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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlafwarnvorrichtung.
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In der
JP S56-002 227 A , der
JP H06-197 888 A (entsprechend der
US 5 574 641 A ) und der
JP H11-189 066 A sind Einschlafwarnvorrichtungen beschrieben, die verhindern sollen, dass ein Fahrer am Lenkrad einschläft. Die Einschlafwarnvorrichtung gemäß der
JP S56-002 227 A erzeugt eine Vorwarnung, wenn ein monotoner Fahrzustand erkannt wird. Wenn der Fahrer in Antwort auf eine Vorwarnung eine Resetschalter drückt oder sonst wie betätigt, wird keine Warnung (Hauptwarnung) erzeugt. Wenn die obige Antwort nicht durchgeführt wird, wird jedoch eine Hauptwarnung erzeugt.
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Die Schläfrigkeit des Fahrers hängt von individuellen Unterschieden, dem körperlichen Zustand, dem psychologischen Zustand etc. ab und somit ist das Abschätzungsergebnis hinsichtlich der Schläfrigkeit nicht immer in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen subjektiven Empfinden des Fahrers. Im Ergebnis kann, wenn die Warnung basierend auf dem obigen Schätzergebnis erzeugt wird, die Warnung erzeugt werden, wenn die Schläfrigkeit bei einem bestimmten Fahrer bis zu einem bestimmten Betrag fortgeschritten ist und somit kann der Zeitpunkt, zu dem die Warnung ergeht, zu spät sein. In einem anderen Fall kann die Warnung den Fahrer verärgern, wenn sie ausgegeben wird, obwohl der Fahrer noch wach ist. Somit wird gemäß der
JP S56-002 227 A die Vorwarnung vor der Hauptwarnung erzeugt, so dass die Hauptwarnung gar nicht erst erzeugt wird, wenn der Fahrer auf die Vorwarnung reagiert. Somit wird die Erzeugung einer unnötigen Hauptwarnung eingeschränkt.
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Da jedoch die Vorwarnung erzeugt werden kann, während der Fahrer noch wach ist, also ähnlich wie bei der obigen Hauptwarnung, wird eine Vorwarnung benötigt, die den Fahrer ebenfalls nicht verärgert oder stört. Da weiterhin bei der obigen
JP S56-002 227 A der Antwortvorgang jedes Mal dann durchgeführt werden muss, wenn ein monotoner Fahrzustand erkannt wird, kann sich der Fahrer durch die ständige Wiederholung des Antwort- oder Bestätigungsvorgangs abgelenkt oder gestört fühlen.
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Die
WO 97/46158 A1 offenbart eine Schlafwarnvorrichtung, wobei eine Person stimuliert wird, bevor eine Warnung an die Person abgegeben wird, die Reaktion auf die Stimulation erkannt wird und abhängig von der Reaktion eine Warnung an die Person ausgegeben wird.
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Aus der
US 5 311 877 A1 ist eine Wachheitsgrad-Aufrechterhaltevorrichtung bekannt, die einen Wachheitsgrad einer Person auf der Grundlage einer Korrelation zwischen Gehirnwellen und einer Reaktionszeit auf einen Stimulus abschätzt und eine Verringerung des Wachheitsgrads auf der Grundlage des ermittelten Wachheitsgrads unterscheidet.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Nachteile gemacht, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schlafwarnvorrichtung bereit zu stellen, bei der störende Warnungen eingeschränkt sind.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung eine Schlafwarnvorrichtung, welche Stimulationserzeugungsmittel, Reaktionserkennungsmittel, Warnungsbestimmungsmittel und Warnungserzeugungsmittel aufweist. Die Stimulationserzeugungsmittel erzeugen eine Stimulation für eine Person, bevor eine Warnung an eine Person ausgeht. Die Stimulation wird hierbei verwendet, die Reaktion der Person aufzunehmen. Die Reaktionserkennungsmittel erkennen die Reaktion der Person auf die Stimulierung, wenn die von den Stimulationserzeugungsmitteln erzeugte Stimulation an den Fahrer ausgegeben wird. Die Warnbestimmungsmittel bestimmen, ob oder ob nicht eine Warnung notwendig ist, und zwar abhängig davon, ob die Reaktionserkennungsmittel die Reaktion der Person auf die Stimulation erkennen können oder nicht. Die Warnerzeugungsmittel geben eine Warnung an die Person aus, wenn die Warnungsbestimmungsmittel bestimmen, dass für die bestimmte Person eine Warnung notwendig ist.
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Weitere Einzelheiten Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenschau mit der Zeichnung.
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Es zeigt:
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1 schematisch den allgemeinen Aufbau einer Schlafwarnvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug;
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2 ein Blockdiagramm der Schlafwarnvorrichtung;
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3 eine Darstellung zur Erläuterung eines Schläfrigkeitsgrads und eines Warnungsschwellenwerts;
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4 eine Darstellung zur Erläuterung von Vorwarnung und Hauptwarnung;
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5 eine Darstellung einer Frequenzcharakteristik von weißem Rauschen als Vorwarnung;
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6 eine Darstellung einer Frequenzcharakteristik für die Hauptwarnung;
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7 eine Darstellung eines Beispiels, bei dem der Schalldruckpegel der Vorwarnung stufenweise erhöht wird,
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8 ein Flussdiagramm eines Bilderkennungsprozesses; und
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9 ein Flussdiagramm eines Schlafwarnprozesses.
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Eine Ausführungsform einer Schlafwarnvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt den allgemeinen Aufbau einer Schlafwarnvorrichtung 100 in einem Fahrzeug und 2 zeigt ein Blockdiagramm der Schlafwarnvorrichtung 100. Gemäß den 1 und 2 umfasst die Schlafwarnvorrichtung 100 ein Mikrofon 1, eine Kamera 2, eine im nahen Infrarotbereich arbeitende Licht emittierende Diode3 (LED 3), einen Bildverarbeitungs-/Bildsteuerungsschaltkreis 4 (Bildverarbeitungs-ECU 4), eine Steuervorrichtung 5, eine Tonerzeugungsvorrichtung 6 und einen Lautsprecher 7.
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Der Lautsprecher 7 liegt in einer geeigneten Position im Fahrgastraum des Fahrzeugs zur Ausgabe einer Schallwelle bei Empfang eines Steuersignals von der Tonerzeugungsvorrichtung 6. Die Kamera 2 ist nahe dem Instrumentenbrett des Fahrzeugs so eingebaut, dass in ihrem Abbildungsbereich ein Bild einer Person (des Fahrers) aufnehmbar ist, der das Fahrzeug fährt, und zwar oberhalb des Brustkorbs des Fahrers. Die Kamera 2 nimmt wiederholt Bilder des Fahrers innerhalb des Abbildungsbereichs auf, der von der LED 3 beleuchtet wird, welche Licht im nahen Infrarotbereich abgibt (z. B. beträgt die Aufnahmerate ungefähr 30 bis 60 Rahmen pro Sekunde.
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Typischerweise führt die Bildverarbeitungs-ECU 4 eine Abbildungssteuerung durch die Kamera 2 und eine Beleuchtungssteuerung durch die LED 3 durch und gibt auch Bilddaten von der Kamera 2 zur vorübergehenden Speicherung dieser Daten in einen Speicher (nicht gezeigt) ein. Beispielsweise liest die Bildverarbeitung-ECU 4 die von der Kamera 2 aufgenommenen Bilddaten ein und führt sequenziell einen bestimmten Bilderkennungsprozess durch, so dass die Bildverarbeitungs-ECU 4 verarbeitete Daten erzeugt, die zur Bestimmung des Verhaltens oder Erscheinungsbilds eines Fahrers verwendet werden, um diese Daten im Speicher zu speichern.
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Die Steuervorrichtung 5 enthält einen Schläfrigkeitsgradbestimmungsabschnitt 51 und einen Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52. Der Schläfrigkeitsgradbestimmungsabschnitt 51 bestimmt (schätzt) einen Schläfrigkeitsgrad oder Schläfrigkeitspegel, der sich mit der Intensität (z. B. der Stärke) der Schläfrigkeit des Fahrers ändert, basierend auf einem Prozessergebnis von der Bildverarbeitungs-ECU 4. Typischerweise kann die Schläfrigkeit als ein Schläfrigkeitsgrad angegeben werden, der beispielsweise in sechs Stufen definiert ist. Der Schläfrigkeitsgrad wird beispielsweise niedriger, wenn die Schläfrigkeit schwächer wird (d. h. wenn sich der Fahrer weniger müde fühlt) und der Schläfrigkeitsgrad wird höher, wenn die Schläfrigkeit stärker wird (d. h., wenn sich der Fahrer müder fühlt). Insbesondere kann die Schläfrigkeit abhängig von einer Änderung des Öffnungsgrads eines Augenlids des Fahrers oder durch eine Änderung der Augenblinkrate des Fahrers abgeschätzt werden. Der Schiafrigkeitsgradbestimmungsabschnitt 51 hat einen Warnungsschwellenwert, der so gesetzt ist, dass der Erzeugungszeitpunkt zur Erzeugung einer Stimulation (Vorwarnung) in Antwort auf den Schläfrigkeitsgrad gemäß 3 definiert ist, um die Reaktion des Fahrers zu überprüfen. Die Steuervorrichtung 5 erzeugt die Vorwarnung, wenn der Schläfrigkeitsgrad des Fahrers den Warnungsschwellenwert übersteigt. Auf diese Weise erfolgt, wenn vom Fahrer angenommen werden kann, dass er sich schläfrig fühlt, eine Vorwarnung, um die Reaktion des Fahrers hierauf zu überprüfen.
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Der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 übernimmt die verarbeiteten Daten von der Bildverarbeitungs-ECU 4, um die Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung basierend auf den verarbeiteten Daten zu erkennen, wenn vom Lautsprecher 7 die Vorwarnung erzeugt wird. Der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt erkennt die Reaktion des Fahrers anhand des Verhaltens oder äußerem Erscheinungsbild des Fahrers. Wenn bei der vorliegenden Ausführung sich der Gesichtsausdruck des Fahrers ändert oder wenn der Fahrer die Ausrichtung seines Gesichts oder seiner Sichtlinie ändert, um in Richtung Lautsprecher 7 zu blicken oder sich in dessen Richtung zu wenden, wird bestimmt, dass der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 eine Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung wahrnimmt. Mit anderen Worten, der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt erkennt eine gewisse Bewegung der Sichtlinie des Fahrers auf die Vorwarnung.
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Wenn weiterhin beispielsweise der Fahrer eine bestimmte Geste vollführt (beispielsweise blinzelt der Fahrer wiederholt zweimal nach rechts und nach links oder der Fahrer öffnet seinen Mund) kann dies auch vom Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 als Reaktion des Fahrers erkannt werden. Aufgrund des obigen muss der Fahrer nicht immer einen Antwortvorgang auf die Vorwarnung durchführen und nach wie vor kann die Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung basierend auf dem Verhalten oder dem äußeren Erscheinungsbild des Fahrers erkannt werden. Es sei festzuhalten, dass die Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung auch alternativ basierend auf einem Biosignal erkannt werden kann, zum Beispiel Änderung der Pulsrate oder eines myogenen Potentials. Auch bestimmt der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52, dass eine Warnung (Hauptwarnung) an den Fahrer ausgegeben werden muss, wenn bestimmt wird, dass der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 keine Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung erkennt. Somit gibt der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt ein Signal, das die Notwendigkeit anzeigt, an die Tonerzeugungsvorrichtung 6 aus.
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Die Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt die Vorwarnung über den Lautsprecher 7 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schläfrigkeitsgrad des Fahrers den Warnungsschwellenwert übersteigt. Typischerweise erzeugt die Tonerzeugungsvorrichtung 6 ein weißes Rauschen, um es über den Lautsprecher 7 auszugeben. Das weiße Rauschen hat beispielsweise eine Frequenzcharakteristik, die in einem Hörfrequenzbereich (ungefähr 20 bis 20000 Hz), der vom Menschen wahrnehmbar ist, im Wesentlichen gleichförmig ist, wie in 5 gezeigt. Mit anderen Worten, das weiße Rauschen hat keinerlei Spitzenwert bei irgendeiner bestimmten Frequenz.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführte Experimente haben gezeigt, dass, wenn weißes Rauschen mit einem Schalldruckpegel von ungefähr 70 [dB] an den Fahrer abgestrahlt wird, der Fahrer überaus stark auf das weiße Rauschen reagiert, wenn er wach ist. Auch zeigt der Fahrer ein subjektives Verhalten, das anzeigt, dass ihn das weiße Rauschen nicht negativ beeinflusst. Da weißes Rauschen die oben erwähnte Frequenzcharakteristik hat, erfolgt, selbst wenn das weiße Rauschen dem Fahrer zusätzlich zu einem Umgebungsgeräusch zugespielt wird, keine wesentliche Einschränkung der Wahrnehmungsfähigkeit (Empfindlichkeit) des Fahrers gegenüber der Umgebung. Damit wird bei der vorliegenden Ausführungsform weißes Rauschen verwendet. Der Fahrer (die Person) empfängt weiterhin die von der Umgebung ihn einwirkenden Geräusche (Verkehrsgeräusche etc.).
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Das von der Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugte weiße Rauschen hat einen Schalldruckpegel (eine Intensität), die basierend auf einem Schallpegel der Umgebung eingestellt wird. Mit anderen Worten, wenn der Fahrer wach ist, ist der Fahrer empfindlich (reagiert stark) auf eine Änderung (Änderungsrate) von Umgebungsgeräuschen, die von der Umgebung herrühren, beispielsweise auf Anstieg und Abnahme von Umgebungsgeräuschen. Somit nimmt zunächst das Mikrofon 1 die Stimulation auf, die in Form der Umgebungsgeräusche auf den Fahrer von der Umgebung her einwirkt. Für den Fall, dass das weiße Rauschen dem Umgebungsgeräusch überlagert wird, wird der Schalldruckpegel des überlagerten weißen Rauschens basierend auf dem Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches eingestellt, so dass der Schalldruckpegel des überlagerten weißen Rauschens konstant wird.
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Wenn weiterhin der Fahrer wach ist, reagiert der Fahrer prompt auf eine Änderung (Änderungsrate) des Umgebungsgeräusches, das auf den Fahrer von der Umgebung her einwirkt. Im Ergebnis kann das weiße Rauschen effektiv erzeugt werden, wenn der Schalldruckpegel des weißen Rauschens intermittierend erhöht oder verringert wird und zwar relativ zu dem Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches, wie in 4 gezeigt. Alternativ kann das weiße Rauschen effektiv erzeugt werden, wenn der Schalldruckpegel des weißen Rauschens allmählich über die Zeit hinweg relativ zum Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches erhöht wird, wie in 7 gezeigt.
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Nachdem die Vorwarnung als Überlagerung zum Umgebungsgeräusch erzeugt worden ist, empfängt, wenn die Reaktion des Fahrers während einer „Schonfrist” (bestimmte Zeitdauer) nicht erkannt wird, die Tonerzeugungsvorrichtung 6 ein Signal, das die Notwendigkeit einer Warnung anzeigt, wobei das Signal von dem Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 kommt. Die Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt bei Empfang des Signals über den Lautsprecher 7 die Hauptwarnung, wie in 4 gezeigt. Die Hauptwarnung hat eine Frequenzcharakteristik, die bei einer bestimmten Frequenz eine Spitze hat, wie in 6 gezeigt. Wenn im Gegensatz hierzu während der Schonfrist eine Rektion vom Fahrer erkannt wird, wird die Hauptwarnung nicht erzeugt.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Schlafwarnvorrichtung 100 unter Verwendung der Flussdiagramme der 8 und 9 näher beschrieben. Es sei festzuhalten, dass, obgleich der Fahrer allmählich einschlafen kann (als durchschnittliche Schläfrigkeit bekannt), der Fahrer auch plötzlich einschlafen kann (eine Art Sekundenschlaf). Daher führt die Schlafwarnvorrichtung 100 wiederholt einen bestimmten Prozess durch, der für den Sekundenschlaf vorbereitet ist, sowie einen anderen bestimmten Prozess, der für die durchschnittliche Schläfrigkeit vorbereitet ist; die Durchführung erfolgt gleichzeitig derart, dass die Schlafwarnvorrichtung 100 sowohl mit der durchschnittlichen Schläfrigkeit als auch der plötzlichen Schläfrigkeit oder dem Sekundenschlaf umgehen kann.
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8 ist ein Flussdiagramm eines Bilderkennungsprozesses, der wiederholt durchgeführt wird. im Schritt S11 von 8 werden Bilddaten aufgenommen und im Schritt S12 wird ein Bilderkennungsprozess durchgeführt. Im Schritt S13 werden die verarbeiteten Daten in einem Speicher abgelegt.
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9 ist das Flussdiagramm für einen Schlafwarnprozess. Im Schritt S21 von 9 werden die im Speicher abgelegten verarbeiteten Daten entnommen und der Schläfrigkeitsgrad wird im Schritt S22 bestimmt (geschätzt). Bei der Bestimmung des Schläfrigkeitsgrads oder Schläfrigkeitspegels wird ein gleitender Durchschnitt des Schläfrigkeitsgrads während einer letzten Periode zwischen den letzten 10 Sekunden und den letzten 60 Sekunden als Schläfrigkeitsgrad berechnet, in dem gespeicherte verarbeitete Datensätze während dieser letzten Periode verwendet werden. Alternativ kann die letzte Periode eine andere Periode unterschiedlich von der obigen sein (z. B. eine Periode zwischen den letzten 30 Sekunden und den letzten 60 Sekunden), solange der gleitende Durchschnitt geeignet berechnet werden kann. Auf diese Weise wird der Schläfrigkeitsgrad basierend auf dem durchschnittlichen (potentiellen) Schläfrigkeitsgrad bestimmt, der stets basierend auf erneuerten Datensätzen berechnet wird.
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Im Schritt S23 wird bestimmt, ob die plötzliche Schläfrigkeit vorliegt oder nicht. Im Fall einer plötzlichen Schläfrigkeit nimmt der Schläfrigkeitsgrad plötzlich oder scharf zu. Daher wird der Änderungsgrad des Schläfrigkeitswert verwendet, um zu bestimmen, ob plötzliche Schläfrigkeit vorliegt. Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S23 „JA” ist, kann bei S29 die Hauptwarnung erzeugt werden. Wenn im Gegensatz im Schritt S23 das Bestimmungsergebnis „NEIN” ist, geht die Steuerung zum Schritt S24. im Schritt S24 wird bestimmt, ob der Schläfrigkeitsgrad den Warnungsschwellenwert übersteigt oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis beim Schritt S24 „JA” ist, geht die Steuerung zum Schritt S25. Wenn das Bestimmungsergebnis beim Schritt S25 „NEIN” ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S21 zurück, um den obigen Ablauf zu wiederholen.
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Im Schritt S25 wird das weiße Rauschen als Vorwarnung erzeugt und im Schritt S26 wird ein Timer (nicht gezeigt) der Steuervorrichtung 5 gestartet, um zu zählen (beispielsweise beginnt der Timerzählzustand anzusteigen). Im Schritt S27 wird bestimmt, ob eine Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung erkannt wird oder nicht und wenn bestimmt wird, dass die Reaktion des Fahrers nicht erkannt wird, geht die Steuerung zum Schritt S28. Wenn bestimmt wird, dass eine Reaktion des Fahrers erkannt wird, wird im Schritt S30 die Vorwarnung gestoppt. Dann geht die Steuerung zum Schritt S31.
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Im Schritt S28 wird bestimmt, ob der Timer länger oder gleich einer Schonfrist TH gemäß 3 gezählt hat. Wenn hierbei das Bestimmungsergebnis „JA” ist, wird angenommen, dass eine Reaktion des Fahrers nicht erkannt wurde (d. h. es hat keine Reaktion gegeben), auch nachdem die Schonfrist seit Beginn des Erzeugens des weißen Rauschens verstrichen ist. Somit wird im Schritt S29 die Hauptwarnung erzeugt. Wenn im Gegensatz hierzu das Bestimmungsergebnis „NEIN” ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S25 zurück, um obigen Ablauf zu wiederholen. Im Schritt S31 wird der Zählzustand des Timers zurückgesetzt und dann wird der Timer erneut gestartet, um den obigen Ablauf zu wiederholen.
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Die Schlafwarnvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform gibt somit das weiße Rauschen aus, auf welches der Fahrer reagieren kann, wenn er wach ist, bevor an den Fahrer die Hauptwarnung ausgegeben wird. Wenn die Schlafwarnvorrichtung 100 eine Reaktion des Fahrers auf das weiße Rauschen während der Schonfrist erkennt, wird die Hauptwarnung zurückgehalten. Auf diese Weise kann der Wachzustand des Fahrers (der Person) auf die Arbeitsweise der Warnung zurückgekoppelt werden. Im Ergebnis muss der Fahrer keine Antwort auf das weiße Rauschen zeigen (z. B. muss der Fahrer keinen vorgeschriebenen Vorgang durchführen, um auf das weiße Rauschen zu antworten, beispielsweise das Drücken eines Knopfs). Da weiterhin das weiße Rauschen zum Herausfinden der Reaktion des Fahrers an den Fahrer ausgeben wird, wird der Fahrer weniger gestört oder abgelenkt. Wenn die Reaktion des Fahrers auf das weiße Rauschen erkannt wird, wird festgehalten, dass es nicht nötig ist, eine Warnung auszugeben und somit wird die Erzeugung der Warnung zurückgestellt. Somit wird verhindert, dass der Fahrer eine unangepasste und damit störende Warnung erhält. Typischerweise kann der Fahrer spontan auf eine Stimulation (weißes Rauschen) – auch unbewusst – reagieren, vorausgesetzt, dass der Fahrer sich in einem Wachzustand befindet.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf obige Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Arten abgewandelt werden, wobei diese Abwandlungen nach wie vor unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
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<Erste Abwandlung>
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Bei obiger Ausführungsform wird das weiße Rauschen über den einzelnen Lautsprecher 7 im Fahrgastraum erzeugt. Alternativ kann beispielsweise eine Mehrzahl von Lautsprechern vorgesehen sein (z. B. ein Lautsprecher an der rechten Seite und der andere Lautsprecher auf der linken Seite des Fahrers), so dass das weiße Rauschen abwechselnd von rechts und von links auf den Fahrer abgestrahlt wird. Mit dieser alternativen Ausgestaltung kann, wenn der Fahrer wach ist, der Fahrer auf eine Änderung der Position der Erzeugungsquelle reagieren, die das weiße Rauschen erzeugt.
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<Zweite Abwandlung>
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Bei obiger Ausführungsform wird das weiße Rauschen dem Umgebungsgeräusch um den Fahrer herum überlagert. Alternativ kann die Frequenzcharakteristik des Umgebungsgeräusches basierend auf dem Umgebungsgeräusch analysiert werden, das über das Mikrofon 1 aufgenommen wird. Dann wird weißes Rauschen, das eine entgegengesetzte Phase relativ zur analysierten Frequenzcharakteristik hat, alternativ von der Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt, um über den Lautsprecher 7 abgegeben zu werden. Der obige Prozess erzeugt eine Änderung, mit der der Schalk druckpegel des Umgebungsgeräusches verringert wird.
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Wie oben beschrieben kann, wenn der Fahrer wach ist, der Fahrer spontan auf eine Änderung (Änderungsrate) der Stimulation reagieren, die von der Umgebung auf ihn wirkt. Im Ergebnis kann die Reaktion des Fahrers erkannt werden, auch wenn der Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches, das auf den Fahrer von der Umgebung her einwirkt, wie oben beschrieben verringert wird.
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<Dritte Abwandlung>
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Alternativ kann die Tonerzeugungsvorrichtung 6 obiger Ausführungsform das Umgebungsgeräusch über das Mikrofon Z aufnehmen und die Frequenzcharakteristik des Umgebungsgeräusches analysieren, so dass das weiße Rauschen, das der Frequenzcharakteristik überlagert wird, erzeugt werden kann. Jedoch unterscheiden sich Fahrer untereinander und somit ist die Art der Tonwahrnehmung zwischen einzelnen Personen unterschiedlich. Von daher kann die Ausgestaltung so sein, dass die Frequenzcharakteristik der Vorwarnung, die von der Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt wird, nach Bedarf einstellbar ist. Weiterhin können Identifiziermittel zur Identifikation eines Fahrers vorgesehen sein. In diesem Fall wird ein von jedem Fahrer wahrgenommener Schalldruckpegel kalibriert, um vorab gespeichert zu werden und dann kann der Schalldruckpegel für die Vorwarnung für jeden Fahrer quasi maßgeschneidert werden, was vom Identifikationsergebnis durch die Identiflkationsmittel abhängt.
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<Vierte Abwandlung>
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In obiger Ausführungsform ist das Mikrofon 1 zur Aufnahme von Umgebungsgeräuschen nur im Fahrgastraum, angeordnet. Es kann jedoch ein anderes Mikrofon zusätzlich außerhalb des Fahrgastraums angeordnet sein, um Umgebungsgeräusche innerhalb und außerhalb des Fahrgastraums aufzunehmen. Weiterhin kann die Frequenzcharakteristik von Umgebungsgeräuschen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Fahrgastkabine so analysiert werden, dass ein weißes Rauschen, das eine Frequenzcharakteristik innerhalb eines Bereichs zwischen der Frequenzcharakteristik innerhalb des Fahrzeugs und der Frequenzcharakteristik außerhalb des Fahrzeugs hat, als Vorwarnung erzeugt wird. Somit kann ein Störfaktor durch die Vorwarnung ebenfalls verringert werden.
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<Fünfte Abwandlung>
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Das weiße Rauschen bei obiger Ausführungsform kann alternativ dem Umgebungsgeräusch überlagert werden, ohne das der Schalldruckpegel und die Frequenzcharakteristik des Umgebungsgeräusches mit berücksichtigt werden. Jedoch kann ein gewisses weißes Rauschen dem Umgebungsgeräusch überlagert werden. Üblicherweise ist in der Praxis die „Schallintensität (Lautstärke)” eines kontinuierlichen Spektrums für ein Zielumgebungsgeräusch nicht einfach messbar. Somit wird ein A-gewichteter Schalldruckpegel, der im Wesentlichen der Intensität des Umgebungsgeräusches entspricht und der einfach messbar ist, in einer Frequenz gewichtenden Weise korrigiert. Dann kann der Frequenz gewichtete Schalldruckpegel verstärkt werden, um das weiße Rauschen zu erzeugen. Der A-gewichtete Schalldruckpegel wird hierbei durch Gewichtung eines Schalldruckpegels basierend auf der Berücksichtigung der Differenz der Höraktivität von Personen abhängig von der Frequenz derart erstellt, dass der gewichtete Schalldruckpegel direkt der Stärke (Intensität) des Schalls entspricht, der von der Person wahrgenommen wird.
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<Sechste Abwandlung>
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Die momentane Position des Fahrzeugs (momentane Position des Fahrers) kann unter Verwendung von GPS (global positioning system) erfasst werden. Dann kann der Beitrag eines Bereichs, der der momentanen Position entspricht, basieren auf Kartendaten spezifiziert werden. Sodann kann ein Umgebungsgeräusch, das dem Attribut des Bereichs entspricht (d. h. mit diesem weitestgehend übereinstimmt bzw. für diesen typisch ist) aus Akustikdatensätzen gewählt werden, die in einem Speicher vorab gespeichert werden, so dass ein Umgebungsgeräusch als Vorwarnung wiedergegeben (erzeugt) werden kann. Das Attribut oder Kennzeichen kann hierbei beispielsweise typisch für einen Küstenbereich, Stadtbereich, Bergbereich, Ruhebereich oder eine Hauptverkehrsstraße sein.
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Auf diese Weise kann ein entsprechendes Umgebungsgeräusch, das gewissermaßen typisch für den Bereich ist, wo sich das Fahrzeug gerade befindet, als Vorwarnung erzeugt werden, um die Reaktion des Fahrers aufzunehmen. Im Ergebnis kann eine Vorwarnung vor der Hauptwarnung erzeugt werden, ohne den Fahrer zu verwirren. Das Umgebungsgeräusch, das als typisch für den jeweiligen Bereich erzeugt wird, kann beispielsweise umfassen: (a) Wellengeräusche, wenn die momentane Position im Bereich einer Küste ist oder (b) ein Fahrgeräusch eines Fahrzeugs oder Geräusche von Verkehrssignalen etc., wenn die momentane Position der Stadtbereich ist. Typischerweise ist ein Verkehrssignal ein spezielles Verkehrssignal für sehbehinderte Menschen, das über einen Lautsprecher einen Ankündigungston ausgibt, um sehbehinderte Menschen davon zu informieren, das ein Verkehrssignal an einer Straßenkreuzung grün ist.
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<Siebte Abwandlung>
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Weiterhin wird in obiger Ausführungsform die Vorwarnung oder die Hauptwarnung über den Lautsprecher 7 erzeugt, um ein Hörgefühl (hören) des Fahrers zu stimulieren. Die von der Vorwarnung erzeugte Stimulation und die von der Hauptwarnung erzeugte Stimulation kann auch durch ein anderes Sinnesorgan des Fahrers aufgenommen werden. Mit anderen Worten, der Fahrer kann die Stimulation der Vorwarnung über ein erstes Sinnesorgan empfangen. Auch kann der Fahrer die Stimulation für die Hauptwarnung durch ein zweites Sinnesorgan erfassen, das unterschiedlich zum ersten Sinnesorgan ist.
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Mit anderen Worten, es ist bekannt, dass die jeweiligen Sinnesorgane von Personen ausschließlich auf eine entsprechende physikalische/chemische Stimulation reagieren, beispielsweise Licht für den Sehsinn, Geräusche für den Hörsinn, Düfte für den Geruchssinn. Die obige Stimulation wird üblicherweise adäquate Stimulation (adäquater Stimulus) genannt. Mit obigem Aufbau können unterschiedliche SinnesOrgane einer Person entsprechend stimuliert werden.
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Insbesondere kann eine Beleuchtungslampe einer Anzeige im Fahrzeug ein- und ausgeschaltet werden, um den Sehsinn für eine Vorwarnung zu stimulieren. Alternativ kann sich die Farbe der Lampe ändern oder die Intensität der Lampenbeleuchtung kann geändert werden. Auch kann eine Warnlampe aufblinken, um als Hauptwarnung zur Stimulation des Sehvermögens zu dienen.
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Auch kann aus der Klimaanlage geblasene Luft EIN/AUS geschaltet werden oder die Luft kann als Vorwarnung zur Stimulation des Gefühlsinns mit minimaler Flussrate ausgeblasen werden. Als Hauptwarnung zur Stimulation kann die Luft dann mit maximaler Flussrate ausgeblasen werden. Auch kann ein Duft, beispielsweise ein Citrusduft als Vorwarnung zur Stimulation des Geruchsinns erzeugt werden und beispielsweise ein Minzegeruch kann als Hauptwarnung zur Stimulation des Geruchsinns erzeugt werden. Die obige Vorwarnung und Hauptwarnung können auch kombiniert werden, so dass eine Stimulation auf unterschiedliche Sinnesorgane der Person einwirkt.
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Achte Abwandlung
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Die Schlafwarnvorrichtung 100 der obigen Ausführungsform gibt an den Fahrer des Fahrzeugs eine Warnung aus. Es kann jedoch auch ein tragbares Telefon (Handy) oder ein PC mit einer ähnlichen Konfiguration wie oben ausgestattet sein, so dass die vorliegende Erfindung auch im Geschäftsleben verwendbar ist. Der Schläfrigkeitsgrad der Person (z. B. eines Fahrers) kann unter Verwendung eines Biosignals beispielsweise der Herzfrequenz erfasst bzw. abgeschätzt werden.
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Die im nahen Infrarotbereich emittierende LED 3 der obigen Ausführungsformen ist nicht auf eine LED beschränkt sondern kann durch eine andere Beleuchtungsvorrichtung ersetzt werden, die ebenfalls im nahen Infrarotbereich emittiert.
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Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen ergeben sich dem Fachmann auf diesem Gebiet. Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die voranstehende Beschreibung von Ausführungsformen und deren Abwandlungen beschränkt, sondern nur durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente.
