DE102018107326A1 - Adaptives Insassengespräch-Frühwarnsystem - Google Patents
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Abstract
Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem, das zumindest ein Mikrofon beinhaltet, das Schalldaten in einer Innenfahrgastzelle eines Fahrzeugs aufnimmt. Ein Innenraum-Gesprächsschwellenwertanalysator (ICTA) analysiert Schalldaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs. Der ICTA stellt fest, ob die Schalldaten innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs einen Schwellenwert überschreiten. Eine Einheit zur Empfindlichkeitsentscheidungsanpassung (SDT) konfiguriert einem Benutzerprofil zugeordnete Fahrzeugeinstellungen neu, wenn die Schalldaten den Schwellenwert überschreiten. Die jeweils neu konfigurierte Fahrzeugeinstellung wird genutzt, um als Reaktion auf eine Betätigung des Fahrzeugsystems einen Fahreralarmierungsvorgang eines Fahrzeugsystems zu aktivieren.
Description
- STAND DER TECHNIK
- Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen dynamische Fahrer-Frühwarnsysteme.
- Wenn ein junger Fahrer, ein älterer Fahrer oder ein Fahranfänger ein Fahrzeug fährt, muss der Fahrer besonders aufmerksam sein und darf nicht die Konzentration auf die Aufgabe des Fahrens und andere äußere Bedingungen verlieren, während er das Fahrzeug fährt. Verschiedene Ereignisse wie z. B. laute Musik sowie Fahrzeuginsassen können zu den Ablenkungen des Fahrers beitragen. Zum Beispiel können laute oder lebhafte Gespräche nicht nur zum Konzentrationsverlust hinsichtlich der Aufgabe des Fahrens führen, sondern können auch verhindern, dass der Fahrer schnell auf vom Fahrzeug ausgegebene Fahrzeugwarnungen reagiert, insbesondere, wenn er mit Fahrmanövern beschäftigt ist, die eine erhöhte Aufmerksamkeit und eine schnelle Reaktion vom Fahrer erfordern können. Vor allem bei Fahrern, bei denen die Aufmerksamkeit ein Problem sein kann oder die leicht abgelenkt werden können, ist allgemein bekannt, dass die Anwesenheit anderer Insassen wie zum Beispiel Teenagern, bei denen lebhafte Gespräche wahrscheinlich sind, der Konzentration und Aufmerksamkeit abträglich sein kann. Bei anhaltenden lebhaften Gesprächen ist es für einen Fahrer wichtig, von diesen Gesprächen nicht abgelenkt zu werden und seine Aufmerksamkeit wieder auf das Fahrereignis zu lenken. Es sind Techniken bekannt, um einen Fahrer dabei zu unterstützen, seine Konzentration und Aufmerksamkeit wieder auf die befahrene Straße zu lenken, aber solche Systeme behandeln oft alle Fahrer gleich und wenden möglicherweise dieselben Techniken an.
- KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Ein Vorteil der hier beschriebenen Ausführungsformen besteht in einem Innenraum-Gesprächsschwellenwertanalysator (Interior Conversational Threshold Analyzer, ICTA)-System, um einen spezifischen Frequenzbereich zu analysieren, der mit Gesprächsschallsignalen im Fahrzeug in Verbindung steht. Der ICTA analysiert jeweilige Schalldaten der Gesprächsschallsignale, die in einem vorbestimmten Frequenzband liegen, um festzustellen, ob die analysierten Schalldaten einen vorbestimmten Schwellenwertüberschreiten, um festzustellen, ob der Fahrer an Gesprächen teilnimmt, welche die Konzentration des Fahrers von der Aufgabe des Fahrens ablenken können. Das hier beschriebene System und die hier beschriebenen Techniken ermöglichen es einer verantwortlichen Person, die vorzugsweise nicht der Fahrer ist, ein Benutzerprofil für den Fahrer im ICTA einzustellen, sodass typische Fahrzeug-Subsystemeinstellungen an diesen Fahrer angepasst werden können, um den Fahrer dabei zu unterstützen, seine Konzentration auf die Aufgabe des Fahrens aufrechtzuerhalten. Zusätzlich zum Analysieren von Schalldaten aus einem jeweiligen Frequenzbereich werden Hintergrundgeräusche aus den aufgenommenen Schalldaten entfernt. Falls die analysierten Schalldaten einen vorbestimmten Schwellenwertüberschreiten, wird eine Markierung gesetzt, und eine Einheit zur Empfindlichkeitsentscheidungsanpassung nutzt das Benutzerprofil, um Fahrzeug-Empfindlichkeitseinstellungen für den Fahrer zu personalisieren. Infolgedessen kann der Zeitpunkt, zu dem dem Fahrer eine Warnnachricht bereitgestellt wird, modifiziert werden, und die Konnektivität bestimmter Geräte wie z. B. von Telefonen und anderen Kommunikationsgeräten kann verzögert werden. Verschiedene Geräte wie z. B. ein HMI-, Gesichtserkennungs- oder Schlüsselanhängergerät, die ein Signal an das Fahrzeug kommunizieren, können verwendet werden, um den Fahrer des Fahrzeugs zu identifizieren, sodass das dem Fahrer zugeordnete Benutzerprofil für das Fahrereignis aktiviert wird.
- Eine Ausführungsform sieht ein dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem vor, das zumindest ein Mikrofon beinhaltet, das Schalldaten in einer Innenfahrgastzelle eines Fahrzeugs aufnimmt. Ein Innenraum-Gesprächsschwellenwertanalysator (ICTA) analysiert Schalldaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs. Der ICTA stellt fest, ob die Schalldaten innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs einen Schwellenwertüberschreiten. Eine Einheit zur Empfindlichkeitsentscheidungsanpassung (Sensitivity Decision Targeting, SDT) konfiguriert Fahrzeugeinstellungen neu, die einem Benutzerprofil zugeordnet sind, wenn die Schalldaten den Schwellenwertüberschreiten. Die jeweils neu konfigurierte Fahrzeugeinstellung wird genutzt, um als Reaktion auf eine Betätigung des Fahrzeugsystems einen Fahreralarmierungsvorgang eines Fahrzeugsystems zu aktivieren.
- Eine Ausführungsform sieht ein System vor, das ein Mikrofon beinhaltet, das Schalldaten in einer Fahrzeug-Fahrgastzelle aufnimmt. Ein Schwellenwertanalysator analysiert Schalldaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs, um festzustellen, ob die Schalldaten eine Schwellenwert überschreiten. Eine Einheit zur Empfindlichkeitsentscheidungsanpassung konfiguriert Fahrzeugeinstellungen neu, die einem Benutzerprofil zugeordnet sind, wenn die Schalldaten den Schwellenwert überschreiten. Die jeweils neu konfigurierte Fahrzeugeinstellung aktiviert als Reaktion auf eine Betätigung des Fahrzeugsystems einen Fahreralarmierungsvorgang eines Fahrzeugsystems.
- Figurenliste
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1 ist ein Blockdiagramm für ein adaptives Insassengespräch-Frühwarnsystem. -
2 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen eines zeitdiskreten Mikrofon-Spannungsausgangssignals. -
3 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen eines Schallenergieverteilungsgraphen. -
4 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein Verfahren des Betriebsablaufs des Gesprächsfrühwarnsystems. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- In
1 ist ein Blockdiagram für ein adaptives Insassengespräch-Frühwarnsystem 10 dargestellt. Das adaptive Insassengespräch-Frühwarnsystem10 beinhaltet zumindest ein Innenmikrofon12 , ein Innenraum-Gesprächsschwellenwertanalysator(ICTA)-System 14, ein System16 zur Empfindlichkeitsentscheidungsanpassung (SDT)16 und ein Datenspeichersystem18 , die adaptiv verwendet werden, um die Fahrzeug-Fahrerassistenzsysteme20 zu modifizieren, um den Fahrer dabei zu unterstützen, die Konzentration auf die befahrene Straße aufrechtzuerhalten. - Das Innenmikrofon
12 ist innerhalb einer Innenfahrgastzelle eines Fahrzeugs angeordnet, um Gesprächsschallsignale darin aufzunehmen. Das Innenmikrofon12 nimmt Schalldaten innerhalb der Innenfahrgastzelle auf, und die Schalldaten werden an den ICTA14 geleitet. Alternativ dazu kann das Datenspeichersystem18 eine fahrzeuginterne Speichervorrichtung oder ein drahtlos mit dem Fahrzeug verbundenes Remote-Cloud-System beinhalten. - Der ICTA
14 beinhaltet einen Prozessor, der bestimmt, ob ein Fahrer und andere Insassen an laut geführten Gesprächen teilnehmen. Der ICTA14 berechnet Gesprächsschallenergiepegel, die spezifische, charakteristische Geräuschpegel innerhalb der Innenfahrgastzelle eines Fahrzeugs sind, auf Basis der aufgenommenen Schalldaten und stellt fest, ob die Schallpegel einen jeweiligen Schwellenwert überschreiten, sodass Bedingungen markiert werden, um Fahrzeug-Fahrerassistenzsysteme 20 adaptiv zu modifizieren, um den Fahrer dabei zu unterstützen, die Konzentration auf die befahrene Straße aufrechtzuerhalten. Der ICTA14 bezieht die aufgenommenen Schallsignale vom Innenmikrofon12 und konzentriert seine Analyse auf ein jeweiliges Frequenzband, das diejenigen Schallcharakteristika innerhalb eines jeweiligen Frequenzbereichs beinhaltet, die den entsprechenden Gesprächen von Fahrern und anderen Insassen im Fahrzeug zugeordnet sind. Der ICTA14 beinhaltet ferner einen Breitbandfilter, um Hintergrundgeräusche herauszufiltern, um die Hintergrund-Schallsignale von den Gesprächsschallsignalen der Fahrzeuginsassen zu isolieren. Herausgefilterte Hintergrundgeräusche können Innenraum-Umgebungsgeräusche, bei denen es sich nicht um Insassenstimmen handelt, wie z. B. vom Fahrzeug erzeugte Schallsignale, Umweltschallsignale außerhalb des Fahrzeugs und Multimediaschallsignale beinhalten, sind aber nicht auf diese beschränkt. - Das adaptive Insassengespräch-Frühwarnsystem
10 kann ferner ein Fahreridentifikationsgerät 22 beinhalten, um den Fahrer zu identifizieren, sodass auf ein ihm zugeordnetes Benutzerprofil zugegriffen werden kann, das in einem Speicher gespeichert ist, sodass es vom ICTA14 und von der SDT16 verwendet werden kann. Das Fahrerschnittstellenidentifikationsgerät 22 kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), einen Schlüsselanhänger, ein Insassen- oder Gesichtserkennungsgerät oder ein biometrisches Sensorerkennungsgerät beinhalten. Darüber hinaus kann/können eines oder mehrere der beschriebenen Fahreridentifikationsgeräte gemeinsam verwendet werden, um den Fahrer zu identifizieren. -
2 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen eines zeitdiskreten Spannungsausgangssignals vom Innenmikrofon12 . Die y-Achse gibt die Spannung an, und die x-Achse gibt die Anzahl der Abtastwerte in einem Zeitraum an. Der ICTA14 bestimmt auf Basis des Zeit-Spannungs-Graphen aus2 eine Energieverteilung, die in3 gezeigt ist. Die y-Achse gibt die spektrale Leistungsdichte (Power Spectral Density, PSD) an, und die y-Achse gibt die Frequenz an. Basierend auf dem PSD-Graphen kumuliert der ICTA14 das Ausgangssignal auf relevanten Frequenzen über einen Zeitraum, um festzustellen, ob der Fahrer und die Insassen an lauten, lebhaften Gesprächen teilnehmen, was zu einem Mangel an Konzentration des Fahrers auf die Aufgabe des Fahrens führen kann. -
- Die Markierung wird an das SDT-System
16 kommuniziert, falls die Energie größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Die SDT16 ist ein Subsystem, das individualisierte Fahrzeugsystemeinstellungen für den Fahrer und insbesondere für Fahranfänger oder ältere Fahrer bereitstellt. Die SDT16 wendet Entscheidungsregeln an, um die Aktivierung einer relevanten Alarmerinnerung und/oder Subsystemmodifikation zu bestimmen. Erinnerungen können visuelle Alarmsignale, akustische Alarmsignale oder haptische Alarmsignale beinhalten. Subsystemmodifikationen können das Verzögern der Konnektivitätskommunikation mit dem Fahrer, das Bereitstellen früherer Kollisions- (z. B. über ein Kollisionswarnsystem) und Spurwechsel-Warnzeiten (z. B. über ein Spurwechsel-Warnsystem) beinhalten, sind aber nicht auf diese beschränkt. Die SDT16 personalisiert Fahrzeug-Empfindlichkeitseinstellungen für den Fahrer auf Basis eines vorbestimmten Profils. Das bedeutet, dass für jeden ausgewählten Fahrer, insbesondere Fahranfänger wie z. B. solche mit minimaler Fahrerfahrung, ein Benutzerprofil in der SDT16 eingestellt werden kann. Das Benutzerprofil kann von einer verantwortlichen Person (z. B. einem Elternteil) eingestellt werden, die individuelle Einstellungen anpasst, um eine Warnung zu modifizieren, die mit einem Fahreralarmierungsvorgang und anderen Empfindlichkeitseinstellungen eines Fahrzeugsubsystems in Verbindung steht, wenn das System detektiert, dass Gesprächsgeräusche in der Innenfahrgastzelle einen jeweiligen Schwellenwert überschritten haben, was ein Anzeichen dafür ist, dass der Fahrer nicht seine ganze Aufmerksamkeit auf die Fahraufgabe legt. Wenn der ICTA14 eine Bedingung markiert hat, der zufolge der Kommunikationsgeräuschschwellenwert überschritten ist, sucht die SDT16 das Profil für den Fahrer und bestimmt, welche Fahrzeugsubsystemeinstellungen eine Modifikation benötigen, um im Vergleich zu einer Werkseinstellung entweder eine Warnung früher auszulösen oder eine Subsystembetätigung zu verzögern. Falls zum Beispiel eine frontseitige Kollisionswarnung eine Betätigung erfordert, kann die SDT16 das entsprechende Subsystem anweisen, die Warnzeit zu erhöhen, indem es eine frühere Benachrichtigung an eine Fahrer-Kollisions- und Spurwechselwarnung bereitstellt, als üblicherweise konfiguriert ist. Die verantwortliche Person, die das Benutzerprofil konfiguriert, kann wollen, dass eine Warnung - abhängig vom Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem erfassten Objekt oder auf Basis der Zeit bis zur Kollision - früher ausgelöst wird, um dem Fahrer mehr Zeit zum Reagieren zu geben. Andere Konfigurationen können das Verzögern der Eingangskonnektivität beinhalten, was das Verzögern der Konnektivität eingehender Telefonanrufe/Nachrichten oder das Verringern der Lautstärke des Multimediageräts, das derzeit Audiosignale ausgibt, beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt ist. -
- dann SDT_Wert = mi wobei
- ICTA_Markierung: 1- Innenraumgespräche oft größer als einstellbarer Schwellenwert;
- 0-Minimale Gespräche
- Fahrertyp: 1- Fahranfänger, älterer Fahrer; 0-Durchschnitt
- SDT_Wert: mi = (
1 ,2 oder0 ). wobei - 1: Eingangskonnektivitätsinformationen verzögern;
- 2: Frühere Alarme für Assistenzsysteme; und
- 0: keine Aktion.
-
4 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein Verfahren des Betriebsablaufs des Gesprächsfrühwarnsystems. Bei Block30 wird die Technik zur Überwachung von Bedingungen in der Innenfahrgastzelle des Fahrzeugs aktiviert. - Bei Block
31 wird der Fahrer entweder dadurch identifiziert, dass der Fahrer seine Identifikationsinformationen eingibt, oder dadurch, dass ein Fahrzeugsystem den Fahrer mittels verschiedener Techniken identifiziert, welche die Insassendetektion, RFID-Tags, biometrische Sensorerkennung, Gesichtserkennung, MyKey-Schlüssel oder Schlüsselanhänger umfassen, aber nicht auf diese beschränkt sind. - Bei Block
32 werden Fahrzeuginnenraum-Schallinformationen, Konnektivitätsdaten, Fahrzeug- und Fahrerinformationen entweder von einem Fahrzeugspeicher oder von einem anderen Speicher wie z. B. einer Cloud bezogen. - Bei Block
33 nimmt/nehmen ein oder mehrere Innenmikrofone Schalldaten in der Innenfahrgastzelle des Fahrzeugs auf. - Bei Block
34 analysiert der ICTA die aufgenommenen Schalldaten im jeweiligen Frequenzbereich, der mit Insassenstimmen in der Innenfahrgastzelle in Verbindung steht, und filtert auch Hintergrundgeräusche aus den Schalldaten. Der ICTA berechnet Gesprächsschallenergiepegel und bestimmt diesen zugeordnete Entscheidungsfindungsmarkierungen (ICTA_Wert) für die SDT. - Bei Block
35 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der ICTA_Wert größer als ein Schwellenwert ist. Falls bestimmt wird, dass der ICTA_Wert nicht größer als der Schwellenwert ist, kehrt die Routine zu Block33 zurück, um Schalldaten in der Innenfahrgastzelle zu überwachen. Falls bestimmt wird, dass der ICTA_Wert größer als der Schwellenwert ist, fährt die Routine bei Block36 fort. - Bei Block
36 wendet die SDT Entscheidungsregeln an, die für den identifizierten Fahrer personalisiert sind, und bestimmt Aktivierungseinstellungen, die dem Profil des Fahrers zugeordnet sind. Jeweilige, dem Fahrer zugeordnete Aktivierungseinstellungen werden ausgehend von ihren üblichen Einstellungen auf Basis des Profils des Fahrers dynamisch modifiziert. - Bei Block
37 werden Fahrzeugsysteme und Konnektivitätseinstellungen in Echtzeit angepasst und dementsprechend betätigt, falls ein jeweiliges Fahrzeugsystem oder eine Konnektivität betätigt wird und der Fahreralarmierungsvorgang eine Betätigung für das jeweilige Fahrzeugsystem benötigt. - Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genau beschrieben wurden, werden Fachleute, an welche sich diese Erfindung richtet, verschiedene alternative Auslegungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung zu praktizieren, die von den folgenden Patentansprüchen definiert wird.
Claims (15)
- Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem, umfassend: zumindest ein Mikrofon, das Schalldaten in einer Innenfahrgastzelle eines Fahrzeugs aufnimmt; einen Innenraum-Gesprächsschwellenwertanalysator (ICTA), der Schalldaten innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs analysiert, wobei der ICTA bestimmt, ob die Schalldaten innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs einen Schwellenwert überschreiten; ein System zur Empfindlichkeitsentscheidungsanpassung (SDT), das Fahrzeugeinstellungen, die einem Benutzerprofil zugeordnet sind, neu konfiguriert, wenn die Schalldaten den Schwellenwert überschreiten, wobei die jeweilige, neu konfigurierte Fahrzeugeinstellung genutzt wird, um als Reaktion auf eine Betätigung des Fahrzeugsystems einen Fahreralarmierungsvorgang eines Fahrzeugsystems zu aktivieren.
- Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 1 , wobei der vom ICTA analysierte, vorbestimmte Frequenzbereich mit Gesprächsschallsignalen in Verbindung steht, die von Insassen in der Innenfahrgastzelle des Fahrzeugs geäußert werden. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 2 , wobei der ICTA einen Breitbandfilter beinhaltet, um Hintergrundgeräusche aus den Schalldaten zu filtern. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 3 , wobei die Hintergrundgeräusche Multimedia-Schalldaten beinhalten. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 3 , wobei die Hintergrundgeräusche Umwelt-Schalldaten beinhalten. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 1 , wobei das Benutzerprofil konfigurierbare Entscheidungsregeln zum Modifizieren der Fahrzeugeinstellungen beinhaltet. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei jedes Benutzerprofil einem jeweiligen Benutzer zugeordnet ist, wobei jedes Benutzerprofil einen Satz benutzerangepasster Entscheidungsregeln beinhaltet, die für einen jeweiligen Benutzer personalisiert sind. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei die SDT-Einheit auf das Benutzerprofil eines identifizierten Fahrers zugreift und die Entscheidungsregeln innerhalb des Benutzerprofils anwendet, um die Fahrzeugeinstellungen adaptiv zu modifizieren. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei das Fahrzeugsystem ein Kollisionswarnsystem beinhaltet und wobei die Entscheidungsregeln innerhalb des Benutzerprofils zum adaptiven Modifizieren der Fahrzeugeinstellungen das im Vergleich zu einer Werkseinstellung frühere Betätigen einer Kollisionswarnung beinhaltet. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei das Fahrzeugsystem ein Spurwechsel-Warnsystem beinhaltet und wobei die Entscheidungsregeln innerhalb des Benutzerprofils zum adaptiven Modifizieren der Fahrzeugeinstellungen das im Vergleich zu einer Werkseinstellung frühere Betätigen einer Spurwechselwarnung beinhaltet. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei das Fahrzeugsystem eine Konnektivitätseinstellung beinhaltet und wobei die Entscheidungsregeln innerhalb des Benutzerprofils zum adaptiven Modifizieren der Konnektivitätseinstellung das Verzögern der Konnektivität eingehender Telefonanrufe beinhaltet. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei das Fahrzeugsystem eine Konnektivitätseinstellung beinhaltet und wobei die Entscheidungsregeln innerhalb des Benutzerprofils zum adaptiven Modifizieren der Konnektivitätseinstellung das Verzögern der Konnektivität eingehender Nachrichten beinhaltet. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 6 , wobei das Fahrzeugsystem eine Konnektivitätseinstellung beinhaltet und wobei die Entscheidungsregeln innerhalb des Benutzerprofils zum adaptiven Modifizieren der Einstellung das Verringern einer Lautstärkeeinstellung eines Fahrzeug-Multimediageräts beinhaltet. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 1 , das ferner ein Fahreridentifikationsgerät beinhaltet, um einen Fahrer des Fahrzeugs zu identifizieren. - Dynamisches Gesprächsfrühwarnsystem nach
Anspruch 14 , wobei das Fahreridentifikationsgerät ein Schlüsselanhängergerät beinhaltet, wobei das Schlüsselanhängergerät ein Signal an das Fahrzeug sendet, das den Benutzer identifiziert.
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