DE102010007241A1 - Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges und zur Unterstützung der Aufmerksamkeit des Fahrers - Google Patents

Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges und zur Unterstützung der Aufmerksamkeit des Fahrers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beim Befahren einer Fahrstrecke (1), wobei wenigstens ein von der Aufmerksamkeit des Fahrers beeinflussbares Signal erfasst und ein von diesem wenigstens einen Signal abhängiges Erkennungskriterium zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit des Fahrers gebildet und ausgewertet wird. Dabei werden die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigende Fahrstreckenabschnitte (2) der Fahrstrecke (1) ermittelt und das Erkennungskriterium für das Befahren eines dieser ermittelten Fahrstreckenabschnitte (2) wird an Eigenschaften dieses Fahrstreckenabschnittes (2) angepasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Unterstützung der Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges.
  • Mangelnde Aufmerksamkeit, insbesondere nachlassende Wachsamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges gefährden ernsthaft die Sicherheit im Straßenverkehr. Ein beachtlicher Anteil schwerer Verkehrsunfälle lässt sich auf Müdigkeit oder Schläfrigkeit von Fahrern zurückführen. Es wurden bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere Fahrerassistenzsysteme, zur Überwachung der Aufmerksamkeit des Fahrers eines Fahrzeuges entwickelt. Bei derartigen Fahrerassistenzsystemen werden z. B. Warnsignale ausgegeben, wenn Hinweise auf ein Aufmerksamkeitsdefizit des Fahrers erkannt werden.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen, wann der Fahrer eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, unaufmerksam wird, ist beispielsweise aus DE 10 2005 026 457 A1 bekannt. Dabei wird eine Lenkruhephase und eine daran anschließende Lenkaktion erkannt. Eine Lenkruhephase wird erkannt, wenn der Betrag des Lenkradwinkels und/oder seiner zeitlichen Änderung, während der Dauer eines vorgegebenen Zeitschwellwertes einen ersten Schwellwert nicht überschreitet. Eine Lenkaktion wird erkannt, wenn der Betrag des Lenkradwinkels und/oder seiner zeitlichen Änderung einen zweiten Schwellwert überschreitet.
  • Aus JP 06197888 A ist eine Einschlafwarnvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die Mittel zur Bestimmung einer Herzschlagfrequenz eines Fahrers des Fahrzeuges umfasst, um daraus einen Wachheitsgrad des Fahrers zu ermitteln. Die Einschlafwarnvorrichtung umfasst ferner ein Warnsteuermittel zur stufenweisen Steuerung von Warnmitteln entsprechend dem ermittelten Wachheitsgrad des Fahrers.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges anzugeben. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Unterstützung der Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beim Befahren einer Fahrstrecke wenigstens ein von der Aufmerksamkeit des Fahrers beeinflussbares Signal erfasst und ein von diesem wenigstens einen Signal abhängiges Erkennungskriterium zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit des Fahrers gebildet und ausgewertet. Ferner werden Fahrstreckenabschnitte der Fahrstrecke ermittelt, die die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigen, und das Erkennungskriterium für das Befahren eines dieser ermittelten Fahrstreckenabschnitte wird an Eigenschaften dieses Fahrstreckenabschnittes angepasst.
  • Gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers werden erfindungsgemäß also nicht nur von der Aufmerksamkeit des Fahrers beeinflussbare Signale, wie beispielsweise ein Lenkradwinkel und dessen zeitliche Ableitung, erfasst und ausgewertet. Zusätzlich werden Eigenschaften der Fahrstrecke selbst einbezogen, indem Fahrstreckenabschnitte der Fahrstrecke ermittelt werden, die die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigen. Zum Erkennen eines Aufmerksamkeitsmangels wird ein Erkennungskriterium gebildet, das nicht nur von den erfassten Signalen sondern auch von Eigenschaften der ermittelten Fahrstreckenabschnitte abhängt. Ein derartiges Erkennungskriterium kann wie im oben genannten Stand der Technik beispielsweise aus Schwellwerten für den Lenkradwinkel und dessen zeitlicher Ableitung bestehen, wobei diese Schwellwerte erfindungsgemäß an Eigenschaften des gerade befahrenen Fahrstreckenabschnittes angepasst werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt dabei vorteilhaft, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers auch von Eigenschaften der Fahrstrecke beeinflusst wird. Beispielsweise kann die Aufmerksamkeit des Fahrers nachlassen, wenn er einen monotonen Fahrstreckenabschnitt befährt. Es ist deshalb vorteilhaft, beim Befahren eines derartigen Fahrstreckenabschnittes das Erkennungskriterium zu verschärfen, da sich auf diesem Fahrstreckenabschnitt die Wahrscheinlichkeit eines Aufmerksamkeitsdefizits erhöht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders vorteilhaft zur Verwendung in einem Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Auslesen einer digitalen Straßenkarte und mit Warnmitteln zum Warnen eines Fahrers des Fahrzeuges. Dabei wird die digitale Straßenkarte mit Eigenschaften ermittelter die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigender Fahrstreckenabschnitte attributiert und wenigstens ein Warnmittel aktiviert, wenn anhand des Erkennungskriteriums eine mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers erkannt wird.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf eine Fahrstrecke,
  • 2 einen Alpha-Wellen-Verlauf eines Elektroenzephalogramms, und
  • 3 schematisch ein Blockdiagramm eines Fahrerassistenzsystems.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ausschnittsweise eine Draufsicht auf eine Fahrstrecke 1, entlang derer erfindungsgemäß ein die Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beeinträchtigender Fahrstreckenabschnitt 2 ermittelt wird. Dazu wird ein Elektroenzephalogramm wenigstens eines Testfahrers beim Befahren der Fahrstrecke 1 aufgezeichnet und hinsichtlich der Aufmerksamkeit des Fahrers ausgewertet.
  • 2 zeigt exemplarisch einen Verlauf eines Alpha-Wellen-Signals S des Elektroenzephalogramms eines Testfahrers, das während des Befahrens der Fahrstrecke 1 in Abhängigkeit von der Zeit t aufgezeichnet wurde. In einem Zeitintervall zwischen einem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 nimmt das Alpha-Wellen-Signal S besonders große Werte an. Aus der Größe und dem Verlauf des Alpha-Wellen-Signals S in diesem Zeitintervall wird auf eine nachlassende Aufmerksamkeit des Testfahrers in diesem Zeitintervall geschlossen. Durch eine Bestimmung der Orte A, B, an denen sich das Fahrzeug während der Testfahrt zu den Zeitpunkten t1, t2 jeweils befand, kann der Fahrstreckenabschnitt 2 ermittelt werden, der während des Zeitintervalls durchfahren wurde.
  • Vorzugsweise werden für die Fahrstrecke 1 mehrere derartige Testfahrten mit verschiedenen Testfahrern, zu verschiedenen Tageszeiten und unter verschiedenen äußeren Bedingungen wie Verkehrsituationen und Witterungsbedingen durchgeführt. Eine Auswertung einer Vielzahl der dabei aufgezeichneten Elektroenzephalogramme erlaubt eine sehr zuverlässige Ermittlung von die Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beeinträchtigenden Fahrstreckenabschnitten 2, insbesondere auch in Abhängigkeit von weiteren Parametern wie der Tageszeit, der Verkehrsituation oder Witterungsbedingungen.
  • Die dabei ermittelten kritischen Fahrstreckenabschnitte 2 werden erfindungsgemäß zum verbesserten Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beim Befahren der Fahrstrecke 1 verwendet. Dabei wird wenigstens ein von der Aufmerksamkeit des Fahrers beeinflussbares Signal erfasst, beispielsweise Signale, die den Lenkradwinkel des Fahrzeuges 1 und dessen zeitliche Ableitung erfassen. Zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit des Fahrers wird ein von diesem wenigstens einen Signal abhängiges Erkennungskriterium gebildet und ausgewertet. Im Falle von Signalen, die den Lenkradwinkel des Fahrzeuges 1 und dessen zeitliche Ableitung erfassen, wird ein solches Erkennungskriterium beispielsweise in aus dem Stand der Technik bekannter Weise aus Schwellwerten für den Lenkradwinkel und dessen zeitliche Ableitung gebildet. Dabei wird das Erkennungskriterium für das Befahren eines der ermittelten Fahrstreckenabschnitte 2 an Eigenschaften dieses Fahrstreckenabschnittes 2 angepasst. Im erwähnten Beispiel werden die Schwellwerte für den Lenkradwinkel und dessen zeitliche Ableitung also an die Eigenschaften des Fahrstreckenabschnittes 2, vorzugsweise in Abhängigkeit von weiteren Parametern wie der Tageszeit, der Verkehrsituation oder Witterungsbedingungen, angepasst.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Unterstützung der Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges 1 beim Befahren der Fahrstrecke 1 vor, wobei das oben beschriebene Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit des Fahrers verwendet wird und der Fahrer bei erkannter mangelnder Aufmerksamkeit durch Warnsignale gewarnt wird.
  • Auch derartige Warnsignale werden vorzugsweise an Eigenschaften eines befahrenen Fahrstreckenabschnittes 2 angepasst. Beispielsweise wird der Zeitpunkt der Ausgabe eines Warnsignals an den Fahrstreckenabschnitt 2 angepasst, indem beim Befahren besonders kritischer Fahrstreckenabschnitte 2 Warnsignale früher als sonst ausgegeben werden.
  • Vorzugsweise werden die Warnsignale ferner an weitere Umstände angepasst. Beispielsweise wird zusätzlich ein Geräuschpegel im Fahrzeug 1 erfasst und bei einem hohen festgestellten Geräuschpegel wird zusätzlich zu einem akustischen Signal eine Sitzvibration des Fahrersitzes vorgenommen. Auf diese Weise wird die Effektivität einer Warnung vorteilhaft erhöht. Neben Warnsignalen können bei erkanntem Aufmerksamkeitsmangel des Fahrers auch vitalisierende Maßnahmen eingeleitet werden, beispielsweise Klimaveränderungen im Fahrzeuginnenraum, Beduftung des Fahrzeuginnenraumes, Einschalten von blauem Licht, oder eine Massagefunktion des Fahrersitzes, sofern der Fahrersitz mit einer solchen ausgestattet ist.
  • Ein derartiges Verfahren zur Unterstützung der Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges 1 wird vorzugsweise in einem Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug verwendet.
  • 3 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines derartigen Fahrerassistenzsystems. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Speichereinheit 4 zum Speichern einer digitalen Straßenkarte, wenigstens einen Sensor 5 zum Erfassen wenigstens eines von der Aufmerksamkeit des Fahrers beeinflussbaren Signals, eine Steuereinheit 6 und wenigstens ein Warnmittel 7 zum Warnen des Fahrers des Fahrzeuges.
  • Dabei wird die digitale Straßenkarte mit Eigenschaften erfindungsgemäß ermittelter, die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigender Fahrstreckenabschnitte 2 attributiert und wenigstens ein Warnmittel 7 aktiviert, wenn anhand des Erkennungskriteriums eine mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers erkannt wird.
  • Neben den Eigenschaften der ermittelten, die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigender Fahrstreckenabschnitte 2 wird die digitale Straßenkarte bevorzugt mit weiteren Eigenschaften der Fahrstrecke 1 attributiert, beispielsweise werden hinsichtlich Topografie und/oder Streckenführung anspruchvolle Streckenabschnitte in der digitalen Straßenkarte vermerkt. Desweiteren können die aus der Unfallforschung bekannten Streckenabschnitte mit signifikanten Unfallhäufungen berücksichtigt werden. Ferner können temporäre verkehrsrelevante Informationen in die Straßenkarte eingetragen werden, sofern das Fahrzeug mit Sensoren zum Erfassen bzw. Mitteln zum Empfang derartiger Informationen ausgestattet ist. Derartige Informationen sind beispielsweise aktuelle Witterungsbedingungen, Straßenbelagsbeeinträchtigungen wie Ölspuren oder feuchtes Laub oder Verkehrsmeldungen wie hohe Verkehrsdichten oder Verkehrsstaus auf vorausliegenden Streckenabschnitten.
  • Der Steuereinheit 6 werden die von dem wenigstens einen Sensor 5 erfassten Signale zugeführt. Ferner greift die Steuereinheit 6 auf die Speichereinheit 4 zu und liest die digitale Straßenkarte 4 aus. Die Steuereinheit 6 verarbeitet die Informationen der digitalen Straßenkarte und die von dem wenigstens einen Sensor 5 erfassten Signale erfindungsgemäß zum Erkennen eines Aufmerksamkeitsmangels des Fahrers und aktiviert bei erkanntem Aufmerksamkeitsmangel wenigstens ein Warnmittel 7.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005026457 A1 [0003]
    • - JP 06197888 A [0004]

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ermittlung von die Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beeinträchtigenden Fahrstreckenabschnitten (2) einer Fahrstrecke (1), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Elektroenzephalogramm wenigstens eines Testfahrers beim Befahren der Fahrstrecke (1) aufgezeichnet und hinsichtlich der Aufmerksamkeit des Fahrers ausgewertet wird und anhand der Auswertung die Aufmerksamkeit eines Fahrers des Fahrzeuges beeinträchtigende Fahrstreckenabschnitte (2) ermittelt werden.
  2. Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beim Befahren einer Fahrstrecke (1), wobei wenigstens ein von der Aufmerksamkeit des Fahrers beeinflussbares Signal erfasst und ein von diesem wenigstens einen Signal abhängiges Erkennungskriterium zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit des Fahrers gebildet und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigende Fahrstreckenabschnitte (2) der Fahrstrecke (1) ermittelt werden und das Erkennungskriterium für das Befahren eines dieser ermittelten Fahrstreckenabschnitte (2) an Eigenschaften dieses Fahrstreckenabschnittes (2) angepasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigenden Fahrstreckenabschnitte (2) der Fahrstrecke (1) mittels des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ermittelt werden.
  4. Verfahren zur Unterstützung der Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beim Befahren einer Fahrstrecke (1), wobei ein Verfahren zum Erkennen einer mangelnden Aufmerksamkeit des Fahrers gemäß Anspruch 2 oder 3 verwendet wird und der Fahrer bei erkannter mangelnder Aufmerksamkeit gewarnt wird.
  5. Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 4 in einem Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Auslesen einer digitalen Straßenkarte und mit Warnmitteln (7) zum Warnen eines Fahrers des Fahrzeuges, wobei die digitale Straßenkarte mit Eigenschaften ermittelter, die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigender Fahrstreckenabschnitte (2) attributiert wird und wenigstens ein Warnmittel (7) aktiviert wird, wenn anhand des Erkennungskriteriums eine mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers erkannt wird.
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