DE102020113963A1

DE102020113963A1 - Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung, fahrerzustandsermittlungsverfahren und fahrerzustandsermittlungsprogramm

Info

Publication number: DE102020113963A1
Application number: DE102020113963.2A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Yokota; Yoshio Matsuura; Kazuki Miura
Original assignee: Nidec Mobility Corp
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2020-11-26
Also published as: US20200369282A1; CN112061134A; JP2020194229A

Abstract

Eine erfindungsgemäße Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung, umfasst: eine Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12), welche Fahrzeugverhaltensinformationen erfasst; eine Bildinformationserfassungseinheit (11), die Bildinformationen, welche ein Gesicht eines Fahrers umfassen, erfasst; eine Bezugsgrößeneinstellungseinheit (14), die basierend auf den durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12) erfassten Fahrzeugverhaltensinformationen eine Bezugsgröße einstellt; eine Indexwertberechnungseinheit (15), die einen Indexwert, welcher sich auf einen Fahrzustand des Fahrers bezieht, unter Verwendung einer Dauer eines Zustands, in welchem ein Betrag einer Änderung der durch die Bildinformationserfassungseinheit (11) erfassten Bildinformationen kleiner ist oder gleich groß als die Bezugsgröße ist, berechnet; und eine Ermittlungseinheit (16), welche ermittelt, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der durch die Indexwertberechnungseinheit (15) berechnete Indexwert größer oder gleich groß ist als ein Schwellwert.

Description

QUERVERWEISE ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität einer japanischen Patentanmeldung Nummer 2019-097931 , eingereicht am 24. Mai 2019, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme einbezogen ist.
GEBIET
Eine oder mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung, ein Fahrzustandsermittlungsverfahren und ein Fahrerzustandsermittlungsprogramm.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren wurden verschiedene Fahrerassistenzeinrichtungen auf Fahrzeugen zum Verhindern von Kollisionsunfällen des Fahrzeugs montiert. So wird beispielsweise in JP-A-2000-326757 eine Einrichtung zur Verhinderung eines gefährlichen Annäherns beschrieben, welche eine durch ein Betätigen eines Bremspedals durch einen Fahrer bewirkte Bremskraft des Fahrzeugs steuert, wenn sich das eigene Fahrzeug Übermäßig einem vorausfahrenden Fahrzeug annähert.
In der Einrichtung zur Verhinderung des gefährlichen Annäherns aus JP-A-2000-326757 wird bestimmt, ob ein Fahrer bewusstlos ist oder nicht, und die Bremskraft des Fahrzeugs wird nur dann gesteuert, wenn der Fahrer bewusstlos ist. Insbesondere durch Beachten des Umstands dass, wenn ein Fahrer bewusstlos wird, wie beispielsweise durch Einschlafen, eine Charakteristik auftritt, wonach der Fahrer abrupt eine Trajektorie des Fahrzeugs korrigiert, kann bestimmt werden, dass ein Fahrer im bewusstlosen Zustand ist, wenn ein Betrag einer Änderung eines Winkels des Lenkrads binnen einer vorbestimmten Zeit Größer ist oder gleich groß ist als ein vorbestimmter Wert. Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen Auffahrunfall zu verhindern, ohne das Fahrgefühl des Fahrers zu beeinträchtigen.
ZUSAMMENFASSUNG
Jedoch bestehen, da ein bewusstloser Zustand des Fahrers nicht erkannt wird, wenn der Fahrer keine abrupte Lenkbewegung durchführt, in der Einrichtung zur Verhinderung eines gefährlichen Annäherns aus JP-A-2000-326757 Raum für Verbesserungen in der Genauigkeit der Erkennung des bewusstlosen Zustands des Fahrers.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher zur Lösung des genannten Problems umgesetzt ist, besteht in der Bereitstellung einer Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung, einem Fahrzustandsbestimmungsverfahren und einem Fahrzustandsbestimmungsprogramm, welches einen bewusstlosen Zustand des Fahrers mit hoher Genauigkeit ermittelt.
Eine Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit, welche Informationen über ein Verhalten eines Fahrzeuges (Fahrzeugverhaltensinformationen) erfasst, eine Bildinformationserfassungseinheit, die Bildinformationen, welche ein Gesicht eines Fahrers umfassen, erfasst, eine Bezugsgrößeneinstellungseinheit, die basierend auf den durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit erfassten Informationen über das Verhalten des Fahrzeugs (Fahrzeugverhaltensinformationen) eine Bezugsgröße einstellt, eine Indexwertberechnungseinheit, die einen Indexwert, welcher sich auf einen Fahrzustand des Fahrers bezieht, unter Verwendung einer Dauer eines Zustands, in welchem ein Betrag einer Änderung der durch die Bildinformationserfassungseinheit erfassten Bildinformationen kleiner ist oder gleich groß ist als die Bezugsgröße, berechnet, und eine Ermittlungseinheit, welche ermittelt, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der durch die Indexwertberechnungseinheit berechnete Indexwert größer ist oder gleich groß ist als ein Schwellwert.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung, nachdem die Bezugsgrößeneinstellungseinheit die Bezugsgröße basierend auf den Fahrzeugverhaltensinformationen, welche durch die Fahrzeugverhaltensinformationenerfassungseinheit erfasst werden, einstellt, wird der Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, durch die Indexwertberechnungseinheit Anhand der Dauer des Zustands, in welchem die Veränderung der Bildinformationen größer ist oder gleich ist als die Bezugsgröße, berechnet. Anschließend ermittelt die Ermittlungseinheit, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der Indexwert, welcher durch die Indexwertberechnungseinheit berechnet ist, gleich ist oder größer ist als der Schwellwert. Wie zuvor beschrieben kann, durch Ermitteln des bewusstlosen Zustands des Fahrers basierend auf der Dauer des Zustands, in welchem eine Bewegung des Gesichts des Fahrers oder Ähnliches gleich ist oder kleiner ist als eine Bezugsgröße, der bewusstlose Zustand des Fahrers festgestellt werden, selbst wenn der Fahrer keine abrupte Lenkbewegung durchführt. Da unter Berücksichtigung der Fahrzeugverhaltensinformationen ermittelt wird, ob der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist oder nicht, kann der bewusstlose Zustand des Fahrers mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
In der Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erhält die Indexwertberechnungseinheit als Betrag der Änderung der Bildinformationen eine Abweichung oder eine Veränderung in je einer seitlichen Richtung, einer vertikalen Richtung und einer Drehrichtung des Gesichts des Fahrers.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung kann der Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, durch Erhalt einer Abweichung oder einer Veränderung in der seitlichen Richtung, der vertikalen Richtung und der Drehrichtung des Gesichts des Fahrers genau berechnet werden.
In der Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges. Die Bezugsgrößeneinstellungseinheit stellt: die Bezugsgröße auf eine erste Bezugsgröße ein, wenn die durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges je kleiner ist als ein jeweils für jede der Beschleunigungen des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung vorbestimmter Wert, und die Bezugsgröße durchgehend für eine vorbestimmte Zeit auf eine zweite Bezugsgröße ein, die größer als die erste Bezugsgröße ist, wenn irgendeine durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges größer oder gleich groß ist als der vorbestimmter Wert.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit die Bezugsgröße auf die erste Bezugsgröße oder die zweite Bezugsgröße abhängig davon ein, ob eine Beschleunigung in einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs und einer vertikalen Richtung kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, welcher jeweils für jede Beschleunigung in der Vor-und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs ermittelt wird. Mittels dieser Anordnung kann die Dauer des Zustands, in welchem der Betrag der Änderung in den Bildinformationen gleich ist oder kleiner ist als die Bezugsgröße, unter Berücksichtigung des Falls, in welchem die Richtung des Gesichts aufgrund von Fahrzeugvibrationen sich verändert, gezählt werden, wodurch der Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, genau berechnet werden kann, selbst wenn der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist.
In der Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges. Die Bezugsgrößeneinstellungseinheit stellt die Bezugsgröße auf einen Wert ein, der sich in Abhängigkeit der Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges unterscheidet.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung kann, in dem die Bezugsgröße in Abhängigkeit der Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs jeweils durch die Bezugsgrößeneinstellungseinheit eingestellt wird, die Dauer unter Berücksichtigung der Fahrzeugvibrationen gezählt werden, wodurch der Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, präziser berechnet werden kann.
Die Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine Alarmausgabeeinheit, welche ein Alarmsignal ausgibt, wenn die Ermittlungseinheit ermittelt, dass der Fahrer in dem bewusstlosen Zustand ist.
Gemäß der zuvor beschriebenen Anordnung ist es möglich, eine Warnung an den Fahrer auszugeben oder einen Notruf an einen externen Notrufzentrale abzugeben, indem ein Alarmsignal über die Alarmausgabeeinheit ausgegeben wird.
Das Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: Erfassen von Fahrzeugverhaltensinformationen; Erfassen von Bildinformationen, welche ein Gesicht des Fahrers umfassen; Einstellen einer Bezugsgröße basierend auf den erfassten Fahrzeugverhaltensinformationen; Berechnen eines Indexwertes, welcher sich auf einen Fahrzustand des Fahrers bezieht, unter Verwendung einer Dauer eines Zustands, in welchem ein Betrag einer Änderung der erfassten Bildinformationen kleiner ist oder gleich groß als die Bezugsgröße ist; und Ermitteln, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der berechnete Indexwert größer oder gleich groß ist als ein Schwellwert.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren wird ein Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, anhand der Dauer des Zustands, in welchem der Betrag der Änderung in den erfassten Bildinformationen gleich ist oder kleiner ist als die Bezugsgröße, Berechnet, nachdem die Bezugsgröße basierend auf den erfassten Fahrzeugverhaltensinformationen eingestellt ist. Anschließend kann bestimmt werden, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der berechnete Indexwert gleich ist oder größer ist als der Schwellwert. Wie zuvor beschrieben kann durch Ermittlung des bewusstlosen Zustands des Fahrers basierend auf der Dauer des Zustands, in welchem die Bewegungen des Gesichts des Fahrers, oder Ähnliches, gleich sind oder kleiner sind als die Bezugsgröße, beispielsweise ein bewusstloser Zustand des Fahrers detektiert werden, selbst wenn der Fahrer keine abrupte Lenkbewegung durchführt. Da unter Berücksichtigung der Fahrzeugverhaltensinformationen bestimmt wird, ob der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist oder nicht, kann ferner der bewusstlose Zustand des Fahrers mit hoher Präzision ermittelt werden.
In dem Fahrzustandsbestimmungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Berechnen des Indexwertes eine Abweichung oder Änderung in je einer seitlichen Richtung, einer vertikalen Richtung und einer Drehrichtung des Gesichts des Fahrers als Betrag der Änderung der erfassten Bildinformationen erhalten.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann durch Erhalten einer Abweichung oder einer Änderung in der seitlichen Richtung, der vertikalen Richtung und der Drehrichtung des Gesichts des Fahrers der Indexwert, welcher sich auf dem Fahrzustand des Fahrers bezieht, präzise berechnet werden.
In dem Fahrzustandsbestimmungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Erfassen der Fahrzeugverhaltensinformationen eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges erfasst. Beim Einstellen der Bezugsgröße wird: die Bezugsgröße auf eine erste Bezugsgröße eingestellt, wenn die erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges je kleiner ist als ein jeweils für jede der Beschleunigungen des Fahrzeuges in der Vor-und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung vorbestimmter Wert; die Bezugsgröße durchgehend für eine vorbestimmte Zeit auf eine zweite Bezugsgröße eingestellt, die größer als die erste Bezugsgröße ist, wenn irgendeine erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges größer oder gleich groß ist als der vorbestimmter Wert.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren wird beim Einstellen der Bezugsgröße die Bezugsgröße auf die erste Bezugsgröße oder die zweite Bezugsgröße in Abhängigkeit davon eingestellt, ob die Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs jeweils kleiner ist als ein für jede der Beschleunigungen in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs jeweils vorbestimmter Wert. Mit dieser Anordnung kann die Dauer unter Berücksichtigung eines Falls, in welchem sich die Richtung des Gesichts des Fahrers oder Ähnliches aufgrund einer Vibration (oder Beschleunigung) des Fahrzeugs verändert, gezählt werden wodurch der Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, präzise berechnet werden kann, selbst wenn der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist.
In dem Fahrzustandsbestimmungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Erfassen der Fahrzeugverhaltensinformationen eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges erfasst. Beim Einstellen der Bezugsgröße wird die Bezugsgröße auf einen Wert eingestellt, der sich in Abhängigkeit der erfassten Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges unterscheidet.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren kann die Dauer unter Berücksichtigung der Richtung der Fahrzeugvibration (Fahrzeugbeschleunigung) gezählt werde, indem die Bezugsgröße auf eine Bezugsgröße eingestellt wird, die sich in Abhängigkeit der erfassten Beschleunigungen in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs unterscheidet, wodurch der Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, präziser berechnet werden kann.
Das Fahrzustandsbestimmungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner das Ausgeben eines Alarmsignals, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist es, wenn bestimmt ist, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, möglich, eine Warnung an den Fahrer auszugeben oder einen Notruf an eine Notrufzentrale oder Ähnliches abzugeben, in dem das Alarmsignal ausgegeben wird.
Ein Fahrerzustandsermittlungsprogramm gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bewirkt, dass ein Computer als jede der in der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfassten Einheiten fungiert.
Gemäß dem oben beschriebenen Fahrerzustandsermittlungsprogramm kann ein bewusstloser Zustand eines Fahrers mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein bewusstloser Zustand eines Fahrers mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.
2 ist ein Beispiel einer Tabelle, welche sich auf Hochzählbedingungen bezieht, die in der Speichereinheit aus 1 gespeichert sind.
3 ist ein Beispiel einer Tabelle, welche sich auf Bezugsgrößen für das Hochzählen bezieht, die in der Speichereinheit aus 1 gespeichert sind.
4 Ist ein Beispiel einer Tabelle, welche sich auf Zählerrücksetzbedingungen bezieht, die in der Speichereinheit aus 1 gespeichert sind.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Ablauf eines Fahrerzustandsermittlungsverfahrens nach dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf einer Bestimmung eines bewusstlosen Zustands eines Fahrers gemäß 5 erläutert.
7 ist ein Beispiel einer Tabelle, welche sich auf eine Bezugsgröße für das Hochzählen bezieht, die in einer Speichereinheit einer Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gespeichert ist.
8 ist ein Beispiel einer Tabelle, welche sich auf Alarmbedingungen bezieht, die in der Speichereinheit der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gespeichert sind.
9 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Ablauf der Bestimmung eines bewusstlosen Zustands eines Fahrers in einer Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert (erster Teil).
10 ist ein weiteres Ablaufdiagramm, welches den Ablauf der Bestimmung eines bewusstlosen Zustands eines Fahrers in einer Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert (zweiter Teil).

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den Ausführungsbeispielen der Erfindung werden spezifische Details erläutert, um eine gründliches Verständnis der Erfindung zu geben. Jedoch wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass die Erfindung auch ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden kann. Andererseits wurden wohlbekannte Merkmale nicht im Detail beschrieben, um ein verschleiern der Erfindung zu verhindern.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
[Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung]
Im Folgenden wird eine Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung einer Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt. Die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die auf einem Fahrzeug, wie einem Personenkraftwagen montiert ist und welche ein bewusstlosen Zustand eines Fahrers des Fahrzeugs ermittelt. In diesem Ausführungsbeispiel wird als bewusstloser Zustand ein Zustand angenommen, in welchem der Fahrer, durch überraschende Krankheit, Einschlafen, oder Ähnliches, sein Bewusstsein verliert und steif wird.
Wie in 1 erläutert, ist die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 derart ausgebildet, dass eine Steuereinheit 10, eine Speichereinheit 13 und eine Kommunikationsschnittstelle 20 elektrisch verbunden sind. In 1 ist die Kommunikationsschnittstelle 20 als Kommunikationsschnittstelle beschrieben. Für die Kommunikationsschnittstelle 20 kann beispielsweise eine Steuergerätenetzkommunikation (Controller Aera Network (CAN) Communication) verwendet werden. Die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 ist mit einer Fahrerüberwachungseinrichtung 21, einem Beschleunigungssensor 22, einem Geschwindigkeitssensor 23, eine Alarmeinrichtung 24, oder ähnlichen im Fahrzeug bereitgestellten Einrichtungen, über die Kommunikationsschnittstelle 20 elektrisch verbunden. Die Kommunikationsschnittstelle 20 kann eine Schnittstelle zur Kommunikation via Kabel oder eine Schnittstelle zur kabellosen Kommunikation enthalten.
Die Fahrerüberwachungseinrichtung 21 nimmt kontinuierlich einen vorbestimmten Bereich einschließlich des Gesichts des Fahrers auf. Die Fahrerüberwachungseinrichtung 21 ist in einer Position vor dem Fahrer, beispielsweise auf einem Armaturenbrett installiert. Die Fahrerüberwachungseinrichtung 21 ist ein Beispiel eines Sensors, welcher den Fahrer überwacht. Die Fahrerüberwachungseinrichtung 21 gibt Informationen des aufgenommenen Bildes an die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 ab.
Eine Vielzahl an Beschleunigungssensoren 22 ist im Inneren des Fahrzeugs in einer Frontpartie und einer Heckpartie des Fahrzeugs installiert und sind Einrichtungen, die eine Beschleunigung in einer Vor-und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges detektieren. Der Beschleunigungssensor 22 gibt Beschleunigungsinformationen, welche sich auf ein Ausmaß der Beschleunigung in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs beziehen, an die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 aus.
Der Geschwindigkeitssensor 23 misst die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Der Geschwindigkeitssensor 23 gibt Geschwindigkeitsinformationen, welche sich auf ein Ausmaß der Geschwindigkeit des Fahrzeugs beziehen, an die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 aus.
Die Alarmeinrichtung 24 ist eine Einrichtung, welche einem Fahrer basierend auf dem Erhalt eines Alarmsignals von der Alarmausgabeeinheit 17 eine Hilfe bereitstellt. Als Alarmeinrichtung 24 wird beispielsweise ein Lautsprecher, welcher einen Alarm oder ein Warnsignal an den Fahrer ausgibt, ein Navigationsgerät, eine Notrufabgabevorrichtung, welche einen Notrufsignal an ein externe Notrufzentrale abgibt, oder Ähnliches verwendet. Die Alarmeinrichtung 24 kann jede Art von Einrichtung sein, die eine Hilfe dem Fahrer bereitstellen kann, und kann somit beispielsweise auch eine Einrichtung sein, die einen externen Stimulus wie eine Vibration auf den Fahrer ausübt.
Die Steuereinheit 10 umfasst eine Bildinformationserfassungseinheit 11, eine Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12, eine Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, eine Indexwertberechnungseinheit 15, eine Ermittlungseinheit 16 und eine Alarmausgabeeinheit 17. Die Steuereinheit 10 umfasst eine zentrale Recheneinheit (Central Processing Unit (CPU)), einen Festwertspeicher (Read Only Memory (ROM)), einen Direktzugriffspeicher (Random Access Memory (RAM)), und Ähnliches. Die Steuereinheit 10 steuert den Betrieb jeder Einheit der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 basierend auf dem Empfang von Bildinformationen der Fahrerüberwachungseinrichtung 21, von Beschleunigungsinformationen des Beschleunigungssensors 22, der Geschwindigkeitsinformationen des Geschwindigkeitssensor 23, und Ähnliches.
Die Bildinformationserfassungseinheit 11 erfasst Bildinformationen von der Fahrerüberwachungseinrichtung 21 über die Kommunikationsschnittstelle 20. Die Bildinformationen umfassen die Richtung, in welche das Gesicht des Fahrers zeigt, das Öffnen und Schließen der Augen (Blinzeln), die Bewegung einer Blickrichtung des Fahrers, die Position jedes Gesichtsteils des Gesichts des Fahrers, oder Ähnliches. Die Bildinformationen, welche durch die Bildinformationserfassungseinheit 11 erfasst werden, werden an die Speichereinheit 13 übermittelt.
Die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12 erfasst Beschleunigungsinformationen vom Beschleunigungssensor 22, Geschwindigkeitsinformationen vom Geschwindigkeitssensor 23, oder Ähnliches als Fahrzeugverhaltensinformationen über die Kommunikationsschnittstelle 20. Die durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12 erhaltenen Fahrzeugverhaltensinformationen werden an die Speichereinheit 13 ermittelt.
Die Speichereinheit 13 kann beispielsweise eine Festplatte (HDD) sein. Die Speichereinheit 13 speichert Fahrzeugverhaltensinformationen, welche durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12 erfasst werden, Bildinformationen, welche durch die Fahrerüberwachungseinrichtung 21 ermittelt werden, und Ähnliches.
Die Speichereinheit 13 speichert unterschiedliche Bedingungstabellen oder Ähnliches, welche zur später beschriebenen Bestimmung eines bewusstlosen Zustands des Fahrers verwendet werden. Die verschiedenen Bedingungstabellen umfassen eine Hochzählbedingungstabelle 131, welche in 2 wiedergegeben ist, eine Tabelle mit Bezugsgrößen für das Hochzählen 132, welche in 3 wiedergegeben ist, eine Zählerrücksetzbedingungstabelle 133, die in 4 wiedergegeben ist, oder Ähnliche.
Im Folgenden wird die „Hochzählbedingung“, die „Bezugsgröße für das Hochzählen“ und die „Zählerrücksetzbedingung“ beschrieben. Bei der Bestimmung des bewusstlosen Zustands des Fahrers in dem ersten Ausführungsbeispiel, wird ein Indexwert, welcher sich auf einen Fahrzustand des Fahrers bezieht, berechnet, indem die Dauer eines Zustands gezählt wird, in welchem ein Betrag einer Änderung in der Richtung des Gesichts des Fahrers gleich ist oder kleiner ist als eine Bezugsgröße. Dies berücksichtigt, dass in einem Zustand, in welchem der Fahrer aufgrund von plötzlicher Krankheit, Einschlafen oder Ähnlichem das Bewusstsein verliert und steif wird, der Betrag der Änderung in der Richtung des Gesichts des Fahrers weiterhin extrem klein ist.
Die „Hochzählbedingung“ bedeutet, dass alle der folgenden drei Bedingungen erfüllt sind, wie in der Hochzählbedingungstabelle 131 in 2 dargestellt.

Bedingung 1. Abweichung (oder Veränderung) in der seitlichen Richtung des Gesichts οy ≤ Bezugsgröße
Bedingung 2. Abweichung (oder Veränderung) in der vertikalen Richtung des Gesichts οp ≤ Bezugsgröße
Bedingung 3. Abweichung (oder Veränderung) in der Drehrichtung des Gesichts οr ≤ Bezugsgröße

Im ersten Ausführungsbeispiel werden zwei Bezugsgrößen für das Hochzählen als „erste Bezugsgröße“ und als „zweite Bezugsgröße“ eingestellt. Genauer gesagt, wie in der die Bezugsgrößen für das Hochzählen darstellenden Tabelle 132 gemäß 3 dargestellt, beträgt die „erste Bezugsgröße“ in der seitlichen Richtung des Gesichts, der vertikalen Richtung des Gesichts und der Drehrichtung des Gesichts 2,0° und die „zweite Bezugsgröße“ beträgt in der seitlichen Richtung des Gesichts, der vertikalen Richtung des Gesichts und der Drehrichtung des Gesichts 10,0°. Hinreichend ist dabei, dass die zweite Bezugsgröße größer als die erste Bezugsgröße ist, wobei unterschiedliche Bezugsgrößen je Richtung des Gesichts verwendet werden können.
Bei der Ermittlung es bewusstlosen Zustand des Fahrers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird, wenn die „Zählerrücksetzbedingung“ erfüllt ist, das Zählen der Dauer zurückgesetzt. Die Zählerrücksetzbedingung ist erfüllt, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

Bedingung 1. Die Hochzählbedingung ist nicht länger erfüllt.
Bedingung 2. Blinzeln der Augen des Fahrers wurde dreimal binnen der letzten 15 Sekunden beobachtet.
Bedingung 3. Verhalten der Augen des Fahrers wurde getätigt.
Bedingung 4. Fahrzeuggeschwindigkeit = 0 [km/h], oder der Gang ist P (Parken), N (Leerlauf), R (Rückwärtsgang).

Die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 erfasst die Fahrzeugverhaltensinformationen von der Speichereinheit 13 und stellt die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die erste Bezugsgröße oder die zweite Bezugsgröße basierend auf den Fahrzeugverhaltensinformationen (siehe 3) ein. Genauer gesagt Stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die erste Bezugsgröße ein, wenn die Beschleunigung in je der vor und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 0,1 G). Der vorbestimmter Wert kann ein unterschiedlicher Wert für jede der Beschleunigungen der jeweiligen Richtung sein.
Andererseits sobald eine der Beschleunigungen in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs gleich ist oder größer ist als der vorbestimmte Wert (beispielsweise 0,1 G), stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die zweite Bezugsgröße, welche größer ist als die erste Bezugsgröße, für eine vorbestimmte Zeit ein (beispielsweise 8 Sekunden). Dies berücksichtigt, dass selbst wenn ein Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, die Richtung des Gesichts des Fahrers sich ändert, wenn eine Vibration des Fahrzeugs eintritt.
Die Indexwertberechnungseinheit 15 erfasst Bildinformationen von der Speichereinheit 13, welche durch die Bildinformationserfassungseinheit 11 erfasst wurden, und analysiert die Bildinformationen, um einen Indexwert zu berechnen, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht. Genauer gesagt analysiert die Indexwertberechnungseinheit 15 einen Betrag der Änderung in Bildinformationen des Fahrers, so wie beispielsweise in einer seitlichen Richtung, in einer vertikalen Richtung und in einer Drehrichtung des Gesichts, eines Öffnens und Schließens der Augen (blinzeln) und einer Blickrichtung des Fahrers.
Anschließend berechnet die Indexwertberechnungseinheit 15 einen Indexwert, welcher sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, in dem die Dauer des Zustands, in welchem der Betrag der Änderung in den Bildinformationen gleich ist oder kleiner ist als der Indexwert, verwendet wird. Genauer gesagt erhöht die Indexwertberechnungseinheit 15 entsprechend der Dauer des Zustands, in welchem die Hochzählbedingung erfüllt ist, den Indexwert und eine Zählerrücksetzbedingung wird nicht erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Indexwertberechnungseinheit 15 Informationen über den durch die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 eingestellten Indexwert.
Die Ermittlungseinheit 16 ermittelt, ob der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist oder nicht, in dem der durch die Indexwertberechnungseinheit 15 berechnete Indexwert und ein Schwellwert, welcher im Voraus in der Speichereinheit 13 gespeichert ist, verwendet werden. Das heißt, dass die Ermittlungseinheit 16 ermittelt, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der Indexwert gleich ist oder größer ist als der Schwellwert. Eine Einrichtung zur persönlichen Identifikation zur Identifikation eines Fahrers kann durch die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden und ein unterschiedlicher Schwellwert kann für jeden unterschiedlichen Fahrer bereitgestellt werden.
Die Alarmausgabeeinheit 17 gibt ein Alarmsignal an die Alarmeinrichtung 24 über die Kommunikationsschnittstelle 20 aus, wenn die Ermittlungseinheit 16 ermittelt, dass der Fahrer in dem bewusstlosen Zustand ist. Wie zuvor beschrieben unterstützt die Alarmeinrichtung 24 den Fahrer basierend auf dem Empfang des Alarmsignals von der Alarmausgabeeinheit 17.
[Fahrerzustandsermittlungsverfahren]
Im Folgenden wird ein durch die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführtes Fahrerzustandsermittlungsverfahren unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Die Ablaufdiagramme aus den 5 und 6 sind lediglich Beispiele und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Ablauf des Fahrerzustandsermittlungsverfahrens nach dem ersten Ausführungsbeispiel beschreibt. Zunächst erfasst die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12 der Steuereinheit 10 Fahrzeugverhaltensinformationen (S1) (Fahrzeugverhaltensinformationenerfassungsschritt). Genauer gesagt erfasst die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12 Beschleunigungsinformationen in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges mittels der Beschleunigungssensoren 22 und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen vom Geschwindigkeitssensor 23, oder Ähnliche als Fahrzeugverhaltensinformationen .
Anschließend erfasst die Bildinformationserfassungseinheit 11 der Steuereinheit 10 Bildinformationen einschließlich des Gesichts des Fahrers (S2) (Bildinformationenerfassungsschritt). Genauer gesagt erfasst die Bildinformationserfassungseinheit 11 Bildinformationen des Fahrers, wie beispielsweise die Gesichtsrichtung, ein Öffnen und Schließen der Augen (blinzeln) sowie die Blickrichtung des Fahrers, von der Fahrerüberwachungseinrichtung 21.
Die Indexwertberechnungseinheit 15 der Steuereinheit 10 analysiert die erfassten Bildinformationen des Fahrers (S3). Genauer gesagt analysiert die Indexwertberechnungseinheit 15 Änderungen in den Bildinformationen des Fahrers, beispielsweise in der seitlichen Richtung, der vertikalen Richtung und der Drehrichtung des Gesichts, des Öffnens und des Schließens der Augen und die Blickrichtung des Fahrers. Anschließend führt die Steuereinheit 10 die Ermittlung des Zustands des Fahrers durch, wie in 6 dargestellt (S4). In dem mittels der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Fahrerzustandsermittlungsverfahren werden die Verfahrensschritte S1 bis S4 wiederholt in vorgeschriebenen Zeitintervallen durchgeführt (beispielsweise während 0,1 Sekunden).
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf der Bestimmung des bewusstlosen Zustands des Fahrers erläutert. Bei der in 6 erläuterten Bestimmung des bewusstlosen Zustands des Fahrers erhält zunächst die Indexwertberechnungseinheit 15 von der Steuereinheit 10 basierend auf der Analyse der Ergebnisse der Bildinformationen des Fahrers eine Abweichung (oder Veränderung) in jeder Richtung des Gesichts des Fahrers binnen einer vorgeschriebenen Zeit (S11).
Anschließend ermittelt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, ob das Ausmaß einer Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 0,1 G), indem Fahrzeugverhaltensinformationen, welche in Schritt S1 ermittelt wurden, verwendet werden. Wenn ermittelt ist, dass das Ausmaß der Beschleunigung in jeder Richtung des Fahrzeugs nicht kleiner als der vorbestimmte Wert ist (NEIN in S12), das heißt, wenn je eine der Beschleunigungen des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs nicht kleiner als der vorbestimmter Wert ist, zählt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Zeit nach dem Eintreten der Vibration (Beschleunigung) des Fahrzeugs (S13).
Wenn bestimmt ist, dass das Ausmaß der Beschleunigung in jeder Richtung des Fahrzeugs kleiner ist als der vorbestimmter Wert (JA in S12), oder im Anschluss an den Verfahrensschritt S13, ermittelt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, ob eine Zählerrücksetzbedingung in einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise 8 Sekunden) eingetreten ist (S14).
Wenn bestimmt ist, dass die Zählerrücksetzbedingung nicht in der vorbestimmten Zeit eingetreten ist (NEIN in S14), ermittelt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, ob eine Zeit nach dem Eintritt einer Vibration des Fahrzeugs (Beschleunigung des Fahrzeugs) eine vorbestimmte Zeit überschreitet oder nicht (beispielsweise 8 Sekunden) (S 15). Wenn bestimmt ist, dass die Zeit nach Eintreten der Vibration des Fahrzeugs (Beschleunigung des Fahrzeugs) die vorbestimmte Zeit überschreitet (JA in S15), stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die erste Bezugsgröße ein, und wenn die Zeit nach Eintritt der Vibration des Fahrzeugs gleich ist oder kleiner ist als die vorbestimmte Zeit (NEIN in S15), stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die zweite Bezugsgröße ein (S17).
Anschließend ermittelt die Indexwertberechnungseinheit 15 der Steuereinheit 10, ob die Hochzählbedingung erfüllt ist oder nicht (S 18). Wenn bestimmt ist, dass sie Hochzählbedingung erfüllt ist (JA in S18), führt die Indexwertberechnungseinheit 15 einen Indexwertberechnungsschritt zur Berechnung eines Indexwertes durch (S 19).
Andererseits, wenn bestimmt ist, dass die Zählerrücksetzbedingung in der vorbestimmten Zeit eingetreten ist (JA in S14), oder wenn bestimmt ist, dass die Hochzählbedingung nicht erfüllt ist (NEIN in S18), setzt die Indexwertberechnungseinheit 15 den Indexwert zurück (S 20). Beispielsweise, wenn ein Verhalten der Augen des Fahrers getätigt wurde, wenn irgendeine der Abweichungen (oder Veränderungen) in jeder Richtung des Fahrers größer wird als eine Bezugsgröße, oder wenn das Fahrzeug abgestellt ist, wird der Indexwert zurückgesetzt. Mittels dieser Anordnung kann einer fehlerhaften Erkennung des bewusstlosen Zustands des Fahrers vorgebeugt werden.
Anschließend ermittelt die Ermittlungseinheit 16, ob der durch die Indexwertberechnungseinheit 15 berechnete Indexwert größer ist als der Schwellwert (S 21) (Ermittlungsschritt). Wenn bestimmt ist, dass der Indexwert gleich ist oder größer ist als der Schwellwert (JA in S21), ermittelt die Ermittlungseinheit 16, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist und gibt ein Alarmsignal an die Alarmeinrichtung 24 aus (S 22). Wenn bestimmt ist, dass der Indexwert kleiner als der Schwellwert ist (NEIN in S 21), oder nach Verfahrensschritt S 22, beendet die Ermittlungseinheit 16 die Ermittlung des bewusstlosen Zustands des Fahrers (S4) und kehrt zum Schritt S1 zurück.
Gemäß dem oben beschriebenen mittels der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Fahrerzustandsermittlungsverfahren, wird, nachdem die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße basierend auf den Fahrzeugverhaltensinformationen, welche durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit 12 erfasst wurden, einstellt, der Indexwert, welcher sich auf dem Fahrzustand des Fahrers bezieht, mittels der Indexwertberechnungseinheit 15 anhand der Dauer des Zustands, in welchem der Betrag der Änderung in den durch die Bildinformationserfassungseinheit 11 erfassten Bildinformationen größer oder gleich ist als die Bezugsgröße, berechnet. Anschließend ermittelt die Ermittlungseinheit 16, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der durch die Indexwertberechnungseinheit 15 berechnete Indexwert gleich ist oder größer ist als der Schwellwert. Wie oben beschrieben wird durch die Bestimmung des bewusstlosen Zustands des Fahrers anhand der Dauer des Zustands, in welchem die Bewegung des Gesichts des Fahrers oder Ähnliches kleiner ist als die Bezugsgröße, der bewusstlose Zustand des Fahrers detektiert, beispielsweise selbst wenn der Fahrer keine abrupte Lenkbewegung durchführt. Ferner kann, indem unter Berücksichtigung der Fahrzeugverhaltensinformationen in Verbindung mit der Dauer bestimmt wird, ob der Fahrer in einen bewusstlosen Zustand ist, der bewusstlose Zustand des Fahrers mit hoher Präzision bestimmt werden.
Da die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße entsprechend dem Umstand, ob die Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeugs kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, auf die erste Bezugsgröße oder auf die zweite Bezugsgröße einstellt, kann, selbst wenn der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, die Dauer unter Berücksichtigung der Fälle, in welchen das Gesicht sich aufgrund einer Vibration des Fahrzeugs (Beschleunigung des Fahrzeugs) verändert, gezählt werden. Mit dieser Anordnung kann die Bezugsgröße, welche sich auf dem Fahrzustand des Fahrers bezieht, präzise berechnet werden.
Wenn die Bestimmungseinheit 16 bestimmt, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, ist es möglich, eine Warnung an den Fahrer auszugeben oder einen Notruf an eine externe Notrufzentrale oder Ähnliches abzugeben, indem ein Alarmsignal an die Alarmeinheit 17 ausgegeben wird.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die Bestandteile, die dieselben Funktionen erfüllen, wie diese, die bereits für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, mit denselben Bezugszeichen versehen und die Beschreibung dieser Bestandteile wird nicht wiederholt werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiele werden drei Bezugsgrößen für das Hochzählen als „erste Bezugsgröße“, „zweite Bezugsgröße“ und „dritte Bezugsgröße“ eingestellt. Genauer gesagt, wie in 7 in der Bezugsgrößentabelle 134 für das Hochzählen dargestellt, beträgt die „erste Bezugsgröße“ in der seitlichen Richtung des Gesichts, der vertikalen Richtung des Gesichts und der Drehrichtung des Gesichts 2.0°, „die zweite Bezugsgröße“ in jeder Richtung des Gesichts 5,0° und „die dritte Bezugsgröße“ in jeder Richtung des Gesichts 10,0°. Es ist ausreichend, wenn die zweite Bezugsgröße und die dritte Bezugsgröße größer sind als die erste Bezugsgröße und verschiedene Bezugsgrößen können in Abhängigkeit der jeweiligen Richtung des Gesichts verwendet werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel berechnet die Indexwertberechnungseinheit 15 einen Indexwert unter Berücksichtigung eines effektiven Datenanteils und einer Alarmbedingung. In diesem Falle bezieht sich der effektive Datenanteil auf ein Verhältnis von Zeit, während welcher beide der folgenden Bedingungen als effektive Daten Bedingungen binnen einer vorbestimmten Zeit erfüllt sind (beispielsweise binnen 60 Sekunden).
Bedingung 1. Alle Abweichungen (oder Veränderungen) in jeder Richtung des Gesichts wurden berechnet.
Bedingung 2.die Beschleunigung in jeder Richtung des Fahrzeugs ist kleiner als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 0,1 G) binnen einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise 8 Sekunden).
Die effektive Datenbedingung ist lediglich ein Beispiel und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. So kann beispielsweise auf die Verwendung der Beschleunigung in vertikaler Richtung des Fahrzeugs bei der Berechnung der effektiven Datenbedingungen verzichtet werden. Anstatt der Beschleunigung in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Drehung der Räder des Fahrzeugs in die effektive Datenbedingung aufgenommen werden.
8 ist ein Beispiel einer Tabelle 135, welche sich auf die Alarmbedingung bezieht, die in der Speichereinheit 13 der Fahrerzustandsbestimmungsvorrichtung 1 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gespeichert ist. Die Alarmbedingung bedeutet, dass alle folgenden drei Bedingungen erfüllt sind, wie in der sich auf die Alarmbedingung beziehende Tabelle 135 gemäß 8 dargestellt.

Bedingung 1. Fahrzeuggeschwindigkeit ≥ 10 [km/h] und der Gang ist verschieden von P, N und R.
Bedingung 2. Hochzähldauer ≥ 60 Sekunden.
Bedingung 3. Effektiver Datenanteil ≥ 50 %.

9 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Ablauf darstellt, welcher einen bewusstlosen Zustand des Fahrers gemäß dem Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bestimmt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der bewusstlose Zustand des Fahrers wie in 6 dargestellt bestimmt (S4A).
Die Indexwertberechnungseinheit 15 der Steuereinheit 10 erhält die Abweichung (oder Veränderung) in jeder Richtung des Gesichts des Fahrers binnen einer vorgegebenen Zeit (beispielsweise 8 Sekunden) basierend auf der Analyse der Ergebnisse der Bildveränderung des Fahrers (S 31). Anschließend bestimmt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 unter Verwendung der Fahrzeugverhaltensinformationen, welche in Schritt S 31 erhalten wurden, ob das Ausmaß der Beschleunigung in der Vor- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs gleich ist oder größer ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 0,1 G) (S 32).
Wenn bestimmt ist, dass das Ausmaß der Beschleunigung in der Vor- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs gleich ist oder größer ist als der vorbestimmter Wert (JA in S32), stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die zweite Bezugsgröße ein (S 33).
Wenn bestimmt ist, dass das Ausmaß der Beschleunigung in der Vor- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs kleiner ist als der vorbestimmter Wert (NEIN in S 32), ermittelt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, ob das Ausmaß der Beschleunigung in der seitlichen oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges gleich ist oder größer ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 0,1 G), oder nicht (S 34).
Wenn bestimmt ist, dass das Ausmaß der Beschleunigung in der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeugs gleich ist oder größer ist als der vorbestimmter Wert (JA in S34), stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die dritte Bezugsgröße ein (S 35). Nach den Schritten S33 oder S35 bestimmt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, ob eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 8 Sekunden) nach dem Eintritt einer Vibration des Fahrzeugs (Beschleunigung des Fahrzeugs) abgelaufen ist oder nicht (S 36).
Wenn bestimmt ist, dass das Ausmaß der Beschleunigung in der seitlichen oder der vertikalen Richtung des Fahrzeugs kleiner als der vorbestimmter Wert ist (NEIN in S34) oder wenn bestimmt ist, dass eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 8 Sekunden) nach dem Eintritt einer Vibration des Fahrzeugs Abgelaufen ist (JA in S36), stellt die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 die Bezugsgröße für das Hochzählen auf die erste Bezugsgröße ein (S 37). S 33, S 35 und S 37 entsprechen einem Bezugsgrößeneinstellungsschritt.
Wenn bestimmt ist, dass die nach dem Eintritt der Vibration des Fahrzeugs (Beschleunigung des Fahrzeugs) abgelaufene Zeit kleiner ist als eine vorbestimmte Zeit (NEIN in S36), oder nach dem Schritt S37, setzt sich der Ablauf im Ablaufdiagramm der 10 mit Schritt S38 fort. In Schritt S38 bestimmt die Indexwertberechnungseinheit 15, ob eine Zählerrücksetzbedingung binnen einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise 8 Sekunden) eingetreten ist oder nicht (S38).
Wenn bestimmt, dass die Zählerrücksetzbedingung nicht binnen der vorbestimmten Zeit eingetreten ist (NEIN in S38), bestimmt die Indexwertberechnungseinheit 15, ob die Hochzählbedingung erfüllt ist oder nicht (S 39). Wenn bestimmt ist, dass die Hochzählbedingung erfüllt ist (JA in S39), führt die Indexwertberechnungseinheit 15 einen Indexwertberechnungsschritt zur Berechnung des Indexwertes aus (S 40).
Insbesondere berechnet die Indexwertberechnungseinheit 15 den Indexwert in Abhängigkeit davon, zu welchem Grad die in der auf die Alarmbedingung bezogene Tabelle 135 aus 8 dargestellten drei Bedingungen, nämlich Bedingung 1, Bedingung 2 und Bedingung 3 erfüllt sind.
Wenn andererseits bestimmt ist, dass die Hochzählbedingung nicht erfüllt ist (NEIN in S39), setzt die Indexwertberechnungseinheit 15 den Indexwert zurück (S 41).
Anschließend führt die Ermittlungseinheit 16 einen Ermittlungsschritt zur Ermittlung, ob der Indexwert gleich ist oder größer ist als der Schwellwert oder nicht, durch (S 42). Wenn bestimmt ist, dass der Indexwert gleich ist oder größer ist als der Schwellwert (JA in S42), wird ein Alarmausgabeschritt zur Ausgabe eines Alarmsignals an die Alarmeinrichtung 24 durchgeführt (S43). Wenn bestimmt ist, dass der Indexwert kleiner ist als der Schwellwert (NEIN in S42), oder nach Schritt S 43, endet die Bestimmung des bewusstlosen Zustands des Fahrers (S4A) und der Ablauf springt zu Schritt S1 aus 1 zurück.
Dieselben Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels können auch mittels dem durch die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 durchgeführten zuvor beschriebenen Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden. Insbesondere kann die Dauer unter Berücksichtigung der Richtung der Fahrzeugvibration (Beschleunigung des Fahrzeugs) gezählt werden, indem drei unterschiedliche Bezugsgrößen durch die Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14 gemäß der Beschleunigung in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges eingestellt werden und somit eine Bezugsgröße, welche sich auf den Fahrzustand des Fahrers bezieht, präziser berechnet werden kann.
Da die Indexwertberechnungseinheit 15 den Indexwert unter Berücksichtigung des effektiven Datenanteils und der Alarmbedingung berechnet, ist es möglich, die Anzahl fälschlich erkannter bewusstloser Zustände des Fahrers zu reduzieren. Das heißt beispielsweise, dass wenn alle Abweichungen (oder Veränderungen) des Gesichtes in der jeweiligen Richtung nicht durch die Indexwertberechnungseinheit 15 berechnet wurden, der effektive Datenanteil klein wird und der Indexwert einen niedrigen Wert erhält. Mit dieser Anordnung ist es möglich, falsche Detektionen eines bewusstlosen Zustands des Fahrers zu verhindern, selbst wenn der Zustand jeder Richtung des Gesichts nicht hinreichend analysiert wurde. Beispielsweise, indem der Indexwert auf einen niedrigen Wert eingestellt wird, wenn der Zustand, in welchem die Fahrzeugvibration größer als 0,1 G ist, für eine vorbestimmte Zeit oder länger andauert, kann eine falsche Detektion eines bewusstlosen Zustands des Fahrers verhindert werden.
[Weitere Ausführungsbeispiele]
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen berechnet die Indexwertberechnungseinheit 15 die Abweichung (oder Veränderung) für jede Richtung des Gesichts des Fahrers binnen einer vorbestimmten Zeit basierend auf Ergebnissen einer Analyse der Bildinformationen des Fahrers. Die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt. So kann beispielsweise eine Fahreridentifikationseinrichtung, die einen Fahrer identifiziert, in der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden, und, wenn der Fahrer mittels der Fahreridentifikationseinrichtung identifiziert ist, kann die Indexwertberechnungseinheit 15 die Abweichung (oder Veränderung) in jede Richtung des Gesichts des Fahrers unter Berücksichtigung der persönlichen Charakteristika oder Ähnlichem des Fahrers, welche in Speichereinheit 13 im Voraus gespeichert sind, berechnen.
[Beispiele einer Softwareimplementierung]
Jeder funktionale Block der Steuereinheit 10 kann mittels eines Logikschaltkreises (Hardware), welcher in einem integrierten Schaltkreis oder Ähnlichem gebildet ist (IC Chip), oder mittels Software implementiert werden.
In letzterem Fall kann ein Computer bereitgestellt werden, der die Instruktionen eines Fahrerzustandsermittlungsprogramms ausführt, wobei das Fahrerzustandsermittlungsprogramm eine Software ist, die die Funktionen der jeweiligen Einheiten der Steuereinheit 10 (Bildinformationserfassungseinheit 11, Fahrzeuginformationserfassungseinheit 12, Bezugsgrößeneinstellungseinheit 14, Indexwertberechnungseinheit 15, Ermittlungseinheit 16 und Alarmausgabeeinheit 17) implementiert. Der Computer kann beispielsweise wenigstens einen Prozessor und wenigstens eine computerlesbares Medium, auf welchem das Fahrerzustandsermittlungsprogramm gespeichert ist, umfassen. Die Aufgabe der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird gelöst, indem der Prozessor das Fahrerzustandsermittlungsprogramm von dem Speichermedium ausliest und ausführt. Als Prozessor kann beispielsweise eine zentrale Recheneinheit (CPU) verwendet werden. Als Speichermedium kann ein „nicht flüchtiges materielles Speichermedium“, wie beispielsweise ein Festwertspeicher (Read Only Memory (ROM)), ein Band, eine Diskette, eine Speicherkarte, ein Halbleiterspeicher oder ein programmierbarer logischer Schaltkreis verwendet werden. Ferner kann ein Direktzugriffspeicher (Random Access Memory (RAM)) zur Umsetzung des Fahrerzustandsermittlungsprogramms bereitgestellt werden. Das Programm wird dem Computer mittels eines beliebigen Übertragungsmediums, welches zur Übertragung des Programms geeignet ist (ein Kommunikationsnetzwerk, eine Funkwelle, oder Ähnliches), bereitgestellt. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch in der Form eines Datensignal implementiert werden, welches in eine Trägerwelle eingebettet ist, in welcher das Fahrerzustandsermittlungsprogramm mittels elektronischer Übertragung eingebettet ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen einzelnen Ausführungsbeispiele beschränkt und Modifikationen können im Rahmen des durch die Ansprüche definierten des Schutzbereichs erfolgen. Ausführungen, welche durch angemessenes Kombinieren technischer Mittel erhalten werden, welche in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen offenbart sind, sind in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
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

JP 2019097931 [0001]
JP 2000326757 A [0003, 0004, 0005]

Claims

Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung, umfassend: eine Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12), welche Fahrzeugverhaltensinformationen erfasst; eine Bildinformationserfassungseinheit (11), die Bildinformationen, welche ein Gesicht eines Fahrers umfassen, erfasst; eine Bezugsgrößeneinstellungseinheit (14), die basierend auf den durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12) erfassten Fahrzeugverhaltensinformationen eine Bezugsgröße einstellt; eine Indexwertberechnungseinheit (15), die einen Indexwert, welcher sich auf einen Fahrzustand des Fahrers bezieht, unter Verwendung einer Dauer eines Zustands, in welchem ein Betrag einer Änderung der durch die Bildinformationserfassungseinheit (11) erfassten Bildinformationen kleiner ist oder gleich groß als die Bezugsgröße ist, berechnet; und eine Ermittlungseinheit (16), welche ermittelt, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der durch die Indexwertberechnungseinheit (15) berechnete Indexwert größer oder gleich groß ist als ein Schwellwert.
Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Indexwertberechnungseinheit (15) als Betrag der Änderung der Bildinformationen eine Abweichung oder eine Veränderung in je einer seitlichen Richtung, einer vertikalen Richtung und einer Drehrichtung des Gesichts des Fahrers erhält.
Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12) eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges erfasst, und wobei die Bezugsgrößeneinstellungseinheit (14): die Bezugsgröße auf eine erste Bezugsgröße einstellt, wenn die durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12) erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges je kleiner ist als ein jeweils für jede der Beschleunigungen des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung vorbestimmter Wert, und die Bezugsgröße durchgehend für eine vorbestimmte Zeit auf eine zweite Bezugsgröße einstellt, die größer als die erste Bezugsgröße ist, wenn irgendeine durch die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12) erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges größer oder gleich groß ist als der vorbestimmter Wert.
Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrzeugverhaltensinformationserfassungseinheit (12) eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges erfasst, und wobei die Bezugsgrößeneinstellungseinheit (14) die Bezugsgröße auf einen Wert einstellt, der sich in Abhängigkeit der Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges unterscheidet.
Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend: eine Alarmausgabeeinheit (17), welche ein Alarmsignal ausgibt, wenn die Ermittlungseinheit (16) ermittelt, dass der Fahrer in dem bewusstlosen Zustand ist.
Fahrerzustandsermittlungsverfahren umfassend: Erfassen von Fahrzeugverhaltensinformationen; Erfassen von Bildinformationen, welche ein Gesicht des Fahrers umfassen; Einstellen einer Bezugsgröße basierend auf den erfassten Fahrzeugverhaltensinformationen ; Berechnen eines Indexwertes, welcher sich auf einen Fahrzustand des Fahrers bezieht, unter Verwendung einer Dauer eines Zustands, in welchem ein Betrag einer Änderung der erfassten Bildinformationen kleiner ist oder gleich groß als die Bezugsgröße ist; und Ermitteln, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist, wenn der berechnete Indexwert größer oder gleich groß ist als ein Schwellwert.
Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach Anspruch 6, wobei beim Berechnen des Indexwertes eine Abweichung oder Änderung in je einer seitlichen Richtung, einer vertikalen Richtung und einer Drehrichtung des Gesichts des Fahrers als Betrag der Änderung der erfassten Bildinformationen erhalten wird.
Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei beim Erfassen der Fahrzeugverhaltensinformationen eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges erfasst wird, und wobei beim Einstellen der Bezugsgröße: die Bezugsgröße auf eine erste Bezugsgröße eingestellt wird, wenn die erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung des Fahrzeuges je kleiner ist als ein jeweils für jede der Beschleunigungen des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung und der vertikalen Richtung vorbestimmter Wert; und die Bezugsgröße durchgehend für eine vorbestimmte Zeit auf eine zweite Bezugsgröße eingestellt wird, die größer als die erste Bezugsgröße ist, wenn irgendeine erfasste Beschleunigung des Fahrzeuges in der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges größer oder gleich groß ist als der vorbestimmter Wert.
Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei beim Erfassen der Fahrzeugverhaltensinformationen eine Beschleunigung in je einer Vor- und Rückwärtsrichtung, einer seitlichen Richtung und einer vertikalen Richtung des Fahrzeuges erfasst wird, und wobei beim Einstellen der Bezugsgröße die Bezugsgröße auf einen Wert eingestellt wird, der sich in Abhängigkeit der erfassten Beschleunigung in je der Vor- und Rückwärtsrichtung, der seitlichen Richtung oder der vertikalen Richtung des Fahrzeuges unterscheidet.
Fahrerzustandsermittlungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend: Ausgeben eines Alarmsignals, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand ist.
Fahrerzustandsermittlungsprogramm, welches bewirkt, dass ein Computer als jede der in der Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfassten Einheiten fungiert.