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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Die gattungsbildende
US 7 565 230 B2 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug, wobei ein aktueller Vitalparameterwert zumindest eines Vitalparameters des Fahrzeuginsassen ermittelt und der Fahrzeuginsasse identifiziert wird, wobei der aktuelle Vitalparameterwert durch Bildauswertung mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit erfasster Bilder des Fahrzeuginsassen ermittelt wird. Es ist vorgesehen, dass der aktuelle Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen mit zumindest einem bereits gespeicherten älteren Vitalparameterwert desselben Fahrzeuginsassen verglichen wird. Es werden Daten aus der Fahrerbeobachtung bereitgestellt, die Rückschlüsse auf die Müdigkeit, eine eventuell vorhandene Vergiftung oder eine psychische Verfassung des Fahrers zulassen. Zudem kann eine kognitive Belastung des Fahrers geschätzt werden. Dazu werden Vorlieben, bisherige Leistung und Gewohnheiten des Fahrers berücksichtigt.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2009 053 407 A1 beschrieben, ein Verfahren zur fortlaufenden Überwachung des medizinischen Zustands eines Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrzeugführers, bekannt. Dabei werden mindestens ein physiologisches Signal eines physiologischen Parameters des Fahrzeuginsassen, ein Fahrzeugparameter und/oder ein Umgebungsparameter fortlaufend erfasst, ermittelt oder ausgewertet. Der physiologische Parameter des Fahrzeuginsassen wird mittels einer fahrzeuginnenseitigen Ausgabeeinheit fortlaufend ausgegeben, insbesondere auf der Instrumententafel des Fahrzeugs fortlaufend angezeigt.
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Aus der
EP 1 182 089 B2 ist ein Verfahren zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs bekannt. Dabei wird von Fahrzeugsensoren eine kritische Situation erfasst. Des Weiteren wird eine Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt, wobei durch eine Kameravorrichtung ein Bild des Fahrers erfasst wird und das Bild von einer Recheneinheit verarbeitet wird. Aus dem Bild wird eine Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt, wobei durch die Recheneinheit eine Blickrichtung des Fahrers ermittelt wird. Bei einer ermittelten hohen Aufmerksamkeit des Fahrers wird auf die Ausgabe der Warnung verzichtet. Bei mehreren gleichzeitig auszugebenden Warnungen wird eine erste Warnung vor einer kritischen Situation, die in der Blickrichtung des Fahrers liegt, erst nach einer zweiten Warnung vor einer kritischen Situation, die außerhalb der Blickrichtung des Fahrers liegt, ausgegeben.
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In der
DE 10 2009 016 936 A1 der Anmelderin, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, wird ein Fahrassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs bei Ermüdung beschrieben. Das Fahrassistenzsystem umfasst ein Müdigkeitserkennungssystem zum Erkennen einer Ermüdung des Fahrers. Bei einer mittels des Müdigkeitserkennungssystems erkannten Ermüdung des Fahrers wird ein Warnblinklicht des Fahrzeugs zum Warnen weiterer Verkehrsteilnehmer aktiviert.
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Des Weiteren wird in dem Artikel von Ming-Zher Poh, Daniel J. McDuff, and Rosalind W. Picard, „Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation," Opt. Express 18, 10762-10774 (2010), dessen vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, ein Verfahren beschrieben, in welchem auf Grundlage mittels niedrigauflösender Videokameras unter normalen Raumlichtbedingungen erfasster Videosequenzen von Gesichtern von Personen die Herzfrequenz der Personen ermittelt wird. Dabei werden die Helligkeits-Unterschiede des von der Haut reflektierten Lichtes gemessen und ausgewertet. Es werden zunächst die Positionen von Gesichtern im Blickfeld der Kamera identifiziert, das Videobild in diesem Ausschnitt in rote, grüne und blaue Anteile herunter gebrochen und analysiert. Während eines Herzschlags dehnen sich die Blutgefäße - vor allem die Arterien - leicht aus, da der Druck steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption und deshalb auch ein Absinken der Intensität des Lichtes, das vom Gesicht reflektiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug werden ein aktueller Vitalparameterwert zumindest eines Vitalparameters des Fahrzeuginsassen und gegebenenfalls ein aktueller Umgebungsparameterwert zumindest eines Umgebungsparameters einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs ermittelt, wobei der aktuelle Vitalparameterwert durch Bildauswertung mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit erfasster Bilder des Fahrzeuginsassen ermittelt wird. Der Fahrzeuginsasse wird identifiziert und der aktuelle Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen gegebenenfalls zusammen mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert gespeichert und mit zumindest einem bereits gespeicherten älteren Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen verglichen, der gegebenenfalls zusammen mit einem älteren Umgebungsparameterwert gespeichert wurde, welcher mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert korrespondiert. D. h. der aktuelle Vitalparameterwert des jeweiligen, eindeutig identifizierten Fahrzeuginsassen wird gegebenenfalls umgebungskontextbezogen mit einem oder mehreren älteren Vitalparameterwerten dieses Fahrzeuginsassen verglichen, wobei durch die Speicherung der Vitalparameterwerte eine Kurz- bis Langzeitanalyse des Vitalzustandes des jeweiligen Fahrzeuginsassen ermöglicht ist. Der Vergleich der Entwicklung von Vitalparametern mit der Zeit umfasst kurzfristige, mittelfristige oder längerfristige Veränderungen. Es wird gegebenenfalls eine umgebungskontextbezogene Analyse eines Zeitverlaufs des Vitalparameters oder einer Mehrzahl derartiger Vitalparameter und vorzugsweise des Weiteren auch auf andere Weise ermittelter Parameter wie beispielsweise eine Aufmerksamkeit, eine Blickrichtung, unkonzentriertes Verhalten, Unruhe, Müdigkeit und/oder ein Stressniveau des Fahrzeuginsassen, insbesondere eines jeweiligen Fahrzeugführers ermöglicht. Dies ermöglicht es, einen Vitalzustand des Fahrzeuginsassen, beispielsweise eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs zu beurteilen und bei einer festgestellten Verschlechterung des Vitalzustandes geeignete Maßnahmen einzuleiten, beispielsweise Funktionen einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs zu aktivieren, um zumindest auf eine potentielle Unfallgefahr hinzuweisen oder gegebenenfalls einen Unfall zu vermeiden, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern. D. h. die Assistenzvorrichtung kann beispielsweise an einen aktuellen Fahrzeugführerzustand bzw. an Fähigkeiten des Fahrzeugführers angepasst werden, wobei dessen Fähigkeiten beispielsweise anhand eines Stressniveaus oder des emotionalen Zustandes des Fahrzeugführers bewertet werden können.
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Die eindeutige Identifizierung des jeweiligen Fahrzeuginsassen, dessen Vitalparameterwerte jeweils ermittelt werden, kann beispielsweise mittels Gesichtserkennung durch Auswertung zumindest eines aktuell erfassten Bildes des jeweiligen Fahrzeuginsassen oder durch eine andere Möglichkeit der Identifizierung erfolgen, zum Beispiel durch eine Anmeldung im Fahrzeug mittels eines Passwortes, mittels eines Codes, durch Einlesen eines Fingerabdrucks oder mittels einer Spracherkennung. D. h. es können beispielsweise auch wenn mehrere Personen abwechselnd das Fahrzeug nutzen, die Personen eindeutig identifiziert werden und die jeweils ermittelten Vitalparameterwerte der jeweiligen Person zugeordnet und personenbezogen gespeichert und ausgewertet werden.
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Die Vitalparameter und/oder aus diesen ermittelbare Symptome werden automatisch über kurze, mittlere und/oder längere Zeitintervalle überwacht und deren Trendentwicklung beobachtet. Dazu ist es bereits ausreichend, wenn sich der jeweilige Fahrzeuginsasse nur jeweils wenige Minuten pro Tag im Fahrzeug aufhält.
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Insbesondere durch die umgebungskontextbezogene Analyse des aktuellen Vitalparameterwertes im Vergleich zu älteren Vitalparameterwerten kann ein aktueller Zustand, insbesondere Vitalitätszustand des Fahrzeuginsassen sehr gut beurteilt werden, da beispielsweise bei einer neuen Umgebung eine Verschlechterung von Vitalparameterwerten aufgrund eines höheren Stressniveaus normal ist. Weicht der aktuelle Vitalparameterwert jedoch sehr stark von einem älteren Vitalparameterwert ab, welcher bei einem gleichen Umgebungsparameterwert, d. h. bei einer vergleichbaren Umgebung, zum Beispiel während eines täglichen Arbeitsweges, eines täglichen Weges nach Hause, zum Einkaufen oder Training, d. h. während häufig wiederkehrender Aktivitäten ermittelt wurde oder welcher bei sich sehr ähnelnden Umgebungsparametern ermittelt wurde, beispielsweise bei einem dem Fahrzeugführer bekannten Straßentyp oder Kreuzungstyp, so deutet dies auf eine Verschlechterung des Vitalzustandes des Fahrers und/oder auf gesundheitliche Probleme hin, welche zu einer möglichen Notsituation führen könnten oder welchen mittels der Assistenzvorrichtung entgegengewirkt werden kann, beispielsweise mit einer geeigneten Komfortfunktion des Fahrzeugs. So kann beispielsweise mittels einer Massagefunktion in einem Fahrzeugsitz eine Schmerzlinderung bewirkt werden. Um einem erhöhten Stressniveau oder einer Müdigkeit des Fahrzeugführers entgegenzuwirken, können beispielsweise mittels einer Lüftungs- und/oder Klimafunktion des Fahrzeugs ätherische Öle versprüht werden, welche aktivierend, erfrischend oder beruhigend wirken. So wirkt beispielsweise Lavendelöl beruhigend, Thymian aktivierend, Jasminöl stark spasmolytisch, sedativ und antidepressiv und Orangen- und Zitronenöl wirken stimmungsaufhellend. Des Weiteren kann entsprechend auf ein chronisches Krankheitsprofil des Fahrzeuginsassen reagiert werden, welches durch Ermittlung des oder der Vitalparameter festgestellt werden kann, beispielsweise Bluthochdruck, eine Virusinfektion oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD).
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D. h. mittels des Verfahrens ist eine ganzheitliche Situationsanalyse des Fahrzeuginsassen, des Fahrzeugs und der Fahrzeugumgebung möglich und Informationen und/oder Warnungen an den Fahrzeuginsassen sind dynamisch zu gestalten und an die ermittelten und analysierten Vitalparameter anzupassen. Des Weiteren kann die Assistenzvorrichtung oder können die Assistenzvorrichtungen an einen Vitalzustand des Fahrzeugführers angepasst werden, um auf diese Weise eine Sicherheit und einen Komfort der Fahrzeuginsassen zu optimieren.
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Die gespeicherten Vitalparameter bzw. Vitalparameterwerte stehen, da sie im Fahrzeug aufgezeichnet und gespeichert werden, des Weiteren auch beispielsweise in einer Notsituation bei einer medizinischen Versorgung zur Verfügung. Sie können beispielsweise zusammen mit einer automatisch eingeleiteten Notrufmeldung an ein Krankenhaus oder eine Notrufzentrale übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate Hilfe eingeleitet werden kann. Des Weiteren kann durch eine Langzeitanalyse der gespeicherten Vitalparameter beispielsweise ein Langzeit-Elektrokardiogramm erstellt und analysiert werden und auf diese Weise beispielsweise automatisch eine Herzrhythmusstörung, auch Arrhythmie genannt, erkannt werden und der Fahrzeuginsasse gewarnt werden. Beispielsweise kann ihm ein Arztbesuch empfohlen werden.
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Die Umgebungsparameterwerte können beispielsweise mittels einer oder mehrerer Umgebungsparametersensoreinheiten ermittelt werden, beispielsweise mittels einer Einheit zur Positionsermittlung des Fahrzeugs mittels eines globalen Navigationssatellitensystems zur Positionsbestimmung. Auf diese Weise können die ermittelten Vitalparameterwerte einer jeweiligen Fahrzeugposition und dadurch einer jeweiligen Fahrzeugumgebung zugeordnet werden. Des Weiteren kann, alternativ oder zusätzlich, diese Umgebungsparametersensoreinheit oder eine weitere Umgebungsparametersensoreinheit als eine Einrichtung zur Umgebungserfassung des Fahrzeugs ausgebildet sein, welche zum Beispiel eine Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensorik und/oder eine oder mehrere Kameras, beispielsweise Mono- und/oder Stereokameras aufweist. Insbesondere mittels derartiger Kameras können beispielsweise Straßen und/oder Kreuzungen erfasst werden, so dass die Vitalparameterwerte beispielsweise einem jeweiligen Straßen- oder Kreuzungstyp, einer jeweiligen Verkehrssituation, oder zum Beispiel einer Autobahnsituation zugeordnet werden können. Dadurch können entsprechend die Vitalparameterwerte, welche in Zusammenhang mit gleichen Fahrsituationen oder Fahrzeugumgebungen ermittelt wurden, miteinander verglichen werden, so dass beispielsweise kurzfristige Verschlechterungen der Vitalparameter sehr schnell ermittelbar sind und durch die Langzeitanalyse auch langfristige Veränderungen ermittelbar sind und der Fahrzeuginsasse darauf hingewiesen werden kann.
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Zweckmäßigerweise wird als aktueller Vitalparameterwert eine Pulsfrequenz und/oder eine Atemfrequenz und/oder ein Atemzugvolumen und/oder eine Herzratenvariabilität und/oder eine Hauttemperatur und/oder eine Pumpleistung des Herzens und/oder ein Blutdruck und/oder eine Sauerstoffkonzentration im Blut des Fahrzeuginsassen, auch als Sauerstoffsättigung bezeichnet, und/oder autonome Körperfunktionen, insbesondere Funktionen eines autonomen Nervensystems des Fahrzeuginsassen und/oder Schmerzzustände des Fahrzeuginsassen ermittelt. Die Herzfrequenzvariabilität, auch als Herzratenvariabilität (HRV) bezeichnet, steht über die respiratorische Sinusarrhythmie, welche eine atemsynchrone Schwankung der Herzfrequenz beschreibt, in Zusammenhang mit der Herzfrequenz und der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und dem Atemzugvolumen, so dass sie über die ermittelte Herzfrequenz, Atemfrequenz und das ermittelte Atemzugvolumen ermittelbar ist. Aus der Herzfrequenzvariabilität können auch zusätzliche Vitalfunktionen bzw. Vitalparameter oder Gesundheitsrisiken wie Belastbarkeit, Stresstoleranz, ein Herz-Kreislauf-Risiko und weitere Gesundheitsrisiken sowie positive und negative emotionale Zustände wie Freude, Stress oder Ärger ermittelt werden. Anhand der Vitalparameter können beispielsweise weitere diagnostische Parameter ermittelt bzw. erkannt werden, beispielsweise eine Tachykardie, Brachykardie und/oder Virusinfektionen anhand der Herzfrequenzvariabilität, der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und/oder des Atemzugvolumens und/oder der Hauttemperatur. Anhand dieser Vitalparameterwerte kann der aktuelle Vitalzustand des Fahrzeuginsassen ausreichend genau beurteilt werden, um gegebenenfalls beispielsweise auf eine Unaufmerksamkeit des Fahrzeuginsassen, beispielsweise des Fahrzeugführers, oder auf eine drohende oder bereits eingetretene Bewusstlosigkeit oder schwere gesundheitliche Probleme schließen zu können.
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Der aktuelle Vitalparameterwert kann beispielsweise mittels einer Vitalparametersensoreinheit ermittelt werden, welche an einem Fahrzeugsitz, an einem Sicherheitsgurt oder an einem Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Sensoreinheit kann in „Smart Textilien“ am Fahrzeug oder am Fahrzeuginsassen integriert sein.
Es sind beispielsweise auch eine Mehrzahl derartiger Vitalparametersensoreinheiten für einen oder mehrere Vitalparameter möglich. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der aktuelle Vitalparameterwert jedoch, alternativ oder zusätzlich, durch Bildauswertung mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit erfasster Bilder des Fahrzeuginsassen ermittelt. D. h. die Bilderfassungseinheit ist die Vitalparametersensoreinheit. Auf diese Weise kann auch der jeweilige Fahrzeuginsasse, dessen Vitalparameterwerte bestimmt werden, eindeutig identifiziert werden, beispielsweise mittels einer Gesichtserkennung, so dass die ermittelten Vitalparameterwerte eindeutig dem jeweiligen Fahrzeuginsassen zugeordnet und im Fahrzeug personenbezogen gespeichert und ausgewertet werden können.
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Als Bilderfassungseinheit dient dabei vorzugsweise eine bereits im Fahrzeug, beispielsweise im Bereich einer Lenksäule oder im Bereich eines sichtbar positionierten Telematik-Displays installierte und auf den oder die Fahrzeuginsassen, bevorzugt auf einen Fahrzeugführer gerichtete Bilderfassungseinheit. Mittels dieser Bilderfassungseinheit können auch gleichzeitig Vitalparameterwerte mehrerer Vitalparameter des jeweiligen Fahrzeuginsassen erfasst werden bzw. es können alle Daten gleichzeitig erfasst werden, aus welchen mittels einer Bildauswertung die Vitalparameterwerte des jeweiligen Fahrzeuginsassen ermittelt werden können. Derartige Bilderfassungseinheiten sind beispielsweise zur Aufmerksamkeitserkennung des Fahrzeugführers im Fahrzeug installiert. Dabei ist bereits eine Videokamera mit geringer Auflösung ausreichend, beispielsweise eine so genannte CCD Kamera. Auch spezielle Beleuchtungseinrichtungen sind nicht erforderlich, sondern eine im Fahrzeug übliche Umgebungsbeleuchtung, zum Beispiel Tageslicht, ist bereits ausreichend. Eine Robustheit einer Signaldetektion der Bilderfassungseinheit wird durch teilweise redundante Informationen beispielsweise in einem RGB Farbsignal der Bilderfassungseinheit und insbesondere durch die Möglichkeit der Signaldetektion mit einer Schwarzweißkamera für dunkle Fahrabschnitte, d. h. für eine dunkle Umgebung, zum Beispiel bei einer Fahrt durch einen Tunnel oder bei einer Nachtfahrt, deutlich verbessert. Dabei erfolgt erfindungsgemäß eine Signaldetektion im so genannten HSB-Schwarzweiß-Signal, gegebenenfalls mittels einer Beleuchtung durch eine Infrarotlichtquelle. Dazu ist beispielsweise keine separate Bilderfassungseinheit erforderlich, sondern die vorhandene Bilderfassungseinheit wird in einen Schwarzweißmodus umgeschaltet. Dies erfolgt erfindungsgemäß automatisch in Abhängigkeit von jeweiligen Umgebungslichtverhältnissen.
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Erfindungsgemäß wird der aktuelle Vitalparameterwert durch eine Erfassung eines optischen Absorptionswertes und/oder eines Intensitätswertes reflektierten Lichts eines Hautbereiches des Fahrzeuginsassen und/oder durch eine Ermittlung einer Änderung dieses optischen Absorptionswertes und/oder dieses Intensitätswertes ermittelt. Während eines Herzschlags dehnen sich Blutgefäße, insbesondere Arterien, leicht aus, da ein Druck in den Blutgefäßen steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption und deshalb auch ein Absinken der Intensität des reflektierten Lichts, das von dem Hautbereich reflektiert wird. Durch Ermittlung von Helligkeitsunterschieden des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts können Vitalparameterwerte, insbesondere die Pulsfrequenz ermittelt werden. Dieses Verfahren wird auch Photoplethysmographie genannt. Die Grundlagen des Verfahrens sind beispielsweise in dem Artikel von Ming-Zher Poh, Daniel J. McDuff, and Rosalind W. Picard, „Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation," Opt. Express 18, 10762-10774 (2010) beschrieben, dessen vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß während der Bildverarbeitung zumindest ein zur Bildauswertung geeigneter Bereich in jedem der Bilder gesucht und nur dieser Bereich ausgewertet. Dieser Bereich ist ein Bereich in den Bildern, in welchem ein ausreichend großer Hautbereich des Fahrzeuginsassen abgebildet ist. Bevorzugt wird als zur Bildauswertung geeigneter Bereich ein Bereich der Bilder gesucht und ausgewertet, welcher das Gesicht des Fahrzeuginsassen beinhaltet, da in diesem Bereich ein ausreichend großer, auswertbarer Hautbereich zur Verfügung steht und da insbesondere bereits im Fahrzeug installierte Bilderfassungseinheiten, welche beispielsweise zur Aufmerksamkeitserkennung eingesetzt werden, auf das Gesicht des Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrzeugführers gerichtet sind. Es können mit dem Verfahren auch gleichzeitig Vitalparameterwerte ein oder mehrerer Vitalparameter von mehreren Fahrzeuginsassen ermittelt werden, wobei die Bildbereiche ermittelt werden, in welchen sich die Gesichter der Fahrzeuginsassen befinden, und getrennt voneinander ausgewertet werden.
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Außerdem werden erfindungsgemäß als Bilder des Fahrzeuginsassen Farbbilder erfasst, insbesondere so genannte RGB-Bilder, wobei der zur Bildauswertung geeignete Bereich der Bilder in einzelne Farbkanäle aufgespalten wird und zur Ermittlung des aktuellen Vitalparameterwertes zumindest ein Farbkanal ausgewertet wird. Beispielsweise wird der zur Bildauswertung geeignete Bereich in rote, grüne und blaue Anteile, d. h. Farbkanäle unterteilt. Dabei wird vorzugsweise insbesondere der grüne Anteil oder Farbkanal ausgewertet, da bei diesem die Genauigkeit der erzielten Ergebnisse am höchsten ist.
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Aus einer Kombination der Farbkanäle, genauer gesagt aus einer Phasenverschiebung und/oder einer Amplitudenänderung zwischen den Farbkanälen bzw. Farbsignalen können beispielsweise die Hauttemperatur, die Sauerstoffkonzentration bzw. Sauerstoffsättigung und der Blutdruck des Fahrzeuginsassen ermittelt werden.
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Vorzugsweise wird mittels schneller Fourier-Transformation eine spektrale Leistungsdichte des Farbkanals des zur Bildauswertung geeigneten Bereichs ermittelt. Anhand der ermittelten spektralen Leistungsdichte können dann die Helligkeitsunterschiede des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts und daraus der oder die Vitalparameterwerte ermittelt werden.
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Die auf diese Weise ermittelten Vitalparameterwerte können auch mit auf andere Weise ermittelten Werten der Fahrzeuginsassen kombiniert werden, um dadurch ein besseres Gesamtbild eines Zustandes der Fahrzeuginsassen zu erhalten. Auf diese Weise kann beispielsweise frühzeitig und mit einer geringen Fehlerquote eine Müdigkeit oder Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers festgestellt werden. So können beispielsweise durch in einem Fahrzeugsitz oder in Fahrersitztextilien integrierte Sensoren Bewegungen des jeweiligen Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrzeugführers ermittelt werden, welche auf unkonzentriertes Verhalten, Unruhe, Stress oder beginnende Müdigkeit hindeuten können. Dies kann beispielsweise mit der ermittelten Pulsfrequenz kombiniert werden, um eine bessere Einschätzung zu erhalten.
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Eine Vorrichtung zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug umfasst zumindest eine Vitalparametersensoreinheit zur Ermittlung eines aktuellen Vitalparameterwertes zumindest eines Vitalparameters des Fahrzeuginsassen und zumindest eine Umgebungsparametersensoreinheit zur Ermittlung zumindest eines aktuellen Umgebungsparameterwertes zumindest eines Umgebungsparameters einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs.
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Der Fahrzeuginsasse ist identifizierbar und der aktuelle Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen ist zusammen mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert in einer Speichereinheit speicherbar. Der aktuelle Vitalparameterwert ist in einer Auswerteeinheit mit zumindest einem bereits gespeicherten älteren Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen vergleichbar, der zusammen mit einem älteren Umgebungsparameterwert in der Speichereinheit gespeichert ist, welcher mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert korrespondiert.
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Dies ermöglicht es, wie bereits zum mittels der Vorrichtung durchführbaren Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug beschrieben, einen Vitalzustand des Fahrzeuginsassen, beispielsweise eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs zu beurteilen und bei einer festgestellten Verschlechterung des Vitalzustandes geeignete Maßnahmen einzuleiten, beispielsweise Funktionen einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs zu aktivieren, um zumindest auf eine potentielle Unfallgefahr hinzuweisen oder gegebenenfalls einen Unfall zu vermeiden, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern.
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Die eindeutige Identifizierung des jeweiligen Fahrzeuginsassen, dessen Vitalparameterwerte jeweils ermittelt werden, kann beispielsweise mittels Gesichtserkennung durch Auswertung zumindest eines aktuell erfassten Bildes des jeweiligen Fahrzeuginsassen oder durch eine andere Möglichkeit der Identifizierung erfolgen, zum Beispiel durch eine Anmeldung im Fahrzeug mittels eines Passwortes, mittels eines Codes, durch Einlesen eines Fingerabdrucks oder mittels einer Spracherkennung. D. h. es können beispielsweise auch wenn mehrere Personen abwechselnd das Fahrzeug nutzen, die Personen eindeutig identifiziert werden und die jeweils ermittelten Vitalparameterwerte der jeweiligen Person zugeordnet und personenbezogen gespeichert und ausgewertet werden.
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Die Umgebungsparametersensoreinheit ist beispielsweise eine Einheit zur Positionsermittlung des Fahrzeugs mittels eines globalen Navigationssatellitensystems zur Positionsbestimmung. Des Weiteren kann, alternativ oder zusätzlich, diese Umgebungsparametersensoreinheit oder eine weitere Umgebungsparametersensoreinheit als eine Einrichtung zur Umgebungserfassung des Fahrzeugs ausgebildet sein, welche zum Beispiel eine Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensorik und/oder eine oder mehrere Kameras, beispielsweise Mono- und/oder Stereokameras aufweist. Insbesondere mittels derartiger Kameras sind beispielsweise Straßen und/oder Kreuzungen erfassbar, so dass die Vitalparameterwerte beispielsweise einem jeweiligen Straßen- oder Kreuzungstyp oder einer jeweiligen Verkehrssituation, zum Beispiel einer Autobahnsituation zuzuordnen sind. Dadurch sind entsprechend die Vitalparameterwerte, welche in Zusammenhang mit gleichen Fahrsituationen oder Fahrzeugumgebungen ermittelt wurden, miteinander vergleichbar, so dass beispielsweise kurzfristige Verschlechterungen der Vitalparameter sehr schnell ermittelbar sind und durch die Langzeitanalyse auch langfristige Veränderungen ermittelbar sind und der Fahrzeuginsasse darauf hingewiesen werden kann.
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Der aktuelle Vitalparameterwert ist mittels der Vorrichtung umgebungskontextbezogen mit einem oder mehreren älteren Vitalparameterwerten vergleichbar, wobei durch die Speicherung der Vitalparameterwerte eine Kurzzeit-, Mittelfrist- oder Langzeitanalyse des Vitalzustandes des jeweiligen Fahrzeuginsassen ermöglicht ist. D. h. es ist eine umgebungskontextbezogene Analyse eines Zeitverlaufs des Vitalparameters oder einer Mehrzahl derartiger Vitalparameter und vorzugsweise des Weiteren auch auf andere Weise ermittelter Parameter wie beispielsweise eine Aufmerksamkeit, eine Blickrichtung, unkonzentriertes Verhalten, Unruhe, Müdigkeit und/oder ein Stressniveau des Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Fahrzeugführers ermöglicht.
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Die Vitalparameter und/oder aus diesen ermittelbare Symptome sind automatisch über längere Zeit überwachbar und deren Trendentwicklung beobachtbar. Dazu ist es bereits ausreichend, wenn sich der jeweilige Fahrzeuginsasse nur jeweils wenige Minuten pro Tag im Fahrzeug aufhält.
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Insbesondere durch die umgebungskontextbezogene Analyse des aktuellen Vitalparameterwertes im Vergleich zu älteren Vitalparameterwerten ist ein aktueller Zustand, insbesondere Vitalitätszustand des Fahrzeuginsassen sehr gut beurteilbar, da beispielsweise bei einer neuen Umgebung eine Verschlechterung von Vitalparameterwerten aufgrund eines höheren Stressniveaus normal ist. Weicht der aktuelle Vitalparameterwert jedoch sehr stark von einem älteren Vitalparameterwert ab, welcher bei einem gleichen Umgebungsparameterwert, d. h. bei einer vergleichbaren Umgebung, zum Beispiel während eines täglichen Arbeitsweges, eines täglichen Weges nach Hause, zum Einkaufen oder Training, d. h. während häufig wiederkehrender Aktivitäten ermittelt wurde oder welcher bei sich sehr ähnelnden Umgebungsparametern ermittelt wurde, beispielsweise bei einem dem Fahrzeugführer bekannten Straßentyp oder Kreuzungstyp, so deutet dies auf Verschlechterung des Vitalzustandes des Fahrers oder auf gesundheitliche Probleme hin, welche zu einer möglichen Notsituation führen könnten oder welchen mittels der Assistenzvorrichtung entgegengewirkt werden kann, beispielsweise mit einer geeigneten Komfortfunktion des Fahrzeugs So kann beispielsweise mittels einer Massagefunktion in einem Fahrzeugsitz eine Schmerzlinderung bewirkt werden. Um einem erhöhten Stressniveau oder einer Müdigkeit des Fahrzeugführers entgegenzuwirken, können beispielsweise mittels einer Lüftungs- und/oder Klimafunktion des Fahrzeugs ätherische Öle versprüht werden, welche aktivierend, erfrischend oder beruhigend wirken. So wirkt beispielsweise Lavendelöl beruhigend, Thymian aktivierend, Jasminöl stark spasmolytisch, sedativ und antidepressiv und Orangen- und Zitronenöl wirken stimmungsaufhellend. Des Weiteren kann entsprechend auf ein chronisches Krankheitsprofil des Fahrzeuginsassen reagiert werden, welches durch Ermittlung des oder der Vitalparameter festgestellt werden kann, beispielsweise Bluthochdruck, eine Virusinfektion oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD).
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D. h. mittels der Vorrichtung und des mit dieser durchführbaren Verfahrens ist eine ganzheitliche Situationsanalyse des Fahrzeuginsassen, des Fahrzeugs und der Fahrzeugumgebung möglich und Informationen und/oder Warnungen an den Fahrzeuginsassen sind dynamisch zu gestalten und an die ermittelten und analysierten Vitalparameter anzupassen. Des Weiteren kann die Assistenzvorrichtung oder können die Assistenzvorrichtungen an einen Vitalzustand des Fahrzeugführers angepasst werden, um auf diese Weise eine Sicherheit und einen Komfort der Fahrzeuginsassen zu optimieren.
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Die gespeicherten Vitalparameter bzw. Vitalparameterwerte stehen, da sie im Fahrzeug aufgezeichnet und gespeichert sind, des Weiteren auch beispielsweise in einer Notsituation bei einer medizinischen Versorgung zur Verfügung. Sie können beispielsweise zusammen mit einer automatisch eingeleiteten Notrufmeldung an ein Krankenhaus oder eine Notrufzentrale übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate Hilfe eingeleitet werden kann. Des Weiteren kann durch eine Langzeitanalyse der gespeicherten Vitalparameter beispielsweise ein Langzeit-Elektrokardiogramm erstellt und analysiert werden und auf diese Weise beispielsweise automatisch eine Herzrhythmusstörung, auch Arrhythmie genannt, erkannt werden und der Fahrzeuginsasse gewarnt werden. Beispielsweise kann ihm ein Arztbesuch empfohlen werden.
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Die Vitalparametersensoreinheit ist beispielsweise an einem Fahrzeugsitz, an einem Sicherheitsgurt oder an einem Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet. Es sind beispielsweise auch eine Mehrzahl derartiger Vitalparametersensoreinheiten für einen oder mehrere Vitalparameter möglich. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung jedoch, alternativ oder zusätzlich, zumindest eine Bilderfassungseinheit zur Erfassung von Bildern des Fahrzeuginsassen und eine Bildverarbeitungseinheit, mittels welcher durch Bildauswertung der erfassten Bilder ein Vitalparameterwert des Vitalparameters des Fahrzeuginsassen ermittelbar ist, wie bereits zum mittels der Vorrichtung durchführbaren Verfahren beschrieben.
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In einem Verfahren zum Betrieb zumindest einer Assistenzvorrichtung eines Fahrzeugs unter Verwendung des Verfahrens zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen wird zumindest eine Funktion der Assistenzvorrichtung aktiviert, wenn ein aktueller Vitalparameterwert zumindest eines Vitalparameters eines jeweiligen Fahrzeuginsassen von einem vorgegebenen Wert oder Wertebereich für diesen Vitalparameter abweicht und/oder von einem gespeicherten älteren Vitalparameterwert des jeweiligen Fahrzeuginsassen abweicht, der zusammen mit einem älteren Umgebungsparameterwert gespeichert wurde, welcher mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert korrespondiert. Auf diese Weise kann die Assistenzvorrichtung bei schlechten oder sich verschlechternden Vitalparameterwerten des oder der Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Fahrzeugführers, unterstützend eingreifen, um beispielsweise auf eine potenzielle Unfallgefahr hinzuweisen oder gegebenenfalls einen Unfall zu verhindern, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern. Dies kann, da die Vitalparameterwerte umgebungskontextbezogen miteinander verglichen werden, sehr genau erfolgen, da die Gefahr einer falschen Bewertung von Vitalparameterwerten auf diese Weise stark reduziert ist. So werden beispielsweise die Funktionen der Assistenzvorrichtung nicht aktiviert, wenn eine Verschlechterung von Vitalparameterwerten lediglich auf ein erhöhtes Stressniveau aufgrund einer unbekannten Umgebung zurückzuführen ist, oder es werden gezielt beispielsweise Komfortfunktionen aktiviert, um dadurch eine Entspannung des Fahrzeuginsassen zu ermöglichen. Verschlechtern sich die ermittelten aktuellen Vitalparameterwerte jedoch gegenüber älteren Vitalparameterwerten, welche in einer vergleichbaren Umgebung erfasst wurden, beispielsweise auf einem täglichen Arbeitsweg, so deutet dies auf akute gesundheitliche Probleme und/oder auf Verschlechterung des Vitalzustandes des Fahrers hin, so dass entsprechend andere Funktionen der Assistenzvorrichtung zu aktivieren sind.
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Vorzugsweise wird als Funktion der Assistenzvorrichtung ein Eingriff in eine Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in einen Antriebsstrang des Fahrzeugs und/oder eine optische, akustische und/oder haptische Warneinrichtung aktiviert. Auf diese Weise kann das Fahrzeug, wie beispielsweise in der
DE 10 2009 016 936 A1 der Anmelderin beschrieben, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, durch einen entsprechenden Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder den Antriebsstrang des Fahrzeugs zum Beispiel automatisch an einen Fahrbahnrand gesteuert und dort zum Stillstand gebracht werden. Besonders vorteilhaft kann der Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in den Antriebsstrang des Fahrzeugs derart erfolgen, dass das Fahrzeug autonom zu einer nächstgelegenen Nothilfeeinrichtung gesteuert wird, beispielsweise zu einer Notaufnahme eines nächstgelegenen Krankenhauses.
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Alternativ oder zusätzlich können Warneinrichtungen des Fahrzeugs aktiviert werden, zum Beispiel äußere Warneinrichtungen in Form einer Warnblinkanlage und/oder einer Hupe des Fahrzeugs, um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen, und/oder es können Warneinrichtungen in einem Fahrzeuginnenraum aktiviert werden, um den oder die Fahrzeuginsassen zu warnen, beispielsweise um einen eingeschlafenen Fahrzeugführer zu wecken oder um andere Fahrzeuginsassen auf einen schlechten oder sich verschlechternden Vitalzustand des Fahrzeugführers hinzuweisen, so dass diese beispielsweise das Lenkrad und/oder eine Handbremse des Fahrzeugs betätigen können, um das Fahrzeug abzubremsen und/oder an den Fahrbahnrand zu steuern.
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Alternativ oder zusätzlich wird zweckmäßigerweise als Funktion der Assistenzvorrichtung zumindest eine Komfortfunktion und/oder eine Notruffunktion aktiviert. Durch Aktivierung der Komfortfunktion oder einer Mehrzahl derartiger Komfortfunktionen können Vitalparameterwerte des oder der Fahrzeuginsassen verbessert werden, beispielsweise wenn der oder die ermittelten Vitalparameterwerte auf eine Ermüdung insbesondere des Fahrzeugführers hindeuten. Es können dann beispielsweise eine Massagefunktion eines Fahrzeugsitzes, eine Innenraumbelüftung und/oder eine Klimafunktion des Fahrzeugs aktiviert werden. Dabei können zur Erfrischung der Fahrzeuginsassen beispielsweise auch ätherische Öle oder andere erfrischende Mittel in den Innenraum des Fahrzeugs eingeleitet werden. Des Weiteren kann der betreffende Fahrzeuginsasse durch optische, akustische und/oder haptische Mittel auf seine aktuelle Vitalsituation hingewiesen werden, vorzugsweise verbunden mit einer Empfehlung zu geeigneten Gegenmaßnahmen, beispielsweise zum Einlegen einer Erholungspause, zu regelmäßiger Bewegung und/oder zu einer ausreichenden Flüssigkeitsaufnahme. Der Fahrzeuginsasse kann auf diese Weise beispielsweise auch an eine erforderliche Medikamenteneinnahme erinnert werden. Des Weiteren können, beispielsweise bei einem anhand der Vitalparameter erkannten erhöhten Stressniveau, den Fahrzeugführer unterstützende und/oder beruhigende Einrichtungen des Fahrzeugs gezielt aktiviert werden, beispielsweise eine Navigationseinrichtung oder eine Audioanlage des Fahrzeugs, d. h. beispielsweise ein Autoradio.
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Zudem können der oder die Fahrzeuginsassen auch vor drohenden Gesundheitsgefahren gewarnt werden, beispielsweise vor drohenden Herz-Kreislauf-Beschwerden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen, beispielsweise des Fahrzeugführers, über längere Zeiträume, zum Beispiel mehrere Tage oder Wochen, zu ermitteln und deren Verlauf zu analysieren, insbesondere umgebungskontextbezogen, so dass auch langsame Verschlechterungen ermittelt werden können. Insbesondere bei älteren und/oder gesundheitlich gefährdeten oder beeinträchtigten Fahrzeuginsassen, insbesondere Fahrzeugführern, ist dadurch deren Sicherheitsempfinden und Wohlbefinden erheblich gesteigert. In einem medizinischen Notfall kann zudem ein automatischer Notruf eingeleitet werden, wobei vorzugsweise die erfassten Vitalparameterwerte an eine Notrufleitstelle oder ein Krankenhaus übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate medizinische Hilfe eingeleitet werden kann. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise auch aktuelle Positionsdaten des Fahrzeugs ermittelt und mit dem Notruf weitergeleitet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeuginsassen und einer auf diesen gerichteten Bilderfassungseinheit,
- 2 eine schematische Darstellung von drei Farbkanälen,
- 3 eine Detailansicht eines Bereichs aus 2,
- 4 eine schematische Darstellung von Koeffizienten eines erfassten Farbsignals und
- 5 schematisch einen Verfahrensablauf.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einem Fahrzeuginsassen 2 und einer auf diesen gerichteten Bilderfassungseinheit 3 als Vorrichtung zur Überwachung des Fahrzeuginsassen 2. In einem Verfahren zur Überwachung des Fahrzeuginsassen 2 werden mittels der Bilderfassungseinheit 3, welche eine Vitalparametersensoreinheit bildet, Bilder des Fahrzeuginsassen 2 erfasst, beispielsweise in Form einer Videosequenz, und mittels einer Bildverarbeitungseinheit 4 ausgewertet, um auf diese Weise zumindest einen aktuellen Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen 2 zu ermitteln, beispielsweise eine Pulsfrequenz bzw. Herzfrequenz und/oder eine Atemfrequenz und/oder ein Atemzugvolumen. Daraus kann eine Herzfrequenzvariabilität ermittelt werden. Die Herzfrequenzvariabilität, auch als Herzratenvariabilität (HRV) bezeichnet, steht über die respiratorische Sinusarrhythmie, welche eine atemsynchrone Schwankung der Herzfrequenz beschreibt, in Zusammenhang mit der Herzfrequenz und der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und dem Atemzugvolumen. Aus der Herzfrequenzvariabilität können auch zusätzliche Vitalfunktionen bzw. Vitalparameter oder Gesundheitsrisiken wie Belastbarkeit, Stresstoleranz, ein Herz Kreislauf Risiko und weitere Gesundheitsrisiken sowie positive und negative emotionale Zustände wie Freude, Stress oder Ärger ermittelt werden.
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Des Weiteren können beispielsweise eine Hauttemperatur und/oder eine Pumpleistung des Herzens und/oder ein Blutdruck und/oder eine Sauerstoffkonzentration im Blut des Fahrzeuginsassen 2, auch als Sauerstoffsättigung bezeichnet, und/oder autonome Körperfunktionen, insbesondere Funktionen eines autonomen Nervensystems des Fahrzeuginsassen 2 und/oder Schmerzzustände des Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden. Mittels des oder der ermittelten Vitalparameterwerte des Fahrzeuginsassen 2 können ein Vitalzustand des Fahrzeuginsassen 2 und eine Veränderung des Vitalzustandes beurteilt werden.
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Anhand der Vitalparameterwerte können beispielsweise weitere diagnostische Parameter ermittelt bzw. erkannt werden, beispielsweise eine Tachykardie, Brachykardie und/oder Virusinfektionen anhand der Herzfrequenzvariabilität, der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und/oder des Atemzugvolumens und/oder der Hauttemperatur. Anhand dieser weiteren Vitalparameter kann eine Beurteilung des aktuellen Vitalzustandes des Fahrzeuginsassen 2 optimiert werden, so dass gegebenenfalls beispielsweise auf eine Unaufmerksamkeit des Fahrzeuginsassen 2, beispielsweise des Fahrzeugführers, oder auf eine drohende oder bereits eingetretene Bewusstlosigkeit oder schwere gesundheitliche Probleme geschlossen werden kann.
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Die Bilderfassungseinheit 3 ist vorzugsweise eine bereits im Fahrzeug 1, beispielsweise, wie hier dargestellt, im Bereich einer Lenksäule oder im Bereich eines sichtbar positionierten Telematik-Displays installierte und auf den Fahrzeuginsassen 2, im hier dargestellten Beispiel auf einen Fahrzeugführer gerichtete Bilderfassungseinheit 3. Zur Durchführung des Überwachungsverfahrens ist dabei bereits eine Videokamera mit geringer Auflösung ausreichend, beispielsweise eine so genannte CCD-Kamera. Auch spezielle Beleuchtungseinrichtungen sind nicht erforderlich, sondern eine im Fahrzeug 1 übliche Umgebungsbeleuchtung, zum Beispiel Tageslicht, ist bereits ausreichend. Mittels dieser Bilderfassungseinheit 3 werden die aktuellen Vitalparameterwerte des Fahrzeuginsassen 2 alle gleichzeitig erfasst bzw. es werden alle Daten gleichzeitig erfasst, aus welchen mittels einer Bildauswertung die aktuellen Vitalparameterwerte des Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden können.
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Eine Robustheit einer Signaldetektion der Bilderfassungseinheit 3 wird durch teilweise redundante Informationen beispielsweise in einem RGB Farbsignal der Bilderfassungseinheit 3 und insbesondere durch die Möglichkeit der Signaldetektion mit einer Schwarzweißkamera für dunkle Fahrabschnitte, d. h. für eine dunkle Umgebung, zum Beispiel bei einer Fahrt durch einen Tunnel oder bei einer Nachtfahrt, deutlich verbessert. Dabei erfolgt eine Signaldetektion im so genannten HSB-Schwarzweiß-Signal, gegebenenfalls mittels einer Beleuchtung durch eine Infrarotlichtquelle. Dazu ist beispielsweise keine separate Bilderfassungseinheit 3 erforderlich, sondern die vorhandene Bilderfassungseinheit 3 wird in einen Schwarzweißmodus umgeschaltet. Dies erfolgt zweckmäßigerweise automatisch in Abhängigkeit von jeweiligen Umgebungslichtverhältnissen.
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Der zumindest eine Vitalparameterwert wird bzw. die Vitalparameterwerte werden durch eine Erfassung eines optischen Absorptionswertes und/oder eines Intensitätswertes reflektierten Lichts eines Hautbereiches des Fahrzeuginsassen 2 und/oder durch eine Ermittlung einer Änderung dieses optischen Absorptionswertes und/oder dieses Intensitätswertes ermittelt. Während eines Herzschlags dehnen sich Blutgefäße, insbesondere Arterien, leicht aus, da ein Druck in den Blutgefäßen steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption und deshalb auch ein Absinken der Intensität des reflektierten Lichts, das von dem Hautbereich reflektiert wird. Durch Ermittlung von Helligkeitsunterschieden des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts können Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere die Pulsfrequenz bzw. Herzfrequenz und bevorzugt auch die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen ermittelt werden. Dieses Verfahren wird auch Photoplethysmographie genannt. Die Grundlagen des Verfahrens sind beispielsweise in dem Artikel von Ming-Zher Poh, Daniel J. McDuff, and Rosalind W. Picard, „Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation," Opt. Express 18, 10762-10774 (2010) beschrieben, dessen vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird.
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Während der Bildverarbeitung wird mittels geeigneter Methoden zumindest ein zur Bildauswertung geeigneter Bereich in jedem der Bilder gesucht und nur dieser Bereich wird ausgewertet. Dieser Bereich ist ein Bereich in den Bildern, in welchen ein ausreichend großer Hautbereich des Fahrzeuginsassen 2 abgebildet ist. Bevorzugt wird als zur Bildauswertung geeigneter Bereich ein Bereich der Bilder gesucht und ausgewertet, welcher das Gesicht des Fahrzeuginsassen 2 beinhaltet, da in diesem Bereich ein ausreichend großer, auswertbarer Hautbereich zur Verfügung steht und da insbesondere bereits im Fahrzeug 1 installierte Bilderfassungseinheiten 3, welche beispielsweise zur Aufmerksamkeitserkennung eingesetzt werden, wie auch im hier dargestellten Beispiel auf das Gesicht des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers gerichtet sind.
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Das Auffinden derartiger zur Bildauswertung geeigneter Bereiche ist beispielsweise mittels Methoden zur Gesichtserkennung in Bildern möglich. Es können mit dem Verfahren auch gleichzeitig ein oder mehrere Vitalparameter von mehreren Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden, wenn mehrere Fahrzeuginsassen 2 von der Bilderfassungseinheit 3 erfasst werden, wobei die Bildbereiche ermittelt werden, in welchen sich die Gesichter der Fahrzeuginsassen 2 befinden, und getrennt voneinander ausgewertet werden. Des Weiteren kann auf diese Weise der jeweilige Fahrzeuginsasse 2 mittels der Gesichtserkennungsfunktion eindeutig identifiziert werden, so dass die ermittelten Vitalparameterwerte dem jeweiligen Fahrzeuginsassen 2 eindeutig zugeordnet werden können. So können beispielsweise auch, wenn mehrere Personen abwechselnd das Fahrzeug 1 nutzen, die Personen eindeutig identifiziert werden und die jeweils ermittelten Vitalparameterwerte der jeweiligen Person zugeordnet und personenbezogen gespeichert und ausgewertet werden.
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Als Bilder des Fahrzeuginsassen 2 werden zweckmäßigerweise Farbbilder erfasst, insbesondere so genannte RGB-Bilder, wobei der zur Bildauswertung geeignete Bereich der Bilder in einzelne Farbanteile oder Farbkanäle aufgespalten wird, bei RGB-Bildern in die entsprechenden RGB-Farbkanäle, d. h. in einen roten Farbkanal R, einen grünen Farbkanal G und einen blauen Farbkanal B, wie in 2 dargestellt, und zur Ermittlung des zumindest einen Vitalparameters zumindest ein Farbkanal RGB ausgewertet wird. Dabei wird vorzugsweise insbesondere der grüne Anteil oder Farbkanal, d. h. der grüne Farbkanal G ausgewertet, da bei diesem die Genauigkeit der erzielten Ergebnisse am höchsten ist. In 2 sind diese Verläufe der Farbkanäle RGB über die Zeit t dargestellt.
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Durch Auswertung der niederfrequenten Schwingungen NS der Farbsignale bzw. Farbkanäle RGB wird die Atemfrequenz ermittelt, durch Auswertung der Amplituden A der niederfrequenten Schwingungen NS wird das Atemzugvolumen ermittelt und durch Auswertung der hochfrequenten Schwingungen HS wird die Herzfrequenz ermittelt. In 3 sind die hochfrequenten Schwingungen HS einer einzelnen niederfrequenten Schwingung NS eines der Farbkanäle RGB dargestellt.
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Mittels schneller Fourier-Transformation wird eine spektrale Leistungsdichte des auszuwertenden Farbkanals RGB des zur Bildauswertung geeigneten Bereichs ermittelt. Anhand der ermittelten spektralen Leistungsdichte können dann die Helligkeitsunterschiede des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts und daraus der oder die Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden.
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In 4 sind Koeffizienten KR, KG, KB des in die drei Farbkanäle RGB aufgespaltenen Farbsignals einer Hautpartie des Fahrzeuginsassen 2, zum Beispiel von dessen Gesicht dargestellt. Aus einer Phasenverschiebung und/oder einer Amplitudenänderung zwischen den Koeffizienten KR, KG, KB des RGB Farbsignals können die Hauttemperatur, der Blutdruck und die Sauerstoffsättigung des Blutes des Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden.
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Das Verfahren ist aufgrund der Bilderfassungseinheit 3, welche lediglich eine geringe Auflösung aufweisen muss, sowie aufgrund der Durchführung unter normalen Umgebungslichtbedingungen, d. h. ohne zusätzliche spezielle Lichtquellen, sehr einfach und kostengünstig im Fahrzeug 1 zu implementieren und durchzuführen. Zudem ist das Verfahren sehr robust gegenüber unterschiedlichen Hautfarben sowie gegenüber Bewegungen des oder der Fahrzeuginsassen 2 während der Bilderfassung. Die Ermittlung der aktuellen Vitalparameterwerte ist dabei ausreichend exakt, um den Vitalzustand des oder der Fahrzeuginsassen 2 sowie eine Veränderung des Vitalzustandes anhand des oder der ermittelten Vitalparameterwerte ausreichend genau bestimmen zu können, so dass ein Vitalzustand, welcher beispielsweise auf eine akute Notsituation hindeutet und medizinische Hilfe erfordert oder welcher beispielsweise Auswirkungen auf das sichere Führen des Fahrzeugs 1 haben könnte, mit einer hohen Sicherheit erkennbar ist.
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Des Weiteren wird, um derartige, auf Erkrankungen, Notzustände oder Komforteinbußen hindeutende Veränderungen der Vitalparameterwerte noch besser beurteilen zu können, mittels zumindest einer Umgebungsparametersensoreinheit 5 ein aktueller Umgebungsparameterwert zumindest eines Umgebungsparameters ermittelt. Dies kann beispielsweise eine aktuelle Position des Fahrzeugs 1 sein, welche mittels eines globalen Navigationssatellitensystems zur Positionsbestimmung ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise ein Straßen- und/oder Kreuzungstyp bestimmt werden, auf welchem sich das Fahrzeug 1 gerade befindet. Zu diesem Zweck ist die Umgebungsparametersensoreinheit 5 oder eine weitere Umgebungsparametersensoreinheit beispielsweise als Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensorik und/oder ein oder mehrere Kameras, beispielsweise Mono- und/oder Stereokameras und/oder C2X Kommunikation ausgebildet. C2X steht dabei als Abkürzung für „Fahrzeug zu Kreuzung“ oder „Fahrzeug zu Fahrzeug“ (car to car). Das „X“ kann also nicht nur ein anderes Fahrzeug, sondern auch eine verkehrsrelevante Infrastruktureinheit darstellen. Die entsprechenden, umgebungsrelevanten Daten werden fusioniert, die entsprechende Entwicklung der Verkehrssituation, inklusive auch der anderen Verkehrsteilnehmer, wird kognitiv analysiert und das Risiko wird bewertet in Abhängigkeit vom Vitalzustand, der Aufmerksamkeit oder der Ablenkung oder der Müdigkeit des Fahrers bewertet.
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Dies ermöglicht eine kontextbezogene Analyse der ermittelten Vitalparameterwerte im Kontext der Fahrzeugumgebung. D. h. die ermittelten aktuellen Vitalparameterwerte können auf diese Weise mit bereits gespeicherten älteren Vitalparameterwerten verglichen werden, welche zu früheren Zeitpunkten an derselben Position ermittelt wurden oder welche in einer ähnlichen Umgebung ermittelt wurden, beispielsweise in einer ähnlichen Fahrsituation, zum Beispiel auf einer Autobahn. Des Weiteren kann in die kontextbezogene Analyse der erfassten Vitalparameterwerte einbezogen werden, ob sich der Fahrzeugführer gerade in einer ihm bekannten Verkehrssituation befindet, beispielsweise auf einem täglichen Weg zur Arbeit, nach Hause, zum Einkaufen oder zum Training, oder in einer ungewöhnlichen, für ihn neuen Fahrsituation, wodurch sich dessen Vitalparameterwerte beispielsweise aufgrund eines erhöhten Stressniveaus ändern. Es ist daher beispielsweise auf einfache Weise ermittelbar, ob verschlechterte Vitalparameterwerte auf eine akute Notsituation oder auf für den Fahrzeuginsassen 2 neue Umgebungsparameter zurückzuführen sind. Dementsprechend sind Funktionen einer Assistenzvorrichtung unterschiedlich zu aktivieren. In einer akuten Notsituation ist beispielsweise ein Notruf zu aktivieren und das Fahrzeug 1 durch einen gezielten Eingriff in ein Bremssystem, ein Lenksystem und/oder einen Antriebsstrang beispielsweise autonom zu steuern, um es zum Beispiel sicher anzuhalten. Bei lediglich aufgrund einer ungewohnten Umgebung verschlechterten Vitalparameterwerten sind beispielsweise stressreduzierende Funktionen der Assistenzvorrichtung zu aktivieren, zum Beispiel eine Massagefunktion im Fahrzeugsitz, eine Audioanlage des Fahrzeugs 2, um beruhigende Musik zu spielen oder eine Klima- und/oder Lüftungsfunktion des Fahrzeugs 1, mittels welcher beispielsweise ätherische Öle versprüht werden können.
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Über die Langzeitanalyse der gespeicherten Vitalparameterwerte des Fahrzeuginsassen 2 ist des Weiteren eine langfristige Beurteilung seines Vital- und Gesundheitszustandes des jeweiligen Fahrzeuginsassen 2 möglich.
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Um diese umgebungskontextbezogene Analyse der Vitalparameterwerte zu ermöglichen, wird der aktuell ermittelte Vitalparameterwert zusammen mit dem aktuell ermittelten Umgebungsparameterwert in einer Speichereinheit 6 gespeichert. Des Weiteren wird der aktuelle Vitalparameterwert in einer Auswerteeinheit 7 mit zumindest einem bereits gespeicherten älteren Vitalparameterwert des Fahrzeuginsassen 2 verglichen, der zusammen mit einem älteren Umgebungsparameterwert in der Speichereinheit 6 gespeichert ist, welcher mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert korrespondiert.
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D. h. der aktuelle Vitalparameterwert wird umgebungskontextbezogen mit einem oder mehreren älteren Vitalparameterwerten verglichen, wobei durch die Speicherung der Vitalparameterwerte die Kurzzeit-, Mittelfrist- und/oder Langzeitanalyse des Vitalzustandes des jeweiligen Fahrzeuginsassen 2 ermöglicht ist. D. h. es wird eine umgebungskontextbezogene Analyse eines Zeitverlaufs des Vitalparameters oder einer Mehrzahl derartiger Vitalparameter und vorzugsweise des Weiteren auch auf andere Weise ermittelter Parameter wie beispielsweise eine Aufmerksamkeit, Ablenkung, eine Blickrichtung, unkonzentriertes Verhalten, Unruhe, Müdigkeit und/oder ein Stressniveau des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere eines Fahrzeugführers ermöglicht.
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Die Vitalparameter und/oder aus diesen ermittelbare Symptome werden automatisch über längere Zeit überwacht und deren Trendentwicklung beobachtet. Dazu ist es bereits ausreichend, wenn sich der jeweilige Fahrzeuginsasse 2 nur jeweils wenige Minuten pro Tag im Fahrzeug 1 aufhält.
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Insbesondere durch die umgebungskontextbezogene Analyse des aktuellen Vitalparameterwertes im Vergleich zu älteren Vitalparameterwerten kann ein aktueller Zustand, insbesondere Vitalitätszustand des Fahrzeuginsassen 2 sehr gut beurteilt werden, da beispielsweise bei einer neuen Umgebung eine Verschlechterung von Vitalparameterwerten aufgrund eines höheren Stressniveaus normal ist. Weicht der aktuelle Vitalparameterwert jedoch sehr stark von einem älteren Vitalparameterwert ab, welcher bei einem gleichen Umgebungsparameterwert, d. h. bei einer vergleichbaren Umgebung, zum Beispiel während eines täglichen Arbeitsweges, eines täglichen Weges nach Hause, zum Einkaufen oder Training, d. h. während häufig wiederkehrender Aktivitäten ermittelt wurde oder welcher bei sich sehr ähnelnden Umgebungsparametern ermittelt wurde, beispielsweise bei einem dem Fahrzeugführer bekannten Straßentyp oder Kreuzungstyp, so deutet dies auf gesundheitliche Probleme hin, welche zu einer möglichen Notsituation führen könnten oder welchen mittels der Assistenzvorrichtung entgegengewirkt werden kann, beispielsweise, wie bereits beschrieben, mit einer geeigneten Komfortfunktion des Fahrzeugs 1. So kann beispielsweise mittels einer Massagefunktion in einem Fahrzeugsitz eine Schmerzlinderung bewirkt werden. Um einem erhöhten Stressniveau oder einer Müdigkeit des Fahrzeugführers entgegenzuwirken, können beispielsweise mittels einer Lüftungs- und/oder Klimafunktion des Fahrzeugs 1 ätherische Öle versprüht werden, welche aktivierend, erfrischend oder beruhigend wirken. So wirkt beispielsweise Lavendelöl beruhigend, Thymian aktivierend, Jasminöl stark spasmolytisch, sedativ und antidepressiv und Orangen- und Zitronenöl wirken stimmungsaufhellend. Des Weiteren kann entsprechend auf ein chronisches Krankheitsprofil des Fahrzeuginsassen 2 reagiert werden, welches durch Ermittlung des oder der Vitalparameter festgestellt werden kann, beispielsweise Bluthochdruck, eine Virusinfektion oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD).
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D. h. mittels des Verfahrens ist eine ganzheitliche Situationsanalyse des Fahrzeuginsassen 2, des Fahrzeugs 1 und der Fahrzeugumgebung möglich und Informationen und/oder Warnungen an den Fahrzeuginsassen 2 sind dynamisch zu gestalten und an die ermittelten und analysierten Vitalparameter anzupassen. Des Weiteren kann die Assistenzvorrichtung oder können die Assistenzvorrichtungen an einen Vitalzustand des Fahrzeugführers angepasst werden, um auf diese Weise eine Sicherheit und einen Komfort der Fahrzeuginsassen 2 zu optimieren.
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Die gespeicherten Vitalparameter bzw. Vitalparameterwerte stehen, da sie im Fahrzeug 1 aufgezeichnet und gespeichert werden, des Weiteren auch beispielsweise in einer Notsituation bei einer medizinischen Versorgung zur Verfügung. Sie können beispielsweise zusammen mit einer automatisch eingeleiteten Notrufmeldung an ein Krankenhaus oder eine Notrufzentrale übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate Hilfe eingeleitet werden kann. Des Weiteren kann durch eine Langzeitanalyse der gespeicherten Vitalparameter beispielsweise ein Langzeit Elektrokardiogramm erstellt und analysiert werden und auf diese Weise beispielsweise automatisch eine Herzrhythmusstörung, auch Arrhythmie genannt, erkannt werden und der Fahrzeuginsasse 2 gewarnt werden. Beispielsweise kann ihm ein Arztbesuch empfohlen werden.
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Das Überwachungsverfahren bzw. der oder die auf diese Weise ermittelten Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers, können, wie bereits angedeutet, in einem Verfahren zum Betrieb zumindest einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs 1 verwendet werden. Dabei wird zumindest eine Funktion der Assistenzvorrichtung aktiviert, wenn ein aktueller Vitalparameterwert zumindest eines Vitalparameters von einem vorgegebenen Wert oder Wertebereich für diesen Vitalparameter abweicht und/oder von einem gespeicherten älteren Vitalparameterwert abweicht, der zusammen mit einem älteren Umgebungsparameterwert gespeichert wurde, welcher mit dem aktuellen Umgebungsparameterwert korrespondiert.
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Auf diese Weise kann die Assistenzvorrichtung bei schlechten oder sich verschlechternden Vitalparametern des oder der Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers, unterstützend eingreifen, um beispielsweise einen Unfall zu verhindern, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen 2 zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern. D. h. die Assistenzvorrichtung kann beispielsweise an einen aktuellen Fahrzeugführerzustand bzw. an Fähigkeiten des Fahrzeugführers angepasst werden, wobei dessen Fähigkeiten beispielsweise anhand eines Stressniveaus des Fahrzeugführers bewertet werden können.
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Vorzugsweise wird als Funktion der Assistenzvorrichtung ein Eingriff in eine Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in einen Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 und/oder eine optische, akustische und/oder haptische Warneinrichtung aktiviert. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 1, wie beispielsweise in der
DE 10 2009 016 936 A1 der Anmelderin beschrieben, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, durch einen entsprechenden Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder den Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 zum Beispiel automatisch an einen Fahrbahnrand gesteuert und dort zum Stillstand gebracht werden. Besonders vorteilhaft kann der Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in den Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 derart erfolgen, dass das Fahrzeug 1 autonom zu einer nächstgelegenen Nothilfeeinrichtung gesteuert wird, beispielsweise zu einer Notaufnahme eines nächstgelegenen Krankenhauses.
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Alternativ oder zusätzlich können Warneinrichtungen des Fahrzeugs 1 aktiviert werden, zum Beispiel äußere Warneinrichtungen in Form einer Warnblinkanlage und/oder einer Hupe des Fahrzeugs 1, um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen, und/oder es können Warneinrichtungen in einem Fahrzeuginnenraum aktiviert werden, um den oder die Fahrzeuginsassen 2 zu warnen, beispielsweise um einen eingeschlafenen Fahrzeugführer zu wecken oder um andere Fahrzeuginsassen 2 auf sich verschlechternde Vitalparameter des Fahrzeugführers, welche möglicherweise auf einen sich verschlechtern Gesundheitszustand hindeuten, hinzuweisen, so dass diese beispielsweise das Lenkrad und/oder eine Handbremse des Fahrzeugs 1 betätigen können oder diese durch Aktuatoren autonom betätigt werden, um das Fahrzeug 1 abzubremsen und/oder an den Fahrbahnrand zu steuern.
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Alternativ oder zusätzlich wird zweckmäßigerweise als Funktion der Assistenzvorrichtung zumindest eine Komfortfunktion und/oder eine Notruffunktion aktiviert. Durch Aktivierung der Komfortfunktion oder einer Mehrzahl derartiger Komfortfunktionen können Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen 2 verbessert werden, beispielsweise wenn der oder die ermittelten Vitalparameter auf eine Ermüdung insbesondere des Fahrzeugführers hindeuten.
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Es können dann beispielsweise eine Massagefunktion eines Fahrzeugsitzes, eine Innenraumbelüftung und/oder eine Klimafunktion des Fahrzeugs 1 aktiviert werden. Dabei können zur Erfrischung des oder der Fahrzeuginsassen 2 beispielsweise auch ätherische Öle oder andere erfrischende Mittel in einen Innenraum des Fahrzeugs 1 eingeleitet werden. Des Weiteren kann der betreffende Fahrzeuginsasse 2 durch optische, akustische und/oder haptische Mittel auf seine aktuelle Vitalsituation hingewiesen werden, vorzugsweise verbunden mit einer Empfehlung zu geeigneten Gegenmaßnahmen, beispielsweise zum Einlegen einer Erholungspause, zu regelmäßiger Bewegung und/oder zu einer ausreichenden Flüssigkeitsaufnahme. Der Fahrzeuginsasse 2 kann auf diese Weise zum Beispiel auch an eine erforderliche Medikamenteneinnahme erinnert werden. Des Weiteren können, beispielsweise bei einem anhand der Vitalparameter erkannten erhöhten Stressniveau, den Fahrzeugführer unterstützende und/oder beruhigende Einrichtungen des Fahrzeugs 1 gezielt aktiviert werden, beispielsweise eine Navigationseinrichtung oder eine Audioanlage des Fahrzeugs 1, d. h. beispielsweise ein Autoradio.
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Zudem können die Fahrzeuginsassen 2 auch vor drohenden Gesundheitsgefahren gewarnt werden, beispielsweise vor drohenden Herz-Kreislauf-Beschwerden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen 2, beispielsweise des Fahrzeugführers, über längere Zeiträume, zum Beispiel mehrere Tage oder Wochen, zu ermitteln und deren Verlauf zu analysieren, so dass auch langsame Verschlechterungen ermittelt werden können. Insbesondere bei älteren und/oder gesundheitlich gefährdeten oder beeinträchtigten Fahrzeuginsassen 2, insbesondere Fahrzeugführern, ist dadurch deren Sicherheitsempfinden und Wohlbefinden erheblich gesteigert. In einem medizinischen Notfall kann zudem ein automatischer Notruf eingeleitet werden, wobei vorzugsweise die erfassten und gespeicherten Vitalparameter an eine Notrufleitstelle oder ein Krankenhaus übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate medizinische Hilfe eingeleitet werden kann. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise auch aktuelle Positionsdaten des Fahrzeugs 1 ermittelt und mit dem Notruf weitergeleitet.
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Die mittels des Überwachungsverfahrens ermittelten Vitalparameter können auch mit auf andere Weise ermittelten Werten des oder der Fahrzeuginsassen 2 kombiniert werden, um dadurch ein besseres Gesamtbild eines Zustandes des oder der Fahrzeuginsassen 2 zu erhalten. Auf diese Weise kann beispielsweise frühzeitig und mit einer geringen Fehlerquote eine Müdigkeit oder Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers festgestellt werden. So können zum Beispiel durch Sensoren in einem Fahrzeugsitz bzw. in den Fahrzeugsitztextilien Bewegungen des jeweiligen Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers ermittelt werden, welche auf unkonzentriertes Verhalten, Unruhe, Stress oder beginnende Müdigkeit hindeuten können. Zudem kann auch die Unaufmerksamkeitserkennungsfunktion, für welche die Bilderfassungseinheit 3 ursprünglich im Fahrzeug 1 installiert ist, genutzt werden. Auf diese Weise ermittelte zusätzliche Werte des oder der Fahrzeuginsassen 2 können beispielsweise mit der ermittelten Pulsfrequenz und/oder mit anderen ermittelten Vitalparameterwerten kombiniert werden, um eine bessere Einschätzung des Vitalzustandes des oder der Fahrzeuginsassen 2 zu erhalten.
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In 5 ist ein Verfahrensablauf des Verfahrens zum Betrieb zumindest einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs 1 unter Verwendung des Verfahrens zur Überwachung des Fahrzeuginsassen 2 im Fahrzeug 1 noch einmal schematisch dargestellt, wobei hier als Vitalparametersensoreinheit die Bilderfassungseinheit 3 verwendet wird. Dabei ist durch eine Nummerierung im Folgenden aufgeführter Verfahrensschritte nicht deren Reihenfolge im Verfahrensablauf festgelegt. Es können beispielsweise mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden oder einige der Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden. In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden Bilder des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers, mittels der Bilderfassungseinheit 3 erfasst. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird der Fahrzeuginsasse 2 über dessen Gesicht eindeutig identifiziert, so dass in einem dritten Verfahrensschritt S3 ein Vergleich ermittelter aktueller Vitalparameterwerte mit bereits gespeicherten älteren Vitalparameterwerten des Fahrzeuginsassen 2 ermöglicht wird und in einem vierten Verfahrensschritt S4 eine Zuordnung von Umgebungsparameterwerten zu diesem Fahrzeuginsassen 2 als eine kontextbezogene Vergleichsbasis ermöglicht wird. In einem fünften Verfahrensschritt S5 werden die aktuellen Umgebungsparameterwerte mittels der Umgebungsparametersensoreinheit 5 ermittelt, beispielsweise mittels des globalen Navigationssatellitensystems zur Positionsbestimmung die Position des Fahrzeugs 1 bestimmt, wodurch ermittelt werden kann, ob sich der Fahrzeugführer in einer ihm bekannten Umgebung befindet, beispielsweise auf dem Weg zur Arbeit, nach Hause, zum Einkaufen oder zum Training. Des Weiteren ist beispielsweise mittels globaler Fusion von erfassten Daten der Umgebung eine Situationsanalyse und durch entsprechende Kameras eine Verkehrssituation ermittelbar, in welcher sich der Fahrzeugführer befindet, beispielsweise ein Kreuzungstyp oder ein Straßentyp, oder zum Beispiel eine Autobahn, so dass ein Bekanntheitsgrad der Umgebung für den Fahrzeugführer ermittelbar ist.
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Die globale Fusion der Umgebungsdaten beinhaltet Umgebungsparameter die mit Kameras und/ oder mit Radar und/oder mit Lidar und/oder Ultraschallsensorik und/oder eine oder mehrere Kameras, beispielsweise Mono- und/oder Stereokameras und/oder C2X (car-to-car und car-to-Infrastructure) Kommunikation ermittelt werden. Diese fusionierten umgebungserfassten Daten werden mit kognitiven Verfahren analysiert, um die entsprechende Entwicklung der Verkehrssituation, einschließlich des Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer, zu bewerten und mögliche Gefahren in Abhängigkeit von dem Vitalzustand, der Aufmerksamkeit bzw. der Ablenkung oder der Müdigkeit des Fahrers zu erkennen und zu vermeiden versuchen.
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In einem sechsten Verfahrensschritt S6 wird eine Bildverarbeitung der mittels der Bilderfassungseinheit 3 vom Fahrzeuginsassen 2 erfassten Bilder durchgeführt, so dass in einem siebten Verfahrensschritt S7 die aktuellen Vitalparameterwerte ermittelt werden können. Des Weiteren werden in einem achten Verfahrensschritt S8 beispielsweise ebenfalls durch eine Bildauswertung der mittels der Bilderfassungseinheit 3 erfassten individuellen Bilder weitere Parameter ermittelt, zum Beispiel ein Aufmerksamkeitsgrad, eine Blickrichtung, ein Müdigkeitsniveau sowie unkonzentriertes Verhalten und/oder Unruhe und/oder ein Stressniveau des Fahrzeuginsassen 2. In einem neunten Verfahrensschritt S9 werden die ermittelten Vitalparameterwerte und die ermittelten weiteren Parameter zu insassenrelevanten Daten zusammengefasst. In einem zehnten Verfahrensschritt S10 erfolgt eine umgebungskontextbezogene Analyse dieser insassenrelevanten Daten unter Verwendung der Umgebungsparameterwerte, so dass eine Zustandserkennung des Fahrzeuginsassen 2 und des Weiteren eine umgebungskontextbezogene Kurzzeit-, Mittelfrist- und/oder Langzeitüberwachung der Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2 im Zeitverlauf ermöglicht wird. Diese Analyse erfolgt in einem elften Verfahrensschritt S11, so dass in einem zwölften Verfahrensschritt S12 die bereits beschriebenen Funktionen der Assistenzvorrichtung entsprechend den ausgewerteten Vitalparameterwerten aktiviert werden können.
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Es sind noch folgende Ausgestaltungen in Kombination mit allen bisher beschriebene Verfahren und Vorrichtungen denkbar:
- Eine robustere, frühzeitigere und mit geringerer Fehlerquote bei der Erkennung des Fahrerzustands kann bereit gestellt werden durch dessen umgebungskontextbezogene Trendanalyse in Kombination mit den insbesondere von kamerabasierten Vitalparametern und/oder mit einer gleichen oder ähnlichen kamerabasierten Fahrerbeobachtungseinrichtung zur Ermittlung von Fahrerzuständen. Ermittelte Fahrerzustände sind typischerweise die Aufmerksamkeit, Ablenkung, Müdigkeit. Zu deren Ermittlung können auch am Fahrersitz, Sicherheitsgurt, Lenkrad integrierte Sensoren herangezogen werden oder in „Smart Textilien“ integrierte Sensoren zur Erkennung von Bewegungsmustern, aus denen auf unkonzentriertes Verhalten, Unruhe, Stress oder beginnende Müdigkeit geschlossen werden kann, und/oder Vitalparametern des Fahrzeuginsassen.
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Aus den Daten, insbesondere den Vitalparametern können weitere Information mit diagnostischem Wert ermittelt werden z.B. bezüglich abnormaler Gesundheitszustände des Fahrzeuginsassen. Oder es wird ein chronisches Krankheitsprofil des Fahrzeuginsassen, beispielsweise Bluthochdruck, Herzrhythmusstörung, eine Virusinfektion und/oder eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) erstellt. Außerdem kann eine Trendentwicklung des Vitalzustands erkannt werden oder Veränderungen des chronischens Krankheitsprofils auf kurzzeit-, mittelfrist- und/oder langfristiger Zeitskala.
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Anhand der gemessenen Vitalparameter kann der aktuelle Vitalzustand des Fahrzeuginsassen beurteilt werden, so dass aus weiteren Informationen z.B. besser auf eine Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers, oder auf eine drohende oder bereits eingetretene Bewusstlosigkeit oder schwere gesundheitliche Probleme geschlossen werden kann.
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Eine geeignete Vorrichtung kann zusätzlich einen Bedienanzeigebildschirm umfassen z.B. ein Display einer Telematikanlage oder ein eigenes, nach vorne gerichtetes Display in der Nähe des Fahrerblickfeldes oder ein Head-up Display, so dass zumindest eine Warn- oder Erinnerungsfunktion der Assistenzvorrichtung gut dargestellt werden kann.
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Eine Vorrichtung umfasst zumindest eine Warnung- bzw. Erinnerungsfunktion in Form von optischen, akustischen und/oder haptischen Mitteln, welche auf die aktuelle Vitalsituation hinweisen, vorzugsweise verbunden mit einer Empfehlung zu geeigneten Gegenmaßnahmen, beispielsweise zum Einlegen einer Erholungspause, zu regelmäßiger Bewegung und/oder zu einer ausreichenden Flüssigkeitsaufnahme und/oder Erinnerung an eine erforderliche Medikamenteneinnahme.
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Eine Vorrichtung kann auch zumindest eine Funktion umfassen, die unterstützende und/oder beruhigende Maßnahmen autonom aktiviert und die sich an den individuellen Vitalzustand des Fahrers und/oder an den Umgebungskontext anpasst. Beispielsweise können im Fahrzeug Komfortfunktionen wie Massage im Fahrzeugsitz und/oder Einspritzung ätherischer Öle aus der Klima- und/oder Lüftungsanlage des Fahrzeugs, und/oder passende Media bzw. situationsangepasste Musik aus eine Audioanlage des Fahrzeugs vorgesehen sein.
