DE102021002597A1 - Method for determining a motor and / or cognitive state - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines motorischen und/oder kognitiven Zustandes eines Fahrers (2) in einem Fahrzeug (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass anhand eines im Fahrzeug (1) geführten und aufgenommenen Gespräches ermittelt wird, ob es sich bei der sprechenden Person um den Fahrer (2) handelt, wenn es sich um den Fahrer (2) handelt, eine Sprachanalyse durchgeführt und ein Wert eines momentanen Sprachniveaus und einer momentanen Wortschatzkomplexität ermittelt wird, wobei dann,- wenn ermittelt wird, dass der Wert einen über eine Vergangenheit gemittelten Wert des Sprachniveaus und der Wortschatzkomplexität unterschreitet oder der momentane Wert einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, ein Warnhinweis aufgrund einer vermuteten akuten Verringerung motorischer Fähigkeiten und/oder neurologischer Beeinträchtigung des Fahrers (2) ausgegeben wird, ein automatisches Notrufsystem aktiviert wird und das Fahrzeug (1) in einen gesicherten Betriebsmodus überführt wird,- wenn ermittelt wird, dass der Wert einen vorgegebenen weiteren Schwellwert unterschreitet, ein Warnhinweis aufgrund einer vermuteten Übermüdung und/oder Unkonzentriertheit des Fahrers (2) ausgegeben wird,- wenn ermittelt wird, dass sich der Wert während eines momentanen Fahrbetriebes kontinuierlich verringert, ein Warnhinweis aufgrund eines vermuteten graduellen Verlierens motorischer Fähigkeiten des Fahrers (2) wegen neurologischer Beeinträchtigung ausgegeben wird.The invention relates to a method for determining a motor and / or cognitive state of a driver (2) in a vehicle (1). According to the invention it is provided that on the basis of a conversation conducted and recorded in the vehicle (1) it is determined whether the speaking person is the driver (2), if it is the driver (2), a speech analysis is carried out and a The value of a current language level and a current vocabulary complexity is determined, and if it is determined that the value falls below a value of the language level and the vocabulary complexity averaged over a past or the current value falls below a predetermined threshold value, a warning based on a suspected acute reduction motor skills and / or neurological impairment of the driver (2) is output, an automatic emergency call system is activated and the vehicle (1) is transferred to a secure operating mode, - if it is determined that the value falls below a predetermined further threshold, a warning based on one suspected n Overtiredness and / or lack of concentration of the driver (2) is output, - if it is determined that the value is continuously decreasing during a current driving operation, a warning is output due to a suspected gradual loss of motor skills of the driver (2) due to neurological impairment.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines motorischen und/oder kognitiven Zustandes eines Fahrers in einem Fahrzeug.The invention relates to a method for determining a motor and / or cognitive state of a driver in a vehicle.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung eines motorischen und/oder kognitiven Zustandes eines Fahrzeugnutzers in einem Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for determining a motor and / or cognitive state of a vehicle user in a vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.
Ein Verfahren zur Ermittlung eines motorischen und/oder kognitiven Zustandes eines Fahrers in einem Fahrzeug sieht erfindungsgemäß vor, dass anhand eines im Fahrzeug geführten und fahrzeugseitig aufgenommenen Gespräches ermittelt wird, ob es sich bei der sprechenden Person um den Fahrer des Fahrzeuges handelt. Im Fall, dass es sich bei der sprechenden Person um den Fahrer handelt, wird anhand des von dem Fahrer Gesprochenen eine Sprachanalyse durchgeführt und ein Wert eines momentanen Sprachniveaus und einer momentanen Wortschatzkomplexität des Fahrers ermittelt. Wenn ermittelt wird, dass der Wert des momentanen Sprachniveaus und der momentanen Wortschatzkomplexität einen über eine Vergangenheit gemittelten Wert des Sprachniveaus und der Wortschatzkomplexität des Fahrers unterschreitet oder der momentane Wert einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, wird ein akustischer, optischer und/oder haptischer Warnhinweis aufgrund einer vermuteten akuten Verringerung motorischer Fähigkeiten und/oder neurologischer Beeinträchtigung des Fahrers in dem Fahrzeug ausgegeben, ein automatisches Notrufsystem des Fahrzeuges zum Absetzen eines Notrufes aktiviert wird und das Fahrzeug wird in einen gesicherten Betriebsmodus überführt. Im Fall, dass ermittelt wird, dass der Wert des momentanen Sprachniveaus und der momentanen Wortschatzkomplexität einen vorgegebenen weiteren Schwellwert unterschreitet, wobei der vorgegebene Schwellwert überschritten ist, wird ein akustischer, optischer und/oder haptischer Warnhinweis aufgrund einer vermuteten Übermüdung und/oder Unkonzentriertheit des Fahrers in dem Fahrzeug ausgegeben und wenn ermittelt wird, dass sich der Wert des momentanen Sprachniveaus und der momentanen Wortschatzkomplexität während eines momentanen Fahrbetriebes kontinuierlich verringert, wird ein akustischer, optischer und/oder haptischer Warnhinweis aufgrund eines vermuteten graduellen Verlierens motorischer Fähigkeiten des Fahrers wegen neurologischer Beeinträchtigung in dem Fahrzeug ausgegeben.A method for determining a motor and / or cognitive state of a driver in a vehicle provides that a conversation held in the vehicle and recorded by the vehicle is used to determine whether the speaking person is the driver of the vehicle. In the event that the speaking person is the driver, a speech analysis is carried out on the basis of what the driver has spoken and a value of a current language level and a current vocabulary complexity of the driver is determined. If it is determined that the value of the current language level and the current vocabulary complexity falls below a value of the language level and the vocabulary complexity of the driver averaged over a past or the current value falls below a predetermined threshold value, an acoustic, visual and / or haptic warning is based on a suspected acute reduction in motor skills and / or neurological impairment of the driver in the vehicle is output, an automatic emergency call system of the vehicle is activated to make an emergency call and the vehicle is switched to a secure operating mode. In the event that it is determined that the value of the current language level and the current vocabulary complexity falls below a predetermined further threshold value, the predetermined threshold value being exceeded, an acoustic, visual and / or haptic warning is issued based on suspected fatigue and / or lack of concentration on the part of the driver output in the vehicle and if it is determined that the value of the current language level and the current vocabulary complexity is continuously decreasing during a current driving operation, an acoustic, visual and / or haptic warning is issued due to a suspected gradual loss of motor skills of the driver due to neurological impairment issued to the vehicle.
Durch Anwendung des Verfahrens kann das Risiko eines Unfalles des Fahrzeuges aufgrund einer Intoxikation, aufgrund akuter neurologischer Ausfälle, aufgrund von Übermüdung und/oder Unkonzentriertheit sowie eines schleichenden Verlustes motorischer Fähigkeiten wegen neurologischer Beeinträchtigung des Fahrers des Fahrzeuges erheblich verringert werden.By using the method, the risk of an accident of the vehicle due to intoxication, due to acute neurological failures, due to fatigue and / or lack of concentration as well as a gradual loss of motor skills due to neurological impairment of the driver of the vehicle can be considerably reduced.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 schematisch ein Fahrzeug und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Ermittlung eines motorischen und/oder kognitiven Zustandes eines Fahrers in einem Fahrzeug, -
2 schematisch den Fahrer des Fahrzeuges bei einem Trainieren eines Modells zur Ermittlung eines Wertes eines Sprachniveaus und einer Wortschatzkomplexität, -
3 schematisch den Fahrer und verschiedene Einflussfaktoren auf das Sprachniveau und die Wortschatzkomplexität und -
4 schematisch einen Ablauf des Verfahrens zur Ermittlung des motorischen und/oder kognitiven Zustandes des Fahrers in dem Fahrzeug.
-
1 schematically a vehicle and a device for performing a method for determining a motor and / or cognitive state of a driver in a vehicle, -
2 schematically the driver of the vehicle while training a model to determine a value of a language level and a vocabulary complexity, -
3 schematically the driver and various factors influencing the language level and vocabulary complexity and -
4th schematically a sequence of the method for determining the motor and / or cognitive state of the driver in the vehicle.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
In
Im Allgemeinen ist bekannt, dass eine Vielzahl im Straßenverkehr getöteter Menschen in Folge eines Unfalles unter Alkohol- und/oder Drogeneinfluss starben. Des Weiteren sind neurologische Notfälle, wie beispielsweise ein akuter Schlaganfall
Sowohl Intoxikationen als auch eine Vielzahl von neurologischen Beeinträchtigungen äußern sich in einer Verringerung motorischer Fähigkeiten. Dies zeigt sich im besonderen Maße in Bezug auf eine Artikulation einer betroffenen Person, insbesondere hinsichtlich einer Ton- und Wortbildung. Zudem verringert sich ein Sprachniveau, d. h. ein genutzter Wortschatz und ein Vermögen Sprache zu bilden und zu verstehen.Both intoxications and a large number of neurological impairments are expressed in a reduction in motor skills. This is particularly evident in relation to an articulation of a person concerned, in particular in relation to the formation of tones and words. In addition, a language level is reduced, i.e. H. a used vocabulary and the ability to form and understand language.
Die fahrzeugseitig vorhandene Vorrichtung ermöglicht es, individuelle Sprachmuster und ein individuelles Sprachniveau des Fahrers
Die Vorrichtung umfasst eine Fahrerbeobachtungskamera
Weiterhin ist die Steuereinheit
Wie oben beschrieben, werden mittels der fahrzeugseitig vorhandenen Mikrofone
Der Fahrer
Das von dem Fahrer
So ermöglicht z. B. eine statistische Analyse der in dem Gesprochenen verwendeten Wörter sowie eines Wortkontextes, in welchem die jeweiligen Wörter genutzt wurden, ein Bestimmen eines Wortschatzes. Hierbei wird insbesondere ermittelt, wie viele Wörter wurden benutzt, welche Art von Wörtern wurde benutzt und wie war eine Verteilung der benutzten Wörter. Darüber hinaus wird eine individuelle Repräsentation des Wortschatzes, welche auch als individuelles Sprachmuster bezeichnet werden kann, erstellt.So z. B. a statistical analysis of the words used in the spoken and a word context in which the respective words were used, a determination of a vocabulary. In particular, it is determined how many words were used, what kind of words were used and how was the distribution of the words used. In addition, an individual representation of the vocabulary, which can also be referred to as an individual language pattern, is created.
Eine weitergehende Analyse des Wortschatzes im Vergleich zu Referenzwerten ermöglicht eine algorithmische Zuordnung eines Sprechers zu einem bestimmten Sprachniveau. Darüber hinaus können auch Methoden des maschinellen Lernens verwendet werden, um den Wortschatz des Sprechers einem Level eines Sprachniveaus zuzuordnen, wenn ein solches Klassifikationsmodell zuvor während einer Entwicklung in Bezug auf entsprechende Daten trainiert wurde.A more detailed analysis of the vocabulary compared to reference values enables an algorithmic assignment of a speaker to a certain language level. In addition, machine learning methods can also be used can be used to assign the speaker's vocabulary to a level of a language level if such a classification model was previously trained with respect to corresponding data during development.
Zusätzlich ist es möglich, die Emotionen, z. B. anhand von Gesichts-, Sprach- und/oder Physiosignalen anhand erfasster Signale einer entsprechenden Sensorik auf sprachliche Informationen, z. B. Mitfahrender oder eines Infotainmentsystems, dahingehend zu analysieren, ob die sprachlichen Informationen verstanden wurden. So lässt beispielsweise eine physiologische Stress- und/oder Unsicherheitsreaktion auf Wörter, die nicht im aktiv benutzten Wortschatz vorhanden sind, auf ein allgemein niedriges Sprachniveau schließen, da dieses anscheinend auch nicht im passiven Wortschatz vorhanden ist.In addition, it is possible to express the emotions, e.g. B. based on facial, speech and / or physical signals based on detected signals of a corresponding sensor system on linguistic information, z. B. passengers or an infotainment system to analyze whether the linguistic information was understood. For example, a physiological stress and / or insecurity reaction to words that are not in the actively used vocabulary suggests a generally low language level, since this apparently also does not exist in the passive vocabulary.
Werte für ein Sprachniveau, die Wortschatzkomplexität sowie die erstellten Sprachmuster werden in regelmäßigen Zeitabständen automatisch für den jeweiligen Fahrer
Ist ein Unterschied, d. h. eine Abweichung, zwischen dem ermittelten momentanen Wert und den über die Vergangenheit gemittelten Werten für das Sprachniveau und die Wortschatzkomplexität sehr groß, wobei die ermittelten momentanen Werte sehr niedrig und unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegen, kann dies einen Rückschluss auf eine akute Verringerung motorischer Fähigkeiten des Fahrers
In diesem Fall ist vorgesehen, dass ein akustischer, optischer und/oder haptischer Warnhinweis aufgrund einer vermuteten akuten Verringerung motorischer Fähigkeiten und/oder neurologischer Beeinträchtigung des Fahrers
Ist die Abweichung zwischen den ermittelten momentanen Werten in Bezug auf das Sprachniveau und die Wortschatzkomplexität und den über die Vergangenheit gemittelten Werten für das Sprachniveau und die Wortschatzkomplexität signifikant, wobei die ermittelten momentanen Werte vergleichsweise niedrig sind und einen vorgegebenen weiteren Schwellwert unterschreiten, aber den vorgegebenen Schwellwert überschreiten, so kann dieser Umstand auf eine Übermüdung und/oder Unkonzentriertheit des Fahrers
Fallen die ermittelten Werte in Bezug auf das Sprachniveau und die Wortschatzkomplexität kontinuierlich ab, kann dies auf ein graduelles Verlieren motorischer Fähigkeiten hinweisen. Dieser kontinuierliche Abfall kann durch eine neurologische Beeinträchtigung, beispielsweise durch Alzheimer, Parkinson, eine Folge eines unerkannt erlittenen Schlaganfalles
Wird hingegen ermittelt, dass die Werte des Sprachniveaus und der Wortschatzkomplexität steigen, so kann auf ein steigendes Bildungsniveau und/oder einen sozialen Aufstieg und ein damit einhergehendes höheres Sprachniveau geschlossen werden, welches als Information dem Fahrer
Der in
In einem ersten Verfahrensschritt
In einem zweiten Verfahrensschritt
Darauffolgend wird in einem vierten Verfahrensschritt
Wird in dem vierten Verfahrensschritt
Wird in dem vierten Verfahrensschritt
In einem siebenten Verfahrensschritt
Ist die Bedingung aus dem siebenten Verfahrensschritt
Sind die Bedingungen aus dem siebenten Verfahrensschritt
Wird hingegen in einem zwölften Verfahrensschritt
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Fahrerdriver
- 33
- FahrerbeobachtungskameraDriver observation camera
- 44th
- Mikrofonmicrophone
- 55
- SteuereinheitControl unit
- 66th
- Rechnereinheit Computing unit
- AA.
- Alkoholalcohol
- DD.
- DrogenDrugs
- MM.
- MedikamenteMedication
- SS.
- Schlaganfallstroke
- UU
- Übermüdungfatigue
- V1 bis V13V1 to V13
- VerfahrensschrittProcess step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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