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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs.
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Manche Fahrsituationen beim Führen eines Kraftfahrzeugs können für einen Fahrer sehr eintönig sein. So treten beispielsweise während einer nächtlichen Fahrt auf einer Autobahn mit nur wenigen anderen Verkehrsteilnehmern kaum Spurwechsel, Richtungsänderungen, Beschleunigungs- und Bremsvorgänge oder dergleichen auf. Wenn solche monotonen Fahrsituationen über eine längere Zeit anhalten, kann dieses eine Abnahme der Konzentration des Fahrers auf den Verkehr und sein Fahrzeug bewirken. Hierdurch können schließlich Müdigkeit oder sogar Schläfrigkeit des Fahrers ausgelöst werden. Solche Konzentrationsmängel des Fahrers können sehr gefährliche Konzentrationsfehler beim Führen des Kraftfahrzeugs verursachen. Der Fahrer reagiert zum Beispiel zu spät oder gar nicht auf eine sich plötzlich ändernde Fahrsituation oder verlässt unbewusst seine Fahrspur.
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Zur Vermeidung solcher Gefahrensituationen sind verschiedene Verfahren zum Feststellen einer Müdigkeit oder Schläfrigkeit des Fahrers beim Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei wird das Fahrerverhalten beobachtet und beispielsweise aus einer Frequenz oder Dauer des Schließens der Augenlider des Fahrers oder aus seinem Lenkverhalten beim Einhalten einer benutzten Fahrspur ein entsprechender Konzentrationsgrad bzw. eine Müdigkeit des Fahrers ermittelt. Beim Feststellen einer gefährlichen Müdigkeit erfolgt dann zum Beispiel eine akustische Warnung, eine Zufuhr von Frischluft oder eine Aufforderung, eine Pause einzulegen.
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Die
EP 2 584 548 beschreibt ein solches Verfahren zum Bestimmen einer Konzentration eines Fahrers auf das Fahren eines Fahrzeugs. Dazu werden periodisch Daten von einem Steuerwinkelsensor und einer Frontkamera erfasst und in einem Speicher gespeichert. Mittels einer Auswertungseinheit werden die erfassten Daten statistisch ausgewertet. Eine Detektionseinheit bestimmt aus statistischen Werten und vorgegebenen Grenzwerten einen Konzentrationswert des Fahrers. Entspricht beispielsweise eine Anzahl von Vorzeichenänderungen des Steuerwinkels einer Anzahl von Richtungswechseln der Straße und liegt eine Korrektur von seitlichen Abweichungen des Fahrzeugs unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts, wird eine sehr hohe Konzentration des Fahrers angenommen. Liegt andererseits eine Anzahl von Fahrspurüberschreitungen in einem bestimmten Zeitintervall über einen vorgegebenen Grenzwert, wird eine sehr schlechte Konzentration des Fahrers angenommen und der Fahrer zu einer Pause aufgefordert.
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Ein Nachteil der bekannten Verfahren ist, dass der Fahrer bei einer Warnung bereits ermüdet und seine Konzentration auf das Fahren gering ist. Hierdurch kann es durch Konzentrationsfehler bereits zu gefährlichen Fahrsituationen kommen. Wird der Fahrer seinem Empfinden nach zu früh gewarnt, könnte er eine Pause hinausschieben. Verzögert der Fahrer eine ihm vorgeschlagene Pause, nimmt seine Konzentration weiter ab. Die Gefahr durch Fahrfehler wird für den Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer zunehmend größer.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie ein System zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern beim Führen eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei die genannten Nachteile vermieden oder zumindest verringert werden und insbesondere Konzentrationsfehler durch Ermüdung wirksam vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein System zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern beim Führen eines Kraftfahrzeugs gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs erfolgt ein Erfassen von Parametern, welche eine aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs beschreiben. Insbesondere eignen sich die Parameter zum Ermitteln eines Eintönigkeitswerts oder Grad der Monotonie der Fahrsituation für den Fahrer. Erfasste Parameter können beispielsweise aktuelle oder gespeicherte Daten von vorhandenen oder zusätzlich vorgesehenen Sensoren, Vorrichtungen oder Systemen des Fahrzeugs sein. Weiterhin können als Parameter Daten verwendet werden, welche über ein öffentliches drahtloses Netzwerk, etwa einer Mobilfunkanbindung an das Internet, über einen Radiosender, beispielsweise einen Traffic Message Channel (TMC) oder über eine Verbindung mit kurzer Reichweite von anderen in der Nähe befindlichen Fahrzeugen an das Kraftfahrzeug übermittelt werden. Beispiele für als Parameter verwendete Daten werden weiter unten näher aufgeführt.
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Auf Grundlage der erfassten Parameter erfolgt ein Ermitteln eines aktuellen Eintönigkeitswerts als Beschreibung einer Monotonie der aktuellen Fahrsituation. Dieses kann zum Beispiel durch eine Bewertungsfunktion oder eine Wahrscheinlichkeitsfunktion unter Berücksichtigung aller oder einer Auswahl von erfassten Parametern erfolgen. Dabei ist eine Gewichtung einzelner Parameter oder auch eine Gewichtung mehrerer einander beeinflussender Parameter möglich. Insbesondere kann der Eintönigkeitswert einen Wahrscheinlichkeitswert für eine Monotonie einer Fahrsituation darstellen.
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Weiterhin ist ein Prüfen einer Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts durch den ermittelten aktuellen Eintönigkeitswert vorgesehen. Bei einer Überschreitung des Grenzwerts erfolgt ein Durchführen einer Übung für den Fahrer zur Steigerung einer Konzentration auf das Führen des Kraftfahrzeugs.
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Insbesondere kann nach einer Ausführungsform das Prüfen kontinuierlich oder periodisch erfolgen, um eine Unterbrechung einer Übung bei einer nicht mehr gegebenen Überschreitung des Grenzwerts zu ermöglichen. Das Durchführen einer Übung erfolgt vorzugsweise interaktiv über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Fahrzeugs. Dabei können beispielsweise Instruktionen oder Aufgaben für den Fahrer ausgegeben und eine Reaktion des Fahrers als Eingabe entgegen genommen werden. Die Übungen sind vorzugweise so ausgebildet, dass der Fahrer nicht vom eigentlichen Fahren abgelenkt wird. So sollte der Fahrer seinen Blick beim Ausführen einer Übung nicht oder nur sehr kurz von der Fahrbahn abwenden müssen.
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Durch ein solches erfindungsgemäße Verfahren wird die Konzentration eines Fahrers bei einer monotonen Fahrsituation stimuliert. Dieses erfolgt bereits lange bevor durch die Eintönigkeit eine Müdigkeit oder Schläfrigkeit des Fahrers und somit eine erhöhte Gefahr von Konzentrationsfehlern auftreten. Anstelle einer Warnung des Fahrers vor einer auftretenden Müdigkeit oder Schläfrigkeit werden diese Zustände bei dem erfindungsgemäßen Verfahren effektiv verhindert oder zumindest hinausgezögert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein aktueller Umgebungsparameter zur Beschreibung einer Fahrumgebung als Parameter der Fahrsituation erfasst. Beispielsweise können ein oder mehrere Parameter zur Beschreibung einer aktuellen Tageszeit, einer Straßenart, einer Verkehrsdichte, einer Witterungsbedingungen oder einer beliebigen Kombination dieser Umgebungsmerkmale erfasst werden. Die Tageszeit kann beispielsweise durch eine Fahrzeuguhr bereitgestellt werden. Als Straßenart wird hier ein Zustand und Ausbau der befahrenen Straße verstanden, zum Beispiel eine Autobahn, eine Landstraße usw. Hierfür können Daten eines GPS- oder Navigationssystems verwendet werden. Parameter für eine Verkehrsdichte lassen sich beispielsweise mit Hilfe eines Radarsystems des Fahrzeugs, über eine Verbindung zu einem öffentlichen Netzwerk mit einem Informationssystem, zum Beispiel einem Cloud-basierten Informationssystem, oder über einen kabellosen Informationsaustausch mit anderen, sich in der Nähe befindenden Fahrzeugen erfasst werden. Als Witterungsbedingungen kann zum Beispiel Regen oder Schneefall durch Sensoren des Fahrzeugs erfasst werden. Insbesondere in der Nacht oder bei Regen wird eine Fahrt für den Fahrer durch ein eingeschränktes Sichtfeld schnell eintönig. Auch eine Autobahnfahrt mit sehr wenigen anderen Verkehrsteilnehmern kann für den Fahrer sehr monoton sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein aktueller Belastungsparameter zur Beschreibung einer Fahrerbelastung als Parameter der Fahrsituation erfasst. Beispielsweise wird mit geeigneten Sensoren eine Häufigkeit oder Intensität einer Pedalbenutzung, eine Häufigkeit oder Intensität von Steuerungsvorgängen, eine Häufigkeit von Schaltvorgängen, eine Häufigkeit oder Dauer der Verwendung eines Fahrtrichtungsanzeigers, eine Häufigkeit oder Dauer der Benutzung eines Fernlichts oder eine beliebige Kombination von diesen Belastungsmerkmalen erfasst. Alternativ oder zusätzlich kann weiterhin das Blickverhalten des Fahrers, etwa wie oft der Fahrer einen Seiten- oder Rückspiegel verwendet, oder wie oft und wie lange der Fahrer seinen Blick von der Fahrbahn abwendet, erfasst werden. Insbesondere eine dauerhafte geringe Belastung des Fahrers ist ein Hinweis auf eine monotone, ermüdende Fahrsituation.
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Bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung wird mindestens ein aktueller Zustandsparameter zur Beschreibung eines Fahrzeugzustands als Parameter der Fahrsituation erfasst. Als Zustandsparameter können insbesondere ein Geschwindigkeitsmuster oder ein Geschwindigkeitsverlauf, oder daraus abgeleitete Werte, wie etwa ein Beschleunigungsverlauf, Maximalwerte für die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung, eine Häufigkeit von Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgängen und dergleichen mehr erfasst werden. Entsprechend können auch eine Richtungsänderungsmuster bzw. ein Richtungsänderungsverlauf oder daraus abgeleitete Werte, wie beispielsweise Maximalwerte oder eine Häufigkeit von Richtungswechseln usw. erfasst werden. Weitere Beispiele für Zustandsparameter des Fahrzeugs sind eine erfolgte Aktivierung oder andere Benutzungsparameter von Assistenzsystemen, wie zum Beispiel einer adaptive Geschwindigkeitsregelung oder einer Spurhaltehilfe, oder von Entertainmentsystemen, wie Radio, CD-Spieler usw. Aus diesen Zustandsparametern lässt sich ebenfalls ein Eintönigkeitsgrad der Fahrsituation bestimmen. So ist beispielsweise eine längere Fahrt bei gleicher Geschwindigkeit oder mit sehr wenigen Richtungsänderungen ein Hinweis auf eine monotone Fahrsituation.
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Ferner wird bei einer Ausführungsform bevorzugt mindestens ein aktueller Parameter zur Beschreibung der Fahrroute als Parameter der Fahrsituation erfasst. Als Parameter kann zum Beispiel eine verbleibende Fahrzeit oder Strecke bis zu einem Ziel oder einer geplanten Pause erfasst werden. Diese können etwa mit Hilfe eines Navigationsgeräts bestimmt werden, in welches der Fahrer das Ziel oder geplante Pausen eingegeben hat. Bei einer nur kurzen Restfahrdauer kann eine Einleitung von Übungen bei einer eintönigen Fahrsituation verhindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung berücksichtig die Ermittlung des aktuellen Eintönigkeitswerts vorherige Eintönigkeitswerte über eine vorgegebene Zeitdauer oder eine vorgegebene Strecke. Neben einer Dauer einer eintönigen Fahrsituation geht so auch ein jeweiliger Grad der Monotonie in den aktuellen Eintönigkeitswert ein. Beispielweise werden nun auch vorherige kurze Fahrsituationen mit einer erhöhten Aktivität des Fahrers bei einer ansonsten monotonen Fahrt berücksichtig. Auf diese Weise lässt sich der Eintönigkeitswert präziser bestimmen und somit Übungen passgenauer auslösen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Übung für den Fahrer ein Fahren nach einer vorgegebenen Fahrweise durchgeführt. Der Fahrer kann zum Beispiel zum Fahrspurwechsel, zum Fahren bei einer bestimmten Geschwindigkeit, zum leichten Verzögern oder Beschleunigen, zu einer bestimmten seitlichen Ausrichtung des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur, oder zum Einschalten eines Fernlichts oder Fahrtrichtungsanzeigers aufgefordert werden. Eine Auswahl einer oder mehrerer dieser Fahrweisen hintereinander kann dabei zufällig erfolgen. Weiterhin ist eine Aufforderung des Fahrers zum Befolgen einer vorgegebenen, kraftstoffsparenden Fahrweise als Übung möglich. Bei einer solchen sparsamen Fahrweise kann es sich zum Beispiel um ein Pulse & Glide, d.h. abwechselnd ein kurzes Beschleunigen auf eine obere Grenzgeschwindigkeit und ein längeres Gleiten bis auf eine untere Grenzgeschwindigkeit, oder ein optimales Schalten zwischen dem fünften und sechsten Gang handeln. Durch solche Übungen wird sehr effektiv einer eintönigen Fahrsituation entgegengewirkt und die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das Fahren erhöht.
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Weiterhin sieht eine bevorzugt Ausführungsform der Erfindung vor, dass als Übung für den Fahrer ein Aktivieren oder Deaktivieren eines Assistenzsystems des Fahrzeugs durchgeführt wird. Der Fahrer wird beispielsweise dazu aufgefordert, eine Spurhaltehilfe zu aktivieren. Anschließend erfolgt eine Aufforderung zum Ausprobieren der Spurhaltehilfe durch vorsichtiges Bewegen des Fahrzeugs auf eine Seitenlinie oder dergleichen. Auf diese Weise lernt der Fahrer eine Reaktion der Spurhaltehilfe kennen und steigert gleichzeitig seine Konzentration auf das Fahren des Fahrzeugs. Entsprechend können auch die Aktivierung eines Tempomats oder einer adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC) und ein Eingeben verschiedener Geschwindigkeiten oder Abstände zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorgesehen sein. Ferner kann auch ein Aktivieren, Ausprobieren oder Deaktivieren bestimmter Funktionen eines Infotainmentsystems, einer Klimaanlage oder anderer Komfortmerkmale des Fahrzeugs als Übung vorgeschlagen werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden bevorzugt eine oder mehrere Übungen zu bestimmten Zeitpunkten nach einem vorgegebenen Zeitplan durchgeführt. Dabei können insbesondere Pausen innerhalb einer Übung oder zwischen verschiedenen Übungen vorgesehen sein, um eine übermäßige Ablenkung des Fahrers zu vermeiden. Zum gleichen Zweck kann eine Dauer einzelner Übungen beschränkt sein, zum Beispiel auf wenige Minuten. Gemäß einer Ausführungsform werden dem Fahrer mehrere verschiedene Übungen zur Auswahl angeboten. Weiterhin kann eine Verzögerung des Beginns einer Übung durch den Fahrer vorgesehen sein. Hierbei kann die Anzahl von möglichen Verzögerungen beschränkt sein.
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Ein erfindungsgemäßes System zum Verhindern eines Fahrfehlers durch Konzentrationsmangel beim Führen eines Kraftfahrzeugs enthält eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen von eine aktuelle Fahrsituation beschreibenden Parametern. Weiterhin enthält das System ein Ermittlungsmodul zum Bestimmen eines aktuellen Eintönigkeitswert als Beschreibung einer Monotonie der aktuellen Fahrsituation auf Grundlage der erfassten Parameter und ein Entscheidungsmodul zum Prüfen einer Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts durch den aktuellen Eintönigkeitswert. Zum Durchführen einer Übung für den Fahrer zur Steigerung einer Konzentration auf das Führen des Kraftfahrzeugs beim Überschreiten des Grenzwerts enthält das System ferner ein Übungsmodul.
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Analog zum korrespondierenden Verfahren wird durch das erfindungsgemäße System die Konzentration des Fahrers bereits vor einem Auftreten einer Müdigkeit oder Schläfrigkeit durch entsprechende Übungen gesteigert. Fahrfehler durch eine mangelnde Konzentration des Fahrers werden auf diese Weise wirkungsvoll verhindert.
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Insbesondere sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems zum Durchführen eines der oben beschriebenen Verfahren ausgebildet.
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Weitere Ausführungsformen des Systems korrespondieren jeweils mit beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und weisen entsprechende Merkmale und Vorteile auf.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern beim Führen eines Kraftfahrzeugs, und
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2 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern beim Führen eines Kraftfahrzeugs.
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In 1 wird mit 10 ein System zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern beim Fahren eines Kraftfahrzeugs bezeichnet. Das System 10 umfasst eine Erfassungsvorrichtung 12 zum Erfassen von die aktuelle Fahrsituation beschreibenden Parametern. Als Parameter werden hier alle Daten oder Werte bezüglich des Fahrzeugs, des Fahrers, der Fahrroute oder der Fahrumgebung bezeichnet, welche sich zum Ermitteln eines Eintönigkeitswerts eignen. Dazu gehören insbesondere aktuelle oder gespeicherte Daten von vorhandenen oder zusätzlich vorgesehenen Sensoren, Vorrichtungen oder Systemen des Fahrzeugs, sowie an das Fahrzeug übermittelte Daten. Solche Daten können beispielsweise über ein öffentliches drahtloses Netzwerk, etwa eine Mobilfunkanbindung an das Internet oder ein anderes Netzwerk, über einen Rundfunksender, etwa einen Traffic Message Channel (TMC) oder über eine Verbindung mit kurzer Reichweite von anderen in der Nähe befindlichen Fahrzeugen übertragen werden. Weiterhin können auch durch eine Auswertung von Daten ermittelte Werte, zum Beispiel Durchschnittswerte und dergleichen, sowie einen zeitlichen oder ortsabhängigen Verlauf einer Kenngröße wiedergebende Daten, beispielsweise Daten in Form einer Tabelle oder einer Kurve, als Parameter verwendet werden.
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Die Erfassungsvorrichtung 12 enthält hierfür ein Umgebungsmodul 14 zum Erfassen von aktuellen Umgebungsparametern bezüglich einer Fahrumgebung. Mit dem Umgebungsmodul 14 lassen sich Parameter zur Tageszeit, Helligkeit, Witterungsbedingungen, Straßenart, Verkehrsdichte, Landschaft und dergleichen mehr erfassen. Als Straßenart wird hier neben einem Ausbau der befahrenen Straße, beispielsweise als Autobahn oder Landstraße, auch ein Zustand dieser Straße, etwa Baustellen, Schlaglöcher usw. verstanden. Dazu erfasst das Umgebungsmodul 14 unter anderem Daten von einer Fahrzeuguhr, von einer Lichtautomatik, einem Lichtsensor, einer Scheibenwischersteuerung, einem Regensensor, einem Satelliten-gestützten Positionsbestimmungssystem (GPS) und einem Navigationssystem. Parameter für eine Verkehrsdichte werden insbesondere mit Hilfe von Daten eines Radarsystems des Fahrzeugs, eines Cloud-basierten Informationssystems im Internet oder eines drahtlosen Informationsaustausches mit anderen, in der Nähe befindlichen Fahrzeugen erfasst. Das Umgebungsmodul 14 kann auch eine Auswertung dieser Daten zur Erzeugung eines Parameters vornehmen.
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Weiterhin umfasst die Erfassungsvorrichtung 12 ein Belastungsmodul 16 zum Erfassen von aktuellen Belastungsparametern bezüglich einer Fahrerbelastung. Das Belastungsmodul 16 kann als Parameter unter anderem eine Häufigkeit und Intensität einer Gas- und Bremspedalbenutzung, eine Häufigkeit und Intensität von Steuerungsvorgängen, eine Häufigkeit von Schaltvorgängen, eine Häufigkeit und Dauer der Benutzung eines Fahrtrichtungsanzeigers und eines Fernlichts erfassen. Weiterhin kann das Belastungsmodul 16 ein Blickverhalten des Fahrers erfassen, zum Beispiel eine Häufigkeit der Benutzung eines Seiten oder Rückspiegels oder des Abwenden des Blicks von der Fahrbahn. Hierfür werden Daten von geeigneten Sensoren oder Vorrichtungen des Fahrzeugs verwendet. Dabei kann auch eine Verarbeitung der Daten durch das Belastungsmodul 16 erfolgen, beispielsweise um eine Häufigkeit eines Vorgangs in einem bestimmten Zeitintervall zu erfassen.
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Zum Erfassen von aktuellen Zustandsparametern bezüglich eines Fahrzeugzustands umfasst die Erfassungsvorrichtung 12 ein Fahrzeugzustandsmodul 18. Das Fahrzeugzustandsmodul 18 kann als Parameter ein Geschwindigkeitsmuster, einen Geschwindigkeitsverlauf, einen Beschleunigungs- und Verzögerungsverlauf, Maximalwerte der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung, eine Häufigkeit von Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen, ein Richtungsänderungsmuster, ein Richtungsänderungsverlauf, Maximalwerte und Häufigkeit von Richtungswechseln und dergleichen mehr erfassen. Weiterhin kann das Fahrzeugzustandsmodul 18 eine Aktivierung von Assistenzsystemen, zum Beispiel einer Geschwindigkeitsregelung, einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung, einer Spurhaltehilfe oder von Entertainmentsystemen, beispielweise eines Radios, CD-Spielers usw. als Parameter erfassen. Das Fahrzeugzustandsmodul 18 verwendet hierfür Daten von geeigneten Sensoren und ist zur Erzeugung von Parametern durch eine Verarbeitung von erfassten Daten ausgebildet.
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Ferner enthält die Erfassungsvorrichtung 12 ein Routenmodul 20 zum Erfassen von aktuellen Routenparametern bezüglich der Fahrroute. Als Routenparameter kann das Routenmodul 20 eine geplante Gesamtfahrzeit, eine geplante Gesamtstrecke, eine verbleibende Fahrzeit oder Strecke oder bis zu einem geplanten Ziel oder einer Pause usw. erfassen. Dazu hat das Routenmodul 20 einen Zugriff auf Daten eines Navigationssystems und kann zur Erzeugung weiterer Routenparameter durch eine Verarbeitung von erfassten Routendaten ausgebildet sein.
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Das System 10 enthält weiterhin eine Ermittlungsmodul 22 zum Ermitteln eines aktuellen Eintönigkeitswerts bzw. eines Grades der Monotonie einer Fahrsituation. Dafür übernimmt das Ermittlungsmodul 22 erfasste Parameter von der Erfassungsvorrichtung 12 und ermittelt mit Hilfe einer Wahrscheinlichkeitsfunktion oder einer Bewertungsfunktion den aktuellen Eintönigkeitswert. Hierfür können dem Fachmann bekannte numerische oder statistische Verfahren angewendet werden und eine Berücksichtigung aller oder auch nur einer Auswahl von erfassten Parametern erfolgen.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind das Umgebungsmodul 14, das Belastungsmodul 16, das Fahrzeugzustandsmodul 18 und das Routenmodul 20 oder die Erfassungsvorrichtung 12 jeweils zur Bildung je eines Schätzwerts zur Umgebung, zur Belastung des Fahrers, zum Fahrzeugzustand und zur Route ausgebildet. Das Ermittlungsmodul 22 verwenden diese Schätzwerte anschließend zum Ermitteln des aktuellen Eintönigkeitswerts.
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Zum Prüfen einer Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts durch den aktuellen Eintönigkeitswert enthält das System 10 ein Entscheidungsmodul 24. Eine Prüfung aktueller Eintönigkeitswerte erfolgt dabei kontinuierlich oder periodisch in zuvor festgelegten Zeitintervallen. Der Grenzwert kann festvorgegeben oder variabel einstellbar sein. Insbesondere kann der Grenzwert von bestimmten Parametern, wie beispielsweise dem Alter oder der Erfahrung des Fahrers abhängig sein. Auch eine dynamische Anpassung des Grenzwerts während einer Fahrt ist möglich. Bei einer festgestellten Überschreitung des Grenzwerts löst das Entscheidungsmodul 24 eine Übung für den Fahrer zur Steigerung einer Konzentration auf das Fahren des Kraftfahrzeugs aus. Wird während einer Übung der Grenzwert vom aktuellen Eintönigkeitswert unterschritten, kann das Entscheidungsmodul 24 die Übung unterbrechen.
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Für ein Durchführen von Übungen enthält das System 10 ein Übungsmodul 26. Das Übungsmodul 26 führt beispielsweise in einem Speicher gespeicherte Übungen durch und verwendet dabei eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 28 des Fahrzeugs. Die Übungen sind insbesondere interaktiv ausgebildet, wobei das Übungsmodul 26 über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 28 Instruktionen oder Aufgaben für den Fahrer ausgibt und Antworten oder Reaktionen empfängt. Dabei kann das Übungsmodul 26 eine Bewertung der Reaktion des Fahrers vornehmen und diese dem Fahrer beispielsweise als Punktestand darstellen und zum Vergleich mit späteren Übungen speichern. Weiterhin ist das Übungsmodul 26 zum Anbieten einer Auswahl von Übungen für den Fahrer und zum Akzeptieren einer begrenzten Anzahl von Verzögerung durch den Fahrer ausgebildet. Alternativ kann das Übungsmodul 26 eine Auswahl vornehmen und dabei bereits durchgeführte Übungen und deren Bewertung berücksichtigen.
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Weitere Funktionsweisen und das Zusammenwirken der Komponenten des Systems 10 werden im Folgenden zusammen mit einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs beschrieben.
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In 2 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 30 zum Vermeiden von Konzentrationsfehlern beim Führen eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt. Zunächst erfolgt ein Erfassen 32 von Parameter, welche die aktuelle Fahrsituation beschreiben und sich zum Ermitteln eines Eintönigkeitswerts eignen. Als Parameter können insbesondere eine Auswahl der oben beschriebenen Umgebungsparameter, Belastungsparameter, Zustandsparameter und Routenparameter mittels der Erfassungsvorrichtung 12 erfasst werden.
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Mit den erfassten Parametern erfolgt anschließend ein Ermitteln 34 eines aktuellen Eintönigkeitswerts E. Dieses kann mit Hilfe einer Wahrscheinlichkeitsfunktion, einer Bewertungsfunktion oder anderen dem Fachmann bekannten numerischen oder statistischen Verfahren durch das Ermittlungsmodul 22 und unter Berücksichtigung aller oder auch nur einer Auswahl von erfassten Parametern erfolgen. Weiterhin ist eine Gewichtung einzelner Parameter oder auch eine besondere Gewichtung mehrerer einander beeinflussender Parameter möglich. Anschließend kann beispielsweise eine Summenbildung gewichteter Parameter erfolgen. Der Eintönigkeitswert ist somit ein Wahrscheinlichkeitswert oder Schätzwert der Eintönigkeit bzw. Monotonie einer Fahrsituation. Weiterhin ist eine Berücksichtigung von zuvor ermittelten und in einem Speicher gespeicherten Eintönigkeitswerten bei der Bestimmung des aktuellen Eintönigkeitswerts möglich. Auf diese Weise geht die Höhe und Dauer vorheriger Eintönigkeitswerte in die Bestimmung des aktuellen Eintönigkeitswerts ein.
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Das Verfahren 30 führt nun ein Prüfen 36 einer Überschreitung eines Grenzwerts G durch den ermittelten aktuellen Eintönigkeitswert E durch. Ist der Eintönigkeitswert E kleiner als der Grenzwert G, erfolgt eine Prüfung 38, ob gerade eine Übung durchgeführt wird. Ist dieses nicht der Fall, wird das Verfahren 30 mit dem Erfassen 32 von Parametern fortgesetzt. Läuft momentan eine Übung für den Fahrer, wird zunächst diese Übung beendet 40 und dann ein Erfassen 32 von Parametern durchgeführt. Auf diese Weise werden Übungen bei einer die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordernden Änderung der Fahrsituation abgebrochen. Solche Fahrsituationen können zum Beispiel ein Verlassen einer Autobahn oder ein Eintreten in einen städtischen Verkehrsbereich sein.
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Wird bei der Prüfung 36 eine Überschreitung des Grenzwerts G durch den Eintönigkeitswert E festgestellt, erfolgt wiederum eine Prüfung 42, ob momentan eine Übung durchgeführt wird. Wird bereits eine Übung ausgeführt, so wird das Verfahren 30 mit dem Erfassen 32 von Parametern fortgesetzt. Andernfalls erfolgt ein Anbieten einer Auswahl 44 von Übungen für den Fahrer. Alle hier beschriebenen Prüfungen 36, 38, 42 können durch das Entscheidungsmodul 24 ausgeführt werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens oder des Systems kann ein Ausführen einer Übung bei einer Restfahrdauer zum Ziel oder einer geplanten Pause unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts verhindert werden.
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Für eine Auswahl 44 einer Übung werden dem Fahrer zunächst mehrere verschiedene Übungen vorgeschlagen. Dieses kann zum Beispiel durch eine Sprachausgabe oder eine Darstellung auf einer Anzeige erfolgen. Anschließend wird eine Auswahl des Fahrers über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 28 durch das Übungsmodul 26 erfasst. Dabei kann der Fahrer auch eine Verzögerung einer Übung auswählen. Das System 10 und das Verfahren 30 lassen aber vorzugsweise nur eine bestimmte Anzahl von Verzögerungen zu. Schließlich erfolgt ein Starten 46 der ausgewählten Übung für den Fahrer durch das Übungsmodul 26 und das Verfahren 30 wird in einer Schleife mit dem Erfassen 32 von Parametern fortgesetzt.
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Als Übungen sind zum Beispiel ein Fahren nach einer vorgegebenen Fahrweise oder ein Aktivieren und Ausprobieren von Assistenzsystemen, Infotainmentsystemen, einer Klimaanlage oder anderer Komfortmerkmale des Fahrzeugs vorgesehen, welche nach einem vorgegebenen oder dynamisch angepassten Zeitplan mit Hilfe des Übungsmoduls 26 durchführt werden. Der Zeitplan legt insbesondere Art, Dauer und Anzahl der Übungen, sowie Dauer und Anzahl von Pausen innerhalb einer Übung und zwischen den Übungen fest.
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Eine Ausgabe von Instruktionen, Aufgaben, Übungsvorschläge, Bewertungen und anderes mehr erfolgt durch das Übungsmodul 26 über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 28 beispielsweise als Sprachausgabe oder als geeignete Symbole auf einem Head-up-Display oder einer anderen Anzeige des Fahrzeugs. Instruktionen zur Fahrweise können in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch durch Auslösen von bestimmten Funktionen eines Massage-Sitzes an den Fahrer weitergegeben werden.
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Eine vorgegebene Fahrweise als Übung kann beispielsweise ein Fahrspurwechsel, eine Fahren bei einer bestimmten Geschwindigkeit, ein leichtes Verzögern oder Beschleunigen, eine bestimmten seitlichen Ausrichtung des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur, ein Einschalten eines Fernlichts oder eines Fahrtrichtungsanzeigers und dergleichen mehr sein. Hierbei kann eine Auswahl einer oder mehrerer dieser Fahrweisen hintereinander zufällig erfolgen. Weiterhin kann der Fahrer zum Befolgen einer kraftstoffsparenden Fahrweise, wie beispielsweise einem Pulse & Glide oder einem optimalen Schalten zwischen Gängen, etwa dem fünften und sechsten Gang, auffordert werden. Falls das Fahrzeug über ein Head-up-Display verfügt, können als weitere Übung kleine virtuelle Objekte auf der Fahrbahn dargestellt werden, welche der Fahrer durch sehr leichte Lenkbewegungen überfahren muss, um Punkte zu bekommen.
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Bei einem Aktivieren und Ausprobieren von Assistenzsystemen als Übung kann der Fahrer beispielsweise zum Aktivieren einer Spurhaltehilfe und anschließend zum Ausprobieren der Spurhaltehilfe durch vorsichtiges Bewegen des Fahrzeugs auf eine Seitenlinie oder dergleichen auffordert werden. Entsprechend können auch die Aktivierung eines Tempomats oder einer adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC) und ein Eingeben verschiedener Geschwindigkeiten oder Abstände zu einem vorausfahrenden Fahrzeug als Übung vorgesehen sein.
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Die Übungen sind insbesondere so ausgebildet, dass nur einfache Manöver ohne plötzliche Änderungen der Fahrweise durchgeführt werden. Dabei muss der Fahren seinen Blick nicht oder nur sehr kurz von der Fahrbahn abwenden. So können Eingaben des Fahrers beispielweise durch ein multifunktionales Steuerrad oder durch Sprachkommandos erfolgen. Entsprechend erfolgen Anweisungen für den Fahrer vorzugsweise durch eine Sprachausgabe oder geeignete Symbole auf einer Anzeige. Durch Pausen während und zwischen den Übungen und einer beschränkten Dauer der Übungen wird eine übermäßige Ablenkung des Fahrers vermieden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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