DE102011085825A1

DE102011085825A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit

Info

Publication number: DE102011085825A1
Application number: DE201110085825
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schröder; Charlotte Grinenval
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-08
Also published as: CN103907145A; US9908410B2; JP2014532930A; WO2013068164A1; JP2016194937A; US20150102929A1; EP2777032A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit sowie ein entsprechendes Warnsystem. Um die Akzeptanz solcher Systeme bei den Fahrern zu verbessern wird vorgeschlagen, den Fahrer in Bezug auf mangelnde Aufmerksamkeit zu überwachen und außerdem die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs zu ermitteln und, wenn mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers festgestellt wurde ein Warnsignal nur in bestimmten Fahrsituationen auszugeben, in anderen jedoch nicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Warnen des Fahrers eines Fahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme zum Überwachen und Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit bekannt. Einige dieser Systeme arbeiten mit einer Innenraumkamera, die die Augen des Fahrers oder dessen Kopfposition überwacht und in der Lage ist, zu erkennen, ob Sekundenschlaf auftritt oder der Fahrer den Kopf zur Seite bewegt hat und somit das Verkehrsgeschehen nicht ausreichend beobachten kann. Andere Systeme arbeiten wiederum mit verschiedenen Sensoren, wie z. B. einem Lenkradsensor oder einem Brems- und/oder Gaspedalsensor, deren Sensorsignale in Bezug auf bestimmte Muster, die darauf hinweisen, dass der Fahrer unaufmerksam ist, ausgewertet werden. Wenn ein solches Verhaltensmuster auftritt und das System entsprechend erkennt, dass der Fahrer unaufmerksam ist, wird ein Warnsignal, wie z. B. ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, das den Fahrer warnen und dazu auffordern soll, sich besser auf das Steuern des Fahrzeugs zu konzentrieren.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme zur Überwachung der Aufmerksamkeit des Fahrers erzeugen relativ häufig Warnsignale und stoßen somit leicht an die Akzeptanzgrenze des Fahrers. Wenn das System den Fahrer zu oft warnt – selbst wenn der Fahrer unaufmerksam war – wird sich der Fahrer entweder an die Warnung gewöhnen und diese mehr oder weniger ignorieren, oder der Fahrer wird die Warnfunktion ganz ausschalten, wenn sie ihn stört. In allen Fällen kann der eigentliche Hauptzweck der Warnfunktion, nämlich den Fahrer bei Unaufmerksamkeit zu warnen, nicht mehr erfüllen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit zu schaffen, das bzw. die vom Fahrer weniger störend empfunden wird, den Fahrer bei mangelnder Aufmerksamkeit aber dennoch hinreichend zuverlässig warnt.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 sowie im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit vorgeschlagen, bei dem sowohl die Aufmerksamkeit des Fahrers überwacht als auch die Fahrsituation des Fahrzeugs ermittelt wird, und ein Warnsignal in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation des Fahrzeugs erzeugt wird. Das erfindungsgemäße Warnsystem kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass es in bestimmten Fahrsituationen ein Warnsignal erzeugt, in anderen jedoch nicht. Es kann aber auch so ausgelegt sein, dass das Warnsignal in Abhängigkeit von der Fahrsituation mit unterschiedlicher Intensität ausgegeben wird. Dadurch treten insgesamt weniger bzw. weniger starke Warnmeldungen auf, so dass der Fahrer deutlich weniger gestört wird und somit das Warnsystem besser akzeptiert.
Diejenigen Fahrsituationen, in denen bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers ein Warnsignal bzw. ein Warnsignal mit hoher Intensität erzeugt wird, sind vorzugsweise solche, in denen ein erhöhtes Gefahrenpotential besteht. Diese Fahrsituationen können beispielsweise durch Vorgabe von Schwellenwerten oder bestimmter Bedingungen frei definiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Fahrsituation, in der bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers ein Warnsignal ausgegeben werden soll und/oder wenigstens eine Fahrsituation, in der bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers kein Warnsignal ausgegeben werden soll, definiert. Während des Fahrbetriebes wird vorzugsweise überprüft, ob sich das Fahrzeug in einer Fahrsituation der vorstehend genannten ersten oder der zweiten Kategorie befindet.
Eine Fahrsituation der ersten Kategorie, in der also bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers ein Warnsignal erzeugt werden soll, kann beispielsweise durch eine oder mehrere der folgenden Bedingungen definiert werden: Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als ein vorgegebener Schwellenwert; das Fahrzeug fährt gerade über eine Kreuzung oder befindet sich kurz vor einer Kreuzung, das Fahrzeug fährt auf einer kritischen Strecke mit erhöhtem Unfallpotential, wie z. B. einer Gebirgsstrecke, einer Strecke mit engen Kurven oder Wildwechsel, in einem Schulgebiet oder auf einem Fußgängerübergang; das Fahrzeug befindet sich nahe an einem Stauende oder einer Baustelle; es herrschen schlechte Wetterkonditionen, wie z. B. Regen, Nebel oder niedrige Temperaturen um die 0°C oder darunter; das Fahrzeug fährt mit einem Anhänger; und/oder das Fahrzeug fährt bei Dunkelheit bzw. bei geringer Sichtweite. Durch Vorgabe unterschiedlicher Schwellenwerte, wie z. B. mehrerer Geschwindigkeits-Schwellenwerte, können verschiedene Fahrsituationen definiert werden, in denen Warnsignale mit unterschiedlicher Intensität generiert werden sollen.
Die Bedingungen für das Ausgeben von Warnsignalen können je nach Ausführungsform des Warnsystems individuell festgelegt werden.
Gleichermaßen können auch Fahrsituationen, in denen bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers kein Warnsignal ausgegeben werden soll, durch eine oder mehrere Bedingungen definiert werden, wie z. B: die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert; das Fahrzeug befindet sich nicht auf oder nicht kurz vor einer Kreuzung; das Fahrzeug fährt auf einer Strecke mit geringem Gefahrenpotential, wie z. B. einer geraden, übersichtlichen Strecke; ein Wildwechsel ist nicht wahrscheinlich; das Fahrzeug befindet sich nicht in der Nähe eines Stauendes oder einer Baustelle; die Wetterkonditionen sind gut, insbesondere herrscht kein Regen oder Nebel und die Temperaturen sind höher als der Gefrierpunkt oder ein anderer Temperatur-Schwellenwert; das Fahrzeug fährt ohne Anhänger und/oder das Fahrzeug fährt bei Helligkeit.
Die Bedingungen für Fahrsituationen der zweiten Kategorie, in denen kein Warnsignal ausgegeben werden soll, können ebenfalls nach Wunsch individuell festgelegt werden.
Die Aufmerksamkeit des Fahrers kann im Prinzip mittels sämtlicher gängigen Sensoren und Verfahren überwacht werden. So kann beispielsweise der Fahrer mit Hilfe einer Innenraumkamera gefilmt und aus den Bilddaten ermittelt werden, ob der Fahrer aufmerksam ist oder nicht. Mit Hilfe der Kamera kann beispielsweise erkannt werden, ob der Fahrer die Augen geschlossen oder offen hat, oder ob der Fahrer den Kopf zur Seite geneigt hat.
Alternativ kann auch aus den Sensordaten eines Lenkradsensors, der das Lenkverhalten des Fahrers erfasst, und/oder eines Bremssensors, der die Betätigung der Betriebsbremse erfasst und/oder eines Sensors, der die Betätigung des Gaspedals mittelbar oder unmittelbar erfasst, erkannt werden, ob der Fahrer aufmerksam ist oder nicht. Die Sensorsignale eines oder mehrerer Sensoren können z. B. auf bestimmte Muster überprüft werden, um daraus auf die Aufmerksamkeit bzw. Unaufmerksamkeit des Fahrers zu schließen.
Das vom erfindungsgemäßen Warnsystem ausgegebene Warnsignal kann beispielsweise ein optisches oder akustisches Signal sein. Alternativ könnte auch ein vom Fahrer haptisch erfassbares Signal, wie z. B. eine Vibration am Lenkrad, erzeugt werden.
Ein entsprechendes erfindungsgemäßes System zum Warnen eines Fahrers bei mangelnder Aufmerksamkeit umfasst wenigstens eine Sensorik zum Erkennen mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers, Mittel zum Erkennen der Fahrsituation des Fahrzeugs sowie eine Einheit, weiche die Sensorsignale der Sensorik als auch der Mittel auswertet und im Falle mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers, unter Berücksichtigung der Fahrsituation, ein Warnsignal ausgibt. Je nach Fahrsituation kann z. B. ein Warnsignal mit unterschiedlicher Intensität oder von einer anderen Quelle erzeugt werden. Es kann gegebenenfalls auch kein Warnsignal erzeugt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens ist vorzugsweise sein Softwarealgorithmus vorgesehen, der insbesondere in einem Steuergerät hinterlegt ist. Der Algorithmus verarbeitet sowohl Informationen bezüglich der Aufmerksamkeit des Fahrers als auch bezüglich der Fahrsituation und entscheidet dann in Abhängigkeit von diesen beiden Faktoren, ob ein Warnsignal ausgegeben wird oder nicht. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Warnsignal in Abhängigkeit von der Fahrsituation mit unterschiedlicher Stärke bzw. Intensität ausgegeben wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Blockdarstellung eines Systems zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit; und
2 verschiedene Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit;
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 1 zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit. Das System 1 umfasst sowohl eine Einrichtung 2 zum Überwachen des Fahrers, die in der Lage ist, ein unaufmerksames Verhalten des Fahrers zu erkennen, als auch Mittel 3 zum Erkennen des Fahrzustandes des Fahrzeugs.
Die Einrichtung 2 zum Überwachen des Fahrers kann z. B. eine Innenraumkamera umfassen, die den Fahrer kontinuierlich filmt. Mittels einer Bildverarbeitungssoftware kann z. B. ermittelt werden, ob der Fahrer die Augen offen oder geschlossen hält oder beispielsweise den Kopf zur Seite geneigt hat. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Fahrverhalten des Fahrers, wie beispielsweise das Lenkverhalten, Bremsverhalten oder Beschleunigungsverhalten mittels entsprechender Sensoren überwacht werden. Aus bestimmten Verhaltensmustern kann wiederum erkannt werden, ob der Fahrer aufmerksam ist oder nicht.
Zur Überwachung der Fahrsituation des Fahrzeugs können ebenfalls ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, wie z. B. eine Umfeldsensorik mit Radarsensoren oder eine Außenkamera, Raddrehzahlsensoren, ein Regen- und/oder Temperatursensor sowie andere gängige Sensoren. Informationen über die aktuelle Fahrsituation können auch per Datenfernübertragung vom Fahrzeug empfangen und ausgewertet werden. Solche Daten sind beispielsweise GPS-Daten, Verkehrsfunkinformationen oder Wetterinformationen, die extern erzeugt und per Datenfernübertragung an das Fahrzeug gesendet werden.
Das in 1 dargestellte System 1 zum Warnen des Fahrers des Kraftfahrzeugs enthält außerdem ein Steuergerät 4 mit einem Softwarealgorithmus, der sowohl die Daten der Einrichtung 2 zur Fahrerüberwachung als auch die Daten der Einrichtung 3 zur Situationserkennung verarbeitet. Der Softwarealgorithmus 7 ist z. B. derart programmiert, dass bei erkannter Unaufmerksamkeit des Fahrers nur in bestimmten Fahrsituationen ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben wird, in anderen Fahrsituationen jedoch nicht. Der Algorithmus 7 überprüft während des Fahrbetriebs, ob die aktuelle Fahrsituation bestimmte vorgegebene Eigenschaften aufweist und erkennt die Fahrsituation entsprechend als „kritisch” oder „unkritisch”. Im Rahmen der Situationserkennung kann beispielsweise überprüft werden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, das Fahrzeug auf eine Kreuzung zuführt oder auf einer Strecke mit erhöhtem Gefahrenpotential fährt, oder ob andere Bedingungen vorliegen, die eine besonders hohe Aufmerksamkeit des Fahrers erfordern. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können z. B. Bedingungen für „kritische” und/oder „unkritische” Fahrbedingungen vorgegeben werden, in denen ein Warnsignal oder kein Warnsignal ausgegeben wird. Es können aber auch verschiedenen Bedingungen definiert werden, in denen Warnsignale mit unterschiedlicher Intensität ausgegeben werden.
Eine Warnmeldung kann beispielsweise ein optisches oder akustisches Signal sein. Der Block 5 repräsentiert hier eine entsprechende Einrichtung, wie z. B. ein Signallämpchen im Armaturenbrett des Fahrzeugs oder einen Lautsprecher, mittels dessen das Warnsignal ausgegeben wird.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung einiger Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Warnen eines Fahrers bei mangelnder Aufmerksamkeit. Dabei wird in einem Schritt 10 zunächst überprüft, ob der Fahrer aufmerksam oder unaufmerksam ist. Bei genügender Aufmerksamkeit (Fall J) verzweigt das Verfahren zurück zum Start und der Fahrer wird weiterhin überwacht. Falls dagegen mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers (Fall N) festgestellt wurde, wird in Schritt 11 überprüft, ob die aktuelle Fahrsituation eine oder mehrere vorgegebene Bedingungen erfüllt und somit als „kritisch” oder „unkritisch” gilt. Im Falle einer kritischen Fahrsituation (J) wird in Schritt 12 ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben. Anderenfalls (Fall N) wird in Schritt 13 kein oder ein abgeschwächtes Warnsignal ausgegeben, wonach das Verfahren zurück zu Schritt 10 verläuft.

Claims

Verfahren zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei mangelnder Aufmerksamkeit, bei dem die Aufmerksamkeit des Fahrers überwacht und ein Warnsignal erzeugt wird, wenn mangelnde Aufmerksamkeit festgestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituation des Fahrzeugs ermittelt wird und, wenn mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers festgestellt wurde, ein Warnsignal in Abhängigkeit von der Fahrsituation des Fahrzeugs ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal in Abhängigkeit von der Fahrsituation des Fahrzeugs mit unterschiedlicher Intensität ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Fahrsituation, in der bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers ein Warnsignal ausgegeben werden soll, definiert ist, und überprüft wird (21), ob sich das Fahrzeug in einer solchen Fahrsituation befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Fahrsituation, in der bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers kein Warnsignal ausgegeben werden soll, definiert ist, und überprüft wird (21), ob sich das Fahrzeug in einer solchen Fahrsituation befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrsituation, in der bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers ein Warnsignal ausgegeben werden soll, durch eine oder mehrere der folgenden Bedingungen definiert wird: Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als ein vorgegebener Schwellenwert; das Fahrzeug fährt gerade über eine Kreuzung oder befindet sich kurz vor einer Kreuzung, das Fahrzeug fährt auf einer kritischen Strecke mit erhöhtem Unfallpotential, wie z. B. einer Gebirgsstrecke oder einer Strecke mit engen Kurven oder Wildwechsel, oder es fährt durch ein Schulgebiet oder über einen Fußgängerübergang; das Fahrzeug befindet sich nahe an einem Stauende oder einer Baustelle; es herrschen schlechte Wetterkonditionen, wie z. B. Regen, Nebel oder niedrige Temperaturen; das Fahrzeug fährt mit einem Anhänger; und/oder das Fahrzeug fährt bei Dunkelheit.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrsituation, in der bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers kein Warnsignal ausgegeben werden soll, durch eine oder mehrere der folgenden Bedingungen definiert wird: die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert; das Fahrzeug befindet sich nicht auf oder kurz vor einer Kreuzung; das Fahrzeug fährt nicht auf einer kritischen Strecke mit erhöhtem Gefahrenpotential, wie z. B. einer Gebirgsstrecke oder einer Strecke mit engen Kurven oder Wildwechsel; das Fahrzeug befindet sich nicht in der Nähe eines Stauendes oder einer Baustelle; die Wetterkonditionen sind gut, insbesondere herrscht kein Regen oder Nebel und die Temperaturen sind höher als der Gefrierpunkt; das Fahrzeug fährt ohne Anhänger und/oder das Fahrzeug fährt bei Helligkeit.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrverhalten des Fahrers mittels eines oder mehrerer Sensoren überwacht wird (10) und aus den Sensordaten ermittelt wird, ob der Fahrer aufmerksam ist oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhalten des Fahrers mittels einer Innenraumkamera eines Lenkradsensors, eines Brems- oder Gaspedalsensors und/oder eines anderen geeigneten Sensors überwacht wird, aus dessen Signalen ein Rückschluss über die Aufmerksamkeit des Fahrers gezogen werden kann.
Vorrichtung zum Warnen eines Fahrers bei mangelnder Aufmerksamkeit, gekennzeichnet durch eine Sensorik (2) zur Erkennung mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers, Mittel (3) zum Erkennen der Fahrsituation des Fahrzeugs und eine Einheit (5), die die Sensorsignale der Sensorik (2) sowie die Signale der Mittel (3) auswertet und bei mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers, in Abhängigkeit von der Fahrsituation, ein Warnsignal erzeugt.
Steuergerät, umfassend Mittel zum Durchführen eines der in den Ansprüchen 1 bis 8 beanspruchten Verfahren.