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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Fahrzeuganlage. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fahrzeuganlage und ein Verfahren zum Beurteilender Verfassung eines Fahrers und zum kontinuierlichen Mitteilen der Verfassung des Fahrers an andere Personen außerhalb des Fahrzeugs.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Es ist wohlbekannt, dass jährlich zahllose Verletzungen und Todesfälle durch Fahrzeugunfälle verursacht werden, die sich aus einer Beeinträchtigung der Fahrtüchtigkeit des Fahrers eines Fahrzeugs ergeben, die auf eine Reihe verschiedener Ursachen zurückzuführen sein kann. Viele dieser Unfälle werden verursacht, wenn die Fahrer zu lange gefahren sind ohne zu schlafen und fast einschlafen, wenn sie das Fahrzeug bedienen, wobei sie die Beeinträchtig der Fahrtüchtigkeit oft nicht bemerken. Selbst wenn der Fahrer tatsächlich nicht ganz einschläft, hat der Fahrer im schläfrigen Zustand eine wesentlich beeinträchtigte Wachsamkeit und wesentlich beeinträchtigte Reflexe und ist eventuell nicht in der Lage, rechtzeitig auf Gefahren zu reagieren, mit denen er bei der Bedienung des Fahrzeugs konfrontiert wird.
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Es gibt diverse andere Körperzustände, welche die Fahrtüchtigkeit des Fahrers beeinträchtigen können, wie beispielweise eine Vergiftung, Diabetes, Epilepsie und Narkolepsie. Solche Körperzustände können dazu führen, dass der Fahrer plötzlich in Ohnmacht fällt, einen Anfall hat oder einschläft, und zwar manchmal ohne Vorwarnung. Ähnlich gibt es eine Reihe von unerwarteten Gesundheitszuständen, die plötzlich ohne Vorwarnung die Fahrtüchtigkeit des Fahrers beeinträchtigen können, wie beispielsweise ein Herzanfall, ein Schlaganfall oder ein Aneurysma. In vielen Fällen kann man frühzeitige Warnsignale einer schwerwiegenden Fahrerbeeinträchtigung erkennen. Beispiele solcher Wamsignale können eine Änderung eines der folgenden Elemente sein: Kopfneigung, Blinzelmuster, Pupillendilatation, Herzfrequenz und Blutdruck des Fahrers. Derzeit bekannte Fahrzeuganlagen überwachen die Kopfposition des Fahrers, um eine wesentliche Bedienerbeeinträchtigung zu erkennen, und wenn eine Beeinträchtigung erkannt wird, aktivieren sie Sicherheitsvorrichtungen, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen oder um das Fahrzeug anzuhalten. Das Ausmaß, in dem der Fahrer beeinträchtigt ist, ist jedoch oft Personen außerhalb des Fahrzeugs nicht bekannt oder erst nach dem Auftreten eines unerwünschten Ereignisses, wie beispielsweise einer Spurabweichung oder eines Zusammenstoßes, bekannt. Das Empfangen einer möglichst frühen Meldung einer möglichen Beeinträchtigung des Fahrers hilft dabei, eine entsprechende Reaktionszeit bereitzustellen, falls ein Ausweichmanöver oder eine andere richtige Fahraktion notwendig ist.
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Zudem ist ein „vorherfahrender” Fahrer, der ein unerwartetes Hindernis beobachtet, nicht in der Lage, diese Information den hinterherfahrenden Fahrern mitzuteilen, außer nachdem ein voller Zyklus der Informationsverarbeitung und -handhabung zu einer Betätigung des Bremspedals geführt hat. In kritischen Situationen ist die Zeitverzögerung zwischen dem Beobachten des unerwarteten Hindernisses und dem Betätigen des Bremspedals ausschlaggebend. Hinterherfahrende Fahrer, die wissen, dass der vorherfahrende Fahrer in Not ist, könnten über genügend Zeit verfügen, um auf das Verhalten eines anderen Fahrers zu reagieren.
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Es wäre wünschenswert, eine Fahrzeuganlage und ein Verfahren zu entwickeln, welche die Verfassung eines Fahrers beurteilen und die Verfassung des Fahrers kontinuierlich anderen Personen außerhalb des Fahrzeugs mitteilen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit und gemäß der vorliegenden Erfindung wurden überraschenderweise eine Fahrzeuganlage und ein Verfahren gefunden, welche die Verfassung eines Fahrers beurteilen und die Verfassung des Fahrers kontinuierlich anderen Personen außerhalb des Fahrzeugs mitteilen.
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Bei einer Ausführungsform umfasst eine Anlage eines Fahrzeugs Folgendes: mindestens eine Kommunikationsvorrichtung, um diverse Zustände der Verfassung eines Fahrers des Fahrzeugs mitzuteilen; mindestens einen Sensor zum Erkennen mindestens einer Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs, wobei der mindestens eine Sensor ein Sensorsignal generiert, das die mindestens eine Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs darstellt; und einen Prozessor in Verbindung mit dem mindestens einen Sensor und der mindestens einen Kommunikationsvorrichtung, wobei der Prozessor das Sensorsignal empfängt, das Sensorsignal basierend auf einem Befehlssatz analysiert, um die Verfassung des Fahrers zu bestimmen, und die Kommunikationsvorrichtung basierend auf der Verfassung des Fahrers steuert; um die diversen Zustände der Verfassung des Fahrers anderen Fahrzeugen mitzuteilen.
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Bei einer anderen Ausführungsform umfasst eine Anlage eines Fahrzeugs Folgendes: eine Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen, um diverse Zustände der Verfassung eines Fahrers des Fahrzeugs mitzuteilen, wobei die Kommunikationsvorrichtungen konfiguriert sind, um mindestens eines von einer hörbaren Kommunikation, einer visuellen Kommunikation und einer drahtlosen Kommunikation zu generieren; mindestens einen Sensor zum Erkennen mindestens einer Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs, wobei der mindestens eine Sensor ein Sensorsignal generiert, das die mindestens eine Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs darstellt; und einen Prozessor in Verbindung mit dem mindestens einen Sensor und den Kommunikationsvorrichtungen, wobei der Prozessor das Sensorsignal empfängt, das Sensorsignal basierend auf einem Befehlssatz analysiert, um die Verfassung des Fahrers zu bestimmen, und die Kommunikationsvorrichtungen basierend auf der Verfassung des Fahrers steuert, um die diversen Zustände der Verfassung des Fahrers anderen Fahrzeugen mitzuteilen.
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Die Erfindung stellt auch Verfahren bereit, um die Verfassung des Fahrers eines Fahrzeugs zu bestimmen.
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Ein Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen einer Kommunikationsvorrichtung, um diverse Zustände der Verfassung eines Fahrers des Fahrzeugs mitzuteilen; Bereitstellen mindestens eines Sensors zum Erkennen mindestens einer Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs, wobei der mindestens eine Sensor ein Sensorsignal generiert, das die mindestens eine Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs mitteilt; und Steuern der Kommunikationsvorrichtung basierend auf der mindestens einen Eigenschaft mindestens entweder des Fahrers oder des Fahrzeugs, um die diversen Zustände der Verfassung des Fahrers anderen Fahrzeugen mitzuteilen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann ohne Weiteres aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform hervorgehen, wenn sie angesichts der beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird. Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockdiagramm einer Fahrzeuganlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Teilansicht einer vierspurigen Autobahn von oben, die eine Vielzahl von darauf fahrenden Fahrzeugen abbildet, wobei eines der Fahrzeuge die Fahrzeuganlage aus 1 umfasst; und
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3 eine schematische Teilansicht in Perspektive eines anderen der Fahrzeuge, die in 2 abgebildet sind, das ein Signal von der Fahrzeuganlage eines vorherfahrenden Fahrzeugs empfängt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und erläutern diverse Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen und zu verwenden, und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung in irgendeiner Art und Weise einzuschränken. Mit Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die vorgestellten Schritte beispielhaft, und somit ist die Reihenfolge der Schritte weder notwendig noch ausschlaggebend.
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1 bildet eine Anlage 10 für ein Fahrzeug 11 (in 3 gezeigt) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. Wie gezeigt, umfasst die Fahrzeuganlage 10 eine Vielzahl von Sensoren 12, einen Prozessor 14 und eine Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16''. Die Fahrzeuganlage 10 kann je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Bauteilen und Nebenbauteilen umfassen. Die Fahrzeuganlage 10 kann in eine beliebige Benutzerumgebung integriert werden.
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Jeder der Sensoren 12 ist eine Überwachungsvorrichtung, die in der Lage ist, Eigenschaften des Fahrers und/oder Eigenschaften des Fahrzeugs 11 kontinuierlich zu erkennen. Beispiele derartiger Eigenschaften des Fahrers umfassen ohne Einschränkung eine Sichteigenschaft des Gesichts oder des Kopfes des Fahrers (z. B. Kopfhaltung, Kopfkontrolle, Blickvektor oder Blickrichtung, Pupillendilatation, Blinzelmuster usw.) und eine physiologische oder eine biometrische Verhaltenseigenschaft des Fahrers (z. B. Gesichtszug, Blutdruck, Herzfrequenz usw.). Beispiele derartiger Eigenschaften des Fahrzeugs 11 umfassen ohne Einschränkung eine Lenkanlageneigenschaft (z. B. eine Lenkradsteuerung), eine Bremsanlageneigenschaft (z. B. eine Betätigung des Bremspedals), eine Motorsteueranlageneigenschaft (z. B. eine Betätigung des Gaspedals, eine Aktivierung und Deaktivierung einer Fahrtregelung usw.) Bei bestimmten Ausführungsformen ist mindestens einer der Sensoren 12 eine Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-(CMOS)Kamera zum Aufnehmen eines Bildes von mindestens einem Teil des Kopfes (z. B. Gesicht oder Augen) eines Fahrers und zum Generieren eines Sensorsignals, welches das Bild darstellt. Es können jedoch andere Kameras, Bildaufnahmevorrichtungen und dergleichen verwendet werden. Die Sensoren 12 können an einer beliebigen geeigneten Stelle und in beliebiger geeigneter Konfiguration im Fahrzeug 11 angeordnet sein. Geeignete Stellen umfassen beispielsweise ohne Einschränkung einen Armaturenbrettbereich, einen Mittelkonsolenbereich, einen Deckenbereich, einen Sitzbereich und einen Lenkradbereich eines Fahrgastraums des Fahrzeugs 11, einen Motorraum des Fahrzeugs 11, mindestens einen Radkasten des Fahrzeugs 11 und dergleichen.
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Als nicht einschränkendes Beispiel wird eine Quelle von Strahlungsenergie 18 angeordnet, um mindestens einen Teil des Kopfes eines Fahrers zu beleuchten. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Quelle von Strahlungsenergie 18 eine Infrarot-Leuchtdiode sein. Es können jedoch andere Quellen von Strahlungsenergie verwendet werden.
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Der Prozessor 14 kann eine beliebige Vorrichtung oder ein beliebiges System sein, der bzw. das konfiguriert ist, um ein Eingangssignal (z. B. das Sensorsignal) zu empfangen, das Eingangssignal zu analysieren und kontinuierlich mindestens eine der Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16'' als Reaktion auf die Analyse des Eingangssignals zu steuern. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der Prozessor 14 ein Mikrocomputer. Bei der gezeigten Ausführungsform empfängt der Prozessor 14 das Eingangssignal von mindestens einem der Sensoren 12.
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Wie gezeigt, analysiert der Prozessor 14 das Eingangssignal basierend auf einem Befehlssatz 20. Der Befehlssatz 20, der in einem beliebigen computerlesbaren Medium umgesetzt sein kann, umfasst prozessorausführbare Befehle zum Konfigurieren des Prozessors 14, damit er diverse Aufgaben ausführt. Der Prozessor 14 kann diverse Funktionen ausführen, wie beispielsweise das Steuern des Betriebs der Sensoren 12, der Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16'' und anderer Fahrzeugbauteile 42 (z. B. Sensoren, Klimaanlage, Navigationsanlage, Unterhaltungsanlage, Lenkanlage, Kraftstoffanlage, elektrische Anlage usw.). Es versteht sich, dass diverse Algorithmen und Software verwendet werden können, um die Eigenschaften des Fahrers und die Eigenschaften des Fahrzeugs zu analysieren. Es versteht sich ferner, dass eine beliebige Software oder ein beliebiger Algorithmus verwendet werden kann, um die Eigenschaften des Fahrers und die Eigenschaften des Fahrzeugs zu erkennen. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Befehlssatz 20 eine Software, die konfiguriert ist, um die Verfassung eines Fahrers 21 basierend auf Informationen, die durch den Prozessor 14 empfangen werden (z. B. über die Sensorsignale) zu beurteilen. Die Verfassung des Fahrers 21 ist eine beliebige Verfassung, die sich auf einen Fahrer in Not bezieht, oder eine Beeinträchtigung der Fahrtüchtigkeit des Fahrers, wie beispielsweise hoher Blutdruck, erhöhte Herzfrequenz, geschlossene Augen, Blickrichtung, die von der Fahrtrichtung abweicht, und Kopfnicken.
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Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst der Prozessor 14 eine Speichervorrichtung 23. Die Speichervorrichtung 23 kann eine einzelne Speichervorrichtung sein, oder es kann sich um mehrere Speichervorrichtungen handeln. Ferner kann die Speichervorrichtung 23 ein Festspeichersystem, ein Magnetspeichersystem, ein optisches Speichersystem oder ein beliebiges anderes geeignetes Speichersystem oder eine Speichervorrichtung sein. Es versteht sich, dass die Speichervorrichtung 23 konfiguriert sein kann, um den Befehlssatz 20 zu speichern. Andere Daten und Informationen können in der Speichervorrichtung 23 gespeichert und katalogisiert sein, wie beispielsweise die Daten, die von den Sensoren 12 erhoben werden.
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Der Prozessor 14 kann ferner ein programmierbares Bauteil 24 umfassen. Es versteht sich, dass das programmierbare Bauteil 24 mit einem beliebigen anderen Bauteil des Sichtsystems 10 in Verbindung stehen kann, wie beispielsweise mit den Sensoren 12 und den Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16''. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das programmierbare Bauteil 24 konfiguriert, um Verarbeitungsfunktionen des Prozessors 14 zu verwalten und zu steuern. Insbesondere ist das programmierbare Bauteil 24 konfiguriert, um den Befehlssatz 20 zu ändern und die Analyse der Signale und Informationen zu steuern, die von dem Prozessor 14 empfangen werden. Es versteht sich, dass das programmierbare Bauteil 24 konfiguriert sein kann, um die Sensoren 12 und mindestens eine der Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16'' zu verwalten und zu steuern. Es versteht sich ferner, dass das programmierbare Bauteil 24 konfiguriert sein kann, um Daten und Informationen in der Speichervorrichtung 23 zu speichern und Daten und Informationen aus der Speichervorrichtung 23 abzurufen.
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Die Kommunikationsvorrichtung 16 ist eine hörbare Vorrichtung in Verbindung mit dem Prozessor 14. Die Kommunikationsvorrichtung 16 kann eine beliebige hörbare Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um eine hörbare Kommunikation 50 zu generieren und an andere Fahrzeuge 46 oder andere Personen (nicht gezeigt) außerhalb des Fahrzeugs 11 zu übertragen. Es versteht sich, dass die Kommunikationsvorrichtung 16 eine beliebige Kommunikationsvorrichtung 16 sein kann, die eine hörbare Kommunikation 50 generiert, wie beispielsweise eine Hupe oder eine Sirene. Es versteht sich ferner, dass die hörbare Kommunikation 50 je nach Bedarf ein anhaltender oder intermittierender Ton sein kann. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Eigenschaften der hörbaren Kommunikation 50 (z. B. ein Lautstärkepegel und eine Tondauer der hörbaren Kommunikation 50) auf einem Zustand Verfassung des Fahrers 21 basieren. Wenn beispielsweise die Verfassung des Fahrers 21 von einem zufriedenstellenden Zustand ausgehend verschlechtert und ein Niveau der Notlage und/oder der Beeinträchtigung des Fahrers von einem normalen Zustand abweicht, steigt der Lautstärkepegel und/oder die Tondauer der hörbaren Kommunikation 50 von stumm bis auf einen vorherbestimmten Pegel und eine vorherbestimmte Tondauer an. Wenn sich dagegen die Verfassung des Fahrers 21 von einem unzufriedenstellenden Zustand ausgehend verbessert und das Niveau der Notlage und/oder der Beeinträchtigung des Fahrers bis auf den normalen Zustand absinkt, nimmt der Lautstärkepegel und/oder die Tondauer der hörbaren Kommunikation 50 von dem vorherbestimmten Pegel und der vorherbestimmten Tondauer ab, bis er stumm ist.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, ist die Kommunikationsvorrichtung 16' eine visuelle Vorrichtung in Verbindung mit dem Prozessor 14. Die Kommunikationsvorrichtung 16' kann eine beliebige visuelle Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um eine visuelle Kommunikation 52 zu generieren und an andere Fahrzeuge 46 oder andere Personen außerhalb des Fahrzeugs 11 zu übertragen. Es versteht sich, dass die Kommunikationsvorrichtung 16' eine beliebige Kommunikationsvorrichtung 16' sein kann, die eine visuelle Kommunikation 52 generiert, wie beispielsweise mindestens ein Lichtbalken am Fahrzeug, mindestens ein Scheinwerfer, mindestens eine Schlussleuchte, mindestens eine Fahrgastraumbeleuchtung und mindestens eine Rückfahrleuchte. Es versteht sich ferner, dass die visuelle Kommunikation 52 je nach Bedarf andauernd oder intermittierend sein kann. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Eigenschaften der visuellen Kommunikation 52 (z. B. ein Stärkepegel, ein Beleuchtungszeitraum und eine Farbe der visuellen Kommunikation 52) auf dem Zustand der Verfassung des Fahrers 21 basieren. Wenn sich beispielsweise die Verfassung des Fahrers 21 von dem zufriedenstellenden Zustand ausgehend verschlechtert und ein Niveau der Notlage und/oder der Beeinträchtigung des Fahrers von einem normalen Zustand abweicht, nimmt der Stärkepegel und/oder der Zeitraum der Beleuchtung der visuellen Kommunikation 52 von einem normalen Zustand bis zu einem vorherbestimmten Stärkepegel und/oder bis zu einem vorherbestimmten Zeitraum der Beleuchtung zu, und die Farbe der visuellen Kommunikation 52 kann sich gemäß einem vorherbestimmten Farbmuster ändern (z. B. von Grün auf Gelb auf Rot). Wenn sich die Verfassung des Fahrers 21 dagegen von dem unzufriedenstellenden Zustand ausgehend verbessert und das Niveau der Notlage und/oder der Beeinträchtigung des Fahrers bis auf den normalen Zustand verringert, verringert sich der Stärkepegel und/oder der Zeitraum der Beleuchtung der visuellen Kommunikation 52 von dem vorherbestimmten Stärkepegel und/oder dem Zeitraum der Beleuchtung bis auf den normalen Zustand, und die Farbe der visuellen Kommunikation 52 ändert sich gemäß dem vorherbestimmten Farbmuster (z. B. von Rot auf Gelb auf Grün).
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Die Kommunikationsvorrichtung 16'' ist eine drahtlose Übertragungsvorrichtung in Verbindung mit dem Prozessor 14. Die Kommunikationsvorrichtung 16'' kann eine beliebige drahtlose Übertragungsvorrichtung sein, die konfiguriert ist, um eine drahtlose Kommunikation 54 (d. h. ein drahtloses Signal) zu generieren und an andere Fahrzeuge 46 oder andere Personen außerhalb des Fahrzeugs 11 zu übertragen. Es versteht sich, dass die Kommunikationsvorrichtung 16'' je nach Bedarf ein beliebiger Sender sein kann. Es versteht sich ferner, dass die drahtlose Kommunikation 54 von einer beliebigen Anlage des anderen Fahrzeugs 46 außerhalb des Fahrzeugs 11 empfangen, analysiert und ausgegeben werden kann, wie beispielsweise von einer Fahrzeugaudioanlage (nicht gezeigt), die konfiguriert ist, um eine Audiowarnung 56 zu generieren, eine Fahrzeugnavigationsanlage (nicht gezeigt), die konfiguriert ist, um eine visuelle Warnung 58 zu generieren (z. B. eine Karte zum Auffinden eines beeinträchtigten Fahrers 58), und eine elektrische Anlage (nicht gezeigt), die konfiguriert ist, um eine visuelle Warnung 60 (z. B. eine Armaturenbrettleuchte) zu steuern. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Eigenschaften der Audiowarnung 56 (z. B. Lautstärkepegel und Tondauer der Audiowarnung 56), die Eigenschaften der visuellen Warnung 58 (z. B. Größe und Zeitraum der Anzeige der visuellen Warnung 58) und die Eigenschaften der visuellen Warnung 60 (z. B. Stärkepegel, Zeitraum der Beleuchtung und Farbe der visuellen Warnung 60) auf dem Zustand der Verfassung des Fahrers 21 basieren.
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Im Betrieb erkennen die Sensoren 12 kontinuierlich die Eigenschaften des Fahrers und des Fahrzeugs und generieren dadurch Eingangssignals, die auf diesen Eigenschaften basieren. Der Prozessor 14 empfängt kontinuierlich die Eingangssignale (z. B. das Sensorsignal) und die Informationen, die sich auf die Eigenschaften des Fahrers und die Eigenschaften des Fahrzeugs beziehen. Der Prozessor 14 analysiert das Eingangssignal und die Informationen, die auf dem Befehlssatz 20 basieren, um die Verfassung des Fahrers zu bestimmen 21. Mindestens eine der Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16'' wird basierend auf dem Zustand der Verfassung des Fahrers 21 von dem Prozessor 14 gesteuert. Als nicht einschränkendes Beispiel überträgt der Prozessor 14 kontinuierlich ein Steuersignal an mindestens eine der Kommunikationsvorrichtungen 16, 16', 16'', um den Zustand der Verfassung des Fahrers 21 anderen Fahrzeugen 46 und anderen Personen außerhalb des Fahrzeugs 11 mitzuteilen.
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Aus der vorstehenden Beschreibung kann der Fachmann ohne Weiteres die wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung feststellen und, ohne Geist und Umfang derselben zu verlassen, diverse Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie an diverse Verwendungen und Bedingungen anzupassen.
