DE102017211005A1

DE102017211005A1 - Fahrerzustandsüberwachung unter verwendung der hornhautreflexionserfassung

Info

Publication number: DE102017211005A1
Application number: DE102017211005.8A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Naserian; Adibi Sasan
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108216251A; US10346697B2; US20180173975A1; KR102335325B1; CN108216251B; KR20180072519A

Abstract

Ein Verfahren enthält Folgendes: Abtasten von Lichtinformationen, die von einem Auge eines Fahrers eines Fahrzeugs reflektieren, unter Verwendung eines in dem Fahrzeug montierten optischen Sensors; Messen einer Vielzahl von Augenparametern basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch eine in dem Fahrzeug eingerichtete Steuereinheit; Berechnen einer Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern durch die Steuereinheit; Bestimmen durch die Steuereinheit, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und Ausführen einer Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet, durch die Steuereinheit.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Überwachen eines Zustands eines Fahrers eines Fahrzeugs und genauer das Überwachen eines Fahrerzustands unter Verwendung der Augenhornhautreflexionserfassung.
HINTERGRUND
Viele Fahrzeugunfälle ereignen sich aufgrund von Ablenkungen, die eine Fähigkeit eines Fahrers beeinträchtigen, sich auf den nahegelegenen Verkehr und die Straße vor ihm zu konzentrieren. Beispielsweise kann der Fokus des Fahrers abgelenkt werden, wenn derselbe nach einem Zielort sucht, auf ein Mobiltelefon sieht oder mit Beifahrern spricht. Darüber hinaus kann der Blick des Fahrers von der Straße abkommen, wenn der Fahrer einem Tagtraum nachhängt, oder die Augen desselben können sich vollständig schließen, wenn der Fahrer schläfrig wird.
In einem Versuch, eine Ablenkung des Fahrers zu verhindern, setzten einige Fahrzeuge Vorrichtungen ein, die die Augen des Fahrers überwachen. Es kann jedoch schwierig sein, exakt zu beurteilen, wann das Ablenkungsniveau des Fahrers problematisch wird. Beispielsweise kann das erforderliche Konzentrationsniveau erhöht sein, wenn nachts, mit hohen Geschwindigkeiten, auf kurvenreichen Straßen, in Ballungsgebieten etc. gefahren wird. Eine Analyse der Aktivität des Fahrers innerhalb des Fahrzeugs kann ferner kompliziert sein, ohne den unikalen Verhaltensverlauf des Fahrers zu kennen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung liefert Techniken zum Verfolgen der Augenaktivität eines Fahrers unter Verwendung eines in einem Fahrzeug montierten optischen Sensors. Wenn die verfolgte Augenaktivität indiziert, dass sich der Fahrer nicht angemessen auf die Straße vor ihm konzentriert, kann eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, um den Fahrer zu korrigieren und zu trainieren, sicherere Fahrgewohnheiten zu entwickeln. Eine Vielzahl von Augenparametern kann gemessen werden, um zu bestimmen, ob der Fahrer ein angemessenes Maß an Konzentration aufweist. Es kann bestimmt werden, dass eine angemessene Konzentration zum Fahren nicht vorhanden ist, wenn beispielsweise die Hornhaut des Fahrers nicht mit der Richtung des Gegenverkehrs oder der Straße vor ihm ausgerichtet ist oder die Hornhaut entweder zu ruhig bzw. bewegungslos ist (was indiziert, dass der Fahrer einem Tagtraum nachhängt) oder sich zu schnell bewegt (was indiziert, dass der Fahrer abgelenkt ist) oder die Hornhaut weniger als gewöhnlich erfasst wird, da sich die Augenlider des Fahrers für lange Zeitdauern schließen. Des Weiteren kann ein Gefährdungsscore bzw. eine Gefährdungswertung, der/die die oben beschriebenen Parameter oder andere Parameter berücksichtigt, berechnet werden und die berechnete Gefährdungswertung mit einem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, ob das Ablenkungsniveau des Fahrers unsichere Niveaus erreicht hat.
Nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Verfahren Folgendes: Abtasten von Lichtinformationen, die von einem Auge eines Fahrers eines Fahrzeugs reflektieren, unter Verwendung eines in dem Fahrzeug montierten optischen Sensors; Messen einer Vielzahl von Augenparametern basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen; Berechnen einer Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern; Bestimmen, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und Ausführen einer Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet.
Der optische Sensor kann an einem Rückspiegel des Fahrzeugs montiert werden. Eine Lichtquelle kann mit dem optischen Sensor gekoppelt werden.
Das Messen der Vielzahl von Augenparametern kann beispielsweise das Messen einer Blickausrichtung, die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen enthalten. Das Messen der Blickausrichtung kann das Bestimmen enthalten, ob der Blick des Fahrers von der Straße vor dem Fahrzeug über ein im Voraus definiertes akzeptables Maß hinaus abweicht.
Das Messen der Vielzahl von Augenparametern kann ferner beispielsweise das Messen einer Bewegungslosigkeit einer Hornhaut, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen enthalten. Das Messen der Bewegungslosigkeit der Hornhaut kann ferner das Bestimmen einer Anzahl von Bewegungen der Hornhaut des Fahrers während der Zeitdauer enthalten.
Das Messen der Vielzahl von Augenparametern kann ferner beispielsweise das Messen eines Lidschlusses, der eine Schließmenge eines Lids des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen enthalten. Das Messen des Lidschlusses kann das Bestimmen einer maximalen Zeitdauer enthalten, die das Augenlid des Fahrers während der Zeitdauer geschlossen ist.
Das Messen der Vielzahl von Augenparametern kann ferner beispielsweise Folgendes enthalten: Bestimmen einer gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und Messen der Vielzahl von Augenparametern ferner basierend auf der bestimmten gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit.
Das Berechnen der Gefährdungswertung kann Folgendes enthalten: Messen einer Blickausrichtung, die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen; Messen einer Hornhaut-Bewegungslosigkeit, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen; Messen eines Lidschlusses, der eine Schließmenge eines Augenlids des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen; und Berechnen der Gefährdungswertung unter Verwendung der gemessenen Blickausrichtung, der Hornhaut-Bewegungslosigkeit und des Lidschlusses.
Zudem kann das Verfahren ferner das Steuern des Gefährdungsschwellenwertes gemäß einer erwünschten Empfindlichkeit enthalten. Folgendermaßen kann das Verfahren ferner das Anpassen des Gefährdungsschwellenwertes in Echtzeit gemäß einem oder mehreren Faktoren enthalten, die aus einer aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt werden: einer Fahrtrichtung, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Tageszeit, einer Fahrtdauer, einem Ausgangspunkt der Fahrt, einem Zielort der Fahrt, einer Anzahl von Insassen in dem Fahrzeug, einer Menge an Geräuschen in dem Fahrzeug und einer Verwendung einer mobilen Vorrichtung. Das Verfahren kann ferner Folgendes enthalten: Bestimmen von zuvor festgelegten Gefährdungsschwellenwerten; und Festlegen des Gefährdungsschwellenwertes basierend auf den zuvor festgelegten Gefährdungsschwellenwerten.
Das Verfahren kann ferner das Anwenden eines Filters auf die abgetasteten Lichtinformationen enthalten, um Rauschen von denselben zu beseitigen.
Das Ausführen der Korrekturmaßnahme kann beispielsweise das Versorgen des Fahrers mit einem visuellen, akustischen oder fühlbaren Warnhinweis enthalten.
Das Ausführen der Korrekturmaßnahme kann ferner beispielsweise das Verringern einer Fahrzeuggeschwindigkeit enthalten.
Das Ausführen der Korrekturmaßnahme kann ferner beispielsweise Folgendes enthalten: Bestimmen, ob die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert nach dem Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin überschreitet; und weiteres Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert weiterhin überschreitet.
Nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein System des Weiteren Folgendes: einen in einem Fahrzeug montierten optischen Sensor, der zum Abtasten von Lichtinformationen konfiguriert ist, die von einem Auge eines Fahrers des Fahrzeugs reflektieren; und eine Steuereinheit, die in dem Fahrzeug eingerichtet ist und zu Folgendem konfiguriert ist: Messen einer Vielzahl von Augenparametern basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen; Berechnen einer Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern; Bestimmen, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und Ausführen einer Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet.
Des Weiteren enthält nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium Programmbefehle, die durch eine in einem Fahrzeug eingerichtete Steuereinheit ausführbar sind, wobei die Programmbefehle, wenn ausgeführt, verursachen, dass die Steuereinheit: eine Vielzahl von Augenparametern basierend auf Lichtinformationen misst, die von einem Auge eines Fahrers des Fahrzeugs reflektieren und durch einen in dem Fahrzeug montierten optischen Sensor abgetastet werden; eine Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern berechnet; bestimmt, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und eine Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen ausführt, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet.
Figurenliste
Die Ausführungsformen hierin können durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verstanden werden, in denen ähnliche Bezugsnummern identische oder funktionell ähnliche Elemente angeben und von denen:

die 1A und 1B ein beispielhaftes System eines optischen Sensors zum Verfolgen einer Augenaktivität veranschaulichen;
2 eine beispielhafte Darstellung der Augenbewegungen des Fahrers veranschaulicht;
die 3A und 3B ein beispielhaftes vereinfachtes Verfahren zum Überwachen eines Fahrerzustands unter Verwendung der Hornhautreflexionserfassung veranschaulichen;
4 ein beispielhaftes vereinfachtes Verfahren zum Ausführen einer Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen, dass der Fahrer in unsicherer Weise fährt, veranschaulicht.

Es sollte klar sein, dass die oben erwähnten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale aufzeigen, die für die grundlegenden Prinzipien der Offenbarung veranschaulichend sind. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, die beispielsweise bestimmte Maße, Orientierungen, Plätze und Formen enthalten, werden zum Teil durch die bestimmte vorgesehene Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden. Wie wohl jemand mit technischen Fähigkeiten erkennt, können die beschriebenen Ausführungsformen auf viele verschiedene Weisen modifiziert werden, ganz ohne von dem Wesen oder Bereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ferner beziehen sich überall in der Beschreibung ähnliche Bezugsnummern auf ähnliche Elemente.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderen alternativen Brennstoffen enthält (z.B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
Zudem ist klar, dass ein oder mehrere der nachstehenden Verfahren oder Aspekte derselben durch zumindest eine Steuereinheit ausgeführt werden können. Der Ausdruck „Steuereinheit“ kann sich auf eine Hardwarevorrichtung beziehen, die einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern von Programmbefehlen konfiguriert und der Prozessor ist speziell zum Ausführen der Programmbefehle programmiert, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden. Zudem ist klar, dass die nachstehenden Verfahren durch ein Gerät ausgeführt werden können, das die Steuereinheit in Verbindung mit einer oder mehreren anderen Komponenten aufweist, wie wohl von jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik verstanden wird.
Zudem kann die Steuereinheit der vorliegenden Offenbarung als nicht-transitorische computerlesbare Medien ausgeführt werden, die ausführbare Programmbefehle enthalten, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Medien enthalten Festwertspeicher, Direktzugriffsspeicher, Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann auch überall in einem Computernetz verteilt sein, so dass die Programmbefehle auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt werden, z.B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
Nun in Bezug auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwenden die offenbarten Techniken einen in einem Fahrzeug montierten optischen Sensor, um die Augenaktivität eines Fahrers zu verfolgen. Unter Verwendung der durch den optischen Sensor erfassten Informationen werden eine Vielzahl von Augenparametern gemessen, um zu bestimmen, ob der Fahrer ein angemessenes Maß an Konzentration aufweist. Die gemessenen Augenparameter können beispielsweise (ohne Beschränkung) eine Blickausrichtung, die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, eine Bewegungslosigkeit der Hornhaut, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, einen Lidschluss, der eine Schließmenge eines Augenlids des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, und so weiter enthalten. Eine Gefährdungswertung, die die gemessenen Parameter berücksichtigt, kann berechnet werden, um ein Gefährdungsniveau zu quantifizieren, das mit der Aufmerksamkeit des Fahrers einhergeht. Die berechnete Gefährdungswertung kann mit einem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, ob das Ablenkungsniveau des Fahrers unsichere Niveaus erreicht hat. Des Weiteren kann, wenn die Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet (der gemäß einer erwünschten Empfindlichkeit gesteuert wird), was indiziert, dass sich der Fahrer nicht angemessen auf die Straße vor ihm konzentriert, eine Korrekturmaßnahme ergriffen werden, um den Fahrer zu korrigieren und zu trainieren, sicherere Fahrgewohnheiten zu entwickeln.
Die 1A und 1B veranschaulichen ein beispielhaftes System eines optischen Sensors zum Verfolgen einer Augenaktivität. Wie in 1A gezeigt, kann ein optischer Sensor 100 in einem Fahrzeug montiert werden. Der optische Sensor 100 kann innerhalb der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs in geeigneter Weise implementiert werden. Der optische Sensor 100 kann beispielsweise an einem Rückspiegel 110 des Fahrzeugs (siehe 1A), einer Windschutzscheibe, einem Armaturenbrett oder dergleichen montiert werden. Der optische Sensor 100 kann extern montiert werden oder in den Rückspiegel 110, die Windschutzscheibe, das Armaturenbrett etc. integriert werden.
Der optische Sensor 100 kann jeder Sensor sein, der zum Erfassen/Abtasten von Licht (hierin als „Lichtinformationen“ bezeichnet) und Umwandeln des Lichts in elektronische Signale geeignet ist, wie beispielsweise eine Videokamera, eine Infrarotkamera oder ein anderer speziell ausgelegter optischer Sensor, wie wohl von jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik verstanden wird. Diesbezüglich können Hornhautreflexionstechniken, die in der Technik allgemein bekannt sind, eingesetzt werden, um die Augenaktivität eines Fahrers des Fahrzeugs zu erfassen, in dem der optische Sensor 100 montiert ist. Insbesondere kann der optische Sensor 100 Licht (d.h. „Lichtinformationen“) abtasten, das von der Hornhaut des Fahrers reflektiert, wie in 1B gezeigt. Das von der Hornhaut des Fahrers reflektierende Licht kann beispielsweise von einer mit dem optischen Sensor 100 (nicht gezeigt) gekoppelten Lichtquelle, einer innerhalb des Fahrzeugs angeordneten Lichtquelle, der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs und dergleichen emittiert werden.
Unter Verwendung von Hornhautreflexionstechniken, wie oben beschrieben wurde, ist der optische Sensor 100 fähig, Licht abzutasten, das von der Hornhaut des Fahrers reflektiert, und solche Informationen konstant zu einer Steuereinheit (nicht gezeigt) zur Verarbeitung zu übertragen, wobei folglich ermöglicht wird, dass die Position und Bewegungen der Hornhaut in Echtzeit kontinuierlich verfolgt werden. Beispielsweise veranschaulicht 2 eine beispielhafte Darstellung der Augenbewegungen eines Fahrers in Bezug auf die Straße/Umgebung vor dem Fahrzeug, die durch den optischen Sensor 100 verfolgt wurden. Im Falle, dass ein übermäßiges Rauschen besteht, z.B. aufgrund von fahrzeugbezogenen Bewegungen, können ein oder mehrere Filter, wie beispielsweise ein Kalman-Filter, ein Tiefpassfilter oder dergleichen, oder andere Signalanpassungen auf die abgetasteten Lichtinformationen angewandt werden, um solch ein Rauschen zu beseitigen, wie wohl von jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik verstanden wird.
Die durch den optischen Sensor 100 abgetasteten Lichtinformationen können durch die Steuereinheit verwendet werden, um eine Vielzahl von Augenparametern zu messen. Als Beispiel kann eine Blickausrichtung, die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, gemessen werden, um zu erfassen, ob der Blick des Fahrers mit der Straße vor ihm und/oder dem Gegenverkehr falsch ausgerichtet ist. Insbesondere kann unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen bestimmt werden, ob der Blick des Fahrers von der Straße vor dem Fahrzeug über ein im Voraus definiertes akzeptables Maß (z.B. 5 bis 30 Grad) hinaus abweicht. Als ein anderes Beispiel kann eine Bewegungslosigkeit der Hornhaut, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers indiziert, während einer im Voraus definierten Zeitdauer gemessen werden, um zu erfassen, ob die Augen des Fahrers entweder zu bewegungslos sind, was indiziert, dass der Fahrer einem Tagtraum nachhängt, oder sich zu schnell bewegen, was indiziert, dass der Fahrer abgelenkt ist. Zu diesem Zweck kann eine Anzahl von Bewegungen der Hornhaut des Fahrers während der im Voraus definierten Zeitdauer unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen bestimmt werden. Als noch ein anderes Beispiel kann ein Lidschluss, der eine Schließmenge eines Augenlids des Fahrers während einer im Voraus definierten Zeitdauer indiziert, gemessen werden, um zu erfassen, ob der Fahrer schläfrig ist. Zu diesem Zweck kann eine maximale Zeitdauer, die das Augenlid des Fahrers während der im Voraus definierten Zeitdauer geschlossen ist, unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen bestimmt werden (wenn die Augenhornhaut vorübergehend nicht erfasst wird, kann beispielsweise abgeleitet werden, dass das Augenlid teilweise oder ganz geschlossen ist). Es sollte klar sein, dass jede Anzahl und/oder jeder Typ von Augenparameter basierend auf den von dem optischen Sensor 100 abgetasteten Lichtinformationen gemessen werden kann und folglich die oben beschriebenen Parameter lediglich zu Demonstrationszwecken geliefert sind.
Sobald eine Vielzahl von Augenparametern gemessen wurden, die eine Aktivität des/der Auges/Augen des Fahrers indizieren, können die gemessenen Parameter verwendet werden, um zu ermitteln, ob der Fahrer abgelenkt ist und es ihm misslingt, der Straße vor ihm und/oder dem nahegelegenen Verkehr eine adäquate Aufmerksamkeit zu schenken. Zu diesem Zweck kann eine Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers quantifiziert - d.h., ein Grad der Gefährdung durch den Fahrer aufgrund eines Mangels an Aufmerksamkeit - basierend auf den gemessenen Parametern berechnet werden. In einigen Fällen kann die Berechnung der Gefährdungswertung von den gemessenen Augenparametern sowie der gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängen.
Bei einem beispielhaften Fall, in dem drei Augenparameter, die oben aufgelistet sind, gemäß den durch den optischen Sensor 100 abgetasteten Lichtinformationen gemessen werden, kann eine Gefährdungswertung (I_E) gemäß der nachstehenden Gleichung 1 berechnet werden: $Ι_{E} = i_{A u s r i c h t u n g} \times i_{B e w e g u n g s l o s i g k e i t} \times i_{A u g e n l i d}$
Eine Berechnung der Gefährdungswertung (I_E) , wie in Gleichung 1 gezeigt, kann von drei Augenparametern (oder „Indizes“):
Blickausrichtung (i_Ausrichtung), Hornhaut-Bewegungslosigkeit (i_{Bewegungslosigkeit}) und Lidschluss (i_Augenlid) abhängen. Bei einer nicht beschränkenden beispielhaften Implementierung - die lediglich zu Demonstrationszwecken vorgesehen ist - kann jeder Index eine „Wertung“ zwischen 0 und 3 erhalten, die ein Niveau der Gefährdung reflektiert, das mit dem jeweiligen Parameter assoziiert wird, wobei eine untere Wertung einen unteren Grad der Ablenkung und resultierende Gefährdung indiziert, während eine höhere Wertung einen höheren Grad der Ablenkung und resultierende Gefährdung indiziert. Auf diese beispielhafte Implementierung wird überall in den beispielhaften Berechnungen Bezug genommen, die unten geliefert sind.
Wie oben erwähnt wurde, kann eine Berechnung der Gefährdungswertung (I_E) ferner von der gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängen. Mit anderen Worten können die gemessenen Augenparameter im Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit interpretiert werden. Beispielsweise kann die Zeitdauer (T), während welcher das Auge des Fahrers verfolgt und die Gefährdungswertung (I_E) berechnet wird, direkt von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen, wodurch die Zeitdauer (T) gleich 180/Geschwindigkeit (in Meilen pro Stunde (mph)) ist. Das heißt, die Gefährdungswertung (I_E) kann gemäß der Gleichung 1 alle 180/Geschwindigkeit (mph) Sekunden berechnet werden. Beispielsweise beträgt für ein Fahrzeug, das mit 30 mph (ca. 48 km/h) fährt, T = 6 Sekunden. Für ein Fahrzeug das mit 60 mph (ca. 97 km/h) fährt, ist T = 3 Sekunden. Folglich nimmt die Augenverfolgungsdauer (T) ab, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.
Wieder in Bezug auf Gleichung 1 ist der erste Index, der bei der Berechnung der Gefährdungswertung (I_E) involviert ist, der Blickausrichtungsindex (i_Ausrichtung), der das Verhältnis der Summierung der Änderungen des Blickwinkels des Fahrers normalisiert auf ein(e) im Voraus definierte(s) akzeptable(s) Abweichungsmaß bzw. Abweichungsmenge (in Grad (θ)) von der Straße vor ihm oder dem Gegenverkehr ist. Beispielsweise kann die im Voraus definierte akzeptable Abweichungsmenge 10 Grad sein (diese Menge ist lediglich beispielhaft und kann gemäß der erwünschten Empfindlichkeit des Systems variieren). Wenn die Abweichung des Blickwinkels des Fahrers in Bezug auf die Straße vor ihm oder den Gegenverkehr nie größer als 10 Grad ist, wird folglich der Index gering sein (z.B. 1 oder weniger) . Der Blickausrichtungsindex (i_Ausrichtung) erhöht sich jedoch, während die Abweichung des Blickwinkels des Fahrers von der Straße vor ihm beginnt, das im Voraus definierte akzeptable Maß (z.B. 2 oder 3) zu überschreiten. Beispielsweise kann der Ausrichtungsindex (i_Ausrichtung) gemäß der Gleichung 2 unten berechnet werden: $i_{A u s r i c h t u n g} = \int_{T_{i}}^{T + T_{i}} \frac{d θ_{t}}{d t} / \int_{T_{i}}^{T_{i} + T} \frac{d θ = 10}{d t}$
Der zweite Index, der bei der Berechnung der Gefährdungswertung (I_E) involviert ist, ist der Hornhaut-Bewegungslosigkeitsindex (i_{Bewegungslosigkeit}), der beispielsweise den Zustand des Tagträumens misst. Der Hornhaut-Bewegungslosigkeitsindex (i_{Bewegungslosigkeit}) ist eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl von Augapfel-/Hornhautbewegungen pro Zeiteinheit. Beispielsweise kann der Hornhaut-Bewegungslosigkeitsindex (i_{Bewegungslosigkeit}) gemäß der Gleichung 3 unten berechnet werden: $i_{Bewegungslosigkeit} = {\begin{matrix} 1, & f ü r & 4 + & H o r n h a u t b e w e g u n g e n & i n & T s - D a u e r \\ 2, & f ü r & 2 o d e r 3 & H o r n h a u t b e w e g u n g e n & i n & T s - D a u e r \\ 3, & f ü r & 1 o d e r 0 & H o r n h a u t b e w e g u n g e n & i n & T s - D a u e r \end{matrix}$
Gemäß der Gleichung 3 wird in einem Fall, in dem nur eine oder null Hornhautbewegungen über eine gegebene Zeitdauer (z.B. ein tiefer Tagtraumzustand) erfasst werden, der Wert dieses Index hoch sein (z.B. 3). Wenn zwei oder drei Bewegungen der Hornhaut über die gegebene Zeitdauer erfasst werden, nimmt der Wert dieses Index ab (z.B. 2). Wenn indessen vier oder mehr Bewegungen der Hornhaut über die gegebene Zeitdauer erfasst werden, nimmt der Wert dieses Index sogar weiter ab (z.B. 1 oder weniger). Insbesondere kann ein sehr geringer Hornhaut-Bewegungslosigkeitsindex (i_{Bewegungslosigkeit}), der eine hohe Anzahl von Augenbewegungen über eine gegebene Zeitdauer repräsentiert, indizieren, dass der Fahrer abgelenkt ist. Dies kann beispielsweise durch Zuordnen einer hohen (d.h. schlechten) Wertung dem Hornhaut-Bewegungslosigkeitsindex (i_{Bewegungslosigkeit}) berücksichtigt werden, wenn die Anzahl der erfassten Augenbewegungen eine im Voraus definierte Anzahl überschreitet, die als unsicher betrachtet wird.
Der dritte Index, der bei der Berechnung der Gefährdungswertung (I_E) involviert ist, ist der Lidschlussindex (i_Augenlid), der die Müdigkeit/Schläfrigkeit des Fahrers verfolgt. Ähnlich dem Hornhaut-Bewegungslosigkeitsindex (i_{Bewegungslosigkeit}) ist der Lidschlussindex (i_Augenlid) eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit. Beispielsweise kann der Lidschlussindex (i_Augenlid) gemäß der Gleichung 4 unten berechnet werden: $i_{Augenlid} = {\begin{matrix} 1, & f ü r & w e n i g e r & a l s \frac{15}{G e s c h w i n d i g k e i t} & i n T s - D a u e r g e s c h l o s s e n e s A u g e n l i d \\ 2, & f ü r & \frac{15}{G e s c h w i n d i g k e i t} & b i s \frac{30}{G e s c h w i n d i g k e i t} & i n T s - D a u e r g e s c h l o s s e n e s A u g e n l i d \\ 3, & f ü r & m e h r & a l s \frac{30}{G e s c h w i n d i g k e i t} & i n T s - D a u e r g e s c h l o s s e n e s A u g e n l i d \end{matrix}$
Als ein Beispiel beträgt in einem Fall, in dem das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 30 mph fährt, die Verfolgungsdauer (T) sechs Sekunden (180/30 mph = 6 Sekunden). Gemäß der Gleichung 4 wird, wenn der Fahrer ausreichend aufmerksam ist und sich das Augenlid des Fahrers für eine maximale Zeit von 0,5 Sekunden (15/30 mph = 0,5 Sekunden) während der Dauer von sechs Sekunden schließt, der Index gering sein (z.B. 1 oder weniger). Wenn sich das Augenlid des Fahrers für eine maximale Zeit zwischen 0,5 Sekunden (15/30 mph = 0,5 Sekunden) und 1,0 Sekunden (30/30 mph = 1,0 Sekunden) während der Dauer von sechs Sekunden schließt, wird sich der Index erhöhen (z.B. 2). Wenn sich das Augenlid des Fahrers für eine maximale Zeit über 1,0 Sekunden (30/30 mph = 1,0 Sekunden) während der Dauer von sechs Sekunden schließt, wird der Index hoch sein (z.B. 3).
Wenn das Fahrzeug indessen mit einer Geschwindigkeit von 60 mph fährt, wird die Verfolgungsdauer (T) auf drei Sekunden (180/60 mph = 3 Sekunden) verringert. Folglich nimmt die Dauer (T) ab, während sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht. Ähnlich ändern sich die Lidschluss-Benchmarks bzw. Lidschluss-Bezugsgrößen, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Beispielsweise wird bei einem Fahrzeug, das mit 60 mph fährt, der Lidschlussindex (i_Augenlid) nur dann gering sein (z.B. 1 oder weniger), wenn sich das Augenlid des Fahrers für eine maximale Zeit von 0,25 Sekunden (15/60 mph = 0,25 Sekunden) während der Dauer von drei Sekunden schließt.
Es sollte klar sein, dass die oben beschriebenen Gefährdungswertungsberechnungen lediglich zu Demonstrationszwecken geliefert sind und der Bereich der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Das heißt, die oben beschriebenen Gefährdungswertungsberechnungen repräsentieren nur eine mögliche Art und Weise zum Konfigurieren einer Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers gemäß einer Vielzahl von gemessenen Augenparametern indiziert.
Sobald eine Gefährdungswertung berechnet wurde, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, kann die Wertung mit einem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, ob der Fahrer das Fahrzeug in unsicherer Weise (z.B. abgelenkt, schläfrig, einem Tagtraum nachhängend etc.) betätigt. Genauer kann bestimmt werden, dass der Fahrer das Fahrzeug in unsicherer Weise betätigt, wenn der berechnete Gefährdungsschwellenwert den Gefährdungsschwellenwert überschreitet. In Erwiderung auf das Bestimmen, dass der Fahrer eine unsichere Betätigung ausführt, kann eine Korrekturmaßnahme ausgeführt werden, wie nachstehend detaillierter erläutert wird.
Der Gefährdungsschwellenwert kann in Anbetracht des Bereiches möglicher Gefährdungswertungen festgelegt werden. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Gefährdungsschwellenwert als gleich 0,2 * maximale mögliche Gefährdungswertung festgelegt werden. Zudem kann der Gefährdungsschwellenwert gemäß einem erwünschten Empfindlichkeitsniveau gesteuert werden. Beispielsweise erhöht das Verringern des Gefährdungsschwellenwertes die Gefährdungs-Erfassungsempfindlichkeit durch Erhöhen der Wahrscheinlichkeit des Feststellens, dass der Fahrer unsicher fährt. Umgekehrt verringert das Erhöhen des Gefährdungsschwellenwertes die Gefährdungs-Erfassungsempfindlichkeit durch Verringern der Wahrscheinlichkeit des Feststellens, dass der Fahrer unsicher fährt.
Der Gefährdungsschwellenwert kann sich gemäß Umgebungsbedingungen oder zusammenhangsbezogenen Bedingungen in Echtzeit ändern. Wenn das Fahrzeug mit 20 mph (ca. 32 km/h) geradeaus fährt, kann sich der Schwellenwert beispielsweise verglichen dazu unterscheiden, wenn das Fahrzeug auf kurvenreichen Straßen mit 60 mph fährt. Andere Faktoren können den Gefährdungsschwellenwert beeinträchtigen, wie beispielsweise eine Fahrtrichtung, eine Fahrgeschwindigkeit, eine Tageszeit, eine Fahrtdauer, ein Ausgangspunkt der Fahrt, ein Zielort der Fahrt, eine Anzahl von Insassen in dem Fahrzeug, eine Menge an Geräuschen in dem Fahrzeug, eine Verwendung einer mobilen Vorrichtung und dergleichen. Des Weiteren kann ein Verlauf von zuvor festgelegten Gefährdungsschwellenwerten abgerufen und verwendet werden, um den Gefährdungsschwellenwert festzulegen. Bei einem Beispiel kann der Gefährdungsschwellenwert als gleich dem jüngsten zuvor festgelegten Gefährdungsschwellenwert initialisiert werden.
Wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet, kann eine Korrekturmaßnahme ausgeführt werden. Beispielsweise kann dem Fahrer ein Warnhinweis bereitgestellt werden. Der Warnhinweis kann abhängig von der Tageszeit, dem Geräuschpegel in dem Fahrzeug etc. visuell oder akustisch sein. Der Warnhinweis kann auch fühlbar, d.h. ein physischer Impuls, wie beispielsweise ein Stups oder „Stickshaker“, sein.
Zudem kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Erwiderung auf das Bestimmen, dass die Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet, automatisch verringert werden. In einigen Fällen kann die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit darauf basieren, dass der Fahrer den Warnhinweis empfängt, der indiziert, dass der Fahrer unsicher fährt, und den Warnhinweis ignoriert, indem derselbe gemäß der berechneten Gefährdungswertung weiterhin unsicher fährt.
Darüber hinaus kann die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter verringert werden, wenn der Fahrer die Warnmeldungen weiterhin ignoriert, die durch den Warnhinweis und die Verringerung der Geschwindigkeit bereitgestellt werden, indem derselbe weiterhin unsicher fährt. Mit anderen Worten kann die Fahrzeuggeschwindigkeit ein zweites Mal verringert werden, wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert weiterhin überschreitet, nachdem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein erstes Mal verringert wurde. Diese Korrekturmaßnahmen können wirken, um den Fahrer zu korrigieren und sogar zu trainieren, sicherere Fahrgewohnheiten zu praktizieren.
Die 3A und 3B veranschaulichen ein beispielhaftes vereinfachtes Verfahren zum Überwachen eines Fahrerzustands unter Verwendung der Hornhautreflexionserfassung. Das Verfahren 300 kann beim Schritt 310 beginnen und mit dem Schritt 315 fortfahren, in dem, wie hierin detaillierter beschrieben wird, Lichtinformationen, die von einem Auge des Fahrers reflektiert werden, durch einen in einem Fahrzeug montierten optischen Sensor erfasst werden, eine Vielzahl von Augenparametern basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen gemessen werden, eine Gefährdungswertung gemäß den gemessenen Parametern berechnet wird und eine Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen ausgeführt wird, dass die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet.
Im Schritt 315 können nach der Systeminitialisierung Eingabedaten gesammelt werden. Beispielsweise kann von einer Hornhaut eines Fahrers reflektierendes Licht durch einen in einem Fahrzeug montierten optischen Sensor 100 abgetastet werden, wie in den 1A und 1B gezeigt. Die abgetasteten Lichtinformationen können in elektrische Signale umgewandelt und zu einer Steuereinheit zur Verarbeitung übertragen werden. Zudem kann die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt und als zusätzliche Eingabe zum Berechnen der Gefährdungswertung verwendet werden.
Im Schritt 320 kann eine Vielzahl von Augenparametern unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen gemessen werden. Wie beispielsweise beim Schritt 325 gezeigt, kann eine Blickausrichtung (i_Ausrichtung), die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, gemessen werden, um zu erfassen, ob der Blick des Fahrers mit der Straße vor demselben und/oder dem Gegenverkehr winkelmäßig falsch ausgerichtet ist. Insbesondere kann unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen bestimmt werden, ob der Blick des Fahrers von der Straße vor dem Fahrzeug über ein im Voraus definiertes akzeptables Maß hinaus (z.B. 5 bis 30 Grad) hinaus abweicht. Als anderes Beispiel kann eine Hornhaut-Bewegungslosigkeit (i_{Bewegungslosigkeit}, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers indiziert, während einer im Voraus definierten Zeitdauer gemessen werden, um zu erfassen, ob die Augen des Fahrers entweder zu bewegungslos sind, was indiziert, dass der Fahrer einem Tagtraum nachhängt, oder sich zu schnell bewegen, was indiziert, dass der Fahrer abgelenkt ist. Zu diesem Zweck kann eine Anzahl von Bewegungen der Hornhaut des Fahrers während der im Voraus definierten Zeitdauer unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen bestimmt werden. Als noch ein anderes Beispiel kann ein Lidschluss (i_Augenlid), der eine Schließmenge eines Augenlids des Fahrers während einer im Voraus definierten Zeitdauer indiziert, gemessen werden, um zu erfassen, ob der Fahrer schläfrig ist. Zu diesem Zweck kann eine maximale Zeitdauer, die das Augenlid des Fahrers während der im Voraus definierten Zeitdauer geschlossen ist, unter Verwendung der abgetasteten Lichtinformationen bestimmt werden (wenn die Hornhaut vorübergehend nicht erfasst wird, kann beispielsweise abgeleitet werden, dass das Augenlid teilweise oder völlig geschlossen ist). Es sollte klar sein, dass jede Anzahl und/oder jeder Typ von Augenparameter basierend auf den durch den optischen Sensor 100 abgetasteten Lichtinformationen gemessen werden kann, und folglich sind die oben beschriebenen Parameter lediglich zu Demonstrationszwecken geliefert.
Im Schritt 330 kann die Gefährdungswertung basierend auf den gemessenen Augenparametern berechnet werden. Wie im Schritt 335 gezeigt, kann eine Gefährdungswertung (I_E) gemäß der nachstehenden Gleichung 1 berechnet werden: $Ι_{E} = i_{A u s r i c h t u n g} \times i_{B e w e g u n g s l o s i g k e i t} \times i_{A u g e n l i d}$
Eine Berechnung der Gefährdungswertung (I_E) kann, wie in Gleichung 1 gezeigt, von drei Augenparametern (oder „Indizes“), die im Schritt 325 gemessen werden, abhängen: Blickausrichtung (i_Ausrichtung), Hornhaut-Bewegungslosigkeit (i_{Bewegungslosigkeit}) und Lidschluss (i_Augenlid). Bei einer nicht beschränkenden beispielhaften Implementierung - die lediglich zu Demonstrationszwecken vorgesehen ist - kann jeder Index eine „Wertung“ erhalten und die Gefährdungswertung (I_E) ist gleich einem Produkt aller Wertungen. Beispielsweise kann eine niedrigere Wertung einen geringeren Ablenkungsgrad und eine geringe resultierende Gefährdung indizieren, während eine höhere Wertung einen höheren Ablenkungsgrad und eine höhere resultierende Gefährdung indizieren kann.
Im Schritt 340 können zusätzliche Eingabedaten zum Zwecke des Berechnens des Gefährdungsschwellenwertes (Schritt 345) gesammelt werden. Wie oben erläutert wurde, kann der Gefährdungsschwellenwert in Anbetracht des Bereiches möglicher Gefährdungswertungen festgelegt werden. Bei einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Gefährdungsschwellenwert als gleich 0,2 * maximale mögliche Gefährdungswertung festgelegt werden. Außerdem kann der Gefährdungsschwellenwert gemäß einem erwünschten Empfindlichkeitsniveau gesteuert werden. Der Gefährdungsschwellenwert kann sich auch in Echtzeit gemäß Umgebungsbedingungen oder zusammenhangsbezogenen Bedingungen ändern, die im Schritt 340 erfasst werden. Beispielsweise kann sich der Schwellenwert gemäß Faktoren (Eingabedaten) ändern, wie beispielsweise eine Fahrtrichtung, eine Fahrgeschwindigkeit, eine Tageszeit, eine Fahrtdauer, ein Ausgangspunkt der Fahrt, ein Zielort der Fahrt, eine Anzahl von Insassen in dem Fahrzeug, eine Menge an Geräuschen in dem Fahrzeug, eine Verwendung einer mobilen Vorrichtung und dergleichen.
Im Schritt 350 kann die berechnete Gefährdungswertung (I_E) mit dem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden. Wenn die Gefährdungswertung (I_E) den Gefährdungsschwellenwert überschreitet, kann bestimmt werden, dass der Fahrer unsicher fährt (z.B. aufgrund eines Mangels an Aufmerksamkeit), und eine Korrekturmaßnahme ausgeführt werden (Schritt 355), um den Fahrer zu korrigieren und sogar zu trainieren, sichere Fahrgewohnheiten anzunehmen. Wenn die Gefährdungswertung (I_E) den Gefährdungsschwellenwert nicht überschreitet, kann das Verfahren 300 zu einem früheren Schritt zurückkehren, um die Gefährdungswertung und/oder den Gefährdungsschwellenwert erneut zu berechnen.
Das Verfahren 300 endet illustrativ beim Schritt 355. Die Techniken, durch die die Schritte des Verfahrens 300 durchgeführt werden können, sowie zusätzliche Verfahren und Parameter werden hierein detailliert beschrieben.
Es sollte beachtet werden, dass die in den 3A und 3B gezeigten Schritte lediglich Beispiele zur Veranschaulichung sind und bestimmte andere Schritte wie erwünscht enthalten oder ausgeschlossen sein können. Zwar wird eine bestimmte Reihenfolge der Schritte gezeigt, aber diese Ordnung ist lediglich veranschaulichend und jede geeignete Anordnung der Schritte kann verwendet werden, ohne von dem Bereich der Ausführungsformen hierin abzuweichen. Darüber hinaus können die veranschaulichten Schritte in jeder geeigneten Weise gemäß dem Bereich der vorliegenden Ansprüche modifiziert werden.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes vereinfachtes Verfahren zum Ausführen einer Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen, dass der Fahrer in unsicherer Weise fährt. Das Verfahren 400 kann mit dem Schritt 410 beginnen und mit dem Schritt 415 fortfahren, in dem, wie hierin detaillierter beschrieben wird, eine Reihe von Korrekturmaßnahmen abhängig von der von dem Fahrer hervorgerufenen Antwort bzw. Reaktion und insbesondere davon, ob der Fahrer die Warnsignale beachtet, durchgeführt werden.
Im Schritt 410 kann die berechnete Gefährdungswertung (I_E) mit dem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden. Wenn die Gefährdungswertung (I_E) den Gefährdungsschwellenwert überschreitet, kann bestimmt werden, dass der Fahrer unsicher fährt (z.B. aufgrund eines Mangels an Aufmerksamkeit), und eine anfängliche Korrekturmaßnahme ausgeführt werden (Schritt 415), um den Fahrer zu korrigieren und sogar zu trainieren, sicherere Fahrgewohnheiten anzunehmen.
Im Schritt 415 kann eine anfängliche Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen ausgeführt werden, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet. Beispielsweise kann die anfängliche Korrekturmaßnahme einen Warnhinweis enthalten, der dem Fahrer bereitgestellt wird. Der Warnhinweis kann abhängig von der Tageszeit, dem Geräuschpegel in dem Fahrzeug etc. visuell oder akustisch sein. Der Warnhinweis kann auch fühlbar, d.h. ein physischer Impuls, wie beispielsweise ein Stups oder „Stickshaker“, sein.
Nachdem dem Fahrer der Warnhinweis im Schritt 415 bereitgestellt wird, kann die berechnete Gefährdungswertung (I_E) wieder mit dem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden (Schritt 420), um zu verifizieren, ob der Fahrer seinen Fahrzustand geändert hat (z.B., ob der Fahrer weniger abgelenkt, wachsamer, konzentrierter etc. ist). Wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert nicht länger überschreitet, was bedeutet, dass der Fahrer durch Ändern seines Fahrverhaltens angemessen auf den im Schritt 410 bereitgestellten Warnhinweis reagiert hat, kann das Verfahren 400 zum Schritt 410 zurückkehren.
Wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert im Schritt 420 noch überschreitet, was bedeutet, dass der Fahrer den im Schritt 415 bereitgestellten Warnhinweis ignoriert hat, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit andererseits automatisch verringert werden (Schritt 425). Bei einem Beispiel kann die Fahrzeuggeschwindigkeit um eine erste Menge, wie beispielsweise 5%, 10% etc., verringert werden. Die automatische Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit sollte den Fahrer warnen, dass sein Fahrverhalten unsicher ist.
Nach dem Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit um eine erste Menge im Schritt 425 kann die berechnete Gefährdungswertung (I_E) noch einmal mit dem Gefährdungsschwellenwert verglichen werden (Schritt 430), um noch einmal zu verifizieren, ob der Fahrer seinen Fahrzustand geändert hat (z.B. ob der Fahrer weniger abgelenkt, wachsamer, konzentrierter etc. ist). Wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert nicht länger überschreitet, was bedeutet, dass der Fahrer auf die im Schritt 425 durchgeführte Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit angemessen reagiert hat, indem derselbe sein Fahrverhalten ändert, kann das Verfahren 400 zum Schritt 410 zurückkehren.
Wenn die berechnete Gefährdungswertung andererseits den Gefährdungsschwellenwert im Schritt 430 noch überschreitet, was bedeutet, dass der Fahrer die im Schritt 425 durchgeführte Korrekturmaßnahme noch einmal ignoriert hat, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit ein zweites Mal automatisch verringert werden (Schritt 435). Bei einem Beispiel kann die Fahrzeuggeschwindigkeit um eine zweite Menge, wie beispielsweise 15%, 20% etc., verringert werden, die größer als die erste Verringerungsmenge im Schritt 425 ist. Die anschließende automatische Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit sollte den Fahrer ferner warnen, dass sein Fahrverhalten unsicher ist. Wie oben erläutert wurde, können diese Korrekturmaßnahmen wirken, um den Fahrer zu korrigieren und sogar zu trainieren, sicherere Fahrgewohnheiten zu praktizieren.
Das Verfahren 400 endet illustrativ beim Schritt 435. Die Techniken, durch die die Schritte des Verfahrens 400 durchgeführt werden können, sowie zusätzliche Verfahren und Parameter sind hierin detailliert beschrieben.
Es sollte beachtet werden, dass die in 4 gezeigten Schritte lediglich Beispiele zur Veranschaulichung sind und bestimmte andere Schritte wie erwünscht enthalten oder ausgeschlossen sein können. Zwar wird eine bestimmte Reihenfolge der Schritte gezeigt, aber diese Ordnung ist ferner lediglich veranschaulichend und jede geeignete Anordnung von Schritten kann verwendet werden, ohne von dem Bereich der Ausführungsformen hierin abzuweichen. Darüber hinaus können die veranschaulichten Schritte in jeder geeigneten Weise gemäß dem Bereich der vorliegenden Ansprüche modifiziert werden.
Folglich werden hierin Techniken beschrieben, die sich mit Fahrverhalten befassen und die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen verringern, die aufgrund einer mangelnden Konzentration des Fahrers auf die Straße vor ihm oder den nahegelegenen Verkehr auftreten. Das hierin beschriebene System passt sich dynamisch an ein gegebenes normales Fahrmuster eines Fahrers an. Dasselbe kann auch kulturelle, soziale und geografische Abhängigkeiten bei Berechnung einer Gefährdungswertung und/oder eines Gefährdungsschwellenwertes berücksichtigen. Der Effekt ist eine Verringerung von Fahrzeugunfällen und eine Erhöhung der Fahrsicherheit. Zudem können Fahrer trainiert werden, den jeweiligen Fahrbedingungen derselben eine größere Aufmerksamkeit beizumessen; anderenfalls werden Korrekturmaßnahmen ausgeführt werden, wie beispielsweise eine automatische Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Zwar wurden veranschaulichende Ausführungsformen gezeigt und beschrieben, die für eine Fahrerzustandsüberwachung unter Verwendung einer Hornhautreflexionserfassung sorgen, aber es sollte klar sein, dass verschiedene andere Adaptionen und Modifikationen innerhalb des Wesens und Bereiches der Ausführungsformen hierin erfolgen können. Beispielsweise wird hierin zwar in erster Linie auf Hornhautreflexionstechniken zum Zwecke der Augenverfolgung Bezug genommen, aber die beanspruchten Ausführungsformen sind auch auf andere Augenverfolgungstechniken anwendbar. Daher können die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in geeigneter Weise gemäß dem Bereich der vorliegenden Ansprüche modifiziert werden.
Die vorangehende Beschreibung wurde auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gerichtet. Es wird jedoch offensichtlich sein, dass andere Variationen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen mit der Erzielung einiger oder aller Vorteile derselben vorgenommen werden können. Folglich ist diese Beschreibung nur als Beispiel zu nehmen und nicht, um den Bereich der Ausführungsformen hierin anderweitig zu beschränken. Daher ist es die Aufgabe der beiliegenden Ansprüche, all solche Variationen und Modifikationen zu decken, die innerhalb des wahren Wesens und Bereiches der Ausführungsformen hierin liegen.

Claims

Verfahren, aufweisend: Abtasten von Lichtinformationen, die von einem Auge eines Fahrers eines Fahrzeugs reflektieren, unter Verwendung eines in dem Fahrzeug montierten optischen Sensors; Messen einer Vielzahl von Augenparametern basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch eine in dem Fahrzeug eingerichtete Steuereinheit; Berechnen einer Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern durch die Steuereinheit; Bestimmen durch die Steuereinheit, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und Ausführen einer Korrekturmaßnahme durch die Steuereinheit in Erwiderung auf das Bestimmen, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der optische Sensor an einem Rückspiegel des Fahrzeugs montiert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Lichtquelle mit dem optischen Sensor gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen der Vielzahl von Augenparametern Folgendes aufweist: Messen einer Blickausrichtung, die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Messen der Blickausrichtung Folgendes aufweist: Bestimmen durch die Steuereinheit, ob der Blick des Fahrers von der Straße vor dem Fahrzeug über ein im Voraus definiertes akzeptables Maß hinaus abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen der Vielzahl von Augenparametern Folgendes aufweist: Messen einer Hornhaut-Bewegungslosigkeit, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Messen der Hornhaut-Bewegungslosigkeit Folgendes aufweist: Bestimmen einer Anzahl von Bewegungen der Hornhaut des Fahrers während der Zeitdauer durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen der Vielzahl von Augenparametern Folgendes aufweist: Messen eines Lidschlusses, der eine Schließmenge eines Augenlids des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Messen des Lidschlusses Folgendes aufweist: Bestimmen durch die Steuereinheit einer maximalen Zeitdauer, die das Augenlid des Fahrers während der Zeitdauer geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der Gefährdungswertung Folgendes aufweist: Messen einer Blickausrichtung, die eine Ausrichtung eines Blickes des Fahrers mit einer Straße vor dem Fahrzeug indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit; Messen einer Hornhaut-Bewegungslosigkeit, die eine Bewegungslosigkeit einer Hornhaut des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit; Messen eines Lidschlusses, der eine Schließmenge eines Augenlids des Fahrers während einer Zeitdauer indiziert, basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit; und Berechnen der Gefährdungswertung unter Verwendung der/des gemessenen Blickausrichtung, Hornhaut-Bewegungslosigkeit und Lidschlusses durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Steuern des Gefährdungsschwellenwertes gemäß einer erwünschten Empfindlichkeit durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Anpassen des Gefährdungsschwellenwertes in Echtzeit durch die Steuereinheit gemäß einem oder mehreren Faktoren, die aus einer aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt werden: einer Fahrtrichtung, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Tageszeit, einer Fahrtdauer, einem Ausgangspunkt der Fahrt, einem Zielort der Fahrt, einer Anzahl von Insassen in dem Fahrzeug, einer Menge an Geräuschen in dem Fahrzeug und einer Verwendung einer mobilen Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Bestimmen von zuvor festgelegten Gefährdungsschwellenwerten durch die Steuereinheit; und Festlegen des Gefährdungsschwellenwertes durch die Steuereinheit basierend auf den zuvor festgelegten Gefährdungsschwellenwerten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Anwenden eines Filters auf die abgetasteten Lichtinformationen durch die Steuereinheit, um ein Rauschen aus denselben zu beseitigen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen der Vielzahl von Augenparametern Folgendes aufweist: Bestimmen einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Steuereinheit; und Messen der Vielzahl von Augenparametern ferner basierend auf der bestimmten gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen der Korrekturmaßnahme Folgendes aufweist: Versorgen des Fahrers mit einem visuellen, akustischen oder fühlbaren Warnhinweis.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen der Korrekturmaßnahme Folgendes aufweist: Verringern einer Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ausführen der Korrekturmaßnahme Folgendes aufweist: Bestimmen durch die Steuereinheit, ob die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert nach dem Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin überschreitet; und weiteres Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Steuereinheit, wenn die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert weiterhin überschreitet.
System, aufweisend: einen optischen Sensor, der in einem Fahrzeug montiert und zum Abtasten von Lichtinformationen konfiguriert ist, die von einem Auge des Fahrers des Fahrzeugs reflektieren; und eine Steuereinheit, die in dem Fahrzeug eingerichtet und zu Folgendem konfiguriert ist: Messen einer Vielzahl von Augenparametern basierend auf den abgetasteten Lichtinformationen; Berechnen einer Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern; Bestimmen, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und Ausführen einer Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet.
Nicht-transitorisches computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält, die durch eine in einem Fahrzeug eingerichtete Steuereinheit ausführbar sind, wobei die Programmbefehle, wenn ausgeführt, verursachen, dass die Steuereinheit: eine Vielzahl von Augenparametern basierend auf Lichtinformationen misst, die von einem Auge eines Fahrers des Fahrzeugs reflektieren und durch einen in dem Fahrzeug montierten optischen Sensor abgetastet werden; eine Gefährdungswertung, die einen Fahrzustand des Fahrers indiziert, gemäß der Vielzahl von Augenparametern berechnet; bestimmt, ob die berechnete Gefährdungswertung einen Gefährdungsschwellenwert überschreitet; und eine Korrekturmaßnahme in Erwiderung auf das Bestimmen ausführt, dass die berechnete Gefährdungswertung den Gefährdungsschwellenwert überschreitet.