierung überrascht (erschreckt) wirkt.
-
Wenn
sich der Schläfrigkeitsgrad im dritten Pegelbereich befindet,
wird eine starke Müdigkeit angenommen und das Führen
des Fahrzeugs durch den Fahrer wird gefährlich. Somit wird
die Aufweckstimulierung dem Fahrer auch dann zugeführt,
wenn kein Vorfall erkannt wird, der der Schläfrigkeit zuzuordnen
wäre, so dass der Schläfrigkeitsgrad insgesamt
wieder verringert wird.
-
Wenn
sich der Schläfrigkeitsgrad im zweiten Pegelbereich oder
im dritten Pegelbereich befindet, wird die Stimulierung eine bestimmte
Zeitdauer nach Zufuhr der letzten Aufweckstimulierung nicht zugeführt.
Die bestimmte Zeitdauer wird beispielsweise aus einer zweiten Pegelbereichsdauer
Ps, einer zunehmenden Trenddauer Pi und einer abnehmenden Trenddauer Pd gewählt. Die zweite Pegelbereichsdauer
Ps wird als bestimmte Dauer festgesetzt,
wenn sich der Schläfrigkeitsgrad im zweiten Pegelbereich befindet.
Wenn ein erster Vorfall E1 erkannt wird und zu einer Zeit T2 die
Aufweckstimulierung zugeführt wird, wird ausgehend von
der Zeit T2 die nächste Aufweckstimulierung nicht während
der zweiten Pegelbereichsdauer Ps zugeführt.
Selbst wenn somit ein zweiter Vorfall E2 zu einer Zeit T3 erkannt
wird, bevor die zweite Pegelbereichsdauer Ps verstrichen
ist, wird keine Aufweckstimulierung zugeführt. Die nächste
Aufweckstimulierung wird zugeführt, wenn ein dritter Vorfall
E3 zu einer Zeit T4 nach Verstreichen der zweiten Pegelbereichsdauer
Ps erkannt wird. Zu einer Zeit T1 wird, obgleich der Schläfrigkeitsgrad
höher als der erste Schwellenwert VA ist, kein
Vorfall erkannt. Somit wird zur Zeit T1 keine Aufweckstimulierung
zugeführt.
-
Eine
zunehmende Trenddauer Pi wird als bestimmte
Dauer festgesetzt, wenn der Schläfrigkeitsgrad sich im
dritten Pegelbereich befindet und der Schläfrigkeitsgrad
sich in einem zunehmenden Trend befindet. Wenn der Schläfrigkeitsgrad
weiter zunimmt, nachdem der Schläfrigkeitsgrad den dritten Pegelbereich
erreicht hat und zur Zeit T5 die Aufweckstimulierung zugeführt
wird, wird ausgehend von der Zeit T5 die nächste Aufweckstimulierung während
der zunehmenden Trenddauer Pi nicht zugeführt.
-
Die
abnehmende Trenddauer Pd wird als bestimmte
Zeitdauer gesetzt, wenn der Schläfrigkeitsgrad sich im
dritten Pegelbereich befindet und der Schläfrigkeitsgrad
sich in einem abnehmenden Trend befindet. Wenn der Schläfrigkeitsgrad
abnimmt, nachdem zur Zeit T6 die Aufweckstimulierung zugeführt
wurde, wird von der Zeit T6 an die nächste Aufweckstimulierung
während der Abnahmetrenddauer nicht zugeführt.
Wenn somit zur Zeit T7 die abnehmende Trenddauer Pd verstreicht,
wird die nächste Aufweckstimulierung zugeführt.
Die abnehmende Trenddauer Pd kann gemäß der
Abnahmerate des Schläfrigkeitsgrads gesetzt werden. Insbesondere kann
die Länge der Abnahmetrenddauer Pd zwischen einem
Fall, bei dem der Schläfrigkeitsgrad rasch abnimmt und
einen Fall geändert werden, wo der Schläfrigkeit
langsam abnimmt.
-
Eine
Länge der zweiten Pegelbereichsdauer Ps,
der Zunahmetrenddauer Pi und der Abnahmetrenddauer
Pd kann vom Fahrer als dem Benutzer festgesetzt
werden. Es ist bevorzugt, dass die Zunahmetrenddauer Pi kürzer
als die Abnahmetrenddauer Pd ist.
-
Wenn
sich im vorliegenden Fall der Schläfrigkeitsgrad im zunehmenden
Trend befindet, wird die Aufweckstimulierung in kürzeren
Intervallen im Vergleich zu dem Fall zugeführt, bei der
der Schläfrigkeitsgrad sich im abnehmenden Trend befindet. Somit
kann der Fahrer rasch in einen wachen Zustand zurückgeführt
werden. Im Gegensatz hierzu, wenn der Schläfrigkeitsgrad
sich im abnehmenden Trend befindet, wird die Aufweckstimulierung
in längeren Intervallen im Vergleich zu dem Fall zugeführt, bei
dem der Schläfrigkeitsgrad sich im zunehmenden Trend befindet.
Somit wird die Aufweckstimulierung beschränkt dem Fahrer
zugeführt, der bereits die Aufweckstimulierung erhalten
hat und mit der Schläfrigkeit kämpft (versucht
wieder wach zu werden) und der Fahrer erhält keine weitere
von ihm unangenehm empfundene Stimulierung.
-
Wie
oben beschrieben wird die Aufweckstimulierung nach Zufuhr der letzten
Aufweckstimulierung die bestimmte Dauer Ps,
Pi oder Pd lang
nicht zugeführt. Selbst wenn sich der Schläfrigkeitsgrad
des Fahrers im zweiten Pegelbereich oder im dritten Pegelbereich
befindet, wird die Aufweckstimulierung nicht häufiger zugeführt,
sondern wird zugeführt nachdem die bestimmte Zeitdauer
Ps, Pi oder Pd verstrichen ist. Somit fühlt sich
der Fahrer nicht unangenehm.
-
Das
Vorfallbestimmungsteil 52 erhält die Verarbeitungsdaten
von der Bildverarbeitungs-ECU 4 und identifiziert den Vorfall
aus den Verarbeitungsdaten. Das Vorfallbestimmungsteil 52 bestimmt
weiterhin, ob der identifzierte Vorfall auf eine Schläfrigkeit zurückzuführen
oder zuzuordnen ist. Das Vorfallbestimmungsteil 52 bestimmt,
ob ein Vorfall erkannt wird oder nicht, der der Schläfrigkeit
zuzuordnen ist. Das Speicherteil 54 speichert Daten bezüglich
Vorfällen, welche einer Schläfrigkeit zuzuordnen
sind. Ein Vorfall, der der Schläfrigkeit zuzuordnen ist,
enthält beispielsweise die Punkte 1 bis 5 in 8,
d. h. das Schließen der Augen über länger
Zeit hinweg, ein plötzliches Bewegen des Kopfes, das Berühren
des Gesichts mit der Hand, ein starkes Blinzeln und Gähnen.
-
Von
diesen Vorfällen können das Berühren des
Gesichts mit der Hand und das starke Blinzeln übliche Verhaltensmuster
des Fahrers sein. Somit kann jeder dieser Vorfälle eine
Identifikationsinformation haben, um eine Unterscheidung von Vorfällen
zu machen, die für den Fahrer nicht üblich sind.
Das Vorfallbestimmungsteil 52 bestimmt, ob ein der Schläfrigkeit
zuzuordnender Vorfall dem üblichen Verhalten des Fahrers
entspricht oder nicht. Wenn das Vorfallbestimmungsteil 52 bestimmt,
dass der der Schläfrigkeit zuzuordnende Zufall in das übliche Verhaltensmuster
des Fahrers gehört, wird die Aufweckstimulierung dem Fahrer
nicht zugeführt.
-
Das
Timerteil 53 zählt eine verstrichene Zeit, seitdem
die letzte Aufweckstimulierung zugeführt wurde. Eine Stimulierungsausgabevorrichtung 6 enthält
einen Lautsprecher 61, einen Sitzvibrator 62 und eine
Klimaanlage (A/C) 63, um Beispiele zu nennen, womit die
Aufweckstimulierung dem Fahrer zugeführt werden kann. Durch
Empfang eines Steuersignals von der Steuervorrichtung 5 erzeugt
der Lautsprecher 61 einen Alarm und/oder eine Stimme, der
Sitzvibrator 62 versetzt den Fahrersitz in Schwingungen und
die Klimaanlage 63 senkt die Temperatur im Fahrgastraum
und/oder steuert das Luftdurchsatzvolumen.
-
Wenn
sich der Schläfrigkeitsgrad des Fahrers gemäß 3 ändert,
liefert die Wachhaltevorrichtung 1 die Aufweckstimulierung,
um den Fahrer zu warnen, wie nachfolgend beschrieben. Der Schläfrigkeitsgrad ändert
sich mit der Stärke der Schläfrigkeit und die
Ziffer des Schläfrigkeitsgrads nimmt zu, wenn die Stärke
der Schläfrigkeit zunimmt. Insbesondere entspricht der
Schläfrigkeitsgrad 0 einem Wachzustand und der Schläfrigkeitsgrad 5 entspricht
einem Schlaf- oder Schlummerzustand. Der erste Schwellenwert VA und der zweite Schwellenwert VB sind
vorbestimmt. Wenn der Schläfrigkeitsgrad den ersten Schwellenwert
VA zu einer Zeit T1 erreicht, ist eine Warnung
nötig. Jedoch erkennt der Fahrer in dem vorliegenden Schläfrigkeitsgrad
für gewöhnlich die Schläfrigkeit nicht.
Wenn die Wachhaltevorrichtung 1 zur Zeit T1 eine Warnung,
zum Beispiel den Alarm erzeugt, kann der Fahrer möglicherweise
die Bedeutung der Warnung nicht verstehen und ist verwirrt. Somit
wird zur Zeit T1 die Warnung nicht erzeugt.
-
Wenn
der Schläfrigkeitsgrad den ersten Schwellenwert VA übersteigt, ist die Wachhaltevorrichtung 1 in
einem Bereitschaftszustand, um eine Warnung auszugeben. Wenn zur
Zeit T2 der erste Vorfall E1 erkannt wird, wird als Weckstimulierung unmittelbar
eine Warnung erzeugt. Im vorliegenden Fall kann der Fahrer die Bedeutung
der Warnung verstehen und beginnt damit, gegen seine Schläfrigkeit anzukämpfen,
um wieder in einen Wachzustand zu gelangen. Wie oben beschrieben
enthält der Vorfall keine bewusste Handlung des Fahrers,
um gegen eine Schläfrigkeit anzukämpfen, sondern
eine unbewusste und spontane Handlung des Fahrers, beispielsweise
Gähnen, Schließen der Augen für eine lange
Zeit und Senken des Kopfs aufgrund einer Erschlaffung der Nackenmuskulatur.
-
Wenn
zur Zeit T3 der zweite Vorfall E2 erkannt wird, wird keine Warnung
erzeugt, da die zweite Pegelbereichsdauer Ps seit
der Erzeugung der letzten Warnung zur Zeit T2 noch nicht verstrichen
ist und der Fahrer es unangenehm empfinden kann, jedes Mal eine
Warnung zu erhalten. Wenn zur Zeit T4 der dritte Vorfall E3 erkannt
wird, wird eine Warnung erzeugt, da die zweite Pegelbereichsdauer
Ps verstrichen ist. Wenn der Schläfrigkeitsgrad
den zweiten Schwellenwert Vb übersteigt,
der einen gefährlichen Schläfrigkeitsgrad darstellt
(seit T5), wird eine Warnung ungeachtet des Vorfalls erzeugt.
-
Die
zur Zeit T5 erzeugte Warnung kann gleich derjenigen sein, die erzeugt
wird, wenn der Schläfrigkeitsgrad den ersten Schwellenwert
VA übersteigt. Es kann jedoch vorteilhaft
sein, Lautstärke und/oder Frequenz des Alarms zu ändern,
um Beispiele zu nennen. Die Warnung ist nicht auf einen Alarmton
begrenzt, sondern kann auch einen Geruch, eine Vibration und/oder
einen Windstoß mittels der Lüftung oder dergleichen
umfassen.
-
Zur
Zeit T6 ist, obgleich der Vorfall ähnlich wie bei der Zeit
T5 nicht erkannt wird, der Schläfrigkeitsgrad in einem
zunehmenden Trend. Somit wird die Warnung erzeugt, wenn die Zunahmetrenddauer Pi nach der Zeit T5 verstrichen ist. Nach
der Zeit T6 zeigt der Schläfrigkeitsgrad eine abnehmende
Tendenz. Somit wird die Warnung zur Zeit T7 erzeugt, wenn die Abnahmetrenddauer
Pd verstrichen ist, da sich der Trend des
Schläfrigkeitsgrads vom zunehmenden Trend zum abnehmenden
Trend ändert. Zur Zeit T8 ist die zweite Pegelbereichsdauer
Ps verstrichen, seit die letzte Warnung
ausgegeben wurde und der Vorfall wird erkannt. Jedoch ist der Schläfrigkeitsgrad
unter dem ersten Schwellenwert Va. Somit
wird zur Zeit T8 keine Warnung erzeugt.
-
Ein
Arbeitsablauf der Wachhaltevorrichtung 1 wird nun unter
Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben. Üblicherweise
werden Menschen zunächst schläfrig (durchschnittliche
Schläfrigkeit), bevor sie einschlafen. Jedoch werden manche Menschen
plötzlich müde oder schläfrig (plötzliche Müdigkeit; „Sekundenschlaf").
Somit wiederholt die Wachhaltevorrichtung 1 einen plötzlichen
Schläfrigkeitsprozess, um die plötzliche Schläfrigkeit
einzugrenzen und einen durchschnittlichen Schläfrigkeitsprozess,
um die durchschnittliche Schläfrigkeit zu beschränken,
wobei diese Prozesse gleichzeitig durchgeführt werden.
-
Der
Bilderkennungsprozess von 4 wird wiederholt
durchgeführt. Bei S11 werden die Bilddaten gelesen und
bei S12 wird der Bilderkennungsprozess durchgeführt. Bei
S13 werden die Verarbeitungsdaten im Speicher gespeichert.
-
Der
plötzliche Schläfrigkeitsprozess in 7 wird
kontinuierlich unabhängig von dem durchschnittlichen Schläfrigkeitsprozess
der 5 und 6 durchgeführt. In
S21 werden die im Speicher gespeicherten Prozessdaten gelesen. Dann
wird bei S22 bestimmt, ob oder nicht eine plötzliche Müdigkeit
erkannt wird, was auf eine Anderungsrate des Schläfrigkeitspegels
erfolgt, da sich bei der plötzlichen Schläfrigkeit
der Schläfrigkeitspegel oder Schläfrigkeitsgrad
rapide erhöht. Wenn bestimmt wird, dass eine plötzliche
Schläfrigkeit erkannt worden ist (JA bei S22) wird bei
S23 die Warnung als Weckstimulierung erzeugt. Wenn die plötzliche
Schläfrigkeit erkannt wird, wird bestimmt, dass der Fahrer
sich in einem gefährlicheren Zustand befindet im Vergleich
zu einem Fall, wo der Vorfall erkannt wird. Somit wird die Warnung
unmittelbar erzeugt. Wenn bestimmt wird, dass die plötzliche
Schläfrigkeit nicht erkannt worden ist (NEIN bei S222),
kehrt der Ablauf zu S21 zurück und der plötzliche
Schläfrigkeitsprozess wiederholt sich.
-
In
dem durchschnittlichen Schläfrigkeitsprozess von 5 beginnt
das Timerteil 53 bei S31 die verstrichene Zeit zu zählen
und in S32 werden die Prozessdaten aus dem Speicher gelesen. Bei
S33 wird der Schläfrigkeitsgrad basierend auf dem Zustand
der Augen des Fahrers bestimmt, beispielsweise anhand der Augenbewegungen,
des Öffnungsgrads der Augenlider oder der Lidschlagrate.
Insbesondere wird der Schläfrigkeitsgrad basierend auf
einem gleitenden Durchschnitt gespeicherter Daten des Schläfrigkeitsgrads
geschätzt, beispielsweise über die letzten 30
bis 60 Sekunden hinweg, wobei die Daten kontinuierlich erneuert
werden. Bei S34 wird bestimmt, ob der Schläfrigkeitsgrad
höher als der erste Schwellenwert Va ist
oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Schläfrigkeitsgrad
höher als der erste Schwellenwert Va ist
(JA bei S34), geht der Ablauf zu S35. Wenn bestimmt wird, dass der
Schläfrigkeitsgrad gleich oder niedriger als der erste Schwellenwert
Va ist (NEIN bei S34), endet der momentane
Prozess und der durchschnittliche Schläfrigkeitsprozess
wird wiederholt. Bei S35 wird bestimmt, ob der Schläfrigkeitsgrad
höher als der zweite Schwellenwert Vb ist
oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Schläfrigkeitsgrad
höher als der zweite Schwellenwert Vb ist
(JA bei S35) geht der Ablauf zu S41 in 6 weiter.
Wenn bestimmt wird, dass der Schläfrigkeitsgrad gleich
oder niedriger als der zweite Schwellenwert Vb ist
(bei S35), geht der Ablauf zu S36. Bei S36 wird ein Vorfall aus
den Bilddaten der letzten Rahmen (einige Rahmen bis einige hundert Rahmen)
erkannt. Bei S37 wird bestimmt, ob der Vorfall erkannt wird oder
nicht. Wenn bestimmt wird, dass ein Vorfall erkannt wurde (Ja bis
S37), geht der Ablauf zu S38. Wenn bestimmt wird, dass kein Vorfall erkannt
wurde (NEIN bei S37) endet der vorliegende Ablauf und der durchschnittliche
Schläfrigkeitsprozess wird wiederholt.
-
Bei
S38 wird bestimmt, ob der Zählwert des Zählerteils 53 länger
als die zweite Pegelbereichsdauer Ps ist
oder nicht. Wenn der Zählwert länger (größer)
als die zweite Pegelbereichsdauer Ps ist
(JA bei S38), wird bei S39 eine Warnung erzeugt, das Timerteil 53 wird
zurückgesetzt und bei S40 neu gestartet. Wenn der Zählwert
gleich oder kürzer als die zweite Pegelbereichsdauer Ps ist (NEIN bei S38) endet der vorliegende
Ablauf und der durchschnittliche Schläfrigkeitsprozess
wird wiederholt.
-
Bei
S41 in 6 wird bestimmt, ob der Schläfrigkeitsgrad
sich im zunehmenden Trend befindet oder nicht. Der zunehmende Trend
oder abnehmende Trend können sich bezüglich eines
jeden Rahmens häufig ändern. Somit ist bevorzugt,
dass der Trend des Schläfrigkeitsgrads basierend auf dem durchschnittlichen
Schläfrigkeitsgrad über einige Sekunden bis einige
-zig Sekunden bestimmt wird. Wenn der Schläfrigkeitsgrad
sich im zunehmenden Trend befindet (JA bei S41), geht der Ablauf zu
S42. Wenn der Schläfrigkeitsgrad nicht im zunehmenden Trend
ist (NEIN bei S41), geht der Ablauf zu S45. Bei S42 wird bestimmt,
ob der Zählwert des Zählerteils 53 länger
als die zunehmende Trenddauer Pi ist oder nicht.
Wenn der Zählwert länger als die zunehmende Trenddauer
Pi ist, wird bei S43 eine Warnung erzeugt,
das Timerteil 53 wird zurückgesetzt und bei S44
gestartet. Wenn der Zählwert gleich oder kürzer als
die zunehmende Trenddauer Pi ist, endet der vorliegende Ablauf und
der durchschnittliche Schläfrigkeitsprozess wird wiederholt.
-
Bei
S45 wird bestimmt, ob der Zählwert länger als
die abnehmende Trenddauer Pd ist oder nicht. Wenn
der Zählwert länger als die abnehmende Trenddauer
Pd ist (JA bei S45), wird bei S46 die Warnung
erzeugt und das Timerteil 53 wird zurückgesetzt und
bei S47 gestartet. Wenn der Zählwert gleich oder kürzer
als die abnehmende Trenddauer Pd ist (NEIN bei
S45), endet der vorliegende Ablauf und der durchschnittliche Schläfrigkeitsprozess
wird wiederholt.
-
Wie
oben beschrieben setzt die Wachhaltevorrichtung 1 den ersten
Schwellenwert Va und den zweiten Pegelbereich,
der höher als der erste Schwellenwert Va ist.
In einem Zustand, wo der Schläfrigkeitsgrad sich im zweiten
Pegelbereich befindet, wird die Weckstimulierung dem Fahrer zugeführt,
wenn der Vorfall, beispielsweise eine Handlungsweise oder das Auftreten/Aussehen
des Fahrers, welches Schläfrigkeit zuzuordnen ist, erkannt wird.
-
Somit
wird die Weckstimulierung oder der Weckstimulus dem Fahrer zu einem
Zeitpunkt entsprechend der Befindlichkeit und des Empfindens des
Fahrers zugeführt, so dass der Fahrer nicht durch den plötzlichen
Weckstimulus überrascht oder erschreckt wird. Im Ergebnis
kann der Fahrer den Weckstimulus oder die Weckstimulierung erhalten, ohne
dass er sich hierbei unbehaglich fühlt.
-
(Andere Ausführungsformen)
-
Gemäß 9 kann
die Länge der abnehmenden Trenddauer Pd gemäß einer
Abnahmerate des Schläfrigkeitsgrades geändert
werden. Insbesondere wenn die Abnahmerate hoch ist, wird eine erste
Abnahmetrenddauer Pd1 gesetzt und wenn die Abnahmerate
niedrig ist, wird eine zweite Abnahmetrenddauer Pd2 gesetzt,
die kürzer als die erste Abnahmetrenddauer Pd1 ist.
-
Der
Vorfall ist nicht auf Handlungsweise und Auftreten/Aussehen des
Fahrers beschränkt. Der Vorfall kann auch ein biologisches
Signal des Fahrers umfassen, beispielsweise Pulsrate/Herzrate oder
irreguläre Bewegungen des Fahrzeugs, die sich von Bewegungen
unterscheiden, die bei einem normalen Fahrvorgang auftreten. Alternativ
kann ein Drucksensor im Fahrersitz angeordnet werden, um eine Änderung
einer Druckverteilung zu erkennen, wenn der Fahrer auf dem Sitz
hin- und herrutscht. Der Vorfall einer irregulären Bewegung
wird beispielsweise dann erkannt, wenn ein Lenkvorgang nicht in Übereinstimmung
mit dem Verlauf einer Fahrbahn durchgeführt wird oder wenn
ein Fahrzeug eine Fahrbahnmarkierung überfährt,
ohne hierbei einem Hindernis auszuweichen.
-
Die
Steuervorrichtung 5 kann zusätzlich zu einer Warnung
für den Fahrer und zur Zufuhr der Weckstimulierung den
Schläfrigkeitsgrad des Fahrers zur Außenseite
des Fahrzeugs hin übertragen. In dem der Schläfrigkeitsgrad
zur Außenseite des Fahrzeugs hin übertragen wird,
kann die Umgebung basierend auf dieser Information entsprechende
Maßnahmen ergreifen. Wenn beispielsweise diese Information
an ein Verkehrssteuercenter übertragen wird, welches Taxis
oder Busse betreibt, kann der entsprechende Fahrer kontaktiert werden.
Alternativ kann die Information an ein benachbartes Fahrzeug oder die
Umgebung unter Verwendung einer drahtlosen Übertragung,
durch das Einschalten von Signallampen oder die Warnblinkanlage übertragen
werden. Alternativ kann die Information automatisch an ein bestimmtes
Telefon nach zu Hause, ein Familienmitglied, einen Freund oder einen
Bekannten des Fahrers übertragen werden.
-
Die
Wachhaltevorrichtung 1 kann daran gehindert werden, den
Weckstimulus an den Fahrer zu übertragen, wenn dieser eine
Vielzahl von Aufgaben beim Führen des Fahrzeugs zu bewältigen
hat. Alternativ kann die Wachhaltevorrichtung 1 mit einem System
zusammenarbeiten, das die Sicherheit der Umgebung überwacht
und kann den Weckstimulus einblenden, wenn die Umgebung nicht sicher
ist, so dass der Fahrer nicht überrascht wird, wenn er
plötzlich den Weckstimulus empfängt.
-
Derartige Änderungen
und Abwandlungen liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung wie
er durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente
definiert ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5311877 [0003]
- - JP 5-92039 A [0003]
- - JP 11-310053 A [0006]