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Die Erfindung betrifft ein vernetztes elektronisches Messungssystem. Das Verfahren und eine Einrichtung zu dessen Durchführung dienen insbesondere der Erfassung und Auswertung der Vitalfunktionen des Fahrers sowie der statischen Aufladung von Stoffen, die zur Aussage des ganzheitlichen Gesundheitszustandes des Fahrers in einem Fahrzeug dienen.
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Die
GB 2 375 645 A beschreibt ein Gerät zum Erkennen der Benommenheit eines Menschen, wobei über ein Detektor am Handgelenk der aktuelle Wert einer Stoffwechselfunktion, insbesondere Herzfrequenz oder Körpertemperatur, erfasst und dieser Wert mit einem Vergleichswert des Menschen, der den Wert im Schlafzustand darstellt, verglichen wird. Wenn der aktuelle Wert unter einen Schwellenwert fällt, wird über Alarmmeldemittel ein Ausgangssignal erzeugt.
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Die Schrift
DE 60 2004 012 994 T2 bezieht sich auf ein Notfallmeldesystem und auf ein Verfahren zur Meldung einer Notlage für einen sitzenden Fahrzeuginsassen, wobei das Notfallsystem verschiedene Arten von Notlagen erkennt. Eine Notlage geht mit einer Veränderung von mindestens einem Vitalzeichen der betreffenden Person einher. Die Überwachungsmittel sind in einer direkten Nähe eines Fahrzeugsitzes angeordnet oder in den Sitz oder ein Gurtbefestigungssystem integriert. Die Überwachungsmittel in dem System umfassen einen Sensor, der dafür ausgelegt ist, durch die Messung eines geeigneten Signals ein Vitalzeichen zu überwachen.
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Die Erfindung nach der Schrift beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung, um den Zustand des Fahrers eines Kraftfahrzeuges zu charakterisieren. Ein Fahrerzustandsmonitor ermittelt physiologische Zustandsgrößen des Fahrers. In Abhängigkeit vom ermittelten Ergebnis wird auf Steuerungseinheiten des Kraftfahrzeugs sowie den Fahrer eingewirkt, um geeignete Maßnahmen zur Einhaltung eines sicheren Zustands des Fahrers bzw. des Kraftfahrzeugs durchzuführen. Als physiologische Zustandsgrößen werden insbesondere Gehirnströme mittels Elektroenzephalogramms, Herzzustand mittels Elektrokardiogramm, Blutdruck, Herzfrequenz oder Puls, Herzbewegung, Hauttemperatur und Leitfähigkeit der Haut ermittelt und ggf. gespeichert. Als weitere Schlüsselparameter werden die Griffkraft des Fahrers am Lenkrad und seine Bewegungen auf dem Sitz erfasst und ausgewertet und mit den anderen Ergebnissen zur Einleitung geeigneter Maßnahmen zur Beeinflussung von Fahrzeug und Fahrer zusammengeführt.
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In der Schrift
DE 601 24 971 T2 wird ein Gesundheitsüberwachungssystem für die Überwachung von Personen in einem Fahrzeug beschrieben, wobei als Messgrößen Herzschlagdaten, aufgenommen von Blechelektroden am Lenkrad und Schweißsekretion verwendet werden. Eine Videokamera überwacht den Gesichtsausdruck. Alle erfassten Daten werden über eine Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet und über einen Mikrocomputer mit Mobiltelefon verbunden.
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Die Schrift
DE 60 2004 003 166 T2 beschreibt ein Detektiergerät biologischer Informationen eines Fahrers, wobei jeweils eine Erfassungselektrode zum Erfassen eines elektrischen Potentials einer linken Hand und der rechten Hand an einem Steuerrad eines Fahrzeuges vorgesehen ist. Das elektrische Signal wird zu einem Bandpassfilter geleitet, der ein Elektrokardiogrammsignal aus dem elektrischen Signal extrahiert und das Signal an eine Herzfrequenz-Datenerfassungsschaltung und eine Fehlstellen-Erfassungsschaltung weiterleitet. Die Herzfrequenz-Datenerfassungsschaltung misst und erfasst die Herzfrequenz und leitet diese an eine Auswahlvorrichtung weiter. Die Abweichungen von Vergleichsdaten führen zur Abgabe von Warnsignalen aus einer Warneinrichtung.
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Die Schrift
DE 10 2009 044 662 A1 beschreibt ein Lenkrad eines Fahrzeugs, insbesondere ein biometrisches Lenkrad, mittels dessen Biosignale eines Fahrers gemessen werden können. Durch Erfassen von Biosignalen von den Händen des Fahrers mittels eines Lenkrads und Analysieren der Biosignale ist es möglich, Dienste zur Verfügung zu stellen, welche den aktuellen Gesundheitszustand des Fahrers betreffen. Das biometrisches Lenkrad weist Sensorelemente auf, welche entlang der Umfangsrichtung des Lenkrads angeordnet sind.
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In der Schrift
DE 10 2006 023 287 A1 wird ein Greifkraftsensor für das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit einem piezoelektrischen Drucksensor beschrieben, wobei das Lenkrad einen Grundkörper und eine den Grundkörper umfassende Kranzhülle aufweist und zwischen dem Grundkörper und der Kranzhülle mindestens eine Sensorfolie angeordnet ist, die mindestens einen piezoelektrischen Sensor trägt. Die Anwendung dieses Greifkraftsensors besteht darin, den physischen oder psychischen Zustand des Fahrers im Hinblick auf seine Fahrtüchtigkeit zu überwachen. Ausgenutzt wird dabei die Tatsache, dass ein stressbelasteter oder übermüdeter Fahrzeugführer besondere Reaktionsweisen zeigt. Die sich daraus ergebende Information kann dazu verwendet werden, Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs zu aktivieren.
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Die Schrift
DE 10 2006 005 664 A1 beschreibt die Überwachung des Gesundheitszustandes eines Fahrzeugführers, wobei für einen Fahrzeugführer ein Gesundheits-Zustands-Vektor gebildet und der mit einem zulässigen Vektor nach Klassifizierungsmethoden verglichen wird. Die Daten für den Gesundheits-Zustands-Vektor werden über in das Lenkrad oder ein anderes Bedienelement integrierte bioelektrische, elektrochemische und/oder optoelektronische Sensoren durch Berühren während des Lenk- oder Bedienvorganges gewonnen.
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Die Erfindung gemäß
DE 100 18 669 B4 betrifft eine Fahrer-Zustandsüberwachungsvorrichtung über Erfassung eines Pulssignales von der Handfläche oder den Fingern der linken oder der rechten Hand oder beiden Hände eines Fahrers durch einen Pulssensor an einem Steuerrad. Bei einem normalen Gesundheitszustand des Fahrers werden die erfassten Ergebnisse als Referenzdaten in einer Datenspeichereinheit gespeichert. Während der Fahrt wird ein Pulssignal des Fahrers durch den Pulssensor am Steuerrad der Transporteinrichtung während der Fahrt erfasst, wobei Veränderungen des Signals, die sich aus einer Überarbeitung, Müdigkeit, Aufregung, dem Überholen eines Fahrzeugs oder überhöhter Geschwindigkeit des Fahrers ergeben, gemessen werden. Das gemessene Ergebnis wird mit den Referenzdaten, die in der Datenspeicherungseinheit gespeichert sind, verglichen. Ergibt sich aus diesem Vergleich eine Differenz oberhalb oder unterhalb eines Schwellwerts, wird die Aufmerksamkeit des Fahrers durch Signaleinrichtungen auf den momentanen Zustand gelenkt oder gewarnt.
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Aus der Schrift ist eine Vorrichtung zur Durchführung von Fahrzustandsanalysen bekannt, bestehend aus einer Kombination der berührungslosen kapazitiven Erfassung, Analyse und Auswertung der Parameter der Herzfrequenzvariabilität, der Herzfrequenz und des Pulses eines Fahrers über die Zeitbereichsanalyse und Frequenzanalyse mit der berührungslosen Erfassung der Vitaldaten über textile kapazitive Sensoren in oder an Ruheelementen des Fahrers, insbesondere in oder an der Rückenlehne des Sitzes, wobei insbesondere der funktionale Gesundheitszustand und der Stresszustand über ein Ampelsystem angezeigt werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen zur Fahrerzustandsanalyse betreffen grundsätzlich den momentanen Ist-Zustand des Fahrers. Die Sensoren zur Messung der Vitalparameter, die am Lenkrad oder anderen Arbeitselementen des Fahrzeuges angeordnet sind, wie beispielsweise im Sitzbereich des Fahrzeuges, haben den Nachteil, dass der Fahrer diese Elemente nie über einen längeren Zeitraum berührt und so auch diese Vitalparameter über keinen längeren Zeitraum gemessen werden können. Die Sensoren im und am Lenkrad im Sitzbereich des Fahrzeuges können keine verlässlichen Vitaldaten des Fahrers liefern, da die Hände des Fahrers während der Fahrt nur für eine begrenzte Zeit in den unterschiedlichsten Stellungen am Lenkrad liegen und Bereiche des Lenkrades fassen, wo keine Sensoren angeordnet sind oder die Sensoren eine zu kurze Zeit mit den Händen in Kontakt treten. Auch die Sensoren, die im Sitzbereich des Fahrzeuges angeordnet sind, können keine verlässlichen Daten über einen längeren Zeitraum bieten, da durch das starke Muskelgewebe des Fahrers die Daten verfälscht sein können oder die Sensoren in Bereichen angeordnet sind, die während der Fahrt oft nicht mit dem Rücken des Fahrers in Berührung kommen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik auszuräumen.
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Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen System im Sinne eines Drive-Life Balance Systems handelt sich um ein vernetztes elektronisches Fahrzeugsystem, welches während der Verweilzeit des Fahrers in einem Fahrzeug primär den Fahrer auf seinen gesundheitlichen Zustand hin und seine Vitalfunktionen überprüft oder überwacht und weitreichende Vorschläge zur Prävention von bevorstehenden gesundheitlichen Risiken mitteilt. Alle elementaren Informationen vom Fahrer werden kontinuierlich erfasst, ausgewertet und es werden daraus Empfehlungen ermittelt. Hierbei wird zwischen den extern und intern ermittelten Daten unterschieden, die entweder einzeln oder zusammen ausgewertet werden können. Kernstück des erfindungsgemäßen Systems stellt dabei die Ermittlung und Auswertung der fahrzeuginternen Daten dar. Intern ermittelte Daten sind Daten, die von einem fahrzeugfesten (internen) Gerät aufgezeichnet und ausgewertet werden. Eine mögliche Messung könnte beispielsweise durchgeführt werden, indem der Fahrer beide Hände am Lenkrad positioniert, wie es bei einer normalen Fahrposition üblich ist. Mehrere im Lenkrad eingebaute und vernetzte Messsonden erfassen dann direkt alle relevanten Parameter, welche von einem Steuergerät ausgewertet werden. Es werden Parameter wie beispielsweise EKG-Herzfrequenzen, Blutdruck, Puls und/oder Körpertemperatur erfasst. Die Daten werden dann beispielsweise auf einem Zentraldisplay am Armaturenbrett oder auf einem Display in der Tür angezeigt. Erfindungsgemäß werden zudem extern ermittelte Daten, also Daten die von einem externen Gerät aufgezeichnet wurden, z.B. von einem Pulsmesser, anschließend im Fahrzeug ausgelesen und mit den intern ermittelten Daten kombiniert.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, dass die statische Aufladung von Stoffen, die zur Aussage eines ganzheitlichen Gesundheitszustandes des Fahrers dient, durch Feldsensoren am Lenkrad indirekt erfasst wird. Bei der Messung der statischen Aufladung des Fahrers können dabei Organe, organische und anorganische Stoffe, wie z.B. Metalle, Gifte, Kunststoffe, Radioaktivität und Ähnliches in geringsten Intensitäten ermittelt werden. Deren Ermittlung und Auswertung wird mit einem System realisiert, welches nach dem Funktionsprinzip der Lecherleitung erfolgt. Hierbei werden elektromagnetische Wellen erfasst, die in Resonanz zu bestimmten Stoffen und Organen stehen und intensitätsbezogen erfasst werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, die Parameter aus der direkten Erfassung und Auswertung der Vitalfunktionen sowie die Parameter aus der indirekten statischen Aufladung miteinander zu kombinieren.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass durch die Kombination der beiden Auswertungen ein noch mehr umfassender und zuverlässiger Überblick über den Gesundheitszustand des Fahrers möglich ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, dass aus der statischen Aufladung vor Fahreintritt ein Ist-Zustand des Fahrers ermittelt wird, der einen Rückschluss auf seine Fahrtüchtigkeit zulässt und bei erkannten Fahruntüchtigkeit eine Startfreigabe des Fahrzeuges verhindert werden kann.
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Die kontinuierliche Messung kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung während der Fahrt genutzt werden, um die Konzentrationsfähigkeit des Fahrers zu ermitteln und ihn rechtzeitig vor einem kritischen Zustand, wie Müdigkeit, zu warnen.
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Erfindungsgemäß wird auf dem Gesundheitszustand der wichtigsten Organe basierender Gesundheitszustand ermittelt. Zusätzlich kann auch dementsprechend ein Wochen-, Monats- oder Jahresübersicht eines personenabhängigen Gesundheitsprofils erstellt werden.
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Basierend auf dem Gesundheitszustand oder Gesundheitsprofil des Fahrers werden voreingestellte oder durch Algorithmen (selbständiges Erlernen des Systems durch Erfassung der Kundengewohnheiten) ermittelte Fahrzeugparameter (wie z.B. maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigungsverhalten beim autonomen Fahren, Musikrichtung im Radio, DVD, USB sowie Duftnote bei Beduftung der Klimaanlage) selbständig im Fahrzeug als Grundeinstellung eingestellt.
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Vorteilhaft ist, dass das System sowohl universell in allen Fahrzeugen wie z.B. Motorrad, PKW oder LKW beim herkömmlichen Fahren, d.h. wenn der Fahrer das Fahrzeug steuert, sowie auch zukünftig beim autonomen Fahren eingesetzt werden kann. Beim autonomen Fahren wird dabei primär die dauerhafte Ermittlung des Gesundheitszustandes im Vordergrund stehen, als die Fähigkeiten zum Steuern des Fahrzeuges.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, basierend auf den erfassten Personendaten und den Biowetter-Daten eine Empfehlung eines täglichen, personenabhängigen Gesundheitsplanes, z.B. bezüglich des Essens, des Trinkens oder der Bewegung, zu erstellen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das erfindungsgemäße System mit mobilen Anwendungen (z.B. mit einem Mobiltelefon, einem tragbaren Computer bzw. mit einem Rechner via serielles Bussystem, Bluetooth oder Internet) oder mit unterschiedlichen Schnittstellen (USB, Internet, Telefon) verbunden werden. Vorteilhaft ist, dass auf diese Weise beispielsweise eine Übermittlung von Daten an eine Notfallzentralle oder Hausarzt möglich ist.
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Erfindungsgemäß werden im Fahrzeug ein oder mehrere Messsensoren (z.B. am Lenkrad oder Armaturenbrett) eingebaut, die die Vitalfunktionen des Fahrers erfassen, wobei die relevanten Parameter von einem Steuergerät ausgewertet werden.
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Erfindungsgemäß werden am Lenkrad Feldsensoren zur indirekten Messung eingebaut, die Vitalfunktionen des Fahrers erfassen, wobei die statische Aufladung von Stoffen von einem Steuergerät ausgewertet wird.