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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Müdigkeitszustands eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Umfeldsensorik der Abstand des Kraftfahrzeugs zu wenigstens einer Spurbegrenzung einer Fahrspur, auf welcher sich das Kraftfahrzeug bewegt, überwacht und in Abhängigkeit davon, wie oft der erfasste Abstand einen vorgebbaren Mindestabstand unterschreitet auf einen kritischen Müdigkeitszustand des Fahrers erkannt wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Müdigkeitserkennungseinrichtung für ein Kraftfahrzeugt, mit einer Umfeldsensorik zum Erfassen zumindest eines Abstands des Kraftfahrzeugs zu wenigstens einer Spurbegrenzung einer Fahrspur, auf welcher sich das Kraftfahrzeug bewegt, und mit einer Steuereinheit, die in Abhängigkeit davon, wie oft der erfasste Abstand einen vorgebbaren Mindestabstand unterschreitet, auf einen kritischen Müdigkeitszustand erkennt.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Einrichtung.
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Stand der Technik
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Verfahren, Einrichtungen und Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So sind Sicherheitseinrichtungen bekannt, die durch visuelles Erfassen der Fahrspur auf den Müdigkeitszustand des Fahrers schließen. Insbesondere ist es bekannt, eine Umfeldsensorik vorzusehen, die wenigstens eine Kamera aufweist, die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist, um die vor dem Kraftfahrzeug liegende Fahrbahn zu erfassen. Mittels bekannter Algorithmen werden aus den Bilddaten die Spurbegrenzungen der Fahrbahn, die beispielsweise durch unterbrochene Linien links und rechts der Fahrspur definiert sind, ermittelt und die Position des Kraftfahrzeugs bezüglich der Spurbegrenzungen bestimmt. Die Ermittlung des Abstands erfolgt dabei ebenfalls auf Basis der Bilddaten. In Kenntnis der Position der Kamera an dem Kraftfahrzeug und der Position der Spurbegrenzung(en) auf den erfassten Bilddaten lässt sich die Position des Kraftfahrzeugs und damit der seitliche Abstand des Kraftfahrzeugs zu der oder den Spurbegrenzungen auf einfache Art und Weise ermitteln. Nähert sich das Kraftfahrzeug innerhalb eines vorgebbaren Zeitraums oft an eine der Spurbegrenzungen heran oder überschreitet diese, so erkennt die Einrichtung darauf, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs müde sein muss, weil er offensichtlich das Kraftfahrzeug nicht mehr sicher in der Spur halten kann. Dabei werden insbesondere die Annäherungen an die Spurbegrenzung berücksichtigt, bei welchen das Kraftfahrzeug einen vorgebbaren Mindestabstand unterschreitet.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das individuelle Fahrverhalten von Fahrern des Kraftfahrzeugs bei der Bestimmung beziehungsweise bei der Ermittlung des Müdigkeitszustandes berücksichtigt wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass üblicherweise unterschiedliche Fahrer das Kraftfahrzeug unterschiedlich nah an einer Spurbegrenzung entlang führen. Der Fahrer-individuelle Normal-Abstand zu der Spurbegrenzung wird bei der Bestimmung der Anzahl der Überschreitungen des vorgebbaren Mindestabstands berücksichtigt. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass der Abstand des Kraftfahrzeugs zur Spurbegrenzung über einen vorgebbaren Zeitraum überwacht wird, um zunächst den Normal-Abstand des Kraftfahrzeugs zu der Spurbegrenzung zu bestimmen, und dass in Abhängigkeit von dem Normal-Abstand der vorgebbare Mindestabstand variiert wird. Dadurch wird erreicht, dass nur die Annäherung an die Spurbegrenzung berücksichtigt werden, die für den jeweiligen Fahrer als unnormal beziehungsweise als kritisch erachtet werden.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass ausgehend von einem Basismindestabstand der aktuelle Mindestabstand erhöht wird, wenn der Normal-Abstand größer als ein vorgebbarer Grenzwert ist, und verringert, wenn der Normal-Abstand kleiner als der Grenzwert ist. Bei der Initialisierung der Müdigkeitszustandserfassungseinrichtung beziehungsweise des Verfahrens wird also zunächst von einem vorgegebenen Basismindestabstand ausgegangen. Dieser wird in Abhängigkeit von dem Normal-Abstand des aktuellen Fahrers erhöht oder verringert, je nachdem, ob der Normal-Abstand den vorgegebenen Grenzwert über- oder unterschreitet. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Basismindestabstand erhöht wird, wenn der Normal-Abstand größer als der Grenzwert ist und verringert, wenn der Normal-Abstand kleiner als der Grenzwert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass der Abstand des Kraftfahrzeugs zu zwei die Fahrspur begrenzenden Spurbegrenzungen überwacht wird, wobei zu jeder der Spurbegrenzungen ein Mindestabstand vorgegeben wird. Damit wird der Abstand des Kraftfahrzeugs zu den beiden die Spur begrenzenden Spurbegrenzungen ermittelt und der der jeweiligen Spurbegrenzung zugewiesene Mindestabstand gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren variiert. Es werden somit zwei Entfernungen, nämlich die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu der einen Spurbegrenzung und die Entfernung zu der anderen Spurbegrenzung ermittelt und für die Müdigkeitszustandserkennung genutzt.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem ermittelten Normal-Abstand zumindest der Mindestabstand zu der Spurbegrenzung verringert wird, zu welcher der ermittelte Normal-Abstand kleiner ist. Hierdurch wird berücksichtigt, dass der Müdigkeitszustand von Fahrern, die im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs näher zu einer der beiden Spurbegrenzungen bewegen, sicher ermittelbar ist.
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Vorzugsweise wird der Mindestabstand zu einer Spurbegrenzung vergrößert, wenn der Mindestabstand zu der anderen Spurbegrenzung verringert wird. Hierdurch wird die Müdigkeitszustandserfassung weiter optimiert.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der jeweilige Mindestabstand und/oder Normal-Abstand in Abhängigkeit von der Anzahl paralleler Fahrspuren des aktuellen Fahrabschnitts variiert wird. In Abhängigkeit davon, wie viele Fahrspuren vorliegen, kann der Mindestabstand optimiert werden, um beispielsweise früher auf einen kritischen Müdigkeitszustand schließen zu können, beziehungsweise um einen Fahrer früher auf einen kritischen Müdigkeitszustand hinzuweisen. Es wird hierdurch die Empfindlichkeit der Müdigkeitserfassung bei mehreren Fahrspuren erhöht, um die Sicherheit auch anderer Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anzahl der Fahrspuren durch die Umfeldsensorik und/oder durch Daten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der jeweilige Mindestabstand und/oder Normal-Abstand in Abhängigkeit davon variiert wird, auf welcher der mehreren Fahrspuren sich das Kraftfahrzeug befindet. Befindet sich das Kraftfahrzeug beispielsweise auf der Linken von zwei Fahrspuren, so wird der Mindestabstand zu der linken Spurbegrenzung der linken Fahrspur verringert, weil davon ausgegangen wird, dass Fahrer auf der linken Fahrspur das Kraftfahrzeug tendenziell eher zur linken Spurbegrenzung hinführen, als zur Spurmitte oder zur rechten Spurbegrenzung. Entsprechend wird vorgegangen, wenn das Kraftfahrzeug auf der rechten Fahrspur bewegt wird, wobei dann zweckmäßigerweise der Mindestabstand zu der rechten Spurbegrenzung verringert wird.
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Die Müdigkeitserfassungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchführt. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Müdigkeitserfassungseinrichtung aus. Auch hier ergeben sich die zuvor bereits genannten Vorteile. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem zuvor bereits Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 ein Kraftfahrzeug auf einer Fahrbahn in einer vereinfachten Draufsicht und
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2 ein Diagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zur Müdigkeitszustandsermittlung.
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1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1, das auf einer Fahrbahn entlang einer Fahrspur 2 bewegt wird. Die Fahrspur 2 ist links und rechts durch jeweils eine Fahrspurbegrenzung 3 beziehungsweise 4 begrenzt, die insbesondere durch durchgezogene oder unterbrochene Linien auf der Fahrbahn angezeigt sind. Das Kraftfahrzeug 1 bewegt sich entlang der Fahrspur 2 wie durch einen Pfeil 5 angedeutet. Frontseitig weist das Kraftfahrzeug 1 eine Umfeldsensorik 6 in Form einer Frontkameraeinrichtung 7 auf, die die vor dem Kraftfahrzeug 1 liegende Fahrbahn visuell erfasst. Die Bilddaten der Kamera 7 werden durch eine Steuereinheit 8 ausgewertet, die in Abhängigkeit von den erfassten Daten auf einen Müdigkeitszustand des Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 schließt/erkennt.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 8 die Bilddaten der Kameraeinrichtung 7 auswertet, um einen seitlichen Abstand A beziehungsweise B des Kraftfahrzeugs 1 zu den Spurbegrenzungen 3 beziehungsweise 2 zu ermitteln. Dieser Abstand wird im Betrieb laufend überwacht und mit einem vorgegebenen Mindestabstand GA beziehungsweise GB verglichen. Dabei wird gezählt, wie oft der Mindestabstand GA, GB durch den aktuellen Abstand A, B innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer unterschritten wird. Unterschreitet der Abstand A, B des Kraftfahrzeugs 1 den jeweils vorgegebenen Mindestabstand GA oder GB über eine vorgebbare Anzahl hinaus, so wird darauf erkannt, dass der Fahrer müde ist, und eine Warnmeldung wird an den Fahrer ausgegeben.
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Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 wird zunächst über einen vorgegebenen Zeitraum ein Normal-Abstand NA, NB des Kraftfahrzeugs 1 zu zumindest einer der Spurbegrenzungen 3, 4 ermittelt. Dazu wird beispielsweise innerhalb des vorgegebenen Zeitraums der Abstand des Kraftfahrzeugs zu der jeweiligen Spurbegrenzung 3, 4 erfasst und ein Mittelwert zum Bestimmen des Normal-Abstands bestimmt. Insbesondere wird der Normal-Abstand NA, NB dann ermittelt, wenn innerhalb des vorgegebenen Zeitraums der jeweilige Mindestabstand GA, GB nicht unterschritten wird. Vorzugsweise wird ein Normal-Abstand NA zu der einen Spurbegrenzung 3 und ein Normal-Abstand NB zu der anderen Spurbegrenzung 4 ermittelt. In Abhängigkeit des Normal-Abstands NA, NB zu den Spurbegrenzungen 3, 4 werden dann die Mindestabstände GA und GB variiert.
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1 zeigt hierzu den Mindestabstand GA, GB des Kraftfahrzeugs 1 zu der linken Spurbegrenzung 3 und zu der rechten Spurbegrenzung 4. Bei Vorliegen von zwei Spurbegrenzungen 3, 4 wird zunächst eine Mittellinie M zwischen den Spurbegrenzungen 3, 4 bestimmt. Diese Mittellinie stellt einen vorgebbaren Basisabstand des Kraftfahrzeugs 1 zu den Spurbegrenzungen 3, 4 dar. Wird anhand des Kamerabilds der Kameraeinrichtung 7 ermittelt, dass der Fahrer innerhalb des vorgebbaren Zeitraums das Kraftfahrzeug 1 näher zu der linken Spur 3 entlang bewegt, sodass der Abstand zu der linken Spur 3 kleiner, als zu der rechten Spur 4 ist, so wird wie zuvor bereits beschrieben, der Normal-Abstand des Kraftfahrzeugs 1 zu der linken Spur und zu der rechten Spur bestimmt. So wird der Mindestabstand GA mit zunehmender Annäherung des Normal-Abstands des Kraftfahrzeugs 1 zu dem der linken Spurbegrenzung 3 verringert. Der Mindestabstand GB bleibt dabei gleich, könnte jedoch alternativ auch erhöht werden. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der jeweilige Mindestabstand GA oder GB dann variiert wird, wenn der Normal-Abstand einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass der Normal-Abstand des Kraftfahrzeugs 1 zu der Spurbegrenzung 3 den Grenzwert unterschreitet, weil der Fahrer das Kraftfahrzeug 1 nahe zu der rechten Spurbegrenzung 3 führt.
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Es werden also in Abhängigkeit von dem Normal-Abstand des Kraftfahrzeugs 1 zu den Spurbegrenzungen 3, 4 die Mindestabstände GA und GB variiert, sodass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Kraftfahrzeug 1 bei einer Bewegung in Richtung der linken Fahrspur 3 schneller den vorgegeben Mindestabstand GA unterschreitet, als bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs in Richtung der Spurbegrenzung 4.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass dabei der Time-to-Lane-Crossing Wert (TLC-Wert) verwendet wird, wie in 2 beispielhaft gezeigt, der in Sekunden angibt, wie lange das Kraftfahrzeug 1 bei aktueller Fahrtrichtung theoretisch benötigt, um die rechte oder die linke Spurbegrenzung 3, 4 zu überfahren. Der Müdigkeitszustand des Fahrers wird dann über die Frequenz ermittelt, wie häufig der Fahrer den jeweiligen, wie zuvor beschrieben, vorgegebenen Mindestgrenzwert GA, GB unterschreitet. Dadurch, dass die Mindestgrenzwerte für beide Spurbegrenzungen 3, 4 variabel vorgegeben werden, in Abhängigkeit des Normal-Abstands des Kraftfahrzeugs 1, wird eine genauere Erfassung des Mündigkeitszustands des Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 gewährleistet. Durch das beschriebene Verfahren wird erkannt, welches Spurhalteverhalten der Fahrer hat, um in Abhängigkeit dessen die Parametrisierung der Müdigkeitserkennung, nämlich die Mindestabstände GA, GB anzupassen. 2 zeigt eine Anpassung für den Fall, dass das Kraftfahrzeug 1 tendenziell eher nahe zu der linken Spurbegrenzung 3 geführt wird.
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Fährt der Fahrer zum Beispiel häufig in der Nähe der linken Spurbegrenzung 3, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, so wird die Parametrierung der Müdigkeitserkennung dahin gehend geändert, dass erst ein näheres Heranfahren an die Spurbegrenzung 3 berücksichtigt wird, der Mindestabstand GA also verringert wird. Weil der Abstand zu der rechten Spurbegrenzung jedoch höher ist, können hier auch höhere Mindestabstände GB berücksichtigt werden. Der Zusammenhang muss dabei nicht linear sein.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Müdigkeitserkennung dadurch erweitert wird, dass der Spurtyp der Fahrspur ermittelt wird. Insbesondere wird dabei berücksichtigt, ob die Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 bewegt, eine oder mehrere Fahrspuren, die in die gleiche Richtung führen, aufweist. Häufig wird ein Kraftfahrzeug 1 auf einer rechten von zweit Fahrspuren eher rechts, also eher näher zu der rechten Spurbegrenzung 4 entlang bewegt, während ein Kraftfahrzeug auf der linken Fahrspur eher nah zu der linken Spurbegrenzung 3 bewegt wird. Dies ergibt sich daraus, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs üblicherweise einen maximalen Abstand zu anderen Fahrzeugen erzielen möchte. In Abhängigkeit von den Bilddaten der Kameraeinrichtung 7 und/oder von Daten eines Navigationssystems 9 des Kraftfahrzeugs 1 kann auf einfache Art und Weise auf die Anzahl der Fahrspuren und auf die Fahrspur geschlossen werden, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet. Entsprechend können die Werte, insbesondere die Mindestabstände GA, GB auch in Abhängigkeit davon variiert werden, ob sich das Kraftfahrzeug 1 auf einer linken oder auf einer rechten Fahrspur befindet. Befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer mittleren von drei Fahrspuren, so wird bevorzugt davon ausgegangen, dass das Kraftfahrzeug 1 im Wesentlichen mittig zwischen den Spurbegrenzungen der mittleren Fahrspur beweget wird, sodass der jeweilige Normal-Abstand des Kraftfahrzeugs 1 dem Basisabstand des Kraftfahrzeugs 1 insbesondere zu den Spurbegrenzungen 3, 4 entspricht. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Basisabstand nach Möglichkeit davon geändert wird, auf welcher der Fahrspuren sich das Kraftfahrzeug befindet. Bewegt sich das Kraftfahrzeug auf der mittleren von drei Fahrspuren, so wird der Basisabstand unter der Annahme vorgegeben, dass sich das Kraftfahrzeug mittig auf der Fahrspur befindet. Befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer linken von zwei oder drei Fahrspuren, so wird der Basisabstand zu der linken Spurbegrenzung 3 der linken Fahrspur hin verringert, befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer rechten von zwei oder drei Fahrspuren, so wird der Basisabstand zu der rechten Spurbegrenzung 4 der rechten Fahrspur hin verringert. Dadurch ergibt sich bereits eine Beeinflussung des Normal-Abstands des Kraftfahrzeugs, wenn dieser wie zuvor beschrieben, ermittelt wird. Damit wird bei der Bestimmung des Müdigkeitszustands auf einfache Art und Weise mit berücksichtigt auf welcher der Fahrspuren das Kraftfahrzeug bewegt wird.
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Die Steuereinheit 8 bildet zusammen mit der Kameraeinrichtung 7 und gegebenenfalls dem Navigationssystem 9 eine Müdigkeitserfassungseinrichtung 10, mittels welcher durch das zuvor beschriebene Verfahren der Müdigkeitszustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 Fahrer-individuell genau und schnell erfassbar ist.
