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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Müdigkeitserkennung, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Wissenschaftliche Studien, wie beispielsweise in http://www.angurten.de/news/321-muedigkeit-am-steuer beschrieben, gehen davon aus, dass zwischen 10 und 20 Prozent der schweren Verkehrsunfälle auf Übermüdung und Unaufmerksamkeit zurückzuführen sind. Systeme zur Fahrerzustanderkennung sind daher heute in Oberklassenfahrzeugen zu finden.
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Heutige Systeme zur Fahrerzustandserfassung basieren dabei häufig auf Verfahren, die mit einer Frontkamera die Fahrspurmarkierungen detektieren oder per Lenkwinkelsensor das Lenkverhalten des Fahrers beobachten. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in „Proceedings of the 2007 IEEE Intelligent Vehicles Symposium Istanbul, Turkey, June 13–15, 2007, Evaluation of a Smart Algorithm for Commercial Vehicle Driver Drowsiness Detection von Azim Eskandarian und Ali Mortazavi" beschrieben. Bei beiden Verfahren werden impulsartige Unregelmäßigkeiten („Dead-Band-Event”) ausgewertet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Müdigkeitserkennung, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Müdigkeitserkennung durch ein Navigationssystem und eine Umfelderkennung unterstützt werden kann. Dadurch kann eine Empfindlichkeit einer Fahrerzustandserkennung gegenüber Störungen, die von außen auf das Auto einwirken, verringert werden. Bei solchen externen Störungen kann es sich insbesondere um Wind und Turbulenzen handeln. Erfindungsgemäß kann die Störempfindlichkeit von Verfahren zur Müdigkeitserkennung reduziert werden, indem eine im Fahrzeug eingesetzte Navigation als Sensor und auch eine Umfeldsensorik des Fahrzeugs ausgewertet wird. Dabei kann ausgenutzt werden, dass heutige Navigationssysteme auch bei nicht aktiver Routenführung den wahrscheinlichsten Pfad des Fahrzeugs berechnen.
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Ein erfindungsgemäßes System zur Müdigkeitserkennung, kann durch die Verwendung eines Navigationssystems und weiterer Umfeldsensorik, wie z. B. Radar, Video oder Lidar, weniger empfindlich gegen Umfeldstörungen sein und dadurch zuverlässiger arbeiten. Über das Navigationssystem können dafür z. B. Orte mit starken Winddruckänderungen wie beispielsweise Brücken, Ein- und Ausfahrten in Tunnels identifiziert werden und bei einem Algorithmus der Müdigkeitserkennung berücksichtigt werden. Hat das Navigationsgerät eine Telematikschnittstelle, können auch Windrichtung und Windstärke berücksichtigt werden. Auch die Auswertung des Gyro-Signals im Navigationssystem kann vorteilhaft in dem Algorithmus verwendet werden.
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Über die Umfeldsensorik kann das Ein- und Ausfahren in einen Windschatten oder Turbulenzen eines Fahrzeugs, insbesondere eines LKWs, detektiert und ebenfalls berücksichtigt werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Müdigkeitserkennung bei einem Fahrer eines Fahrzeugs, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Information über eine Lenkbewegung des Fahrzeugs über eine erste Schnittstelle; Empfangen einer Umfeldinformation über eine zweite Schnittstelle, wobei die Umfeldinformation eine Vorhersage überein Auftreten einer Querbewegung des Fahrzeugs ermöglicht, wobei die Querbewegung durch eine von extern auf das Fahrzeug einwirkende Störgröße hervorgerufen wird; und Bewerten der Information über die Lenkbewegung unter Einbeziehung der Umfeldinformation, um zu entscheiden ob die Information über die Lenkbewegung auf eine Müdigkeit des Fahrers hindeutet.
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Das Verfahren kann beispielsweise in einem Fahrerinformationssystem oder Fahrerassistenzsystem eingesetzt werden. Mittels des Verfahrens können während der Fahrt Lenkbewegungen des Fahrers, daraus resultierende Bewegungen des Fahrzeugs oder die daraus resultierende Spurposition des Fahrzeugs ausgewertet werden und daraus auf die Konzentration bzw. Müdigkeit oder Benommenheit des Fahrers geschlossen werden. Die Information über die Lenkbewegung kann einen zeitlichen Verlauf eines Lenkwinkels, eines Lenkradausschlags, einer Geschwindigkeit mit der das Lenkrad bewegt wird und/oder einen zeitlichen Verlauf einer Spurposition umfassen. Die Information über die Lenkbewegung gibt einen Hinweise darauf, wie schnell, wie stark und in welcher Abfolge der Fahrer Lenkbewegungen durchführt, um das Fahrzeug in der Spur zu halten. Bei der einwirkenden Störgröße kann es sich um eine seitlich auf das Fahrzeug einwirkende Kraft handeln, die beispielsweise durch einen Windstoß oder eine plötzlich auftretende Luftdruckänderung ausgelöst werden kann. Die Störgröße kann derart ausgebildet sein, dass sie eine Ausgleichslenkbewegung des Fahrers erfordert, um das Fahrzeug in der Spur zu halten. Bei der Störgröße kann es sich um ein vorhersagbares Ereignis handeln. Beispielsweise kann die Störgröße regelmäßig an einer vorbestimmten Position eines Straßenverlaufs auftreten. Dies kann beispielsweise an Brücken, Tunnels oder bestimmten Landschaftsformationen der Fall sein. Solche Positionen können zusammen mit den dabei typischerweise auftretenden Störgrößen, beispielsweise einem Seitenwind mit einer bestimmten Richtung und Größe als Umfeldinformation bereitgestellt werden. In diesem Fall können entsprechende Umfeldinformationen in einer Datenbasis, beispielsweise einem Kartenmaterial eines Navigationssystems gespeichert sein und daraus ausgelesen werden. Auch kann die Störgröße durch nicht ortsfest auftretende Ereignisse hervorgerufen werden. Dies kann beispielsweise bei einem Überholvorgang und einer damit verbundenen Druckänderung der Fall sein. Solche Ereignisse können über eine an dem Fahrzeug angeordnete Umfeldsensorik erkannt werden. Mittels geeigneter Auswerteverfahren kann eine Störgröße abgeschätzt werden, die voraussichtlich durch ein erkanntes Ereignis ausgelöst werden wird. Dabei können beispielsweise die Geschwindigkeit, Abmessungen und Masse des Fahrzeugs und eines mittels der Umfeldsensorik erfassten Objekts, sowie eine Abstand sowie eine Relativgeschwindigkeit mit dem das Fahrzeug das Objekt passiert, berücksichtigt werden. Die Störgröße kann dann vorrausschauend mittels eines geeigneten Algorithmus oder mittels einer Nachschlagetabelle bestimmt werden, bevor sie tatsächlich auftritt. Die Umfeldinformation kann zusätzlich eine Information über einen Zeitpunkt oder ein Zeitfenster umfassen, zu dem das Auftreten der Querbewegung oder der Störgröße prognostiziert oder detektiert wird. Je nach dem auf welche Art und Weise die Querbewegung ermittelt wird, kann eine zugeordnete Zeitangabe in der Zukunft oder in der Gegenwart liegen. Die Umfeldinformation kann eingesetzt werden, um einen oder mehrere Schwellwerte anzupassen, die eingesetzt werden, um die von dem Fahrer durchgeführten Lenkbewegungen zu bewerten. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass eine Reaktion des Fahrers auf eine Störgröße falsch, beispielsweise als eine Unachtsamkeit oder als eine durch Müdigkeit verursachte impulsartige Unregelmäßigkeit in der Lenkbewegung, bewertet wird. Zur eigentlichen Bewertung des Zustands des Fahrers kann auf bekannte Verfahren zurückgegriffen werden, wie sie beispielsweise in „Proceedings of the 2007 IEEE Intelligent Vehicles Symposium Istanbul, Turkey, June 13–15, 2007, Evaluation of a Smart Algorithm for Commercial Vehicle Driver Drowsiness Detection von Azim Eskandarian und Ali Mortazavi" beschrieben sind. Erfindungsgemäß können die bei bekannten Verfahren eingesetzten Schwellwerte situationsabhängig angepasst werden, um einen störenden Einfluss von Störgrößen zu verringern oder den Einfluss von Störgrößen zu nutzen, um eine aussagekräftigere Bewertung des Zustands des Fahrers zu ermöglichen. Auch können Lenkbewegungen ausgeblendet, nicht oder abgeschwächt berücksichtigt werden, wenn, zu einem diesen Lenkbewegungen zugeordneten Zeitabschnitt, das Auftreten einer Querbewegung oder Störgröße erkannt oder prognostiziert wird oder wurde.
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Demnach kann die Information über die Lenkbewegung nicht oder nur abgeschwächt bewertet werden, wenn die Umfeldinformation auf ein Auftreten einer Querbewegung hindeutet. Dadurch kann eine Fehlinterpretation der von dem Fahrer durchgeführten Lenkbewegungen vermieden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Durchführung fortlaufender Vergleiche eines zeitlichen Verlaufs der Lenkbewegung mit einem Müdigkeitsmuster erfolgen, um fortlaufende Müdigkeitsindikatoren zu bestimmen. Dabei kann jeder der Müdigkeitsindikatoren als Indikator für eine Müdigkeit des Fahrers in einem dem jeweiligen Müdigkeitsindikator zugeordneten Zeitabschnitt des zeitlichen Verlaufs der Lenkbewegung dienen. Basierend auf den Müdigkeitsindikatoren kann unter Einbeziehung der Umfeldinformation bestimmt werden, ob die Information über die Lenkbewegung auf eine Müdigkeit des Fahrers hindeutet. Das Müdigkeitsmuster kann einen charakteristischen Lenkbewegungsverlauf beinhalten, der typischerweise dann Auftritt, wenn der Fahrer Müde oder Unaufmerksam ist. Beispielsweise kann das Müdigkeitsmuster unterschiedliche Schwellen mit zugeordneten Zeitfenstern definieren, die eine Bewertung des zeitlichen Verlaufs der Lenkbewegung ermöglichen. Die fortlaufenden Vergleiche können zeitlich nacheinander oder überlappend durchgeführt werden. Auch kann ein neuer Vergleich erst dann gestartet werden, wenn ein Müdigkeitsindikator ermittelt wurde, der gemäß dem Müdigkeitsmuster eine Müdigkeit des Fahrers anzeigt.
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Erfindungsgemäß kann ein gestörter Müdigkeitsindikator zum Bestimmen, ob die Information über die Lenkbewegung auf eine Müdigkeit des Fahrers hindeutet, nicht oder nur abgeschwächt berücksichtigt werden, wenn der spezielle Müdigkeitsindikator einem Zeitabschnitt zugeordnet ist, für den die Umfeldinformation auf ein Auftreten einer Querbewegung hindeutet. Bei einem gestörten Müdigkeitsindikator kann es sich somit um einen Indikator handeln, der basierend auf dem Müdigkeitsmuster eine Müdigkeit des Fahrers anzeigt. Tatsächlich ist der Fahrer jedoch nicht müde sondern hat lediglich auf das Auftreten der Querbewegung reagiert.
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Beispielsweise können die Müdigkeitsindikatoren zu einem Müdigkeitsindex kombiniert werden. Eine Müdigkeit des Fahrers kann abhängig von einem Vergleich des Müdigkeitsindex mit einem Schwellwert bestimmt werden. Beispielsweise können die Müdigkeitsindikatoren über eine bestimmte Zeitdauer aufaddiert oder integriert werden und der Fahrer kann als Müde eingestuft werden, wenn der Müdigkeitsindex einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens eines Warnsignals zum Warnen des Fahrers umfassen, wenn die Lenkbewegung auf eine Müdigkeit des Fahrers hindeutet. Das Warnsignal kann beispielsweise ein optisches, akustisches oder haptisches Signal darstellen oder auslösen.
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Erfindungsgemäß kann die Information über die Lenkbewegung auf einem Lenkwinkel, einer Lenkgeschwindigkeit und/oder einer Spurposition des Fahrzeugs basieren. Die Spurposition kann beispielsweise über eine Erfassung eines Abstands zu einer Begrenzung der Fahrspur erfasst werden.
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Die Umfeldinformation kann eine Vorhersage über eine Veränderung eines auf das Fahrzeug einwirkenden Winddrucks ermöglichen. Insbesondere kann ein seitlich auf das Fahrzeug einwirkender Windstoß vorhergesagt werden. Dazu kann die Umfeldinformation beispielswiese einen Hinweis auf einen windkritischen Straßenabschnitt umfassen, der von dem Fahrzeug passiert wird. In diesem Fall kann die Umfeldinformation eine Information repräsentieren, die von einem Navigationssystem bereitgestellt wird. Mittels der Daten des Navigationssystems kann vorausbestimmt werden, wann das Fahrzeug, den windkritischen Straßenabschnitt passieren wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Umfeldinformation einen Hinweis auf ein Passieren eines Objekts umfassen. Bei dem Objekt kann es sich um ein weiteres Fahrzeug oder eine Straßenbegrenzung handeln. In diesem Fall kann die Umfeldinformation eine Information repräsentieren, die von einer Umfeldsensorik bereitgestellt wird. Von der Umfeldsensorik bereitgestellte Daten können ausgewertet werden, um eine Objekterkennung durchzuführen und um Abstände und Relativgeschwindigkeiten zu erkannten Objekten durchzuführen.
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Auch kann die Umfeldinformation eine Information repräsentieren, die von einem im Fahrzeug angeordneten Gyroskop bereitgestellt wird. Mittels eines von dem Gyroskop bereitgestellten Signals können beispielsweise impulsartige Beschleunigungen, die auf das Fahrzeug wirken, erkannt werden und bei der Bewertung der Lenkbewegung berücksichtigt werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine Überwachung eines Lenkverhaltens eines Fahrers, gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau eines Systems zur Verbesserung der spur- oder lenkwinkelbasierten Müdigkeitserkennung durch Navigationsdaten und/oder Daten aus Umfeldsensoren, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Das System umfasst ein Modul 102 zur Schläfrigkeitserkennung mit einem Kernalgorithmus 104 zur Müdigkeitserkennung und einer Fahrerschnittstelle 106, die als Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ausgebildet sein kann. Das Modul 102 ist mit einer Anzeigeeinrichtung 112 gekoppelt, die als Bildschirm (Display), Lautsprecher oder als haptisches Gerät ausgebildet sein kann.
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Das System weist ferner eine Erweiterung 120 einer bekannten Müdigkeitsdetektierung mit einem oder mehreren Umgebungssensoren 121, einem Navigationssystem 122 und Kartendaten 123, beispielsweise eines GPS-Systems, auf. Als Umgebungssensoren 121 können beispielsweise ein Abstandssensor 131, der beispielsweise einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermitteln kann und/oder eine Sensorik 133 zur Objekterkennung eingesetzt werden. Das Navigationssystem 122 kann eine Einheit 135 zur Lokalisierung und Kartenabgleichung und ein Telematikmodul 137 aufweisen. Von den Kartendaten 123 können Daten an das Navigationssystem 122 bereitgestellt werden.
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Das Modul 102 zur Schläfrigkeitserkennung kann ausgebildet sein, um einen Lenkwinkel 141 und eine Seitenstreifenposition 142 zu empfangen. Die Seitenstreifenposition 142 kann beispielsweise mittels der Umgebungssensoren 121 ermittelt und an das Modul 102 zur Schläfrigkeitserkennung bereitgestellt werden.
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Die Umgebungssensoren 121 können eine Objektliste 144 mit Informationen über Position, Richtung, Geschwindigkeit und Fahrzeugtyp an das Modul 102 zur Schläfrigkeitserkennung bereitstellen. Die Objektliste 144 kann Objekte und deren Merkmale umfassen, die von den Umgebungssensoren 121 erfasst werden. Das Navigationssystem 122 kann ein Gyrosignal 145 und eine Information über potentiell windrelevante Umgebungsobjekte (points of interest), wie Eingänge oder Ausgänge von Tunnels oder Brücken, umfassen.
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Der in 1 gezeigte Aufbau des Systems kann somit aus einem Teil 102 bestehen, der dem Stand der Technik entspricht und einer erfindungsgemäßen Ergänzung 120. Der dem Algorithmus zugeordnete Teil 102 kann aus einem Steuergerät mit dem Kernmodul 104 zur Müdigkeitserkennung, das den Lenkwinkel und/oder die Spurposition des Fahrzeugs auswertet und dem Modul 106 bestehen, das die Ausgabe für den Benutzer aufbereitet. Die Ausgabe erfolgt dann typischerweise auf Display, per Lautsprecher oder haptischen Ausgabegerät 112.
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Die erfindungsgemäße Ergänzung 120 besteht aus dem Navigationssystem 122, das dem Algorithmus eine Information über Position, Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit, eine Information 146 über aktuelle und windrelevante Streckenpositionen (Points of Interests), wie Tunnel Ein-/Ausgänge oder Brücken, eine Information 145 über ein Signal des Gyros und gegebenenfalls eine Information über eine Windrichtung und -stärke bereitstellt und, und aus vernetzten Umfeldsensoren 121, die Objektlisten 144 mit Objekten, deren Position, Bewegungsrichtung und deren Geschwindigkeit bereitstellt.
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Der Algorithmus 104 zur Müdigkeitserkennung wird dahingehend angepasst, dass der Entscheidungsschwellwert bei vorhergesagter externer Störung durch Wind, beispielsweise einer Winddruckänderung aufgrund windrelevanter Streckenpositionen oder einer Windruckänderung durch ein Umfeldobjekt angepasst wird. 3 zeigt ein beispielhaftes Totzone-Ereignis, mit entsprechenden Entscheidungsschwellwerten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Objektlisten 144 mit Hilfe eines Radar- oder Videosystems erzeugt, das langsam fahrende Fahrzeuge mit ihren Relativ-Positionen und Relativ-Geschwindigkeiten sowie Größen erfasst. Abhängig von der Relativgeschwindigkeit, Entfernung und Größe des Objektes wird der Zeitraum und Größe einer möglichen Störung prädiziert. In diesem Zeitraum detektierte Totzonen-Ereignisse werden für die Berechnung eines Müdigkeitsindex nur abgeschwächt oder gar nicht berücksichtigt. Dazu kann ein Wert eines solchen detektierten Totzonen-Ereigneisses beispielsweise vor einer Weiterverarbeitung gelöscht oder reduziert werden.
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Informationen über Tunnel, Brücken oder windempfindliche Geländekonstellationen werden aus der digitalen Karte 123 extrahiert und ebenfalls der Zeitraum einer möglichen Störung prädiziert. Wie im Falle der Störung durch Fahrzeuge werden in diesem Zeitraum auftretende Totzonen-Ereignisse nur abgeschwächt oder gar nicht berücksichtigt. Mit Kenntnis der aktuellen Windrichtung und Windgeschwindigkeit kann die Prädiktion weiter verbessert werden.
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Das Gyro kann alternativ oder ergänzend genutzt werden, um Störgrößen, beispielsweise d. h. impulsartige Beschleunigungen, die auf das Fahrzeug wirken zu detektieren und korrelierte, zeitlich verschobene Reaktionen am Lenkrad entsprechend abgeschwächt in die Berechnung des Müdigkeitsindex einfließen zu lassen.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Müdigkeitserkennung bei einem Fahrer eines Fahrzeugs, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann beispielsweise von den in 1 gezeigten Einrichtungen umgesetzt werden. In einem Schritt 231 wird eine Information über eine Lenkbewegung des Fahrzeugs empfangen. Dabei kann es sich um einen Lenkwinkel oder um eine Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur handeln. In einem Schritt 233 kann eine Umfeldinformation empfangen werden. Die Umfeldinformation kann ausgewertet werden, um eine Vorhersage über eine durch eine Störgröße hervorgerufene Querbewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die Querbewegung kann beispielsweise durch einen Windstoß verursacht sein. Die Umfeldinformation kann beispielsweise von einem Navigationssystem bereitgestellt werden und eine Information über einen besonderen Streckenabschnitt handeln, der von dem Fahrzeug in der Folge passiert wird. Auch kann die Umfeldinformation von einer Umfeldsensorik bereitgestellt werden und Daten über Objekte umfassen, die eine auf das Fahrzeug wirkende Störgröße verursachen können. Die Umfeldinformation kann ausgewertet werden und in einem Schritt 235 eingesetzt werden, um die Lenkbewegung des Fahrers zu bewerten. Basierend auf der Bewertung der Lenkbewegung kann entschieden werden, ob der Fahrer als müde eingestuft wird. Ist dies der Fall, so kann ein Warnsignal, beispielsweise zum Ansteuern eines Lautsprechers ausgegeben werden. Die Umfeldinformation kann im Schritt des Bewertens 235 derart einfließen, das ein Zeitabschnitt, in dem die Lenkbewegung durch einen externen Störeinflüsse beeinflusst wird, nicht oder nur eingeschränkt bei der Bewertung des Zustands des Fahrers berücksichtigt wird. Zur Bewertung des Zustands des Fahrers kann ein Müdigkeitsmuster herangezogen werden, wie es in 3 beschrieben ist.
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3 zeigt eine Überwachung eines Lenkverhaltens eines Fahrers, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate eine Lenkradgeschwindigkeit aufgetragen ist. Die Lenkradgeschwindigkeit kann angeben, wie schnell der Fahrer das Lenkrad dreht. In dem Diagramm sind erste Schwellwerte 301 und zweite Schwellwerte 302 eingetragen. Die ersten Schwellwerte 301 definieren eine Breite eines Toleranzbandes 305. Die zweiten Schwellwerte 302 definieren eine minimale Reaktionsamplitude. In dem Diagramm ist ein zeitlicher Verlauf der Lenkradgeschwindigkeit 310 aufgetragen. Ferner sind ein erster Zustand 311, ein zweiter Zustand 312 und ein dritter Zustand 313 aufgetragen.
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Zu einem ersten Zeitpunkt, der den ersten Zustand 311 markiert, fällt die Lenkradgeschwindigkeit 310 unter den ersten Schwellwert 301. Der erste Zustand 311 definiert, dass die Lenkradgeschwindigkeit 310 innerhalb der Toleranz 305 ist. Dies entspricht einem Beginn einer potentiellen Totzone. Eine minimale Dauer 321 für eine Totzone kann vorgegeben sein. Befindet sich die Lenkradgeschwindigkeit 310 nach Ablauf der Dauer 321 immer noch innehrhalb des Toleranzbandes 305, so wird der zweite Zustand 312 ausgelöst. Der zweite Zustand 312 definiert, dass eine minimale Dauer erreicht ist und somit eine Totzone erkannt ist. Zu einem späteren Zeitpunkt verlässt die Lenkradgeschwindigkeit 310 das Toleranzband 305, indem sie den ersten Schwellwert 301 überschreitet. Dadurch wird der dritte Zustand 313 ausgelöst. Der dritte Zustand 313 markiert, dass die Lenkradgeschwindigkeit 310 eine Toleranz überschreitet, die durch den ersten Schwellwert 301 markiert ist. Nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes 301 wird auf eine Reaktionsamplitude gewartet. Die Reaktionsamplitude wird durch den zweiten Schwellwert 302 definiert. Eine Maximale Wartezeit wird durch eine maximale Dauer 323 der Reaktionsphase definiert. Zu einem Zeitpunkt 325 wird die Reaktionsamplitude überschritten. Daraus folgt, dass ein Totzone-Ereignis stattgefunden hat.
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Somit kann zum Erkennen des Totzone-Ereignis in einem ersten Schritt überprüft werden, ob die Lenkradgeschwindigkeit 310 in das Toleranzbande 305 eintritt, also gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter den Schwellwert 301 fällt. Ist dies der Fall, so kann in einem zweiten Schritt überprüft werden, ob die Lenkradgeschwindigkeit 310 vor Ablauf der Dauer 321 wieder aus dem Toleranzband 305 austritt, also gemäß diesem Ausführungsbeispiel den ersten Schwellwert 301 überschreitet. Ist dies der Fall, so kann erneut mit dem ersten Schritt begonnen werden. Verlässt die Lenkradgeschwindigkeit 310 vor Ablauf der Dauer 321 das Toleranzband 305 nicht, so kann in einem dritten Schritt überprüft werden, wann die Lenkradgeschwindigkeit 310 das Toleranzband 305 verlässt. Verlässt die Lenkradgeschwindigkeit 310 das Toleranzband 305, so kann in einem vierten Schritt überprüft werden, ob die Lenkradgeschwindigkeit 310 vor Ablauf der maximalen Dauer 323 den zweiten Schwellwert 302 passiert, also gemäß diesem Ausführungsbeispiel überschreitet. Die Zeitdauern 321, 323 können mittels einer entsprechenden Zeitmesseinrichtung erfasst werden, die durch ein Passieren der entsprechenden Schwellwerte 301, 302 durch die Lenkradgeschwindigkeit 310 gestartet wird.
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Zwischen dem ersten Zustand 311 und dem zweiten Zustand 312 kann sich der Fahrer in einer Halbschlafphase befinden, in der er keine korrigierenden Lenkbewegungen durchführt. Ab dem dritten Zustand 313 kann sich der Fahrer in einer Phase befinden, in der zwar die Notwendigkeit von korrigierenden Lenkbewegungen erkennt, diese jedoch nicht mehr problemlos durchführen kann, so dass es zu großen Lenkausschlägen kommen kann. Das Totzone-Ereignis, das zum Zeitpunkt 325 erkannt wird, kann auf eine Müdigkeit oder Benommenheit des Fahrers hindeuten. Das Auftreten der beschriebenen Totozonenereignisse kann über die Zeit akkumuliert und zu einem Müdigkeitsindex integriert werden. Übersteigt der Müdigkeitsindex eine Schwelle, wird ein Müdigkeitsereignis erkannt, und es kann ein Warnsignal bereitgestellt werden, um den Fahrer auf seinen Zustand aufmerksam zu machen.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.angurten.de/news/321-muedigkeit-am-steuer [0002]
- „Proceedings of the 2007 IEEE Intelligent Vehicles Symposium Istanbul, Turkey, June 13–15, 2007, Evaluation of a Smart Algorithm for Commercial Vehicle Driver Drowsiness Detection von Azim Eskandarian und Ali Mortazavi” [0003]
- „Proceedings of the 2007 IEEE Intelligent Vehicles Symposium Istanbul, Turkey, June 13–15, 2007, Evaluation of a Smart Algorithm for Commercial Vehicle Driver Drowsiness Detection von Azim Eskandarian und Ali Mortazavi” [0009]
