-
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zum Erfassen wenigstens einer zumindest einen Vitalparameter eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße, mit einer Mehrzahl von an einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs angeordneten Sensoren.
-
In heutigen Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, werden für einen Fahrer und/oder Insassen des Fahrzeugs Komfortprogramme angeboten, ohne einen Zustand des Fahrers beziehungsweise der Insassen zu kennen. Für einige Komfortprogramme und/oder eine Fahrsicherheit kann es vorteilhaft sein, Informationen über den physischen, psychischen und/oder mentalen Zustand des Fahrers des Fahrzeugs, das heißt den Fahrzeuglenker, zu akkumulieren beziehungsweise zu erfassen und gegebenenfalls auszuwerten.
-
Die
WO 2013 183402 offenbart eine Herzfrequenzmessvorrichtung umfassend eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet sind und die ein Elektrodenpaar konfigurieren, wobei mittels der Herzfrequenzmessvorrichtung wenigstens ein Signal in den Körper eines Insassen des Fahrzeugs eingekoppelt und ein Spannungsabfall des Signals erfasst wird. Die Herzfrequenzmessvorrichtung erkennt die Herzfrequenz des Insassen in Abhängigkeit von dem Spannungsabfall.
-
Ein Nachteil bekannter Systeme ist oft eine nur unzureichende Genauigkeit beim Erfassen der Messgrößen, wobei die Genauigkeit insbesondere klinischen Standards nicht genügt. Wohingegen im Gegensatz dazu bei klinischen Messungen, insbesondere mehrere, Elektroden am Körper der zu messenden Person, beispielsweise des Fahrers, insbesondere in der Nähe des Herzens, anzubringen sind.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Messeinrichtung bereitzustellen, mittels welcher es möglich ist, wenigstens eine zumindest einen Vitalparameter eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße besonders vorteilhaft und mit guter Präzision zu bestimmen beziehungsweise zu erfassen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Messeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die erfindungsgemäße Messeinrichtung dient dem Erfassen wenigstens einer zumindest einen Vitalparameter eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße. Dazu weist die Messeinrichtung eine Mehrzahl, insbesondere zwei, von an einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs angeordneten Sensoren auf, mittels welchem die Messgröße erfassbar ist.
-
Um nun die wenigstens eine den zumindest einen Vitalparameter charakterisierende Messgröße besonders vorteilhaft und präzise erfassen zu können, weist der jeweilige Sensor einen jeweiligen Kunststoffträger auf, welcher mit einer metallischen Galvanik-Schicht des jeweiligen Sensors versehen ist. Der jeweilige Kunststoffträger hat im Vergleich zu beispielsweise eine Elektrode aus Metall den Vorteil, dass seine Wärmeleitfähigkeit geringer ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Haptik realisiert werden. Der Vitalparameter kann beispielsweise insbesondere eine Herzspannungskurve und/oder eine Herzrate und/oder eine Herzraten-Variabilität des Fahrers sein beziehungsweise umfassen.
-
Mit anderen Worten ist es durch die erfindungsgemäße Messeinrichtung möglich, Informationen über einen, insbesondere physischen, Zustand des das Lenkrad nutzenden und auch als Fahrzeuglenker bezeichneten Fahrers besonders einfach zu erfassen, da der Fahrer für die Erfassung des Vitalparameters dazu kein sogenanntes Wearable tragen muss. Das heißt am Körper des Fahrers muss kein tragbares Geräte (Wearable), wie beispielsweise ein Brustgurt eingesetzt werden. Dadurch ist eine Beeinflussung der Erfassung des Vitalparameters beispielsweise durch Kleidungsstücke des Fahrers, abgesehen von Handschuhen, ausgeschlossen.
-
Die, insbesondere dünne, metallische Galvanik-Schicht des jeweiligen Sensors ist dazu ausgebildet eine gute Kontaktierung mit wenigstens einer Hand des Fahrers des Kraftfahrzeugs herzustellen. Dazu sind vorteilhafterweise jeweilige Oberflächen der jeweiligen Galvanik-Schichten als direkt von dem Fahrer berührbare Flächen ausgebildet.
-
Der jeweilige Kunststoffträger mit der metallischen Galvanik-Schicht eines jeweiligen Sensors kann als sogenanntes konduktives Element und somit der jeweilige Sensor als konduktiver Sensor bezeichnet werden. Der jeweilige, insbesondere konduktive, Sensor ist für eine Messung beispielweise der Herzrate, beispielsweise analog einer EKG-Messung, ausgebildet und kann somit insbesondere innerhalb des Kraftfahrzeugs und unabhängig von einem zusätzlichen Gerät des Fahrers, wie beispielsweise einem Wearable betreibbar sein.
-
Um die Herzrate beziehungsweise eine Summe der elektrischen Aktivitäten von Herzmuskelfasern des Fahrers zu messen, erfasst der jeweilige Sensor beispielsweise die vom schlagenden Herzen des Fahrers ausgehenden elektrischen Spannungen und nimmt damit beispielsweise eine Herzkurve beziehungsweise eine Herzspannungskurve, ein sogenanntes EKG, auf. Dazu werden die Sensoren, insbesondere ihrer jeweiligen Kunststoffträger, an einer Oberfläche des Lenkrads vorzugsweise in einem jeweiligen Griffbereich, insbesondere der jeweiligen Hand des Fahrers angebracht. Das heißt, dass beispielsweise mindestens jeweils ein Sensor auf der linken Seite und mindestens jeweils ein Sensor auf der rechten Seite an einem Lenkradkranz des Lenkrads angebracht sind beziehungsweise werden können. Alternativ könnte beispielweise ein Spannungsabfall über den Fahrer zwischen wenigstens zwei der Sensoren abgeleitet werden.
-
Um wenigstens eine einen Vitalparameter des Fahrers des Kraftfahrzeugs charakterisierende Messgröße besonders vorteilhaft erfassen zu können und darüber hinaus den zumindest einen Vitalparameter abzuleiten, weist die erfindungsgemäße Messeinrichtung beispielsweise eine Auswerteeinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, jeweilige von den jeweiligen Sensoren bereitgestellte und die Messgröße charakterisierende Signale zu erfassen und auszuwerten, wodurch in Abhängigkeit von der Messgröße beispielsweise eine Herzfrequenz des Fahrers und/oder ein weiterer, von der Herzfrequenz unterschiedlicher Vitalparameter des Fahrers ermittelbar ist.
-
Mit anderen Worten kann die wenigstens eine gemessene Messgröße beispielsweise über verschiedene elektronische Bausteine verstärkt und/oder verarbeitet werden. Diese elektronischen Bausteine können sowohl innerhalb des Lenkrads und/oder im Fahrzeug liegen. Eine Weiterverarbeitung der von den jeweiligen Sensoren bereitgestellten und die Messgröße charakterisierenden Signalen kann sowohl innerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise durch die Auswerteeinrichtung, sowie außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise durch Übermittlung der gemessenen Signale an eine elektronische Recheneinrichtung, beispielsweise in einer Cloud, erfolgen.
-
Neben den genannten Vitalparametern, Herzfrequenz und/oder Herzrate beziehungsweise Herzraten-Variabilität, kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise eine Hauttemperatur und/oder eine Hautleitfähigkeit, mittels wenigstens einem der Sensoren der Messeinrichtung erfasst werden. Darüber hinaus kann beispielsweise ein Herzraten-Zeitverlauf und/oder sogenannte Inter-Beat-Intervalle als Vitalparameter beziehungsweise sogenanntes biometrisches Signal abgeleitet werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Dabei zeigt die einzige Figur ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, welches ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messeinrichtung aufweist.
-
Die 1 zeigt eine Messeinrichtung 10 zum Erfassen wenigstens einer zumindest einen Vitalparameter eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs 12 charakterisierende Messgröße, mit einer Mehrzahl von an einem Lenkrad 14 des Kraftfahrzeugs 12 angeordneten Sensoren 16. Mittels der Sensoren 16 ist die wenigstens eine Messgröße erfassbar. Um die wenigstens eine den zumindest einen Vitalparameter des Fahrers charakterisierende Messgröße besonders vorteilhaft erfassen zu können, ist der jeweilige Sensor 16 der Messeinrichtung 10 so ausgebildet, dass er einen jeweiligen Kunststoffträger 18 aufweist, welcher mit einer metallischen Galvanik-Schicht 20 des jeweiligen Sensors 16 versehen ist.
-
Vorteilhafterweise ist eine jeweilige Oberfläche 22 der jeweiligen Galvanik-Schicht 20 so ausgebildet, dass sie direkt eine von dem Fahrer berührbare Fläche bildet. Durch die Messgröße charakterisierbare Vitalparameter können beispielsweise ein Puls beziehungsweise eine Herzrate und/oder eine Herzraten-Variabilität und/oder ein Herzraten-Zeitverlauf und/oder ein Inter-Beat-Intervall sein.
-
Wie die 1 zeigt, weist der jeweilige Sensor 16 jeweils wenigstens einen eine Oberfläche 22 der jeweiligen Galvanik-Schicht 20 umfassenden Kunststoffträger 18 auf, wobei die Oberfläche 22 und die Galvanik-Schicht 20 beispielsweise als Kontaktelement des Sensors 16 zusammenfassbar sind. Somit weist der jeweilige Sensor 16 jeweils wenigstens ein Kontaktelement auf, wobei wenigstens das jeweilige Kontaktelement des jeweiligen Sensors 16 an dem Lenkrad 14 des Fahrzeugs 12 angeordnet ist, derart dass wenigstens das Kontaktelement, insbesondere dessen Oberfläche 22, eines ersten der Sensoren 16 an einer linken Hälfte des Lenkrads 14 des Fahrzeugs 12 angebracht beziehungsweise platziert ist. Ferner ist das Kontaktelement, insbesondere dessen Oberfläche 22, eines zweiten der Sensoren 16 an einer rechten Hälfte des Lenkrads 14 des Fahrzeugs 12 angebracht beziehungsweise platziert. Durch die jeweilige Platzierung der jeweiligen Kontaktelemente beziehungsweise Oberflächen 22 kann zumindest bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs die wenigstens eine links am Lenkrad 14 angeordnete Oberfläche 22 ergonomisch von einer linken Hand des Fahrers und die wenigstens eine rechts am Lenkrad 14 angeordnete Oberfläche 22 ergonomisch von einer rechten Hand des Fahrers berührt werden. Dabei ist ein Kontakt zwischen den Händen des Fahrers und den Oberflächen 22 ebenso bei einer Kurvenfahrt möglich und darüber hinaus selbst bei einem Lenkmanöver, wobei durch ein Umgreifen der Kontakt beim Lenken nicht dauerhaft möglich ist.
-
Durch Berühren wenigstens einer der Oberflächen 22 durch wenigstens eine der Hände des Fahrers kann die den Vitalparameter des Fahrers charakterisierende Messgröße besonders einfach ermittelt werden. Die Sensoren 16 werden bevorzugt an einer Oberfläche des Lenkrads 14 insbesondere in einem Griffbereich angebracht, wobei je mindestens ein Sensor 16 beziehungsweise dessen Kontaktelement links und ein Sensor 16 beziehungsweise dessen Kontaktelement rechts an einem Lenkradkranz des Lenkrads 14 angebracht ist. Ferner können die Sensoren 16 als Designelement, beispielsweise als umlaufender, insbesondere an zwei Stellen galvanisch getrennter, Ring am Lenkrad 14 eingesetzt werden. Eine Anordnung der Sensoren 16 als seitlich angebrachte, sich über große Griffbereiche des Lenkrads 14 erstreckende Spangen wäre ebenso realisierbar. Dabei wäre ein Vorteil, dass eine ergonomisches Umgreifen beziehungsweise ein Positionswechsel möglich ist, was eine möglicherweise auftretende Ermüdung der Hände verzögern und/oder Verkrampfen verhindern kann, insbesondere deshalb, weil ein großer Griffbereich entspannende Handpositionen ermöglicht. Ein weiterer Vorteil großer Griffbereich der Oberflächen 22 der Sensoren 16 ist ein hoher Anteil von Messzeit während einer Fahrzeit, beispielweise durch Kontakt zwischen Händen und Sensoren 16 bei Kurvenfahrten und/oder die Hände müssen nicht geschlossen werden um Kontakt herzustellen, insbesondere wenn die Oberflächen 22 der Sensoren 16 beziehungsweise die Elektroden seitlich und/oder Richtung Fahrer gerichtet beziehungsweise positioniert sind.
-
Durch das Kontaktelement beziehungsweise den jeweiligen Kunststoffträger 18, des jeweiligen Sensors 16 ist eine Kontaktierung mit wenigstens einer der Hände des Fahrers besonders einfach. Die Sensoren 16 am Lenkrad sind beispielsweise sogenannte konduktive Sensoren 16, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Sensoren 16 für die linke Hand des Fahrers und jeweils zwei Sensoren 16 für die rechte Hand des Fahrers vorhanden sind. Dabei ermöglichen die jeweiligen Sensoren 16 insbesondere mittels der jeweiligen Oberfläche 22 einen direkten Handkontakt beziehungsweise Fingerkontakt mit dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 12. Der jeweilige Sensor 16 ist beispielsweise dazu ausgebildet, einen Spannung, beziehungsweise einen elektrischen Impuls, welcher durch beispielweise eine Kontraktion eines Herzmuskels des Fahrers erzeugt wird, zu messen und/oder einen über den Fahrer stattfindenden Spannungsabfall zur wenigstens einem der anderen Sensoren 16 zu vermessen. Dieser Spannungsabfall kann beispielsweise durch eine Auswerteeinrichtung 24 zum Ermitteln beispielsweise der Herzfrequenz des Fahrers verwendet werden, wobei die Auswerteeinrichtung 24 als Erfassung- und Auswerte-Elektronik ausgebildet sein kann und mit den jeweiligen Sensoren 16 verbunden ist. Mit anderen Worten ist durch ein Anliegen von Händen und/oder Fingern des Fahrers eine gute Datenerfassung, das heißt eine Erfassung zumindest eines die Messgröße charakterisierenden Signals, über die, insbesondere konduktiven, Sensoren 16 möglich, was beispielsweise eine direkte Messung eines EKGs des Fahrers über seine Herz-Spannung erlaubt.
-
Die wenigstens eine Auswerteeinrichtung 24 ist dazu ausgebildet, jeweilige, von den jeweiligen Sensoren 16 bereitgestellte und die Messgröße charakterisierende Signale zu erfassen und auszuwerten und dadurch in Abhängigkeit von der Messgröße beispielsweise eine Herzfrequenz des Fahrers und/oder einen weiteren, von der Herzfrequenz unterschiedlichen Vitalparameter des Fahrers zu ermitteln.
-
Darüber hinaus kann beispielsweise ein weiterer Vitalparameter wie eine Hauttemperatur und/oder eine Hautleitfähigkeit aufgenommen werden, wozu wenigstens einer der Sensoren 16 und/oder die Auswerteeinrichtung 24 beispielsweise dazu ausgebildet sein können.
-
Um den Fahrer über den wenigstens einen von ihm erfassten Vitalparameter zu informieren ist vorteilhafterweise eine Anzeige 26 zum Anzeigen des wenigstens einen Vitalparameters vorgesehen. Auf der Anzeige 26 können beispielsweise die Herzfrequenz charakterisierende Werte beziehungsweise andere Vital-Informationen dargestellt werden. Als Anzeige 26 kann beispielsweise ein Bildschirm eines Infotainment-Systems des Kraftfahrzeugs 12 verwendet werden.
-
Die Auswerteeinheit 24 kann dazu ausgebildet sein, Algorithmen für eine Bewertung eines Zustands des Fahrers, insbesondere anhand der wenigstens einen den zumindest einen Vitalparameter des Fahrers charakterisierenden Messgröße, auszuführen, beispielsweise durch eine zugeordnete elektronische Recheneinrichtung. Je nach Bewertung des Zustands des Fahrers können dann gegebenenfalls geeignete situationsabhängige und personenabhängige Komfortprogramme im Kraftfahrzeug 12 gestartet werden. Zusätzlich dazu können beispielsweise mittels eines Kommunikationsmoduls 28 Daten, insbesondere welche die den wenigstens einen Vitalparameter des Fahrers charakterisieren, mit einer weiteren elektronischen Recheneinrichtung ausgetauscht werden, wobei diese Recheneinrichtung nicht Bestandteil des Kraftfahrzeugs 12 ist, sondern beispielsweise ein Server im Internet, beispielsweise ein sogenanntes Cloud-System. Somit kann eine Weiterverarbeitung der gemessenen biometrischen Informationen beziehungsweise Messgrößen sowohl innerhalb des Kraftfahrzeugs 12 als auch außerhalb des Kraftfahrzeugs 12 erfolgen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
