DE102021100576A1

DE102021100576A1 - Determining a person's breathing on board a vehicle

Info

Publication number: DE102021100576A1
Application number: DE102021100576.0A
Authority: DE
Inventors: Etienne Iliffe-Moon
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-07-14

Abstract

Eine Vorrichtung zur Bestimmung der Atmung einer Person an Bord eines Fahrzeugs umfasst einen Sensor, der mechanisch mit einem Brustabschnitt der Person gekoppelt ist; und eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung der Atmung auf der Basis eines Signals des Sensors.An apparatus for determining breathing of a person onboard a vehicle includes a sensor mechanically coupled to a chest portion of the person; and processing means for determining respiration based on a signal from the sensor.

Description

Die Erfindung betrifft die Bestimmung der Atmung einer Person. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung der Atmung, wenn sich die Person an Bord eines Fahrzeugs befindet.The invention relates to determining a person's breathing. In particular, the invention relates to determining respiration when the person is on board a vehicle.

Der physische Zustand einer Person kann anhand verschiedener Parameter bestimmt werden, von denen einer die Atmung ist. Ist die Person entspannt, so kann sie tief und ruhig atmen. Schläft die Person ein, so kann ihre Atmung flacher und noch ruhiger werden. Ist die Person aufgeregt, so kann die Atmung sehr rasch gehen. In einer Krisensituation der Person kann ihre Atmung außergewöhnlich schnell gehen.A person's physical condition can be determined by various parameters, one of which is breathing. When the person is relaxed, they can breathe deeply and calmly. When the person falls asleep, their breathing can become shallower and even calmer. When the person is excited, breathing can be very rapid. In a person's crisis situation, their breathing may go exceptionally fast.

Zur Bestimmung der Atmung sind verschiedene Herangehensweisen bekannt. Fitness-Uhren oder am Brustkorb getragene Fitness-Sensoren bestimmen üblicherweise einen Puls der Person und leiten die Atmung daraus ab. Eine solche Bestimmung kann nur geringe Genauigkeit aufweisen. Ein Atmungssensor kann direkt im Respirationsweg der Person platziert werden und liefert genaue Ergebnisse über die Atmung, schränkt aber die Beweglichkeit der Person ein und wird allgemein als wenig angenehm empfunden.Various approaches are known for determining respiration. Fitness watches or fitness sensors worn on the chest usually determine a person's pulse and derive breathing from it. Such a determination can only have a low degree of accuracy. A respiration sensor can be placed directly in the person's respiratory path and provides accurate results about respiration, but restricts the person's mobility and is generally perceived as uncomfortable.

Die Atmung einer Person an Bord eines Fahrzeugs kann bestimmt werden, um einen physischen Zustand der Person zu überwachen. Insbesondere wenn die Person das Fahrzeug fährt, können ihre Gesundheit oder ihre Konzentrationsfähigkeit über die Atmung bestimmt werden. Marktübliche Anordnungen zur Bestimmung der Atmung eignen sich jedoch kaum für den Einsatz an Bord eines Fahrzeugs. Dort anzutreffende Geräusche oder Bewegungen können eine Bestimmungsgenauigkeit bekannter Sensoren drastisch verringern und manche aufwändigeren Sensoren würden von einer Person im Fahrzeug nicht akzeptiert.A person's breathing on board a vehicle may be determined to monitor a physical condition of the person. In particular, when the person is driving the vehicle, their health or ability to concentrate can be determined through breathing. However, commercially available arrangements for determining respiration are hardly suitable for use on board a vehicle. Noises or movements encountered there can drastically reduce a determination accuracy of known sensors and some more complex sensors would not be accepted by a person in the vehicle.

Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Bestimmung der Atmung einer Person an Bord eines Fahrzeugs. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.It is an object of the invention to provide an improved technique for determining the breathing of a person on board a vehicle. The invention solves the problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung der Atmung einer Person an Bord eines Fahrzeugs einen Sensor, der mechanisch mit einem Brustabschnitt der Person gekoppelt ist; und eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung der Atmung auf der Basis eines Signals des Sensors.According to a first aspect of the present invention, an apparatus for determining respiration of a person on board a vehicle comprises a sensor mechanically coupled to a chest portion of the person; and processing means for determining respiration based on a signal from the sensor.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein Sensor zur Bestimmung der Atmung einer Person derart gestaltet sein sollte, dass die Person ihn nicht aktiv bedienen oder sich mit ihr verbinden muss. Idealerweise sollte der Sensor für die Person kaum oder gar nicht wahrnehmbar sein, sodass sich die Person in ihrem Verhalten nicht auf den Sensor einstellen muss. Gleichzeitig soll die Atmung der Person mit einer Genauigkeit bestimmt werden, die ausreicht, um eine Aussage über den physischen Zustand der Person zu machen. Auf der Basis der bestimmten Atmung kann beispielsweise bestimmt werden, ob die Person aufgeregt oder entspannt ist. In Abhängigkeit der Atmung kann die Person beispielsweise dazu angeleitet werden, ihren physischen Zustand zu verbessern. Ist eine medizinische Kondition der Person bekannt, beispielsweise indem sie unter Diabetes leidet, so kann über die Atmung eine sich anbahnende schlechte Verfassung der Person bestimmt werden.The invention is based on the idea that a sensor for determining a person's breathing should be designed in such a way that the person does not have to actively operate it or connect to it. Ideally, the sensor should be barely noticeable or imperceptible to the person, so that the person's behavior does not have to adjust to the sensor. At the same time, the person's breathing should be determined with an accuracy that is sufficient to make a statement about the person's physical condition. Based on the determined breathing, it can be determined, for example, whether the person is excited or relaxed. For example, depending on the breathing, the person can be guided to improve their physical condition. If a medical condition of the person is known, for example if he suffers from diabetes, an impending bad condition of the person can be determined via the breathing.

Erfindungsgemäß wird der Sensor mechanisch mit einem Brustabschnitt der Person gekoppelt, sodass ein physikalischer Parameter, der auf die Atmung der Person hinweist, verbessert aufgenommen werden kann. Der Parameter kann mit anderen Parametern in Kontext gesetzt werden, die im Bereich der Person aufgenommen werden können. Es wurde erkannt, dass die Person an Bord des Fahrzeugs üblicherweise keine beliebige Position einnehmen kann, sondern auf bestimmte Positionen beschränkt ist, in denen die Anbringung eines Sensors im Bereich ihres Brustkorbs unauffällig möglich ist. Selbst unter häufig schwierigen Messbedingungen an Bord des Fahrzeugs kann so eine aussagekräftige Messung durchgeführt werden, auf deren Basis die Atmung der Person bestimmt werden kann.According to the invention, the sensor is mechanically coupled to a section of the person's chest, so that a physical parameter that indicates the person's breathing can be recorded in an improved manner. The parameter can be contextualized with other parameters that can be included in the person's realm. It was recognized that the person on board the vehicle usually cannot assume any position, but is restricted to specific positions in which it is possible to attach a sensor inconspicuously in the area of their chest. Even under often difficult measurement conditions on board the vehicle, a meaningful measurement can be carried out on the basis of which the person's breathing can be determined.

Die hierin beschriebene Technik kann prinzipiell mit jeder Person an Bord eines Fahrzeugs durchgeführt werden. Die Person kann insbesondere einen Fahrer des Fahrzeugs umfassen oder Passagier sein. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Bus.The technique described herein can in principle be carried out with any person on board a vehicle. The person can in particular include a driver of the vehicle or be a passenger. The vehicle preferably comprises a motor vehicle, in particular a passenger car, a truck or a bus.

Der Sensor kann einen Bewegungssensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, eine Atembewegung des Brustkorbs der Person zu erfassen. Beispielsweise kann der Sensor einen Drehraten-Sensor oder einen Inertialsensor umfassen. Ferner kann die Bewegung durch eine Kamera bestimmt werden, die in einer Ausführungsform im Bereich des Brustkorbs der Person angebracht und dazu eingerichtet ist, ihre eigene Bewegung relativ zum Fahrzeug zu bestimmen.The sensor may include a motion sensor configured to detect breathing motion of the person's chest. For example, the sensor can include a yaw rate sensor or an inertial sensor. Furthermore, the movement can be determined by a camera, which in one embodiment is mounted in the area of the person's chest and is set up to determine their own movement relative to the vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Sensor einen akustischen Sensor, der dazu eingerichtet ist, ein Atemgeräusch der Person zu erfassen. Der Sensor kann insbesondere zur Aufnahme von Luftschall eingerichtet sein.In a further embodiment, the sensor comprises an acoustic sensor which is used for this purpose is aimed at detecting a breathing sound of the person. In particular, the sensor can be set up to record airborne noise.

Der akustische Sensor kann auch dazu eingerichtet sein, Körperschall im Bereich des Brustkorbs der Person zu erfassen. Störgeräusche im Luftschall, die beispielsweise von einem akustischen Unterhaltungssystem stammen, können so verbessert ausgefiltert werden. Besonders bevorzugt wird eine Kombination eines Körperschall- und eines Luftschall-Sensors verwendet, um solche Geräusche zu diskriminieren, die nicht auf die Atmung der Person hinweisen.The acoustic sensor can also be set up to detect structure-borne noise in the area of the person's chest. Disturbing noises in the airborne sound, which originate from an acoustic entertainment system, for example, can be filtered out better in this way. A combination of a structure-borne sound and an airborne sound sensor is particularly preferably used in order to discriminate against those noises that do not indicate the person is breathing.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Mikrofon zur Erfassung von Schall im Bereich der Person vorgesehen. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, Noise Cancellation zwischen Signalen des Sensors und des Mikrofons durchzuführen. Unter Noise Cancellation ist zu verstehen, dass ein unerwünschter Anteil eines Schallsignals mittels eines dedizierten Sensors bestimmt und aus Signalen eines anderen Sensors subtrahiert wird. Diese Technik ist beispielsweise in Verbindung mit Kopfhörern bekannt. Das Mikrofon zur Aufnahme von störendem Schall ist bevorzugt derart platziert, dass es Geräusche im Innenraum des Fahrzeugs aufnimmt, die nicht auf die Atmung der Person hinweisen, wohingegen der akustische Sensor bevorzugt derart platziert ist, dass ein größtmöglicher Anteil seiner Signale auf die Atmung der Person hinweisen. Das Mikrofon kann im Bereich des Brustkorbs der Person angebracht sein oder an einer anderen Stelle im Bereich des Fahrzeugs.In a further embodiment, a microphone is provided for detecting sound in the area of the person. In this case, the processing device is set up to carry out noise cancellation between signals from the sensor and the microphone. Noise cancellation means that an unwanted part of a sound signal is determined using a dedicated sensor and subtracted from signals from another sensor. This technique is known, for example, in connection with headphones. The microphone for picking up disturbing sound is preferably placed in such a way that it picks up noises in the interior of the vehicle that do not indicate the person is breathing, whereas the acoustic sensor is preferably placed in such a way that the greatest possible proportion of its signals indicate the person's breathing Clues. The microphone can be placed in the area of the person's chest or at another location in the area of the vehicle.

Es ist weiter bevorzugt, dass mehrere Sensoren zur Bestimmung der Atmung der Person vorgesehen sind und die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Atmung auf der Basis von Signalen der mehreren Sensoren zu bestimmen. Insbesondere kann ein Sensor im Bereich des Brustkorbs oder Brustabschnitts der Person platziert werden, und einer oder mehrere weitere Sensoren können an einer anderen Stelle im Fahrzeug angebracht sein. Dabei können die Sensoren unterschiedliche physikalische Parameter abtasten, beispielsweise ein Geräusch, eine Entfernung oder eine Vibration.It is further preferred that multiple sensors are provided for determining the person's respiration and the processing device is set up to determine the respiration on the basis of signals from the multiple sensors. In particular, one sensor may be placed in the area of the person's chest or chest portion, and one or more other sensors may be placed elsewhere in the vehicle. The sensors can scan different physical parameters, for example a noise, a distance or a vibration.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein optischer Sensor am Fahrzeug angebracht und dazu eingerichtet, den Brustkorb der Person optisch abzutasten. Die optische Abtastung kann mit großer Genauigkeit erfolgen, sodass eine aktive Bewegung der Person von der durch ihre Atmung induzierten Bewegung unterschieden werden kann. Im Fahrzeug kann der optische Sensor leicht in geringer Entfernung zur Person angebracht werden. Für unterschiedliche gewünschte Perspektiven können verschiedene Anbringungsorte zur Verfügung stehen. Handelt es sich bei der Person um einen Fahrer des Fahrzeugs, so kann der optische Sensor beispielsweise im Bereich eines Lenkrads, einer Sonnenblende, eines Innenspiegels, eines Innenlichts, einer Mittelkonsole, eines Seitenholms oder einer Kopfstütze angebracht werden.In another embodiment, an optical sensor is mounted on the vehicle and configured to optically scan the person's chest. The optical scanning can be done with great accuracy, so that an active movement of the person can be distinguished from the movement induced by his breathing. The optical sensor can easily be installed in the vehicle at a short distance from the person. Different mounting locations can be available for different desired perspectives. If the person is a driver of the vehicle, the optical sensor can be attached, for example, in the area of a steering wheel, a sun visor, an interior mirror, an interior light, a center console, a side rail or a headrest.

Der optische Sensor kann einen Entfernungsmesser umfassen. Der Entfernungsmesser kann insbesondere mittels Laser arbeiten und einen Abstand zu einem vorbestimmten Punkt an Bord des Fahrzeugs bestimmen. Besonders bevorzugt ist der optische Sensor dazu eingerichtet, ein Bild des Brustkorbs mit Entfernungsinformationen bereitzustellen. Insbesondere kann der Sensor als LiDAR Sensor ausgebildet sein. In anderen möglichen Ausführungsformen umfasst der Entfernungsmesser eine Tiefenkamera oder eine Stereo-Kamera.The optical sensor may include a range finder. The range finder can work in particular by means of a laser and can determine a distance from a predetermined point on board the vehicle. The optical sensor is particularly preferably set up to provide an image of the chest with distance information. In particular, the sensor can be designed as a LiDAR sensor. In other possible embodiments, the range finder includes a depth camera or a stereo camera.

Der mit dem Brustabschnitt verbundene Sensor kann an einem Sicherheitsgurt angebracht sein, der über einen Brustkorb der Person verläuft, wenn der Sicherheitsgurt angelegt ist, um die Person im Fahrzeug zu sichern. The sensor connected to the chest portion may be attached to a seat belt that passes over a chest of the person when the seat belt is fastened to secure the person in the vehicle.

Beispielsweise kann der Sicherheitsgurt als Drei-, Vier- oder Fünf-Punkt-Gurt ausgelegt sein.For example, the seat belt can be designed as a three, four, or five-point belt.

Der Sensor kann im Bereich des Brustkorbs der Person am Gurt angebracht sein. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Sensor an einer vorbestimmten Stelle des Gurts fest oder durch die Person am Gurt beweglich angebracht sein. So können Personen unterschiedlicher Physiognomie verbessert bezüglich ihrer Atmung abgetastet werden.The sensor can be attached to the belt in the area of the person's chest. In different embodiments, the sensor can be fixed at a predetermined point on the belt or can be movably attached to the belt by the person. In this way, people with different physiognomy can be better scanned with regard to their breathing.

Der Sensor kann vom Brustkorb der Person beabstandet am Gurt angebracht sein. Eine Bewegung des Brustkorbs kann sich auf den Gurt übertragen und eine Bewegung oder Veränderung der Spannung des Gurts kann an einer anderen Stelle abgetastet werden. Beispielsweise kann die Bewegung an einem Befestigungspunkt des Gurts erfasst werden. Umfasst der Gurt einen Mechanismus zur Aufrechterhaltung einer mechanischen Spannung, so kann die Bewegung an diesem Mechanismus erfasst werden. Der Mechanismus kann eine federbelastete Rolle umfassen und der Sensor kann einen Drehwinkel der Rolle abtasten.The sensor can be attached to the belt at a distance from the person's chest. Movement of the chest can be transmitted to the belt and movement or change in tension of the belt can be sensed at another location. For example, the movement at an attachment point of the belt can be detected. If the belt includes a mechanism for maintaining mechanical tension, the movement of this mechanism can be detected. The mechanism may include a spring loaded roller and the sensor may sense an angle of rotation of the roller.

Der Sensor kann im Bereich einer Rückenlehne eines Sitzes für die Person angebracht sein. So kann das auf die Atmung hinweisende Signal im Rückenbereich der Person abgetastet werden. Hier können störende Einflüsse wie Luftschall oder Körperschall deutlich geringer als an einer Vorderseite des Brustkorbs sein. Es können auch mehrere Sensoren in der Rückenlehne verbaut sein, um die Abtastung an verschiedenen Punkten vornehmen zu können. Unterschiedlich große oder breite Personen können so verbessert abgetastet werden. Außerdem können eine variable Körperhaltung der Person auf dem Sitz oder verschiedene Stellungen des Sitzes verbessert unterstützt werden. In einer Ausführungsform ist eine Anordnung mit einer Vielzahl Sensoren in der Rückenlehne vorgesehen. Die Sensoren können insbesondere Schallsensoren, Drucksensoren oder Bewegungssensoren umfassen.The sensor can be attached in the area of a backrest of a seat for the person. In this way, the signal indicating breathing can be scanned in the back area of the person. Disturbing influences such as airborne noise or structure-borne noise can be significantly lower here than on the front side of the chest. Several sensors can also be installed in the backrest in order to be able to scan at different points. People of different heights or widths nen can be scanned in an improved way. In addition, a variable posture of the person on the seat or different positions of the seat can be better supported. In one embodiment, an arrangement with a large number of sensors is provided in the backrest. The sensors can in particular include sound sensors, pressure sensors or movement sensors.

Auf der Basis der bestimmten Atmung kann eine Atemfrequenz der Person bestimmt werden. Die Atemfrequenz kann als gleitender Durchschnitt über eine vorbestimmte Zeit bestimmt werden, beispielsweise über 20 Sekunden oder eine Minute. Auch eine Varianz oder Standardabweichung der Atemfrequenz kann bestimmt werden, um einen Hinweis auf Abweichungen vom Durchschnitt zu geben. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Änderungsgeschwindigkeit der Atemfrequenz bestimmt werden.Based on the determined breathing, a respiratory rate of the person can be determined. The respiratory rate can be determined as a moving average over a predetermined time, for example over 20 seconds or one minute. A variance or standard deviation of the respiratory rate can also be determined to give an indication of deviations from the average. In another embodiment, a rate of change in respiratory rate may be determined.

Es können noch weitere Parameter der Atmung erfasst oder bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Signal bereitgestellt werden, das darauf hinweist, ob die Person gerade einatmet oder ausatmet. Dieses Signal kann eine Atemphase der Person reflektieren. Weiter kann ein Volumen bestimmt werden, das die Person mit einem Atemzug einatmet oder mit einem anderen ausatmet. Ferner kann ein Verhältnis zwischen Zeiten für das Einatmen und das Ausatmen oder zwischen ein- und ausgeatmeten Volumina bestimmt werden.Other breathing parameters can also be recorded or determined. For example, a signal can be provided indicating whether the subject is inhaling or exhaling. This signal can reflect a respiratory phase of the person. Furthermore, a volume can be determined that the subject inhales in one breath or exhales in another. Furthermore, a ratio between times for inhalation and exhalation or between inhaled and exhaled volumes can be determined.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt einen oder mehrere Sitze, auf denen Personen an Bord während der Fahrt sitzen können. Die Personen können mittels Sicherheitsgurten an ihren Sitzen gesichert werden. Eine der Personen kann ein Fahrer des Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug kann dazu eingerichtet sein, zumindest teilweise oder vorübergehend autonom zu fahren.According to another aspect of the present invention, a vehicle includes an apparatus as described herein. The vehicle preferably includes one or more seats on which people on board can sit while driving. The people can be secured to their seats using seat belts. One of the people may be a driver of the vehicle. The vehicle can be set up to drive autonomously at least partially or temporarily.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Atmung einer Person an Bord eines Fahrzeugs, Schritte des Abtastens eines Brustkorbs der Person; und des Bestimmens der Atmung auf der Basis der Abtastung. Das Verfahren kann insbesondere mittels einer hierin beschriebenen Vorrichtung teilweise oder ganz ausgeführt werden. Dazu kann die Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung aufweisen, die einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfasst. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.According to yet another aspect of the present invention, a method for determining respiration of a person on board a vehicle comprises the steps of scanning a chest of the person; and determining respiration based on the scan. In particular, the method can be partially or fully carried out by means of a device described herein. For this purpose, the device can have a processing device that includes a programmable microcomputer or microcontroller. The method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device and vice versa.

In einer Weiterführung des Verfahrens kann ein physischer Zustand der Person auf der Basis der bestimmten Atmung bestimmt werden. Der physische Zustand kann einen Gesundheitszustand oder einen Erregungs- oder Entspannungszustand betreffen.In a further development of the method, a physical condition of the person can be determined on the basis of the breathing determined. The physical condition can relate to a state of health or a state of excitement or relaxation.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmt und mit einem physischen Zustand der Person verglichen. Korreliert der bestimmte physische Zustand der Person nicht mit dem bestimmten Fahrzustand, so kann eine Warnung bereitgestellt werden. Diese Ausführungsform kann insbesondere vorteilhaft angewendet werden, wenn die Person einen Fahrer des Fahrzeugs umfasst. So kann beispielsweise bestimmt werden, ob die Person übermäßig aufgeregt ist, obwohl ein Fahrzustand keinen Anlass dazu gibt. In diesem Fall könnte der Fahrer zu einer Pause oder zu einem defensiveren Fahrstil angehalten werden. Es kann auch bestimmt werden, ob der Fahrer entspannter ist als der bestimmte Fahrzustand vermuten ließe. In diesem Fall könnte eine Maßnahme ergriffen werden, um den Fahrer zu aktivieren und so vor einem Einschlafen oder einer unkonzentrierten Fahrweise zu bewahren.In another embodiment, a driving condition of the vehicle is determined and compared to a physical condition of the person. If the determined physical condition of the person does not correlate with the determined driving condition, a warning can be provided. This embodiment can be used particularly advantageously when the person includes a driver of the vehicle. For example, it can be determined whether the person is overly excited although a driving condition does not give rise to this. In this case, the driver could be encouraged to take a break or adopt a more defensive driving style. It may also be determined whether the driver is more relaxed than the particular driving condition would suggest. In this case, a measure could be taken to activate the driver and thus prevent him from falling asleep or from driving in an unconcentrated manner.

Der Person kann Abhängigkeit der bestimmten Atmung eine Anleitung zur Konzentration oder Entspannung bereitgestellt werden. Dazu kann ihm insbesondere eine Übung oder Technik vermittelt werden, die unmittelbar oder mittelbar Einfluss auf seine Atmung nimmt. Beispielhafte Übungen sind verschiedenen Yoga Schulen zu entnehmen.The subject may be provided with guidance to focus or relax depending on the particular breathing. For this purpose, he can be taught an exercise or technique that directly or indirectly influences his breathing. Exemplary exercises can be found in various yoga schools.

Die bestimmte Atmung kann mit einem vorbestimmten Atmungsprofil verglichen werden. Da Profil kann eine wünschenswerte oder erwartete Atmung reflektieren. Das Atmungsprofil kann in Abhängigkeit weiterer Parameter gewählt oder angepasst werden. In einer Ausführungsform ist das Atmungsprofil auf die individuelle Person abgestimmt.The respiration determined can be compared to a predetermined respiration profile. The profile may reflect desirable or expected breathing. The breathing profile can be selected or adjusted depending on other parameters. In one embodiment, the breathing profile is tailored to the individual.

Ein übliches Atmungsprofil der Person kann mittels maschinellen Lernens bestimmt werden. Dazu kann die Atmung der Person über einige Zeit beobachtet und gegebenenfalls mit Ereignissen in Verhältnis gesetzt werden, die während der Beobachtung galten. So kann beispielsweise eine übliche Reaktion in der Atmung der Person auf eine vorübergehende gefährliche Fahrsituation erlernt werden. Das erstellte Atemprofil kann als Referenz für eine folgende Überwachung der Atmung des Fahrers verwendet werden. Dabei ist bevorzugt, dass das Atemprofil fortlaufend an den Fahrer angepasst wird, um beispielsweise eine Veränderung durch steigende Erfahrung, geänderte Lebensumstände oder Alterung nachzuvollziehen.A usual respiratory profile of the person can be determined using machine learning. For this purpose, the person's breathing can be observed over a period of time and, if necessary, compared with events that were valid during the observation. For example, a normal reaction in the person's breathing to a temporarily dangerous driving situation can be learned. The breathing profile created can be used as a reference for subsequent monitoring of the driver's breathing. It is preferred that the breathing profile is continuously adapted to the driver, for example, by a change to understand increasing experience, changed living conditions or aging.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

1 ein System;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens; und
3 einen beispielhaften Sitz für eine Person in einem Fahrzeug illustriert.

The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 a system;
2 a flowchart of a method; and
3 illustrates an example seat for a person in a vehicle.

1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105 mit einer Vorrichtung 110 umfasst. Im Fahrzeug 105 befindet sich eine Person 115, die sich bevorzugt auf einem dafür vorgesehenen Sitz 120 befindet. Die Person 115 kann wie in 1 angedeutet ist, einen Fahrer des Fahrzeugs 105 umfassen oder einen Passagier. Der Sitz 120 kann insbesondere in oder gegen die Fahrtrichtung orientiert sein und sich in einer ersten oder einer weiter hinten liegenden Sitzreihe befinden. 1 FIG. 1 shows a system 100 that includes a vehicle 105 with a device 110 . In the vehicle 105 there is a person 115 who is preferably on a seat 120 provided for this purpose. The person 115 can as in 1 is indicated, include a driver of the vehicle 105 or a passenger. The seat 120 can in particular be oriented in or against the direction of travel and can be located in a first row of seats or in a row further back.

Die Vorrichtung 110 ist dazu eingerichtet, die Person 115 abzutasten und insbesondere deren Atmung zu erfassen. Auf der Basis der bestimmten Atmung können verschiedene Bestimmungen durchgeführt werden, die beispielsweise eine Überwachung des Gesundheitszustands, des Wohlergehens, der Konzentration oder der Entspanntheit umfassen kann. Bevorzugt wird die bestimmte Atmung hierfür mit noch wenigstens einem anderen Parameter zusammen betrachtet, der an der Person 115 abgetastet wird, beispielsweise einem Herzschlag.The device 110 is set up to scan the person 115 and in particular to record their breathing. Based on the determined respiration, various determinations can be made, which can include, for example, health status, well-being, concentration, or relaxation monitoring. For this purpose, the respiration determined is preferably considered together with at least one other parameter which is sampled on the person 115, for example a heartbeat.

Die Vorrichtung 110 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 125, die mit wenigstens einem Sensor 130 verbunden ist, der mechanisch mit einem Brustbereich, insbesondere einem Brustkorb, der Person 115 verbunden und dazu eingerichtet ist, die Person 115 abzutasten und ein auf ihre Atmung hinweisendes Signal bereitzustellen.The device 110 comprises a processing device 125 which is connected to at least one sensor 130 which is mechanically connected to a chest region, in particular a chest, of the person 115 and is set up to scan the person 115 and to provide a signal indicative of their breathing.

Der Sensor 130 kann an unterschiedlichen Stellen mechanisch mit der Person 115 verbunden werden. In einer Ausführungsform ist der Sensor 130 an einem Sicherheitsgurt 135 angebracht, der sich über den Brustkorb der Person 115 erstrecken kann, wenn er korrekt an der Person 115 angelegt ist. Der Sicherheitsgurt 135 kann Teil eines Rückhaltesystems sein, das dazu eingerichtet ist, eine unkontrollierte Bewegung der Person 115 im Fahrzeug 105 zu verhindern, insbesondere wenn das Fahrzeug 105 stark beschleunigt wird, wie beispielsweise bei einem Zusammenstoß mit einem anderen Objekt. Der Sicherheitsgurt 135 ist üblicherweise dazu eingerichtet, mit einer gewissen Spannung an der Brust der Person 115 anzuliegen, während das Fahrzeug 105 fährt. Dazu kann nach dem Schließen des Sicherheitsgurts 135 eine vorbestimmte initiale Gurtspannung mittels eines Spannmechanismus hergestellt werden. Die Gurtspannung kann mittels einer elastischen Spanneinrichtung aufrechterhalten werden. Ist während der Fahrt des Fahrzeugs 105 eine starke Beschleunigung abzusehen, so kann der Sicherheitsgurt 135 zusätzlich gespannt werden, beispielsweise mittels Pyrotechnik.The sensor 130 can be mechanically connected to the person 115 at different points. In one embodiment, the sensor 130 is attached to a seat belt 135 that may extend across the chest of the person 115 when properly fitted to the person 115 . The seat belt 135 may be part of a restraint system configured to prevent uncontrolled movement of the person 115 in the vehicle 105, particularly when the vehicle 105 is rapidly accelerating, such as in a collision with another object. The seat belt 135 is typically configured to rest against the chest of the person 115 with some tension while the vehicle 105 is moving. For this purpose, after the seat belt 135 has been fastened, a predetermined initial belt tension can be established by means of a tensioning mechanism. The belt tension can be maintained by means of an elastic tensioning device. If strong acceleration is foreseeable while vehicle 105 is driving, seat belt 135 can also be tightened, for example by means of pyrotechnics.

Der Sensor 130 kann am Sicherheitsgurt 135 im Bereich des Brustkorbs der Person angebracht sein. Dazu kann der Sensor 130 am Sicherheitsgurt 135 verschiebbar oder fest angebracht sein. Alternativ ist der Sensor 130 am Sicherheitsgurt 135 in einem Abschnitt angebracht, der vom Brustkorb der Person 115 entfernt liegt. Insbesondere kann der Sensor 130 im Bereich eines Ankerpunkts des Sicherheitsgurts 135 am Fahrzeug 105 angeordnet sein. Der dargestellte Sicherheitsgurt 135 ist als Drei-Punkt Gurt ausgebildet, sodass drei Ankerpunkte zum Fahrzeug 105 bestehen. Einer der Ankerpunkte kann ein Gurtschloss oder eine Gurtpeitsche umfassen, an denen der Sicherheitsgurt 135 geöffnet und geschlossen werden kann.The sensor 130 can be attached to the safety belt 135 in the area of the person's chest. For this purpose, the sensor 130 can be slidably or fixedly attached to the seat belt 135 . Alternatively, the sensor 130 is attached to the seat belt 135 at a portion remote from the person's 115 chest. In particular, the sensor 130 can be arranged in the area of an anchor point of the seat belt 135 on the vehicle 105 . The seat belt 135 shown is designed as a three-point belt, so that there are three anchor points to the vehicle 105 . One of the anchor points may include a buckle or stalk where the seat belt 135 can be opened and closed.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor 130 am Sitz 120 angebracht, insbesondere im Bereich des Brustkorbs der Person 115. Beispielsweise kann der Sensor 130 im hinteren Bereich des Brustkorbs angebracht sein, etwa im Bereich einer Rückenlehne des Sitzes 120. Da unterschiedlich große oder schwere Personen 115 mit ihren Brustkörben unterschiedlich in Kontakt mit der Rückenlehne des Sitzes 120 gelangen können, sind bevorzugt mehrere Sensoren 130 in der Rückenlehne eingelassen. Von diesen kann ein passender ausgewählt werden oder Signale mehrerer der Sensoren 130 können miteinander verarbeitet werden, um die Atmung der Person 115 zu bestimmen.In a further embodiment, the sensor 130 is attached to the seat 120, in particular in the area of the chest of the person 115. For example, the sensor 130 can be attached in the rear area of the chest, for example in the area of a backrest of the seat 120. Since people of different heights or weights 115 can come into different contact with the backrest of the seat 120 with their chests, several sensors 130 are preferably embedded in the backrest. Of these, an appropriate one can be selected, or signals from multiple sensors 130 can be processed together to determine the person's 115 respiration.

Der Sensor 130 kann zur Erfassung unterschiedlicher physikalischer Phänomene eingerichtet sein. In einer Ausführungsform umfasst der Sensor 130 einen akustischen Sensor, der zur Erfassung eines Atemgeräuschs eingerichtet ist. Dabei kann der Sensor 130 Luftschall oder Körperschall auswerten.The sensor 130 can be set up to detect different physical phenomena. In one embodiment, the sensor 130 includes an acoustic sensor that is set up to detect a breath sound. The sensor 130 can evaluate airborne noise or structure-borne noise.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Sensor 130 einen Bewegungssensor, der dazu eingerichtet ist, eine Atembewegung des Brustkorbs der Person 115 abzutasten. Der Bewegungssensor kann mittels eines Drehraten- oder Beschleunigungssensors aufgebaut sein, die jeweils bevorzugt als mikromechanische Systeme (MEMS) ausgeführt sein können. In einer weiteren Ausführungsform arbeitet der Bewegungssensor optisch und kann die Atembewegung des Brustkorbs auf der Basis einer Veränderung seiner eigenen Position bezüglich des Fahrzeugs 105 bestimmen. Dazu kann der Sensor 130 beispielsweise eine optische Kamera zur Erfassung eines Referenzpunkts im Fahrzeug 105 umfassen. Der Sensor kann auch einen Entfernungssensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, seine Entfernung zu einem oder mehrere Referenzpunkten im Fahrzeug 105 zu bestimmen.In a further embodiment, the sensor 130 comprises a movement sensor which is set up to scan a breathing movement of the chest of the person 115 . The motion sensor can be constructed using a yaw rate sensor or an acceleration sensor, each of which can preferably be embodied as a micromechanical system (MEMS). In another embodiment, the motion sensor is optical and can detect respiratory movement of the chest based on a change in its own position relative to the Vehicle 105 determine. For this purpose, the sensor 130 can include, for example, an optical camera for detecting a reference point in the vehicle 105 . The sensor can also include a distance sensor configured to determine its distance from one or more reference points in the vehicle 105 .

Zusätzlich können einer oder mehrere weitere Sensoren vorgesehen sein, die ebenfalls die Person 115 abtasten oder Störsignale bestimmen, die dann aus Signalen des Sensors 130 entfernt werden können, um ein Bestimmungsergebnis zu verbessern.In addition, one or more further sensors can be provided, which also scan the person 115 or determine interference signals, which can then be removed from signals from the sensor 130 in order to improve a determination result.

Ein erster weiterer Sensor 140 umfasst einen Entfernungsmesser zur Bestimmung einer Veränderung des Abstands eines Punkts im Bereich des Brustkorbs der Person 115. Dazu kann am Sicherheitsgurt 135 eine optische Markierung angebracht sein. Der weitere Sensor 140 kann beispielsweise einen Laser-Entfernungsmesser umfassen. Der Sensor 140 kann bildgebend sein und eine Kamera umfassen. Bevorzugt werden dabei auch Tiefeninformationen bereitgestellt, wobei der Sensor 140 mehrere Kameras, eine Stereo-Kamera oder eine Tiefenkamera umfassen kann. Eine Ausführungsform als LiDAR-Sensor ist ebenfalls möglich.A first additional sensor 140 includes a range finder for determining a change in the distance of a point in the area of the chest of the person 115. An optical marking can be attached to the safety belt 135 for this purpose. The additional sensor 140 can include a laser range finder, for example. The sensor 140 may be imaging and may include a camera. In this case, depth information is preferably also provided, with the sensor 140 being able to comprise a plurality of cameras, a stereo camera or a depth camera. An embodiment as a LiDAR sensor is also possible.

Ein zweiter weiterer Sensor 145 umfasst ein Mikrofon, das bevorzugt dazu eingerichtet ist, Schall im Bereich der Person 115 zu bestimmen, der ein Atemgeräusch möglichst nicht umfasst. Geräusche, die von diesem Signal umfasst sind, können dann mittels einer Technik, die als Noise Cancellation bekannt ist, aus dem Signal des akustischen Sensors 130 entfernt werden, der bevorzugt im Bereich der Person 115 derart angebracht ist, dass er hauptsächlich das Atemgeräusch erfasst. Durch die gemeinsame Verarbeitung beider Signale kann ein Signal-Rausch-Verhältnis verbessert sein. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung 125 dazu eingerichtet, mittels Methoden des maschinellen Lernens Signale der Sensoren 130 und 145 zu verarbeiten, um ein auf die Atmung der Person 115 hinweisendes Signal bereitzustellen. In einer weiteren Ausführungsform kann der zweite Sensor 145 auch ein Mikrofon umfassen, das dazu eingerichtet, das Atemgeräusch der Person 115 zu bestimmen. Signale des Sensors 145 können zusammen mit Signalen des mechanisch mit der Person 115 verbundenen Sensors 130 ausgewertet werden.A second additional sensor 145 includes a microphone, which is preferably set up to determine sound in the area of the person 115, which as far as possible does not include breathing noise. Noise comprised by this signal can then be removed from the signal of the acoustic sensor 130, which is preferably placed in the area of the person 115 in such a way that it primarily detects the breathing noise, by means of a technique known as noise cancellation. A signal-to-noise ratio can be improved by the joint processing of both signals. In one embodiment, the processing device 125 is set up to process signals from the sensors 130 and 145 using methods of machine learning in order to provide a signal indicative of the breathing of the person 115 . In a further embodiment, the second sensor 145 can also comprise a microphone which is set up to determine the breathing sound of the person 115 . Signals from the sensor 145 can be evaluated together with signals from the sensor 130 mechanically connected to the person 115 .

Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann mit einer Schnittstelle 150 verbunden sein, über die sie ein auf die Atmung der Person 115 hinweisendes Signal bereitstellen kann. Dabei können unterschiedliche Charakteristika der Atmung umfasst sein, beispielsweise eine Atemfrequenz, eine Atemphase, ein Atemvolumen, eine Änderung der Atemfrequenz, ein Atemvolumen oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Atems.The processing device 125 can be connected to an interface 150 via which it can provide a signal indicative of the breathing of the person 115 . Different characteristics of respiration can be included, for example a respiration rate, a respiration phase, a respiration volume, a change in the respiration rate, a respiration volume or a flow rate of the respiration.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen einer Atmung einer Person 115 an Bord eines Fahrzeugs 105. In einem Schritt 205 kann ein Atemgeräusch der Person 115 bestimmt werden, wahlweise auf der Basis von Luftschall oder Körperschall und bevorzugt in einem Bereich nahe am Brustkorb der Person 115. Insbesondere bei Erfassung von Körperschall ist bevorzugt, dass ein Schallsensor 130 möglichst am Brustkorb der Person 115 anliegt. Dicke Kleidung oder der Sicherheitsgurt 135 können die Abtastung beeinträchtigen, üblicherweise aber nicht verhindern. In einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor 130 im Rückenbereich der Person 115 angebracht, beispielsweise an einer Rückenlehne eines Sitzes 120, auf dem die Person 115 sitzt. Optional wird in einem Schritt 210 ein Umgebungsgeräusch bestimmt, das im Bereich der Person 115 vorliegt. Zur Abtastung kann insbesondere ein Mikrofon verwendet werden, das sich im Bereich des Brustkorbs der Person 115 oder an einer anderen Stelle im Fahrzeug 105 befinden kann. In einem Schritt 215 können mittels Techniken der Noise Cancellation akustische Signale der Sensoren 130 und 145 verarbeitet werden, um das Atemgeräusch möglichst zu isolieren. 2 11 shows a flow chart of an exemplary method for determining breathing of a person 115 on board a vehicle 105. In a step 205, a breathing sound of the person 115 can be determined, optionally on the basis of airborne noise or structure-borne noise and preferably in an area close to the person's chest 115. In particular when detecting structure-borne noise, it is preferable for a sound sensor 130 to be in contact with the chest of the person 115 as far as possible. Heavy clothing or the seat belt 135 can interfere with scanning, but usually do not prevent it. In a further embodiment, the sensor 130 is attached in the back area of the person 115, for example on a backrest of a seat 120 on which the person 115 is sitting. Optionally, in a step 210 an ambient noise that is present in the area of the person 115 is determined. In particular, a microphone can be used for scanning, which can be located in the area of the chest of the person 115 or at another location in the vehicle 105 . In a step 215, acoustic signals from the sensors 130 and 145 can be processed using noise cancellation techniques in order to isolate the breath noise as far as possible.

In einem Schritt 220 kann eine Bewegung des Brustkorbs der Person 115 bestimmt werden. Dazu kann ein mechanisch mit dem Sicherheitsgurt 135 verbundener Sensor 130 verwendet werden. In einem Schritt 225 kann eine Bewegung des Brustkorbs der Person 115 mittels eines am Fahrzeug 105 angebrachten Sensors 130 bestimmt werden.In a step 220, a movement of the chest of the person 115 can be determined. A sensor 130 mechanically connected to the seat belt 135 can be used for this purpose. In a step 225 a movement of the chest of the person 115 can be determined by means of a sensor 130 attached to the vehicle 105 .

Signale, die in den Schritten 205 bis 225 erfasst beziehungsweise bestimmt wurden, können in einem Schritt 230 einzeln oder miteinander verarbeitet werden, um die Atmung der Person 115 zu bestimmen. Dabei können Aspekte der Atmung wie eine Atemphase oder eine Atemfrequenz bestimmt werden. In einem Schritt 235 kann die bestimmte Atmung ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine Aussage über einen Gesundheits- oder Entspannungszustand der Person 115 getroffen werden. Ein auf der Basis der Atmung bestimmter Zustand der Person 115 kann mit einem Zustand des Fahrzeugs 105 korreliert werden. Der bestimmte Zustand der Person kann mit einer Referenz verglichen werden, die beispielsweise eine ideale oder übliche Atmung für die Person vorgeben kann.Signals that were acquired or determined in steps 205 to 225 can be processed individually or together in a step 230 in order to determine the breathing of the person 115 . Aspects of breathing such as a breathing phase or a breathing frequency can be determined. In a step 235, the respiration determined can be evaluated. For example, a statement about the state of health or relaxation of the person 115 can be made. A condition of the person 115 determined based on breathing may be correlated to a condition of the vehicle 105 . The determined state of the person can be compared to a reference, which can indicate, for example, ideal or usual breathing for the person.

Die bestimmte Atmung kann auch mit einem anderen Parameter korreliert werden, der in einem Schritt 240 an der Person 115 abgetastet werden kann, beispielsweise einem Puls. Der Puls kann beispielsweise mittels eines durch die Person 115 am Handgelenk getragenen Sensors oder eines an einem Handgriff oder Lenkrad des Fahrzeugs 105 angebrachten Sensors bestimmt werden. Auf der Basis der Auswertung kann versucht werden, derart auf die Person 115 einzuwirken, dass eine als anormal oder unvorteilhaft bestimmte Atmung verbessert wird.The determined respiration can also be correlated with another parameter that can be sampled in a step 240 on the person 115, for example a pulse. The pulse can be measured, for example, by means of a sensor worn by the person 115 on the wrist or a sensor attached to a handle or steering wheel of the vehicle 105 . On the basis of the evaluation, an attempt can be made to influence the person 115 in such a way that breathing that is determined to be abnormal or unfavorable is improved.

3 zeigt einen beispielhaften Sitz 120 für eine Person 115 in einem Fahrzeug 105 in einer Ansicht von vorn. Dabei sind als dunkle Kreise verschiedene Orte im Bereich des Sitzes 120 markiert, an denen vorteilhaft Sensoren 130, 140, 145 für die hierin vorgestellte Technik angebracht werden können. Beispielhaft sind Orte 305, an denen bevorzugt der Sensor 130 angebracht werden kann, mit ausgefüllten Kreisen, und Orte 310, an denen bevorzugt einer der Sensoren 140, 145 angebracht werden kann, mit dick umrandeten, hellen Kreisen dargestellt. 3 12 shows an example seat 120 for a person 115 in a vehicle 105 in a front view. Various locations in the area of the seat 120 are marked as dark circles, at which advantageously sensors 130, 140, 145 for the technology presented here can be attached. By way of example, locations 305 at which the sensor 130 can preferably be attached are shown with filled circles, and locations 310 at which one of the sensors 140, 145 can preferably be attached are shown with thick, light circles.

Ein Sensor 130 kann beispielsweise an einem ersten Ort 305.1, einem zweiten Ort 305.2 oder einem dritten Ort 305.3 angebracht werden, die jeweils einen Ankerpunkt des Sicherheitsgurts 135 betreffen können. Dabei ist rein beispielhaft ein Drei-Punkt Gurt vorausgesetzt. Andere Bauformen des Sicherheitsgurts 135 können andere Ankerpunkte zur Platzierung des Sensors 130 ermöglichen. Vorliegend umfasst der Sicherheitsgurt 135 eine Gurtrolle 315, die exemplarisch im Sitz 120 verborgen angeordnet ist. Die Gurtrolle 315 kann eine vorbestimmte Spannung am geschlossenen Sicherheitsgurt 135 sicherstellen und überschüssiges Gurtmaterial aufwickeln. Ein Ort 305.4 liegt an der Gurtrolle 315, wo der Sensor 130 platziert werden kann, um eine Drehstellung der Gurtrolle 315 abtasten kann.A sensor 130 can be attached, for example, at a first location 305.1, a second location 305.2 or a third location 305.3, each of which can relate to an anchor point of the seat belt 135. A three-point belt is required, purely as an example. Other seat belt 135 configurations may allow for other anchor points for sensor 130 placement. In the present case, the safety belt 135 comprises a belt roller 315 which is arranged in a concealed manner in the seat 120, for example. The belt reel 315 can ensure a predetermined tension on the closed seat belt 135 and take up excess belt material. A location 305.4 is on the spool 315 where the sensor 130 can be placed to sense a rotational position of the spool 315.

Ein Ort 305.5 liegt am, im oder auf dem Sicherheitsgurt 135 in einem Abschnitt, der sich im Bereich des Brustkorbs der Person 115 erstreckt, wenn der Sicherheitsgurt 135 angelegt ist, um die Person 115 am Fahrzeug 105 zu sichern. Dabei kann der Sensor 130 beispielsweise manuell am Sicherheitsgurt 135 verschiebbar sein. Alternativ ist der Sensor 130 fest am Sicherheitsgurt 135 angebracht und kann beispielsweise als Fasersensor in den Gurt 135 eingewirkt sein. In noch einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Sensoren 130 entlang des Sicherheitsgurts 135 vorgesehen.A location 305.5 is on, in or on the seat belt 135 in a section that extends in the area of the chest of the person 115 when the seat belt 135 is put on in order to secure the person 115 to the vehicle 105. In this case, the sensor 130 can be shifted manually on the safety belt 135, for example. Alternatively, the sensor 130 is permanently attached to the safety belt 135 and can be worked into the belt 135 as a fiber sensor, for example. In yet another embodiment, multiple sensors 130 are provided along the seat belt 135 .

Ein weiterer Ort 305.6 liegt im Bereich eines Rückens der Person 115. Befindet sich die Person 115 im Sitz 120, so kann der Ort 305.6 eine Rückenlehne des Sitzes 120 umfassen. Ein in diesem Bereich angebrachter Sensor 130 kann üblicherweise nur schlecht in Abhängigkeit einer Person 115 oder ihrer Sitzhaltung repositioniert werden, sodass bevorzugt mehrere Sensoren 130 am Ort 305.6 angebracht sind. In der dargestellten Ausführungsform kann eine Vielzahl Sensoren im Bereich des Orts 305.6 angebracht werden, beispielsweise in Matrix-Form.Another location 305.6 is in the area of a back of the person 115. If the person 115 is in the seat 120, the location 305.6 can include a backrest of the seat 120. A sensor 130 fitted in this area can usually only be repositioned poorly depending on a person 115 or their sitting posture, so that a plurality of sensors 130 are preferably fitted at location 305.6. In the embodiment shown, a large number of sensors can be attached in the area of location 305.6, for example in matrix form.

Ein erster Ort 310.1 zur Anbringung eines weiteren Sensors 140, 145 liegt im Kopf- oder Halsbereich der Person 115, auf ihrer Rückenseite. Dort kann insbesondere ein akustischer Sensor 145 zur Bestimmung von Umgebungsgeräuschen angebracht werden. Ein zweiter Ort 310.2 liegt im oder über einem Kopfbereich der Person 115, beispielsweise im Bereich eines Dachs oder einer Sonnenblende 320 des Fahrzeugs 105. Hier kann insbesondere ein optischer Sensor 140 zur Abtastung einer Atembewegung der Person 115 angebracht werden. Der Sensor 140 kann mittig über der Person 115 oder leicht seitlich angebracht sein.A first location 310.1 for attaching a further sensor 140, 145 is in the head or neck area of the person 115, on their back. In particular, an acoustic sensor 145 for determining ambient noise can be attached there. A second location 310.2 is in or above a head area of the person 115, for example in the area of a roof or a sun visor 320 of the vehicle 105. An optical sensor 140 for scanning a respiratory movement of the person 115 can be attached here in particular. The sensor 140 can be mounted centrally above the person 115 or slightly to the side.

Eine Position 310.3 liegt im Innenraum des Fahrzeugs 105 an einer möglichst hohen Stelle. Von hier aus können Sitze 120 einer oder mehrerer Personen 115 erfasst werden. Beispielsweise kann die Position 310.3 mittig zwischen zwei Sitzen 120 liegen. An der Position 310.3 können beispielsweise eine Innenraumkamera 140 oder ein Mikrofon 145 angebracht sein. An der gleichen Position 310.3 können auch beispielsweise ein Innenlicht oder ein Regensensor verbaut sein.A position 310.3 is in the interior of the vehicle 105 at the highest possible point. From here, seats 120 of one or more people 115 can be recorded. For example, position 310.3 can be in the middle between two seats 120. For example, an interior camera 140 or a microphone 145 can be attached at position 310.3. An interior light or a rain sensor, for example, can also be installed at the same position 310.3.

Eine weitere mögliche Position 310.4 liegt in einem oberen Bereich des Innenraums des Fahrzeugs 115 auf einer rechten oder linken Seite. Auch hier können beide weiteren Sensoren 140, 145 vorteilhaft angeordnet werden. Noch eine weitere Position 310.5 liegt seitlich von der Person 115 beziehungsweise ihrem Sitz 120. Beispielhaft liegt die Position 310.5 in einer Tür des Fahrzeugs 105, etwa auf Brust- oder Hüfthöhe der Person 115, wenn sie sich auf dem Sitz 120 befindet.Another possible position 310.4 is in an upper area of the interior of the vehicle 115 on a right or left side. Both further sensors 140, 145 can also be advantageously arranged here. Yet another position 310.5 is to the side of the person 115 or their seat 120. For example, the position 310.5 is in a door of the vehicle 105, approximately at chest or hip height of the person 115 when they are on the seat 120.

Es ist zu beachten, dass auch andere als die in 3 gezeigten Positionen 305, 310 zur Anbringung von Sensoren 130, 140, 145 geeignet sein können. Es ist möglich, die Atmung der Person 115 auch mittels eines oder mehrerer Sensoren 140, 145 zu bestimmen, die nicht mechanisch mit der Person 115 verbunden sind.It should be noted that other than those in 3 positions 305, 310 shown for the attachment of sensors 130, 140, 145 may be suitable. It is possible to also determine the breathing of the person 115 by means of one or more sensors 140, 145 which are not mechanically connected to the person 115.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Systemsystem
105105: Fahrzeugvehicle
110110: Vorrichtungcontraption
115115: Personperson
120120: SitzSeat
125125: Verarbeitungseinrichtungprocessing facility
130130: Sensor, mechanisch mit dem Brustbereich der Person verbundenSensor mechanically connected to the person's chest area
135135: Sicherheitsgurtseat belt
140140: erster weiterer Sensorfirst additional sensor
145145: zweiter weiterer Sensorsecond additional sensor
150150: Schnittstelle interface
200200: Verfahrenprocedure
205205: Atemgeräusch bestimmendetermine breath sounds
210210: Umgebungsgeräusch bestimmenDetermine ambient noise
215215: Noise CancellationNoise cancellation
220220: Bewegung Gurt bestimmenDetermine movement belt
225225: Torso optisch abtastenScan the torso optically
230230: Atmung bestimmendetermine breathing
235235: Atmung auswertenEvaluate respiration
240240: Herzschlag bestimmen determine heartbeat
305305: Ort zur Anbringung eines Sensors 130Place to attach a sensor 130
305.n305.n: n-ter Ort 305nth place 305
310310: Ort zur Anbringung eines weiteren Sensors 140, 145Place to attach another sensor 140, 145
310.m310.m: m-ter Ort 310m-th location 310

Claims

Device (110) for determining the breathing of a person (115) on board a vehicle (105), the device (110) comprising: - a sensor (130) mechanically coupled to a chest portion of the person (115); and - processing means (125) for determining respiration on the basis of a signal from the sensor (130).

Device (110) according to claim 1 , wherein the sensor (130) comprises a movement sensor which is set up to detect a respiratory movement of the chest of the person (115).

Device (110) according to claim 1 or 2 , wherein the sensor (130) comprises an acoustic sensor (130) which is set up to detect a breath sound of the person (115).

Device (110) according to claim 3 , wherein the acoustic sensor (130) is set up to detect structure-borne noise of the chest of the person (115).

Device (110) according to claim 4 , further comprising a microphone for detecting sound in the area of the person (115); wherein the processing device (125) is set up to carry out noise cancellation between signals from the sensor (130) and the microphone.

Device (110) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of sensors (130) are provided for determining the respiration of the person (115) and the processing device (125) is arranged to determine the respiration on the basis of signals from the plurality of sensors (130) to determine.

Apparatus (110) according to any one of the preceding claims, further comprising an optical sensor (130, 140) mounted on the vehicle (105) and adapted to optically scan the chest of the person (115).

Device (110) according to claim 7 , wherein the optical sensor (130, 140) comprises a range finder.

Apparatus (110) according to any one of the preceding claims, wherein the sensor (130) is attached to a seat belt (135) which passes over a chest of the person (115) when the seat belt (135) is fastened to secure the person (115 ) in the vehicle (105).

Device (110) according to claim 9 , wherein the sensor (130) is mounted in the area of the chest of the person (115).

Device (110) according to claim 9 wherein the sensor (130) is spaced from the chest of the person (115) attached to the belt.

Device (110) according to one of the preceding claims, in which the sensor (130) is fitted in the region of a backrest of a seat for the person (115).

Device (110) according to any one of the preceding claims, wherein a respiratory rate of the person (115) is determined.

Device (110) according to one of the preceding claims, wherein a breathing phase of the person (115) is determined.

A vehicle (105) comprising a device (110) according to any one of the preceding claims.

Method (200) for determining a respiration of a person (115) on board a vehicle (105), the method (200) comprising the following steps: - scanning (205-240) a chest of the person (115); and - determining (230) respiration based on the scan.

Method (200) according to Claim 16 wherein a physical condition of the person (115) is determined (230) based on the determined respiration.

Method (200) according to Claim 17 wherein a driving condition of the vehicle (105) is determined and a warning is provided (235) if the determined physical condition of the person (115) does not correlate with the determined driving condition.

Method (200) according to any one of Claims 16 until 18 wherein the person (115) is provided (235) with guidance to focus or relax depending on the determined breathing.

Method (200) according to any one of Claims 16 until 19 wherein the determined respiration is compared (235) to a predetermined respiration profile.

Method (200) according to any one of Claims 16 until 20 , wherein a usual respiratory profile of the person (115) is determined using machine learning.