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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für ein Fahrzeug und insbesondere eine Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für ein Fahrzeug, die die Senkung der Aufmerksamkeit eines
Fahrers überwacht und dadurch dabei hilft, das Fahren des Fahrzeugs
sicher zu halten.
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In
der
JP09267660A wurde
eine Vorrichtung entwickelt und vorgeschlagen, die den Grad der
Aufmerksamkeit des Fahrers eines Fahrzeugs schätzt, den
geschätzten Aufmerksamkeitsgrad auf einem Flüssigkristallschirm
oder dergleichen auf der Instrumententafel anzeigt und eine Warnung
an den Fahrer ausgibt, wenn Sie bestimmt, dass sich die Aufmerksamkeit
gesenkt hat.
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Die
in der
JP09267660A vorgeschlagene Vorrichtung
schätzt den Wachheitsgrad des Fahrers auf der Grundlage
der Abschweifungsrate der Fahrzeugbewegung und von den Zuständen
von an dem Fahrzeug ausgeführten Fahrmanipulationen entsprechenden
Fahrzustandgrößen usw. und verwendet diesen geschätzten
Wachheitsgrad als den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers.
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Genauer
gesagt schätzt und speichert die Vorrichtung wiederholt
jede Minute den Wachheitsgrad des Fahrers auf der Grundlage der
Fahrzeugabschweifungsrate und der Zustände von an dem Fahrzeug
ausgeführten Fahrmanipulationen und zeigt in den letzten
10 Minuten erhobene 10 aktuellste Werte des Wachheitsgrads in chronologischer
Reihenfolge an, wobei die 10 neusten Werte jedes Mal aktualisiert werden,
wenn ein neuer Wachheitsgrad geschätzt wird. Wenn ein so
erhaltener Wachheitsgrad kleiner als ein Referenzgrad ist, gibt
die Vorrichtung durch Ändern der Anzeigefarbe oder -form
eine Warnung über die Senkung der Aufmerksamkeit des Fahrers aus.
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In
der oben beschriebenen Vorrichtung beträgt das Wachheitsgrad-Aktualisierungsintervall
1 Minute. Durch die Anmelder durchgeführten Untersuchungen
zufolge variiert der Wachheitsgrad jedoch mit der Periode von etwa
25 bis 251 Sekunden. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass,
falls sich der Wachheitsgrad in einer kurzen Periode von weniger als
1 Minute gesenkt hat, nicht sofort eine Warnung über die
Senkung des Wachheitsgrads ausgegeben werden kann.
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Um
das derartige Problem zu lösen, ist es denkbar, das Wachheitsgrad-Schätzungsintervall und
Anzeigeintervall zu verkürzen. Dies verursacht jedoch Probleme
dahingehend, dass die Menge an Informationen des geschätzten
Wachheitsgrads zunimmt und dass die Anzeige zu klein wird. Wenn
sich der Wachheitsgrad des Fahrers wegen der Warnung vorübergehend
bessert, wird ferner, obwohl sich der tatsächliche Wachheitsgrad
danach allmählich bessert, die Wachheitsgradanzeige sofort
mit dem gebesserten Wert aktualisiert, wodurch sich der Fahrer beruhigen
und der Wachheitsgrad wieder senken kann.
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Um
solche Problem zu lösen, ist es denkbar, Fahrzeug-Fahrzustandsgrößen,
die zur Schätzung des Wachheitsgrads des Fahrers erforderlich
sind, wiederholt bei vorbestimmten Detektionszeitsteuerungen zu
detektieren, wiederholt in vorbestimmten Intervallen eine vorbestimmte
Detektionsperiode zu setzen, um die neuste Detektionszeitsteuerung
einzuschließen, und den Wachheitsgrad des Fahrers auf der
Grundlage des Mittelwerts von in der so gesetzten Detektionsperiode
detektierten Werten der Fahrzustandsgröße zu schätzen.
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Durch
Setzen des Intervalls zwischen den Detektionszeitsteuerungen, so
dass sie kürzer sind als 25 Sekunden, d. h. die minimale
Periode der Wachheitsgradvariation, kann in diesem Fall eine scharfe
Senkung des Wachheitsgrads abgehandelt werden. Wenn der Wachheitsgrad
unter Verwendung des Mittelwerts der in der gesetzten Detektionsperiode
detektierten Werte der Fahrzustandsgröße geschätzt
wird, spiegelt ferner ein solcher Mittelwert auch dann, wenn sich
der Wachheitsgrad vorübergehend bessert, die vergangene
Senkung des Wachheitsgrads wider. Somit kann die Wachheitsgradanzeige
auf die der tatsächlichen Besserung des Wachheitsgrads
entsprechende Weise danach geändert werden.
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In
Bezug auf die Intervalle, in denen die vorbestimmte Detektionsperiode
gesetzt wird, ist es ferner denkbar, dieses Intervall abhängig
von der Variation des Wachheitsgrads von einer Länge, die
kürzer als die minimale Periode der Wachheitsgradvariation bis
zu einer dem Intervall in der Vorrichtung der
JP09267660A ähnlichen
Länge zu ändern, um eine geeignete Anzeige bereitzustellen,
die der Fahrer leicht wahrnehmen kann.
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Wenn
der Mittelwert der wiederholt in jeder gesetzten Detektionsperiode
detektierten Werte der Fahrzustandsgröße auf diese
Weise verwendet wird, ist es jedoch sehr wahrscheinlich, dass ein älterer Wert
der Fahrzustandsgröße in der gesetzten Detektionsperiode
weiter von dem derzeitigen Wert der Fahrzustandsgröße
entfernt ist. Somit besteht die Möglichkeit, dass der einfach
durch Summieren der in der gesetzten Detektionsperiode detektierten
Werte der Fahrzustandsgröße erhaltene Mittelwert
zu sehr durch von dem derzeitigen Wert der Fahrzustandsgröße
entfernte Werte beeinflusst wird und keine genaue Schätzung
des Wachheitsgrads liefert.
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Die
vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf diese Probleme. Ihre
Hauptaufgabe ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für ein Fahrzeug mit der Fähigkeit zur Überwachung
der Aufmerksamkeit des Fahrers mit hoher Genauigkeit auf die Variationen
der Aufmerksamkeit des Fahrers entsprechend reagierende Weise.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen, ist eine Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung gekennzeichnet durch ein Fahrzustandsgrößen-Detektionsmittel
zum wiederholten Detektieren einer einem Fahrzustand des Fahrzeugs
entsprechenden Fahrzustandsgröße bei vorbestimmten
Detektionszeitsteuerungen; ein Summierungsmittel zum wiederholten
Setzen einer ersten Detektionsperiode einer vorbestimmten Länge,
um die aktuellste Detektionszeitsteuerung einzuschließen,
in vorbestimmten Intervallen, Durchführen einer Gewichtung
an mindestens den Werten der Fahrzustandsgröße,
die aus einer ersten Detektionszeitsteuerung detektiert werden, die
in jeder ersten Detektionsperiode zuerst vor einer zweiten Detektionszeitsteuerung
kommt, die eine vorbestimmte Zeit nach der ersten Detektionszeitsteuerung
kommt, der in jeder ersten Detektionsperiode durch das Fahrzustandsgrößen-Detektionsmittel detektierten
Werte der Fahrzustandsgröße dergestalt, dass einem älteren
Wert der Fahrzustandsgröße eine kleinere Gewichtung
gegeben wird, und anschließenden wiederholten Summieren
der Werte der Fahrzustandsgröße in jeder ersten
Detektionsperiode, wodurch ein kumulativer Wert der Fahrzustandsgröße
für jede erste Detektionsperiode erhalten wird; ein Mittelwertberechnungsmittel
zum Erhalten eines Mittelwerts der Fahrzustandsgröße
für jede erste Detektionsperiode unter Verwendung des durch
das Summierungsmittel erhaltenen kumulativen Werts der Fahrzustandsgröße;
ein Aufmerksamkeitsberechnungsmittel zum Berechnen eines den Grad
der Aufmerksamkeit eines Fahrers des Fahrzeugs anzeigenden Aufmerksamkeitsindex
auf der Grundlage des durch das Mittelwertberechnungsmittel erhaltenen
Mittelwerts der Fahrzustandsgröße; und ein Überwachungsmittel
zum Überwachen der Senkung der Aufmerksamkeit auf der Grundlage
des durch das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel berechneten Aufmerksamkeitsindex
(Anspruch 1).
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In
der so ausgelegten Überwachungsvorrichtung für
das Fahrzeug detektiert das Fahrzustandsgrößen-Detektionsmittel
wiederholt bei vorbestimmten Detektionszeitsteuerungen eine Fahrzustandsgröße,
die einen Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentiert.
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Das
Summierungsmittel setzt eine erste Detektionsperiode einer vorbestimmten
Länge, um die aktuellste Detektionszeitsteuerung einzuschließen, wiederholt
in vorbestimmten Intervallen, führt an mindestens den Werten
der Fahrzustandsgröße, die aus einer ersten Detektionszeitsteuerung
detektiert werden, die in jeder ersten Detektionsperiode zuerst
vor einer zweiten Detektionszeitsteuerung kommt, die eine vorbestimmte
Zeit nach der ersten Detektionszeitsteuerung kommt, der in jeder
ersten Detektionsperiode detektierten Werte eine Gewichtung dergestalt
durch, dass einem älteren Wert der Fahrzustandsgröße
eine kleinere Gewichtung gegeben wird, und summiert anschließend
wiederholt die Werte der Fahrzustandsgröße in
jeder ersten Detektionsperiode, wodurch ein kumulativer Wert der
Fahrzustandsgröße für jede erste Detektionsperiode
erhalten wird.
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Das
Mittelwertberechnungsmittel erhält wiederholt einen Mittelwert
der Fahrzustandsgröße für jede erste
Detektionsperiode unter Verwendung des somit erhaltenen kumulativen
Werts der Fahrzustandsgröße.
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Das
Aufmerksamkeitsberechnungsmittel berechnet einen den Grad der Aufmerksamkeit
des Fahrers anzeigenden Aufmerksamkeitsindex auf der Grundlage des
durch das Mittelwertberechnungsmittel erhaltenen Mittelwerts der
Fahrzustandsgröße und das Überwachungsmittel überwacht
die Senkung der Aufmerksamkeit auf der Grundlage des berechneten
Aufmerksamkeitsindex.
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Die
Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
das Fahrzeug kann so ausgelegt werden, dass die zweite Detektionszeitsteuerung
abhängig von dem Fahrer geändert werden kann und
dass das Summierungsmittel die Art der Gewichtung gemäß der
geänderten zweiten Detektionszeitsteuerung ändert
(Anspruch 2).
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In
der so ausgelegten Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug ist, da die zweite Detektionszeitsteuerung,
bei der der neuste der Werte der Fahrzustandsgröße,
an denen Gewichtung in der Summierung durchzuführen ist,
detektiert wird, änderbar ist, die Periode, in der die
Werte der Fahrzustandsgröße, an denen Gewichtung durchzuführen
ist, detektiert werden, änderbar, so dass die Anzahl der
Werte der Fahrzustandsgröße, an denen Gewichtung
durchzuführen ist, änderbar ist. Wenn die zweite
Detektionszeitsteuerung geändert wird, wird somit die Art
der an den Werten der Fahrzustandsgröße durchgeführten
Gewichtung geändert.
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Genauer
gesagt kann die Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug so ausgelegt werden, dass das Summierungsmittel
die Gewichtung durchführt, indem die Werte der Fahrzustandsgröße
mit einem Gewichtungskoeffizienten multipliziert werden, der kleiner
als 1 ist, und das Mittelwertberechnungsmittel den Mittelwert der
Fahrzustandsgröße erhält, indem der kumulative
Wert der Fahrzustandsgröße durch die Anzahl der
Detektionszeitsteuerungen dividiert wird, die in einer zweiten Detektionsperiode
enthalten sind, die kürzer als die erste Detektionsperiode
ist, wobei die durch Summieren des mit jedem der aus der ersten
Detektionszeitsteuerung detektierten Werte der Fahrzustandsgröße
zu multiplizierenden Gewichtungskoeffizienten zu der zweiten Detektionszeitsteuerung
in jeder ersten Detektionsperiode erhaltene Summe eines kumulativen
Werts des Gewichtungskoeffizienten und der Anzahl der Werte der
Fahrzustandsgröße in jeder ersten Detektionsperiode,
an denen keine Gewichtung durchgeführt wird, gleich der
Anzahl der in der zweiten Detektionsperiode enthaltenen Detektionszeitsteuerungen
ist (Anspruch 3).
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In
der so ausgelegten Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug führt das Summierungsmittel die
Gewichtung durch, indem die Werte der Fahrzustandsgröße
mit einem Gewichtungskoeffizienten multipliziert werden, der kleiner
als 1 ist.
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Das
Mittelwertberechnungsmittel erhält den Mittelwert der Fahrzustandsgröße,
indem der kumulative Wert der Fahrzustandsgröße
durch die Anzahl der Detektionszeitsteuerungen dividiert wird, die
in einer zweiten Detektionsperiode enthalten sind, die kürzer
als die erste Detektionsperiode ist. Dabei ist die durch Summieren
des mit jedem der aus der ersten Detektionszeitsteuerung detektierten
Werte der Fahrzustandsgröße zu multiplizierenden
Gewichtungskoeffizienten zu der zweiten Detektionszeitsteuerung
erhaltene Summe eines kumulativen Werts des Gewichtungskoeffizienten
und der Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße,
an denen keine Gewichtung durchgeführt wird, gleich der
Anzahl der in der zweiten Detektionsperiode enthaltenen Detektionszeitsteuerungen.
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Somit
entspricht der durch das Mittelwertberechnungsmittel erhaltene Mittelwert
der Fahrzustandsgröße der bei einer Detektionszeitsteuerung detektierten
Fahrzustandsgröße.
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Genauer
gesagt kann die Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug so ausgelegt werden, dass das Überwachungsmittel
ein Anzeigemittel zum Anzeigen einer vorbestimmten Anzahl von aus
den wiederholt durch das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel berechneten
Aufmerksamkeitsindizes ausgewählten Aufmerksamkeitsindizes
in chronologischer Reihenfolge umfasst (Anspruch 4).
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In
der so ausgelegten Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug zeigt das Anzeigemittel des Überwachungsmittels
eine vorbestimmte Anzahl von aus den durch das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel
berechneten Aufmerksamkeitsindizes ausgewählten Aufmerksamkeitsindizes
in chronologischer Reihenfolge an.
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Genauer
gesagt kann die Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug so ausgelegt werden, dass das Überwachungsmittel
ein Warnmittel zum Ausgeben einer Warnung, wenn der durch das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel
berechnete Aufmerksamkeitsindex kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert
ist, umfasst (Anspruch 5).
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In
der so ausgelegten Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug gibt das Warnmittel des Überwachungsmittels
eine Warnung aus, wenn der durch das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel
berechnete Aufmerksamkeitsindex kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert
ist.
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In
der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung
wird beim Erhalten des zum Erhalten des Aufmerksamkeitsindex erforderlichen
kumulativen Werts der Fahrzustandsgröße Gewichtung
an mindestens den Werten der Fahrzustandsgröße,
die aus der ersten Detektionszeitsteuerung detektiert werden, die
in jeder ersten Detektionsperiode zuerst vor der zweiten Detektionszeitsteuerung
kommt, die eine vorbestimmte Zeit nach der ersten Detektionszeitsteuerung
kommt, dergestalt durchgeführt, dass einem älteren
Wert der Fahrzustandsgröße eine kleinere Gewichtung
gegeben wird. Dadurch kann der Einfluss älterer Werte der
Fahrzustandsgröße in der ersten Detektionsperiode,
die wahrscheinlicher weiter von dem derzeitigen Wert der Fahrzustandsgröße entfernt
sind, reduziert werden, wodurch der Aufmerksamkeitsindex mit hoher
Genauigkeit geschätzt werden kann.
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In
der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
das Fahrzeug nach Anspruch 2 ist, da die Periode, in der die Werte
der Fahrzustandsgröße, an denen Gewichtung durchzuführen
ist, detektiert werden, änderbar ist, die Anzahl der Werte
der Fahrzustandsgröße, an denen Gewichtung durchzuführen
ist, änderbar. Somit kann der Grad des Einflusses älterer
Werte der Fahrzustandsgröße in der ersten Detektionsperiode
auf dem Aufmerksamkeitsindex geändert werden, wodurch der
Aufmerksamkeitsindex ordnungsgemäß abhängig
von dem Unterschied der Periode der Variation der Aufmerksamkeit
zwischen einzelnen Fahrern berechnet und deshalb die Aufmerksamkeit
mit hoher Genauigkeit überwacht werden kann.
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In
diesem Fall wird die Art der an den Werten der Fahrzustandsgröße
durchgeführten Gewichtung geändert. Auch wenn
die Periode, in der die Werte der Fahrzustandsgröße,
an denen Gewichtung durchzuführen ist, detektiert werden,
geändert wird, kann somit die Gewichtung ordnungsgemäß an
den Werten der Fahrzustandsgröße durchgeführt
werden, so dass der Aufmerksamkeitsindex ordnungsgemäß berechnet
werden kann.
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In
der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
das Fahrzeug nach Anspruch 3 entspricht der durch das Mittelwertberechnungsmittel berechnete
Mittelwert der Fahrzustandsgröße der bei einer
Detektionszeitsteuerung detektierten Fahrzustandsgröße.
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Auch
falls die Detektionsperiode für die Werte der Fahrzustandsgröße,
an denen Gewichtung durchzuführen ist, geändert
wird und die Art der an den Werten der Fahrzustandsgröße
durchzuführenden Gewichtung geändert wird, kann
somit der Aufmerksamkeitsindex auf der Grundlage des Mittelwerts
der Fahrzustandsgröße trotz solcher Änderungen
mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Ferner kann die Berechnung
des Aufmerksamkeitsindex auf der Grundlage des Mittelwerts der Fahrzustandsgröße
trotz der obigen Änderungen auf dieselbe Weise durchgeführt
werden. Somit kann der Berechnungprozeß vereinfacht werden.
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In
der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
das Fahrzeug nach Anspruch 4 zeigt das Anzeigemittel eine vorbestimmte
Anzahl von aus den durch das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel berechneten
Aufmerksamkeitsindizes ausgewählten Aufmerksamkeitsindizes
in chronologischer Reihenfolge an. Somit kann der Fahrer die Änderung
der Aufmerksamkeit in chronologischer Reihenfolge wahrnehmen und
gemäß der Änderung der Aufmerksamkeit
eine entsprechende Maßnahme treffen.
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In
der Überwachungsvorrichtung für das Fahrzeug nach
Anspruch 5 gibt das Warnmittel eine Warnung aus, wenn der durch
das Aufmerksamkeitsberechnungsmittel berechnete Aufmerksamkeitsindex
kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist. Dadurch kann der
Fahrer stark auf die Senkung der Aufmerksamkeit hingewiesen werden,
so dass er gemäß der Senkung der Aufmerksamkeit
eine entsprechende Maßnahme treffen kann.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen wird nachfolgend eine Ausführungsform
der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Es zeigen:
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1 ist
ein Diagramm der Systemstruktur einer Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Diagramm der Funktionsstruktur entsprechend den durch die Vorrichtung
zur Aufmerksamkeitsüberwachung für das Fahrzeug
von 1 durchgeführten Steuerungen.
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3 ist
ein Konzeptdiagramm einer von der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug von 1 verwendeten
Summierungeinheit.
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4 ist
ein Diagramm der Anzeigen auf einer Anzeigeeinrichtung.
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5 ist
ein Diagramm der Beziehung zwischen Gewichtungsmustern und Gewichtungskoeffizienten
in einem modifizierten Beispiel für die Vorrichtung zur
Aufmerksamkeitsüberwachung für das Fahrzeug von 1.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst die Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug eine elektronische Steuereinheit 1 (im
Folgenden als "ECU" bezeichnet), eine Anzeigeeinrichtung 2 und
eine Warneinrichtung 3.
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Der
ECU 1 werden für durch die ECU 1 durchgeführte
Steuerungen notwendige Informationen von verschiedenen in dem Fahrzeug
vorgesehenen Sensoren und Schaltern zugeführt. Auf der Grundlage
der zugeführten Informationen berechnet die ECU 1 den
Wachheitsgrad eines Fahrers als einen Aufmerksamkeitsindex, der
den Grad der Aufmerksamkeit des Fahrers angibt. Indem die ECU 1 die
Anzeigeeinrichtung 2 und die Warneinrichtung 3 auf
der Grundlage des berechneten Wachheitsgrads steuert, zeigt die
Anzeigeeinrichtung 2 den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers
an und die Warneinrichtung 3 gibt gegebenenfalls eine Warnung
aus.
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Zu
den der ECU 1 zugeführten Informationen gehören
Informationen über an dem Fahrzeug ausgeführte
Fahrmanipulationen wie zum Beispiel ein Blinkersignal, (Sw) das
die Manipulation eines Fahrzeug-Blinkerschalters anzeigt, ein Motorbremsensignal
(Se), das die Manipulation einer Motorbremse anzeigt, und ein Kupplungssignal
(Sc), das die Manipulation eines Kupplungspedals anzeigt, sowie
Fahrzeuglenkinformationen, wie etwa ein Lenkimpuls (Ps), der einem
durch einen in ein Lenkrad integrierten Lenkwinkelsensor detektierten
Lenkwinkel entspricht, und ein Lenk-Neutralimpuls (Pn), der eine Lenk-Neutralstellung
anzeigt. Ferner werden zum Beispiel als Informationen, die den Fahrzeuglaufzustand
repräsentieren, ein Fahrzeugvorderseitenbild (Img), das
von einer an der Windschutzscheibe angeordneten Kamera an der oberen
Mittenposition erhalten wird, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
(V), das einer durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor detektierten
Fahrzeugfahrgeschwindigkeit entspricht, usw. zugeführt.
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Die
ECU 1 umfasst eine CPU 4, die für durch die
ECU 1 durchzuführende Steuerungen ausgelegte Steuerprogramme
ausführt, Speicher wie etwa ROM 5 und RAM 6 zum
Speichern von Programmbefehlen und Daten, eine Eingangsschnittstelle 7 zum
Bringen der oben erwähnten verschiedenen Informationen
in die ECU 1, eine Ausgangsschnittstelle 8 zum
Leiten von Steuersignalen aus der ECU 1 zu der Anzeigeeinrichtung 2 und
der Warneinrichtung 3, einen Timer 9 für
einen für durch die CPU 4 durchgeführte
Operationen notwendigen Zeitzählwert usw.
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2 zeigt
die Funktionsstruktur, die den durch die so ausgelegte Vorrichtung
zur Aufmerksamkeitsüberwachung für das Fahrzeug
durchgeführten Steuerungen entspricht.
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Wie
in 2 gezeigt, enthält die ECU 1 einen
Fahrzustandsgrößen-Detektionsteil (Fahrzustandsgrößen-Detektionsmittel) 10,
der wiederholt mit vorbestimmten Zeitsteuerungen den Fahrzeug-Fahrzuständen
entsprechende Fahrzustandsgrößen durch Durchführen
von Berechnungen auf der Grundlage der zugeführten Informationen
detektiert. Genauer gesagt werden die Monotonizität der Fahrmanipulationen
an dem Fahrzeug, das Ausmaß des Lenkens zur Korrektur der
Fahrzeugbewegungsrichtung und die Fahrzeugabweichungsrate als die Fahrzustandsgrößen
detektiert.
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Um
diese Fahrzustandsgrößen zu erhalten, enthält
der Fahrzustandsgrößen-Detektionsteil 10 einen
Monotonizitätsberechnungsteil 10a, einen Korrekturlenkausmaß-Berechnungsteil 10b und
einen Abweichungsraten-Berechnungsteil 10c.
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Der
Monotonizitätsberechnungsteil 10a berechnet die
Monotonizität der Fahrmanipulationen des Fahrers aus der
Häufigkeit der an dem Fahrzeug durchgeführten
Fahrmanipulationen, die auf der Grundlage des Blinkersignals Sw,
des Motorbremsensignals Se, des Kupplungssignals Sc usw. bestimmt
wird. Der Korrekturlenkausmaß-Berechnungsteil 10b berechnet
das Ausmaß des Lenkens zur Korrektur der Fahrzeugbewegungsrichtung
auf der Grundlage des Lenkimpulses PS und des Lenk-Neutralimpulses
Pn. Der Abweichungsraten-Berechnungsteil 10c erhält
die Fahrzeugabweichungsrate aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
V, Änderungen der horizontalen Position einer aus dem Fahrzeugvorderseitenbild
Img erkannten weißen Linie auf der Straße usw.
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Die
Detektion dieser Fahrzustandsgrößen wird wiederholt
auf der Grundlage des Zeitzählwerts durch den in die ECU 1 integrierten
Timer 9 mit vorbestimmten Zeitsteuerungen durchgeführt.
Zum Beispiel werden 15 Detektionszeitsteuerungen in 1 Sekunde in
gleichen Intervallen gesetzt. Somit werden jede Sekunde 15 Werte
der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes und
der Abweichungsrate berechnet.
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Die
wiederholt durch den Fahrzustandsgrößen-Detektionsteil 10 auf
die oben beschriebene Weise detektierten Werte der Monotonizität,
des Korrekturlenkausmaßes und der Abweichungsrate werden
einem Summierungsteil (Summierungsmittel) 11 zugeführt
und die Werte der Monotonizität, die Werte des Korrekturlenkausmaßes
und die Werte der Abweichungsrate, die in einer vorbestimmten ersten Detektionsperiode
detektiert werden, werden jeweils summiert. Wie bereits erwähnt,
variiert der Wachheitsgrad des Fahrers mit der Periode von etwa
25 bis 251 Sekunden. Somit wird bei der vorliegenden Ausführungsform
die erste Detektionsperiode auf 6 Minuten lang vorbestimmt, nämlich
länger als die längste Variationsperiode.
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Die
erste Detektionsperiode wird in vorbestimmten Intervallen gesetzt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Detektionsperiode auf
Intervalle von 15 Sekunden gesetzt. In Bezug jeweils auf die Monotonizität,
das Korrekturlenkausmaß und die Abweichungsrate werden
somit Werte in den vergangenen 6 Minuten, einschließlich
des neusten Werts, summiert, um einen kumulativen Wert zu erhalten,
und in Bezug jeweils auf Monotonizität, das Korrekturlenkausmaß und
die Abweichungsrate wird die Einheit für derartige Summierung (im
folgenden als "Summierungseinheit" bezeichnet) auf 15-Sekunden-Intervalle
gesetzt.
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Die
Struktur der so gesetzten Summierungseinheit ist wie in 3 gezeigt,
worin die Summierungseinheit für eine der Fahrzustandsgrößen,
d. h. die Monotonizität, das Korrekturlenkausmaß und
die Abweichungsrate, als repräsentatives Beispiel gezeigt
ist.
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Wie
in 3 gezeigt, wird eine Summierungseinheit U1 für
einen zum Zeitpunkt t0 zu erhaltenden kumulativen Wert so gesetzt,
dass sie bei jeweiligen Detektionszeitsteuerungen, die in einer
ersten Detektionsperiode T1 (6 Minuten) enthalten sind, detektierte
Werte der Fahrzustandsgröße summiert. Auch werden
nach dem Zeitpunkt t0 ähnliche Summierungseinheiten in
vorbestimmten Intervallen Δt (15 Sekunden) sukzessive gesetzt,
wie die Einheiten U2 bis U5 in der Zeichnung.
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Jede
Summierungseinheit wird in Segmente von 1 Minute unterteilt, nämlich
Segmente S1, S2, S3, S4, S5 und S6 in der Reihenfolge von neusten zum ältesten
wie in 3 gezeigt.
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Wie
bereits erwähnt, werden die Monotonizität, das
Korrekturlenkausmaß und die Abweichungsrate jeweils 15
mal pro Sekunde detektiert. Somit enthält ein Segment für
eine der Fahrzustandsgrößen, d. h. die Monotonizität,
das Korrekturlenkausmaß und die Abweichungsrate, 900 Werte
der betreffenden Fahrzustandsgröße und eine Summierungseinheit enthält
6 mal 900, nämlich 5400 Werte der Fahrzustandsgröße.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform werden die in einer Summierungseinheit
enthaltenen Werte der Fahrzustandsgröße nicht
einfach summiert. Anhand der Summierungseinheit U1 in 3 als
Beispiel wird die Gewichtung an den Werten der Fahrzustandsgröße,
die in dem Segment S6, d. h. dem Segment, das die erste Detektionszeitsteuerung t1
enthält, die in der ersten Detektionsperiode T1 zuerst
kommt, enthalten sind, und den in dem nachfolgenden Segment S5 enthaltenen
durchgeführt, indem sie mit einem Gewichtungskoeffizienten
kleiner als 1 multipliziert werden.
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Somit
entspricht die aktuellste Zeitsteuerung t2 in dem Segment S5 bei
der vorliegenden Erfindung einer zweiten Detektionszeitsteuerung
und die zweite Detektionszeitsteuerung t2 ist eine Zeit, die 1799
Detektionszeitsteuerungen nach der ersten Detektionszeitsteuerung
t1 entspricht (diese Zeit wird bei der vorliegenden Erfindung als
"eine vorbestimmte Zeit" bezeichnet).
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Genauer
gesagt werden alle Werte der Fahrzustandsgröße
in dem Segment S6 mit einem auf 0,33 gesetzten Gewichtungskoeffizienten
K6 multipliziert und alle Werte der Fahrzustandsgröße
in dem Segment S5 mit einem auf 0,67 gesetzten Gewichtungskoeffizienten
K5 multipliziert. Zwischenzeitlich werden alle Werte der Fahrzustandsgröße
in den Segmenten S1 bis S3 jeweils mit auf 1 gesetzten Gewichtungskoeffizienten
K1 bis K4 multipliziert. Somit werden alle Werte der Fahrzustandsgröße
in den Segmenten S1 bis S3 einfach summiert, ohne jeglicher Gewichtung
unterzogen zu werden.
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Der
Summierungsteil 11 führt eine Summierung auch
für die anderen Summierungseinheiten, wie zum Beispiel
die Summierungseinheiten U2 bis U5, auf dieselbe Weise wie für
die Summierungseinheit U1 durch. In Bezug auf die Monotonizität,
das Korrekturlenkausmaß und die Abweichungsrate führt der
Summierungsteil 11 Summierung für jede Summierungseinheit
durch und leitet die resultierende kumulative Monotonizität,
das kumulative Korrekturlenkausmaß und die kumulative Abweichungsrate
zu einem Mittelwertberechnungsteil (Mittelwertberechnungsmittel) 12.
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Der
Mittelwertberechnungsteil 12 erhält eine mittlere
Monotonizität, ein mittleres Korrekturlenkausmaß und
eine mittlere Abweichungsrate für jede Summierungseinheit
durch jeweiliges Dividieren der kumulativen Monotonizität,
des kumulativen Korrekturlenkausmaßes und der kumulativen
Abweichungsrate durch die Anzahl der Detektionszeitsteuerungen, die
in einer zweiten Detektionsperiode T2 enthalten sind, die kürzer
als die erste Detektionsperiode T1 ist.
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Wie
in 3 gezeigt, wird diese zweite Detektionsperiode
T2 auf eine Länge gesetzt, die dem neusten Segment S1 zu
dem Segment S5, d. h. 5 Segmenten, entspricht. Eine solche Länge
der zweiten Detektionsperiode T2 wird in Verbindung mit den von
dem Summierungsteil 11 zur Gewichtung verwendeten Gewichtungskoeffizienten
K5 und K6 gesetzt.
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Genauer
gesagt werden die bei der durch den Summierungsteil 11 an
den Werten der Fahrzustandsgröße durchgeführten
Gewichtung verwendeten Gewichtungskoeffizienten K5 und K6 auf 0,33 bzw.
0,67 gesetzt, und die Summe dieser beiden Gewichtungskoeffizienten
ist 1. Somit ist ein durch Summieren des mit jedem der Werte der
Fahrzustandsgröße, die in den Segmenten S5 und
S6 enthalten sind, zu multiplizierenden Gewichtungskoeffizienten erhaltener
kumulativer Wert des Gewichtungskoeffizienten gleich der Anzahl
der in einem Segment enthaltenen Werte der Fahrzustandsgröße.
Anders ausgedrückt, entspricht die Summe der Werte der
Fahrzustandsgröße in den Segmenten S5 und S6,
die Gewichtung unterzogen werden, der Summe der Werte der Fahrzustandsgröße
in einem Segment, die keiner Gewichtung unterzogen werden.
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Somit
ist die Summe des oben erwähnten kumulativen Werts des
Gewichtungskoeffizienten und der Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße, die
in den Segmenten S1 bis S4 enthalten sind, auf die keine Gewichtung
angewandt wird, gleich der Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße,
die in 5 Segmenten enthalten sind.
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Durch
Dividieren des durch den Summierungsteil 11 erhaltenen
kumulativen Werts jeweils der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes
und der Abweichungsrate durch die Anzahl der in der 5 Segmenten
entsprechenden zweiten Detektionsperiode T2 enthaltenen Detektionszeitsteuerungen
werden somit die jeweiligen Mittelwerte der Monotonizität, des
Korrekturlenkausmaßes und der Abweichungsrate, die der
Monotonizität, dem Korrekturlenkausmaß und der
Abweichungsrate bei einer Detektionszeitsteuerung entsprechend,
erhalten.
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Wenn
der Mittelwert jeweils für die Monotonizität,
das Korrekturlenkausmaß und die Abweichungsrate auf diese
Weise erhalten sind, wird an den Werten der Monotonizität,
des Korrekturlenkausmaßes und der Abweichungsrate in dem ältesten
und zweitältesten Segment in einer Summierungseinheit Gewichtung
durchgeführt, wobei die für das älteste Segment
gegebene Gewichtung kleiner als die für das zweitälteste
Segment gegebene Gewichtung gesetzt wird. Dadurch wird der Einfluss älterer
Informationen, die wahrscheinlicher von den derzeitigen Werten der
Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes und der
Abweichungsrate entfernt sind, zu einem größeren
Grad reduziert, so dass die jeweiligen Mittelwerte der Monotonizität,
des Korrekturlenkausmaßes und der Abweichungsrate mit hoher
Genauigkeit erhalten werden können.
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Wie
bereits erwähnt, wird die Summierungseinheit auf 15-Sekunden-Intervalle
gesetzt. Somit werden die jeweiligen Mittelwerte der Monotonizität, des
Korrekturlenkausmaßes und der Abweichungsrate durch den
Mittelwertberechnungsteil 12 in 15-Sekunden-Intervallen
erhalten und sukzessive zu einem Aufmerksamkeitsberechnungsteil
(Aufmerksamkeitsberechnungsmittel) 13 geleitet.
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Der
Aufmerksamkeitsberechnungsteil 13 erhält einen
Wachheitsgrad als einen Aufmerksamkeitsindex, der den Grad der Aufmerksamkeit
des Fahrers anzeigt, unter Verwendung der so erhaltenen Mittelwerte
der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes und
der Abweichungsrate gemäß Fuzzy-Logik auf der
Grundlage vorbestimmter Zugehörigkeitsfunktionen und leitet
den erhaltenen Wachheitsgrad zu dem Anzeigesteuerteil 14 und
dem Warnsteuerteil 15, die ein Überwachungsmittel
gemäß der vorliegenden Erfindung bilden. Somit
wird das Leiten des Wachheitsgrads zu dem Anzeigesteuerteil 14 und dem
Warnsteuerteil 15 auch in 15-Sekunden-Intervallen durchgeführt.
-
Der
Anzeigesteuerteil 14 steuert die Anzeigeeinrichtung 2 zur
Anzeige einer zeitlichen Änderung des Wachheitsgrads bis
zum derzeitigen Zeitpunkt auf der Grundlage des aus dem Aufmerksamkeitsberechnungsteil 13 in
15-Sekunden-Intervallen gelieferten Wachheitsgrads in Form eines
Balkendiagramms, das 10 Elemente (10 Zeiten) enthält, in chronologischer
Reihenfolge, wie in 4 gezeigt, und ändert
die Art der Anzeige abhängig von der Senkung des Wachheitsgrads.
-
Der
Warnsteuerteil 15 gibt eine sprachliche Warnung über
die Senkung der Aufmerksamkeit des Fahrers, die mit der Anzeige
auf der Anzeigeeinrichtung 2 einhergeht, abhängig
von dem Grad der Senkung des aus dem Aufmerksamkeitsberechnungsteil 13 in
15-Sekunden-Intervallen gelieferten Wachheitsgrads.
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Unter
der durch den Anzeigesteuerteil 14 durchgeführten
Kontrolle zeigt die Anzeigeeinrichtung 2 das Balkendiagramm
an, in dem der Wachheitsgrad durch die Höhe eines Balkens
repräsentiert wird. Im Normalfall, wenn der Wachheitsgrad
des Fahrers hoch genug ist, so dass es nicht notwendig ist, den
Fahrer auf die Senkung der Aufmerksamkeit hinzuweisen, wird jeder
Balken in dem Balkendiagramm in grün angezeigt, wie in
einer Anzeige A in 4.
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Wenn
sich der Wachheitsgrad innerhalb eines bestimmten Bereichs gesenkt
hat, wird jeder Balken in dem Balkendiagramm in orange angezeigt, wie
in einer Anzeige B in 4.
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Wenn
sich der Wachheitsgrad stark gesenkt hat, wird die Anzeige des Wachheitsgrads
in dem Balkendiagramm gestoppt, während das Wort "Achtung"
in vergrößertem Maßstab angezeigt und
die Anzeigefarbe in rot umgeändert wird, wie in einer Anzeige
C in 4, um so den Fahrer stark auf die Senkung der
Aufmerksamkeit hinzuweisen.
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Wenn
die Wachheitsgrade in chronologischer Reihenfolge in dem Balkendiagramm
angezeigt werden sollen, steuert der Anzeigesteuerteil 14 die
Anzeigeeinrichtung 2 so, dass 10 Wachheitsgrade
in 10 Balken in chronologischer Reihenfolge mit dem neusten
Wachheitsgrad am rechten Ende angezeigt werden.
-
Obwohl
der Wachheitsgrad in 15-Sekunden-Intervallen von dem Aufmerksamkeitsberechnungsteil 13 geliefert
wird, wird die Anzeige des Balkendiagramms in Intervallen von 1
Minute aktualisiert, wenn der Wachheitsgrad hoch genug ist, so dass die
Anzeige A in 4 dargestellt wird. Aus dem
Balkendiagramm kann der Fahrer somit Änderungen des Wachheitsgrads
in höchstens 10 Minuten sehen. Da ihm Änderungen
seiner eigenen Aufmerksamkeit aus den in dem Balkendiagramm erscheinenden Änderungen
des Wachheitsgrads bewusst werden, kann der Fahrer notwendige Maßnahmen treffen.
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Die
Anzeigeaktualisierung wird dergestalt durchgeführt, dass
für jede Minute der Balken am rechten Ende auf eine Höhe
umgeändert wird, die dem neusten Wachheitsgrad entspricht,
und 9 der 10 zuvor angezeigten Wachheitsgrade, d. h. die zuvor angezeigten
Wachheitsgrade mit Ausnahme des ältesten, werden in 9 jeweils
zu der Position unmittelbar links verschobenen Balken angezeigt.
-
Wenn
sich der aus dem Aufmerksamkeitsberechnungsteil 13 gelieferte
Wachheitsgrad bis unter einen ersten Referenzwert senkt, wird die
oben beschriebene Anzeigeaktualisierung sofort durchgeführt,
wobei die Anzeigefarbe wie in der Anzeige B in 4 in
orange umgeändert wird. Da der Wachheitsgrad aus dem Aufmerksamkeitsberechnungsteil 13 in 15-Sekunden-Intervallen
geliefert wird, kann die Anzeigeaktualisierung in einem kürzeren
Intervall als dem normalen Anzeigeaktualisierungsintervall von 1 Minute
durchgeführt werden, wenn sich der Wachheitsgrad senkt,
damit der Fahrer sofort auf die Senkung der Aufmerksamkeit hingewiesen
wird.
-
Nachdem
der Wachheitsgrad bis unter den ersten Referenzwert abgesunken ist,
wird, während der Wachheitsgrad fast gleich bleibt, die
obige Anzeigeaktualisierung in 1-Minute-Intervallen durchgeführt,
wobei die Anzeigefarbe orange gehalten wird.
-
Wenn
dann der Wachheitsgrad weiter bis unter einen zweiten Referenzwert
absinkt, der kleiner als der erste Referenzwert ist, führt
der Anzeigesteuerteil 14 sofort die obige Anzeigeaktualisierung durch,
wobei die Anzeigefarbe orange gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt
steuert der Warnsteuerteil 15 die Warneinrichtung 3 als
Reaktion auf eine solche Senkung des Wachheitsgrads so, dass eine
Warnung wie etwa "Sind Sie nicht müde?" oder "Senkt sich
die Aufmerksamkeit nicht?" als Sprache von der Warneinrichtung 3 als
erste Warnung ausgegeben wird. Mit einer solchen Anzeige auf der
Anzeigeeinrichtung 2 und der ersten Warnung aus der Warneinrichtung 3 kann
dem Fahrer sofort die weitere Senkung der Aufmerksamkeit bewusst
werden.
-
Nachdem
der Wachheitsgrad bis unter den zweiten Referenzwert abgesunken
ist, wird, während der Wachheitsgrad fast gleich bleibt,
die obige Anzeigeaktualisierung in 1-Minute-Intervallen durchgeführt,
wobei die Anzeigefarbe orange gehalten wird. Die Warneinrichtung 3 gibt
die erste Warnung nicht mehr aus.
-
Wenn
dann der Wachheitsgrad weiter bis unter einen dritten Referenzwert
absinkt, der kleiner als der zweite Referenzwert ist, führt
der Anzeigesteuerteil 14 sofort einen Wechsel zu der Anzeige
C von 4 auf der Anzeigeeinrichtung 2 durch,
wobei das Wort "Achtung" in vergrößertem Maßstab
angezeigt und die Anzeigefarbe in rot umgeändert wird.
Als Reaktion auf eine solche Senkung des Wachheitsgrads steuert
ferner der Warnsteuerteil 15 die Warneinrichtung 3 so,
dass eine Warnung wie etwa "Die Aufmerksamkeit sinkt. Machen Sie
eine Pause" als Sprache von der Warneinrichtung 3 als zweite
Warnung ausgegeben wird.
-
Nachdem
der Wachheitsgrad bis unter den dritten Referenzwert abgesunken
ist, während der Wachheitsgrad fast gleich bleibt, steuert
der Anzeigesteuerteil 14 die Anzeigeeinrichtung 2 so,
dass die Anzeige C von 4 angezeigt wird, wobei diese
in 1-Minute-Intervallen aktualisiert wird, und der Warnsteuerteil 15 steuert
die Warneinrichtung so, dass die Warneinrichtung 3 die
zweite Warnung in 1-Minute-Intervallen ausgibt.
-
Das
oben Beschriebene ist die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform
der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung für
das Fahrzeug, wenn der Wachheitsgrad des Fahrers allmählich
absinkt. In der Zwischenzeit arbeitet die Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug, wenn sich der Wachheitsgrad des Fahrers allmählich
bessert wie nachfolgend beschrieben.
-
Während
der Wachheitsgrad des Fahrers dazu tendiert, sich zu bessern, wird
die Anzeigeaktualisierung auf der Anzeigeeinrichtung 2 immer
in 1-Minute-Intervallen durchgeführt, und es wird keine Warnung
von der Warneinrichtung 3 ausgegeben.
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Genauer
gesagt steuert auch dann, wenn sich der Wachheitsgrad bis auf den
dritten Referenzwert oder mehr, aber weniger als den zweiten Referenzwert
bessert, der Anzeigesteuerteil 14 die Anzeigeeinrichtung 2 so,
dass die Anzeigeeinrichtung 2 weiter die Anzeige C von 4 darstellt,
bis 1 Minute nach der letzten Anzeigeaktualisierung vergangen ist.
Wenn 1 Minute nach der letzten Anzeigeaktualisierung vergangen ist,
führt der Anzeigesteuerteil 14, wenn der Wachheitsgrad
immer noch gleich dem oder größer als der dritte
Referenzwert, aber kleiner als der zweite Referenzwert ist, einen
Wechsel zu der Anzeige B von 4 auf der
Anzeigeeinrichtung 2 durch, wobei 10 Wachheitsgrade in
chronologischer Reihenfolge mit dem neusten Wachheitsgrad am rechten
Ende angezeigt werden und die Anzeigefarbe in orange umgeändert
wird.
-
Während
der Wachheitsgrad gleich dem oder größer als der
dritte Referenzwert, aber kleiner als der zweite Referenzwert bleibt,
hält der Anzeigesteuerteil 14 die Anzeigefarbe
orange und führt die Anzeigeaktualisierung in 1-Minute-Intervallen
durch, so dass der Balken am rechten Ende auf eine Höhe umgeändert
wird, die dem neusten Wachheitsgrad entspricht, und 9 der 10 zuvor
angezeigten Wachheitsgrade, d. h. die zuvor angezeigten Wachheitsgrade
mit Ausnahme des ältesten, in 9 jeweils zu der Position
unmittelbar links verschobenen Balken angezeigt werden.
-
Auch
wenn sich der Wachheitsgrad bis auf gleich dem oder größer
als der zweite Referenzwert, aber kleiner als der erste Referenzwert
bessert, wird diese Anzeigeaktualisierung fortgesetzt. Wenn sich der
Wachheitsgrad bis auf den ersten Referenzwert oder größer
bessert, steuert der Anzeigesteuerteil 14 die Anzeigeeinrichtung 2 so,
dass die Anzeigeeinrichtung 2 zu der Anzeige A von 4 wechselt, wenn
1 Minute nach der letzten Anzeigeaktualisierung vergangen ist. Genauer
gesagt wird die Anzeigefarbe auf der Anzeigeeinrichtung 2 in
grün umgeändert und die oben beschriebene Aktualisierung
der Anzeige des Wachheitsgrads in dem Balkendiagramm wird in 1-Minute-Intervallen
durchgeführt.
-
Wenn
die Senkung der Aufmerksamkeit des Fahrers auf die oben beschriebene
Weise abhängig von Variationen des Wachheitsgrads überwacht
wird, ist es möglich, es so zu arrangieren, dass, wenn
der Wachheitsgrad stark bis unter einen vorbestimmten Referenzwert
abgesunken ist, die Aktualisierung der Anzeige und eine Warnung
sofort in einem Intervall, das kürzer als die Wachheitsgradvariation
ist, ausgeführt werden, so dass dem Fahrer sofort die Senkung der
Aufmerksamkeit bewusst werden kann.
-
Der
Fahrer kann wegen der Warnung oder dergleichen vorübergehend
den Wachheitsgrad bessern. Wenn die Anzeige als Reaktion auf eine
solche Besserung des Wachheitsgrads aktualisiert wird, kann dies
den Fahrer jedoch beruhigen und dadurch wieder ein Absinken des
Wachheitsgrads bewirken. Dieses Problem kann jedoch umgangen werden,
indem die Anzeige in Intervallen von 1 Minute, nämlich in
Intervallen, die länger als das Wachheitsgrad-Berechnungsintervall
von 15 Sekunden sind, aktualisiert wird, wenn der Wachheitsgrad
wie oben beschrieben dazu tendiert, sich zu bessern.
-
Ferner
wird wie oben beschrieben bei der Berechnung der jeweiligen Mittelwerte
der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes und
der Abweichungsrate, die zur Berechnung des Wachheitsgrads erforderlich
sind, in Bezug auf beliebige der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes
und der Abweichungsrate Gewichtung an den Werten des ältesten und
zweitältesten Segments einer Summierungseinheit durchgeführt,
wobei die für das älteste Segment zu vergebende
Gewichtung kleiner gesetzt wird als die für das zweitälteste
Segment zu vergebende Gewichtung, so dass ältere Werte
der Fahrzustandsgröße weniger gewichtet werden.
-
Folglich
wird der Einfluss älterer Informationen, die wahrscheinlicher
von den derzeitigen Werten der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes und
der Abweichungsrate entfernt sein werden, reduziert, so dass die
jeweiligen Mittelwerte der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes
und der Abweichungsrate mit hoher Genauigkeit erhalten werden können.
Auf der Grundlage solcher Mittelwerte der Monotonizität,
des Korrekturlenkausmaßes und der Abweichungsrate kann
somit der Wachheitsgrad des Fahrers mit hoher Genauigkeit geschätzt
werden.
-
Zum
Beispiel bessert sich der Wachheitsgrad des Fahrers im Allgemeinen
relativ langsam. Wenn der Mittelwert der Fahrzustandsgröße
ohne jegliches Durchführen einer Gewichtung an den Werten
der Fahrzustandsgröße in einer vorbestimmten Periode
erhalten wird, kann möglicherweise keine ordnungsgemäße Überwachung
der Aufmerksamkeit entsprechend einer solchen Besserung des Wachheitsgrads
durchgeführt werden.
-
Genauer
gesagt trägt der Wert der Fahrzustandsgröße,
der dem abgesunkenen Wachheitsgrad entspricht, weiter auf dieselbe
Weise zu der Bildung des Mittelwerts der Fahrzustandsgröße
bei, bis die Detektionsperiode (Summierungseinheit) ausschließlich
dieses Werts nach dem Setzen der Detektionsperiode mehrmals wiederholt
wird. Wenn die Detektionsperiode (Summierungseinheit) ausschließlich
dieses Werts gesetzt wird, hört dieser Wert sofort auf,
zu der Bildung des Mittelwerts der Fahrzustandsgröße
beizutragen. Folglich wird der Wachheitsgrad so geschätzt,
als ob er sich schnell gebessert hätte.
-
Wenn
die Gewichtung jedoch an älteren Werten der Fahrzustandsgröße
auf dieselbe Weise wie bei der vorliegenden Ausführungsform
durchgeführt wird, nimmt der Grad, zu dem der Wert der
Fahrzustandsgröße entsprechend dem abgesunkenen Wachheitsgrad
zu der Bildung des Mittelwerts der Fahrzustandsgröße
beiträgt, allmählich ab. Folglich kann eine ordnungsgemäße Überwachung
der der tatsächlichen Besserung des Wachheitsgrads entsprechenden
Aufmerksamkeit durchgeführt werden.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Summierungseinheit
in 6 Segmente S1 bis S6 von 1 Minute Dauer unterteilt, und die Gewichtung
wird an den Werten der Fahrzustandsgröße in dem ältesten
Segment S6 und dem zweitältesten Segment S5 durchgeführt.
Die Anzahl der Segmente, die eine Summierungseinheit bilden, und
der Segmente, auf die Gewichtung angewandt wird, ist jedoch nicht
auf dieses Beispiel beschränkt.
-
Bei
der beschriebenen Ausführungsform wird auf vier Segmente
S1 bis S4 keine Gewichtung angewandt. Der Grund dafür besteht
darin, dass die Periode der Variation des Wachheitsgrads des Fahrers
25 bis 251 Sekunden beträgt, und, um den Wachheitsgrad
auch dann ordnungsgemäß zu schätzen,
wenn der Wachheitsgrad mit der längsten Periode variiert,
wird an den Werten der Fahrzustandsgröße in vier
Segmenten, nämlich in 4 Minuten (240 Sekunden) keine Gewichtung
durchgeführt.
-
Anstelle
dieser Gewichtung kann es bei der oben beschriebenen Ausführungsform
unter Berücksichtigung eines Unterschieds der Periode der
Wachheitsgradvariation zwischen einzelnen Fahrern so ausgelegt werden,
dass die Anzahl der Segmente, die eine Summierungseinheit bilden,
sowie die Anzahl der Segmente, auf die Gewichtung angewandt wird,
oder anders ausgedrückt, die zweite Detektionszeitsteuerung
abhängig von dem Fahrer geändert wird. Ein solches
modifiziertes Beispiel wird nachfolgend beschrieben.
-
Dieses
modifizierte Beispiel für die Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug ist nur in Bezug auf die Art und Weise,
wie der Summierungsteil 11 Werte der Fahrzustandsgröße summiert
von der oben beschriebenen Ausführungsform verschieden,
und den anderen strukturellen Merkmalen gleich. Somit wird im Folgenden
hauptsächlich die Summierung der Werte der Fahrzustandsgröße
durch den Summierungsteil 11 beschrieben, während
die Erläuterung des anderen weggelassen wird.
-
5 zeigt
für jedes Muster der durch den Summierungsteil 11 durchgeführten
Gewichtung auf die einzelnen, eine Summierungseinheit bildenden Segmente
angewandte Gewichtungskoeffizienten. Die Segmente werden in umgekehrter
chronologischer Reihenfolge nummeriert, wobei das Segment S1 das
neuste ist.
-
Wie
aus 5 ersichtlich ist, wählt der Summierungsteil 11 abhängig
von dem Fahrer aus den Gewichtungsmustern P1 bis P3 aus und ändert
die Anzahl der eine Summierungseinheit bildenden Segmente gemäß dem
gewählten Muster.
-
In
dem Muster P1 enthält eine Summierungseinheit wie bei der
oben beschriebenen Ausführungsform 6 Segmente S1 bis S6,
und es wird dieselbe Gewichtung wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform
durchgeführt.
-
Genauer
gesagt wird an den Werten der Fahrzustandsgröße
in dem neusten Segment S1 bis zu dem Segment S4 keine Gewichtung
durchgeführt, da die Gewichtungskoeffizienten K1 bis K4
gleich 1 sind. Die Werte der Fahrzustandsgröße
in dem ältesten Segment S6 werden mit dem Gewichtungskoeffizienten
K6 multipliziert, der 0,33 beträgt, und die Werte der Fahrzustandsgröße
in dem zweitältesten Segment S5 werden mit dem Gewichtungskoeffizienten
K5 multipliziert, der 0,67 beträgt.
-
Durch
Summieren der Werte der Fahrzustandsgröße in einer
Summierungseinheit nach dem Durchführen der Gewichtung
auf diese Weise wird wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein
kumulativer Wert der Fahrzustandsgröße erhalten,
der praktisch der Summe der in 5 Segmenten enthaltenen Werte der
Fahrzustandsgröße entspricht.
-
Wie
bei der oben beschriebenen Ausführungsform erhält
der Mittelwertberechnungsteil 12 somit einen Mittelwert,
der der Fahrzustandsgröße bei einer Detektionszeitsteuerung
entspricht, indem der durch den Summierungsteil 11 erhaltene
kumulative Wert der Fahrzustandsgröße durch die
Anzahl der Detektionszeitsteuerungen in der zweiten Detektionsperiode
T2, die 5 Segmenten entspricht, dividiert wird.
-
In
dem Muster P2 enthält eine Summierungseinheit 7 Segmente
S1 bis S7, und Gewichtung wird an den Werten der Fahrzustandsgröße
in den Segmenten S1 bis S7 so durchgeführt, dass einem älteren
Wert eine kleinere Gewichtung gegeben wird.
-
Genauer
gesagt wird an den Werten der Fahrzustandsgröße
in dem neusten Segment 51 bis zu dem Segment S3 keine Gewichtung
durchgeführt, da die verwendeten Gewichtungskoeffizienten
K1 bis K3 gleich 1 sind. Die Werte der Fahrzustandsgröße
in dem ältesten Segment S7 werden mit dem Gewichtungskoeffizienten
K7 multipliziert, der 0,2 beträgt, die in dem Segment S6
mit dem Gewichtungskoeffizienten K6, der 0,4 beträgt, die
in dem Segment S5 mit dem Gewichtungskoeffizienten K5, der 0,6 beträgt,
und die in dem Segment S4 mit dem Gewichtungskoeffizienten K4, der
0,8 beträgt.
-
Die
Summe der auf die Werte der Fahrzustandsgröße
in den Segmenten S4 bis S7 angewandten Gewichtungskoeffizienten
K4 bis K7 beträgt 2. Somit ist ein durch Summieren des
mit jedem der in den Segmenten S4 bis S7 enthaltenen Werte der Fahrzustandsgröße
zu multiplizierenden Gewichtungskoeffizienten erhaltener kumulativer
Wert des Gewichtungskoeffizienten gleich der Anzahl der Werte der
Fahrzustandsgröße, die in zwei Segmenten enthalten
sind. Anders ausgedrückt entspricht die Summe der Werte
der Fahrzustandsgröße in den Segmenten S4 bis
S7, die Gewichtung unterzogen werden, der Summe der Werte der Fahrzustandsgröße
in zwei Segmenten, die keiner Gewichtung unterzogen werden.
-
Wie
in dem Muster 21 ist somit die Summe des oben erwähnten
kumulativen Werts des Gewichtungskoeffizienten K4 bis K7 und der
Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße, die in
den Segmenten S1 bis S3 enthalten sind, auf die keine Gewichtung
angewandt wird, gleich der Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße,
die in 5 Segmenten enthalten sind.
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Somit
erhält der Mittelwertberechnungsteil 12 einen
Mittelwert, der der Fahrzustandsgröße bei einer
Detektionszeitsteuerung entspricht, durch Dividieren des durch den
Summierungsteil 11 erhaltenen kumulativen Werts der Fahrzustandsgröße
durch die Anzahl der Detektionszeitsteuerungen, die in der zweiten
Detektionsperiode T2 enthalten sind, die 5 Segmenten entspricht,
nämlich durch Durchführen derselben mathematischen
Operationen wie in dem Muster 21.
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In
dem Muster 23 enthält eine Summierungseinheit 8 Segmente
S1 bis S8, und Gewichtung wird an den Werten der Fahrzustandsgröße
in den Segmenten S3 bis S8 so durchgeführt, dass einem älteren
Wert eine kleinere Gewichtung gegeben wird.
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Genauer
gesagt wird an den Werten der Fahrzustandsgröße
in dem neusten Segment S1 und dem Segment S2 keine Gewichtung durchgeführt,
da die Gewichtungskoeffizienten K1 und K2 gleich 1 sind. Die Werte
der Fahrzustandsgröße in dem ältesten
Segment S8 werden mit dem Gewichtungskoeffizienten K8 multipliziert,
der 0,14 beträgt, die in dem Segment S7 mit dem Gewichtungskoeffizienten
K7, der 0,29 beträgt, die in dem Segment S6 mit dem Gewichtungskoeffizienten
K6, der 0,43 beträgt, die in dem Segment S5 mit dem Gewichtungskoeffizienten K5,
der 0,57 beträgt, die in dem Segment S4 mit dem Gewichtungskoeffizienten
K4, der 0,71 beträgt, und die in dem Segment S3 mit dem
Gewichtungskoeffizienten K3, der 0,86 beträgt.
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Die
Summe der auf die Werte der Fahrzustandsgröße
in den Segmenten S3 bis S8 anzuwendenden Gewichtungskoeffizienten
K3 bis K8 ist 3. Somit ist ein durch Summieren des mit jedem der Werte
der Fahrzustandsgröße, die in den Segmenten S3
bis S8 enthalten sind, zu multiplizierenden Gewichtungskoeffizienten
erhaltener kumulativer Wert des Gewichtungskoeffizienten gleich
der Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße, die
in drei Segmenten enthalten sind. Anders ausgedrückt entspricht
die Summe der Werte der Fahrzustandsgröße in den Segmenten
S3 bis S8, die Gewichtung unterzogen werden, der Summe der Werte
der Fahrzustandsgröße in drei Segmenten, die keiner
Gewichtung unterzogen werden.
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Wie
in den Mustern P1 und P2 ist somit die Summe des oben erwähnten
kumulativen Werts des Gewichtungskoeffizienten K3 bis K8 und der
Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße, die in
den Segmenten S1 und S2 enthalten sind, auf die keine Gewichtung
angewandt wird, gleich der Anzahl der Werte der Fahrzustandsgröße,
die in 5 Segmenten enthalten sind.
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Somit
erhält der Mittelwertberechnungsteil 12 einen
Mittelwert, der der Fahrzustandsgröße bei einer
Detektionszeitsteuerung entspricht, durch Dividieren des durch den
Summierungsteil 11 erhaltenen kumulativen Werts der Fahrzustandsgröße
durch die Anzahl der Detektionszeitsteuerungen, die in der zweiten
Detektionsperiode T2 enthalten sind, die 5 Segmenten entspricht,
nämlich durch Durchführen derselben mathematischen
Operationen wie in den Mustern P1 und P2.
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Falls
das Gewichtungsmuster abhängig von dem Fahrer auf die oben
beschriebene Weise geändert wird, ist in dem Muster P2
im Vergleich zu dem Muster P1 die Anzahl der Segmente, auf die Gewichtung
angewandt wird, größer, so dass der Grad, zu dem ältere
Werte der Fahrzustandsgröße zu der Bildung des
Mittelwerts der Fahrzustandsgröße beitragen, geringer
ist. In Bezug auf einen Fahrer, der im Vergleich mit einem Fahrer,
auf den das Muster P1 angewandt wird, eine kürzere Periode
der Wachheitsgradvariation zeigt, kann somit der Wachheitsgrad ordnungsgemäß geschätzt
werden.
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In
dem Muster P3 ist, da die Anzahl der Segmente, auf die Gewichtung
angewandt wird, im Vergleich mit dem Muster P2 größer
ist, der Grad, zu dem ältere Werte der Fahrzustandsgröße
zu der Bildung des Mittelwerts der Fahrzustandsgröße
beitragen, noch geringer. In Bezug auf einen Fahrer, der im Vergleich
mit einem Fahrer, auf den das Muster P2 angewandt wird, eine kürzere
Periode der Wachheitsgradvariation zeigt, kann somit der Wachheitsgrad
ordnungsgemäß geschätzt werden.
-
Durch
derartiges Ändern des auf die Fahrzustandsgröße
angewandten Musters der Gewichtung abhängig von dem Fahrer,
kann für eine große Vielfalt von Fahrern, nämlich
von Fahrern mit einer längeren Periode der Wachheitsgradvariation
bis zu Fahrern mit einer kürzeren Periode der Wachheitsgradvariation,
der Wachheitsgrad ordnungsgemäß geschätzt
werden, so dass die Aufmerksamkeit des Fahrers zufrieden stellend überwacht
werden kann.
-
Falls
das auf die Fahrzustandsgröße angewandte Gewichtungsmuster
auf diese Weise geändert wird, kann ferner durch entsprechendes
Verteilen von Gewichtungskoeffizienten bewirkt werden, dass in jedem
beliebigen Muster der durch den Summierungsteil 11 erhaltene
kumulative Wert der Fahrzustandsgröße wie oben
beschrieben dem kumulativen Wert entspricht, der durch Summieren
der Werte der Fahrzustandsgröße erhalten wird,
die in 5 Segmenten enthalten sind, die keiner Gewichtung unterzogen
werden.
-
Für
jedes beliebige Muster kann somit der Mittelwertberechnungsteil 12 den
Mittelwert der Fahrzustandsgröße durch Durchführen
derselben mathematischen Operationen berechnen. Dadurch wird es
unnötig, die durch den Mittelwertberechnungsteil 12 durchzuführenden
mathematischen Operationen jedes Mal zu ändern, wenn das
Muster der Gewichtung geändert wird, so dass die durch
den Mittelwertberechnungsteil 12 durchzuführenden
mathematischen Operationen vereinfacht werden können.
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Auch
wenn das auf die Fahrzustandsgröße anzuwendende
Muster der Gewichtung geändert wird, entspricht ferner
der durch den Mittelwertberechnungsteil 12 berechnete Mittelwert
der Fahrzustandsgröße immer der Fahrzustandsgröße
bei einer Detektionszeitsteuerung. Trotz der Änderung des Gewichtungsmusters
kann somit der Wachheitsgrad mit hoher Genauigkeit geschätzt
werden, so dass die Aufmerksamkeit des Fahrers zufrieden stellend überwacht
werden kann.
-
Es
kann bewirkt werden, dass die Änderung des Gewichtungsmusters
abhängig von dem Fahrer manuell von dem Fahrer durchgeführt
wird, wie zum Beispiel durch Manipulation eines Schalters, oder
automatisch durch Schätzung des Alters des Fahrers oder
dergleichen aus den Fahrzustandsgrößen durchgeführt
wird.
-
Es
wurden oben eine Ausführungsform einer Aufmerksamkeitsüberwachungsansteuerung
für das Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung und ein modifiziertes Beispiel beschrieben. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
und das modifizierte Beispiel beschränkt.
-
Zum
Beispiel sind die Anzahl der eine Summierungseinheit bildenden Segmente
und die Anzahl der Segmente, auf die Gewichtung angewandt wird, nicht
auf die in der beschriebenen Ausführungsform und in dem
modifizierten Beispiel beschränkt, sondern können
abhängig von den Spezifikationen der Vorrichtung zur Aufmerksamkeitsüberwachung
für das Fahrzeug entsprechend geändert werden.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform beträgt
das Summierungseinheit-Setzintervall 15 Sekunden. Dieses
Intervall ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann
entsprechend geändert werden.
-
Ferner
wird bei der beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten
Beispiel Gewichtung dergestalt durchgeführt, dass der auf
ein Segment angewandte Gewichtungskoeffizient konstant gehalten
wird. Die Gewichtung kann jedoch so durchgeführt werden,
dass der auf ein Segment angewandte Gewichtungskoeffizient variiert
wird. In diesem Fall ist es wünschenswert, zu bewirken,
dass der Variationsbereich des auf ein Segment angewandten Gewichtungskoeffizienten über
dem Variationsbereich des Gewichtungskoeffizienten liegt, der auf
das vorausgehende Segment angewandt wird, und unter dem Variationsbereich
des Gewichtungskoeffizienten liegt, der auf das nachfolgende Segment
angewandt wird.
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Bei
der beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten
Beispiel werden drei Fahrzustandsgrößen verwendet,
nämlich die Monotonizität, das Korrekturlenkausmaß und
die Abweichungsrate. Die Fahrzustandsgrößen sind
nicht auf diese beschränkt. Es kann jede beliebige Fahrzustandsgröße verwendet
werden, die in Assoziation mit der Änderung der Aufmerksamkeit
des Fahrers variiert.
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Ferner
sind zur Detektion der Monotonizität, des Korrekturlenkausmaßes
und der Abweichungsrate verwendete Informationen nicht auf die in
der beschriebenen Ausführungsform verwendeten beschränkt.
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Auch
ist die Art der erhaltenen Überwachung der Aufmerksamkeit
des Fahrers auf der Grundlage des Wachheitsgrads nicht auf die Anzeige
und die Warnung wie bei der beschriebenen Ausführungsform
beschränkt. Es sind verschiedene Arten möglich,
wie etwa ein Ändern des Betriebszustands des Antriebssystems
oder Bremsensystems des Fahrzeugs abhängig von der Senkung
der Aufmerksamkeit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 09267660
A [0002, 0003, 0009]