DE102022210349A1 - Device, method and computer program product for determining a substance in a person's exhaled breath - Google Patents

Device, method and computer program product for determining a substance in a person's exhaled breath Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung einer Substanz aus einer Ausatemluft einer Person, wobei die Vorrichtung einen Luftkanal, ein Kommunikationselement und einen Sensor umfasst, wobei der Luftkanal mit einem Abdeckelement verschlossen wird, dass der Sensor im Luftkanal angeordnet ist, dass das Kommunikationsmodul mit dem Sensor und dem Abdeckelement verbunden ist, dass das Kommunikationselement dazu ausgelegt ist, eine drahtlose Verbindung zu einem mobilen Endgerät herzustellen, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie berührungslos funktioniert.Device for determining a substance from exhaled air of a person, wherein the device comprises an air duct, a communication element and a sensor, wherein the air duct is closed with a cover element, that the sensor is arranged in the air duct, that the communication module is connected to the sensor and the cover element, that the communication element is designed to establish a wireless connection to a mobile terminal, wherein the device is designed such that it functions without contact.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Substanz in einer Ausatemluft einer Person.The present invention relates to a device for determining a substance in exhaled air of a person.

Aus WO 2017/217936 A1 ist ein elektrischer Roller mit einem an dem Roller angeordneten Alkoholtest bekannt.Out of WO 2017/217936 A1 an electric scooter is known with an alcohol test arranged on the scooter.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine sicherere Teilnahme der Person, insbesondere eines Fahrers eines Fahrzeugs, am Straßenverkehr zu ermöglichen.It is an object of the invention to enable a person, in particular a driver of a vehicle, to participate more safely in road traffic.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, durch ein Verfahren nach einem nebengeordneten Anspruch und einem Computerprogrammprodukt nach einem weiteren nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung, insbesondere der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.This object is achieved by a device having the features of the independent claims, by a method according to a subordinate claim and a computer program product according to a further subordinate claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention emerge from the dependent claims and the description, in particular the description of preferred embodiments.

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Substanz aus einer Ausatemluft einer Person, wobei die Vorrichtung einen Luftkanal, ein Kommunikationselement und einen Sensor umfasst. Der Luftkanal umfasst mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung. Beispielsweise wird die Eintrittsöffnung mit einem Abdeckelement verschlossen. Der Sensor ist im Luftkanal angeordnet. Das Kommunikationsmodul ist mit dem Sensor und dem Abdeckelement verbunden. Das Kommunikationselement ist dazu ausgelegt eine drahtlose Verbindung zu einem mobilen Endgerät herzustellen. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie berührungslos funktioniert.A device is proposed for determining a substance from a person's exhaled air, the device comprising an air duct, a communication element and a sensor. The air duct comprises at least one inlet opening and at least one outlet opening. For example, the inlet opening is closed with a cover element. The sensor is arranged in the air duct. The communication module is connected to the sensor and the cover element. The communication element is designed to establish a wireless connection to a mobile terminal. The device is designed in such a way that it functions without contact.

Bei der Person handelt es sich insbesondere um einen Fahrer eines Fahrzeugs. Beispielsweist ist das Fahrzeug ein E-Scooter, E-Bike, Pedelec, Kraftfahrzeug, Motorrad, Arbeitsmaschine, Stapler, Hubwagen, etc. Die Person kann auch eine Bedienperson eines der vorgenannten Fahrzeuge sein.The person is in particular a driver of a vehicle. For example, the vehicle is an e-scooter, e-bike, pedelec, motor vehicle, motorcycle, work machine, forklift, pallet truck, etc. The person can also be an operator of one of the aforementioned vehicles.

Bei der Substanz handelt es sich beispielsweise um einen Alkoholgehalt, bestimmt aus der Ausatemluft der Person, oder um Drogen, z.B. Marihuana, oder andere Mittel, welche in der Ausatemluft nachweisbar sind. Der Luftkanal ist dazu ausgelegt, dass die Person, insbesondere der Fahrer, in den Luftkanal hineinblasen kann. Insbesondere ist das Abdeckelement mit einem Aktor versehen. Der Aktor ist beispielsweise als ein Elektromotor ausgebildet. Der Sensor arbeitet beispielsweise nach dem Prinzip der Laserspektroskopie, beispielsweise Infrarot-Laserspektroskopie. Der Sensor oder die Sensoreinheit kann in einer Messkammer mit einer polygon-, ellipsen- oder kreisförmigen Querschnittsfläche integriert sein, wobei in der Messkammer auf den Innenseiten reflektierend ausgebildete Wände vorhanden sind. Ein Laser strahlt dabei Laserstrahlen in die Messkammer zu dem Sensor ein. Durch die reflektierend ausgebildeten Innenseiten der Wände der Messkammer werden die Laserstrahlen innerhalb der Messkammer mehrfach an den Reflexionsflächen reflektiert. Damit wird eine Weglänge in der Messkammer zurücklegt, die größer als ein Durchmesser der Messkammer ist. Damit wird eine miniaturisierte, in oder an einen Fahrzeug anordenbare Messkammer mit kompakter Baugröße für die Ausatemgas-Analyse in einem Fahrzeug realisiert. Damit wird eine Messkammer bereitgestellt, die trotz geringer Baugröße eine hohe Sensibilität aufweist und daher zur Messung von Substanzen in Ausatemluft angeordnet an oder in einem Fahrzeug geeignet ist. Ebenso kann der Sensor nach einem anderen Funktionsprinzip arbeiten, welches es erlaubt die Substanz in der Ausatemluft festzustellen und zu quantifizieren, beispielsweise wie ein Ausatemluftanalysegerät oder ein Alkoholtest. Die Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, mit einem Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs zusammenzuarbeiten, wobei Informationen über einen Betriebszustand ausgetauscht werden. Das Kommunikationsmodul ist beispielsweise dazu ausgebildet eine Verbindung zu einem Netzwerk, z.B. dem Internet auszuführen. Hierzu umfasst das Kommunikationsmodul eine Sende-/Empfangseinheit welche geeignet ist, elektromagnetische Signale zu senden und zu empfangen. Das Kommunikationsmodul kann als V2X ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Kommunikationsmodul dazu ausgelegt, Signale mit Bluetooth, WiFi, ZigBee, LTE, NFC, oder andere Signal- und Datenübertragungsstandards für V2X zu übermitteln. Das Kommunikationsmodul kann eine Verbindung zu einem mobilen Endgerät, z.B. einem Smartphone des Fahrers, aufbauen. Das Kommunikationsmodul kann eine Verbindung zu einem Datennetzwerk, z.B. einer Cloud, einem Speicher oder Programm im Internet oder einem Server aufbauen. Ist die Verbindung aufgebaut, können zwischen Vorrichtung mit Kommunikationsmodul und Datennetzwerk Daten und/oder Informationen ausgetauscht werden. Das Kommunikationsmodul kann beispielsweise mit einem mobilen Endgerät des Fahrers und/oder des Nutzers zusammenarbeiten.The substance is, for example, an alcohol content determined from the person's exhaled air, or drugs, e.g. marijuana, or other substances that can be detected in the exhaled air. The air duct is designed so that the person, in particular the driver, can blow into the air duct. In particular, the cover element is provided with an actuator. The actuator is designed as an electric motor, for example. The sensor works, for example, according to the principle of laser spectroscopy, for example infrared laser spectroscopy. The sensor or sensor unit can be integrated in a measuring chamber with a polygonal, elliptical or circular cross-sectional area, with reflective walls on the inside of the measuring chamber. A laser emits laser beams into the measuring chamber to the sensor. Due to the reflective inner sides of the walls of the measuring chamber, the laser beams are reflected several times on the reflective surfaces within the measuring chamber. This means that a path length in the measuring chamber is covered that is greater than the diameter of the measuring chamber. This creates a miniaturized measuring chamber that can be arranged in or on a vehicle with a compact size for exhaled gas analysis in a vehicle. This provides a measuring chamber that has a high sensitivity despite its small size and is therefore suitable for measuring substances in exhaled air arranged on or in a vehicle. The sensor can also work according to a different functional principle that allows the substance in the exhaled air to be detected and quantified, for example like an exhaled air analyzer or an alcohol test. The device can be designed to work together with a vehicle control unit of the vehicle, whereby information about an operating state is exchanged. The communication module is designed, for example, to establish a connection to a network, e.g. the Internet. For this purpose, the communication module comprises a transmitting/receiving unit that is suitable for sending and receiving electromagnetic signals. The communication module can be designed as V2X. For example, the communication module is designed to transmit signals using Bluetooth, WiFi, ZigBee, LTE, NFC, or other signal and data transmission standards for V2X. The communication module can establish a connection to a mobile device, e.g. the driver's smartphone. The communication module can establish a connection to a data network, e.g. a cloud, a storage or program on the Internet or a server. Once the connection is established, data and/or information can be exchanged between the device with the communication module and the data network. The communication module can, for example, work with a mobile device belonging to the driver and/or the user.

Vorzugsweise umfasst der Luftkanal zwei Abdeckelemente, wobei der Luftkanal an jedem seiner Enden durch ein Abdeckelement verschlossen wird. Beispielsweise wird der Luftkanal durch die Abdeckelemente witterungsbeständig, insbesondere wasser- und/oder staubdicht abgeschlossen.Preferably, the air duct comprises two cover elements, with the air duct being closed at each of its ends by a cover element. For example, the air duct is sealed by the cover elements in a weather-resistant manner, in particular in a water- and/or dust-tight manner.

In einer Ausführungsvariante ist der Luftkanal winklig ausgeführt. Beispielsweise kann der Winkel ungefähr 90° betragen. In einer weiteren Ausführungsform weist der Luftkanal eine Biegung auf. Beispielsweise kann der Luftkanal zwei oder mehr Biegungen oder Winkel aufweisen. Insbesondere sind die Biegungen oder Winkel mit einem gleichen oder ähnlichen Winkel oder Radius ausgeführt. Beispielsweise sind die Winkel oder Biegungen derart angeordnet, dass ein Eingang und ein Ausgang des Luftkanals gegenüberliegend angeordnet sind. Bevorzugterweise ist der Sensor derart in dem Luftkanal angeordnet, dass der rechtwinklig zur Eingangsöffnung ausgerichtet ist, um ein Verschmutzen zu vermeiden.In one design variant, the air duct is angled. For example, the win angle is approximately 90°. In a further embodiment, the air duct has a bend. For example, the air duct can have two or more bends or angles. In particular, the bends or angles are designed with the same or similar angle or radius. For example, the angles or bends are arranged such that an inlet and an outlet of the air duct are arranged opposite one another. Preferably, the sensor is arranged in the air duct such that it is aligned at right angles to the inlet opening in order to avoid contamination.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist im Luftkanal ein Filter angeordnet. Es können auch mehrere Filter im Luftkanal angeordnet sein. Beispielsweise ein Filter um größere Verschmutzungen, z.B. Partikel, Steinchen, usw. abzufangen und ein weiterer Filter, welcher kleine Partikel, z.B. Tröpfchen oder Staub abfängt.In a further embodiment, a filter is arranged in the air duct. Several filters can also be arranged in the air duct. For example, a filter to catch larger dirt, e.g. particles, stones, etc. and another filter that catches small particles, e.g. droplets or dust.

Weiter kann im Luftkanal ein Ventilator angeordnet sein. Insbesondere um eine Luftströmung durch den Luftkanal zu erzeugen oder eine vorhandene Luftbewegung zu messen. Bei der vorhandenen Luftbewegung kann es sich beispielsweise um die Ausatemluft des Fahrers handeln, welcher in den Luftkanal hinein pustet.A fan can also be arranged in the air duct. In particular to create an air flow through the air duct or to measure existing air movement. The existing air movement can, for example, be the driver's exhaled air, which blows into the air duct.

Weiter kann benachbart zu dem Abdeckelement des Luftkanals ein Leuchtelement angeordnet sein. Beispielsweise ist das Leuchtelement als eine LED ausgeführt, beispielsweise besteht das Leuchtelement aus einem oder mehreren LED-Element. Insbesondere sind die Leuchtelemente kreisförmig um die Öffnung des Luftkanals herum oder streifen- oder bandförmig neben der Öffnung des Luftkanals angeordnet. Furthermore, a lighting element can be arranged adjacent to the cover element of the air duct. For example, the lighting element is designed as an LED, for example the lighting element consists of one or more LED elements. In particular, the lighting elements are arranged in a circle around the opening of the air duct or in strip or band form next to the opening of the air duct.

Beispielsweise kann dem Fahrer durch das Leuchtelement ein Zustand angezeigt werden, z.B. ob die Vorrichtung betriebsbereit ist und/oder eine Verbindung zwischen Kommunikationsmodul und mobilem Endgerät hergestellt wurde. Es können auch mehrere Leuchtelement vorhanden sein, welche ggf. auch Symbole anzeigen können. Zusätzlich zu den Leuchtelementen, oder stattdessen, kann ein Display vorhanden sein, welches Informationen anzeigt.For example, the light element can indicate a status to the driver, e.g. whether the device is ready for use and/or whether a connection has been established between the communication module and the mobile device. There can also be several light elements, which can also display symbols if necessary. In addition to the light elements, or instead of them, there can be a display that shows information.

Beispielsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, dass sich auf die Befehlseingabe des Fahrers auf seinem mobilen Endgerät das Abdeckelement in eine zweite Position bewegt. Insbesondere kann der Fahrer das Abdeckelement des Luftkanals über die Befehlseingabe auf seinem mobilen Endgerät öffnen.For example, the device is designed so that the cover element moves into a second position when the driver enters a command on his mobile device. In particular, the driver can open the cover element of the air duct by entering a command on his mobile device.

Die Vorrichtung kann an einem Lenker oder im Bereich einer Eingabeoberfläche, z.B. neben dem Lenkrad, angeordnet sein. Beispielsweise ist die Vorrichtung an dem Lenker des Elektrorollers angebracht oder in den Lenkervorbau des Rollers integriert. Ebenso kann die Vorrichtung unter einer Sitzbank oder im Bereich eines Gepäckträgers angeordnet sein.The device can be arranged on a handlebar or in the area of an input surface, e.g. next to the steering wheel. For example, the device is attached to the handlebar of the electric scooter or integrated into the handlebar stem of the scooter. The device can also be arranged under a seat or in the area of a luggage rack.

Die Vorrichtung kann beispielsweise an einem Fahrzeug angeordnet sein, welches der Fahrer mieten möchte. Es sollen auch sonstige Gebrauchsüberlassungen durch diese Anmeldung abgedeckt sein.The device can, for example, be installed on a vehicle that the driver wants to rent. Other transfers of use should also be covered by this registration.

Weiter kann die Vorrichtung über das Kommunikationsmodul mit einem Eigentümer des Fahrzeugs eine Verbindung herstellen. Bei dem Eigentümer des Fahrzeugs handelt es sich beispielsweise um einen Vermieter von z.B. Elektrorollern, oder um einen Vermieter von sonstigen Fahrzeugen, z.B. Baumaschinen. Insbesondere ist der Eigentümer des Fahrzeugs gleichzeitig der Vermieter des Fahrzeugs.Furthermore, the device can establish a connection with the owner of the vehicle via the communication module. The owner of the vehicle is, for example, a rental company for electric scooters, or a rental company for other vehicles, e.g. construction machinery. In particular, the owner of the vehicle is also the rental company of the vehicle.

Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Substanz in der Ausatemluft der Person. Die Person nimmt eine Eingabe auf einem mobilen Endgerät vor. Dann wird das Abdeckelement der Vorrichtung verschoben und so ein Luftkanal der Vorrichtung geöffnet. Die Person pustet in den Luftkanal hinein, es wird ein erster Hinweis auf dem mobilen Endgerät angezeigt. Mittels des Sensors in dem Luftkanal wird die Substanz bestimmt. Dann wird ein zweiter Hinweis auf dem mobilen Endgerät der Person angezeigt.The invention further includes a method for determining the substance in the person's exhaled air. The person makes an entry on a mobile device. Then the cover element of the device is moved and an air duct of the device is opened. The person blows into the air duct and an initial message is displayed on the mobile device. The substance is determined using the sensor in the air duct. A second notice is then displayed on the person's mobile device.

Weiter können eine Bestimmung und Auswertung der Substanz in der Ausatemluft des Fahrers mittels des Sensors und eines Steuergeräts durchgeführt werden. Alternativ kann die Bestimmung und Auswertung der Substanz in der Ausatemluft des Fahrers durch eine Übertragung der Sensordaten über das Kommunikationsmodul an die Datenbank, beispielsweise an ein Rechenzentrum, gesendet werden. Weiterhin können über das Kommunikationsmodul Daten und/oder Informationen vom Rechenzentrum empfangen werden.Furthermore, the determination and evaluation of the substance in the driver's exhaled air can be carried out using the sensor and a control unit. Alternatively, the determination and evaluation of the substance in the driver's exhaled air can be sent to the database, for example to a data center, by transmitting the sensor data via the communication module. Furthermore, data and/or information can be received from the data center via the communication module.

Vorteilhafterweise wird vor dem Hineinpusten der Person in den Luftkanal eine Neutralisierung und Konditionierung des Sensors durchgeführt. Hierzu kann mittels des Ventilators Luft aus der Umgebung des Luftkanals durch diesen hindurch gesaugt und/oder geblasen werden, bis ein vollständiger Luftaustausch stattgefunden hat. Die Neutralisierung der Vorrichtung kann beispielsweise folgenden Ablauf umfassen: Öffnen der Abdeckelemente des Luftkanals, Luft von der Ausgangsöffnung ansaugen und durch die Eingangsöffnung ausblasen. Beispielsweise erfolgt das Ansaugen und Ausblasen durch den Ventilator, welcher im Luftkanal angeordnet sein kann.Advantageously, the sensor is neutralized and conditioned before the person blows into the air duct. For this purpose, air from the surroundings of the air duct can be sucked and/or blown through the air duct using the fan until a complete exchange of air has taken place. The neutralization of the device can, for example, include the following sequence: opening the cover elements of the air duct, sucking in air from the outlet opening and blowing it out through the inlet opening. Example The suction and blowing out is carried out by the fan, which can be arranged in the air duct.

Wird bei der Auswertung festgestellt, dass die Substanz in der Ausatemluft einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird dies dem Fahrer mitgeteilt. Insbesondere enthält der zweite Hinweis an den Fahrer eine Angabe darüber, ob er zum Führen des Fahrzeugs auf Grund der erfolgten Auswertung berechtigt ist oder nicht. Bei dem vorbestimmten Grenzwert kann es sich beispielsweise um einen gesetzlich festgelegten Wert handeln, bis zu welchem ein Fahrer auch unter Einfluss von Alkohol am Straßenverkehr teilnehmen darf. Die Mitteilung, dass der Grenzwert überschritten ist, kann durch die LEDs an der Vorrichtung erfolgen, und/oder durch die Übermittlung eines Signals auf das mobile Endgerät des Fahrers, auf welchem dann der Hinweis angezeigt wird.If the evaluation determines that the substance in the exhaled air exceeds a predetermined limit, the driver is informed of this. In particular, the second note to the driver contains information about whether or not he is authorized to drive the vehicle based on the evaluation that has been carried out. The predetermined limit value can, for example, be a legally stipulated value up to which a driver may participate in road traffic even under the influence of alcohol. The notification that the limit value has been exceeded can be done by the LEDs on the device and/or by transmitting a signal to the driver's mobile device, on which the message is then displayed.

Weiter kann vorgesehen sein, dass wenn der Grenzwert überschritten ist, das Fahrzeug für eine Benutzung durch den Fahrer gesperrt wird. Diesem Fahrer ist es dann nicht mehr möglich einen Mietvorgang des Fahrzeugs weiter fortzusetzen und das Fahrzeug zu starten.Furthermore, it can be provided that if the limit value is exceeded, the vehicle is blocked for use by the driver. This driver is then no longer able to continue renting the vehicle or start the vehicle.

Beispielsweise wird dem Fahrer während des Pustens auf seinem mobilen Endgerät der Zustand oder ein Ablauf angezeigt, insbesondere ob der Fahrer ausreichend lange und/oder kräftig genug gepustet hat und somit ausreichend Ausatemluft für eine Bestimmung der Substanz an den Sensor gelangt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Leuchtelement leuchten und/oder blinken und so anzeigen, ob der Fahrer ausreichend stark pustet und ausreichend lange.For example, the status or process is displayed to the driver on his mobile device while he is blowing, in particular whether the driver has blown long enough and/or hard enough and thus enough exhaled air has reached the sensor to determine the substance. Alternatively or additionally, the light element can light up and/or flash to indicate whether the driver is blowing hard enough and for long enough.

Vorzugsweise wird das Verfahren vor einer Inbetriebnahme des Fahrzeugs oder als einer der ersten Schritte der Inbetriebnahme des Fahrzeugs ausgeführt.The method is preferably carried out before the vehicle is put into operation or as one of the first steps of the vehicle being put into operation.

In einer möglichen Ausführung wird eine Identität des Fahrers durch einen Abgleich von z.B. Bilddaten zwischen einem aktuell durch z.B. eine Kamera des mobilen Endgeräts aufgenommenen Bilds und in einer Datenbank des Eigentümers oder Vermieters hinterlegten Bilds erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann mittels eines Nahfeldradars überprüft werden, ob eine Person, insbesondere der Fahrer in den Luftkanal pustet.In one possible embodiment, the identity of the driver is determined by comparing, for example, image data between an image currently taken by a camera on the mobile device and an image stored in a database belonging to the owner or lessor. Alternatively or additionally, a near-field radar can be used to check whether a person, in particular the driver, is blowing into the air duct.

Beispielsweise kann die Auswertung der Messung und/oder die Identitätsprüfung in der Cloud oder auf einem Server außerhalb des Fahrzeugs stattfinden. Mittels des Kommunikationsmoduls können beliebige Daten, insbesondere auf Rohdaten des Sensors gesendet werden und empfangen werden. Insbesondere kann die Auswertung und/oder die Identitätsprüfung durch ein maschinenlern-Programm unterstütz ausgeführt werden. Vorzugweise erfolgt die Auswertung und/oder Identitätsprüfung KI-basiert.For example, the evaluation of the measurement and/or the identity check can take place in the cloud or on a server outside the vehicle. Any data, in particular raw data from the sensor, can be sent and received using the communication module. In particular, the evaluation and/or the identity check can be carried out with the support of a machine learning program. The evaluation and/or identity check is preferably AI-based.

Weiter umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Bestimmung der Substanz in der Ausatemluft der Person. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, welche bewirken, dass ein Computer die oben aufgeführten Verfahrensschritte ausführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder einem Steuergerät oder ähnlichen ausgeführt wird.The invention further comprises a computer program product for determining the substance in the person's exhaled air. The computer program product comprises instructions which cause a computer to carry out the method steps listed above when the computer program product is executed on a computer or a control device or the like.

Weiter ist das Computerprogrammprodukt derart ausgestaltet, dass es mit der oben genannten Vorrichtung, in jeder beliebigen Ausführungsform arbeitet.Furthermore, the computer program product is designed in such a way that it works with the above-mentioned device in any desired embodiment.

Eine Variante umfasst, dass das Computerprogramm zwei geteilt ist, wobei ein erster Teil des Computerprogrammprodukts auf dem mobilen Endgerät ausgeführt wird und ein zweiter Teil des Computerprogrammprodukts in der Vorrichtung.A variant comprises that the computer program is divided into two, wherein a first part of the computer program product is executed on the mobile terminal and a second part of the computer program product is executed in the device.

In einer weiteren Ausführungsform des Computerprogrammprodukts ist eine Eingabe von einer Person erforderlich ist, wobei die Eingabe auf einem mobilen Endgerät der Person erfolgt, wobei daraufhin ein Abdeckelement einer Vorrichtung geöffnet wird, wobei ein Sensor der Vorrichtung aktiviert wird.In a further embodiment of the computer program product, an input from a person is required, wherein the input is made on a mobile terminal of the person, wherein a cover element of a device is then opened, wherein a sensor of the device is activated.

Die Eingabe in das Computerprogrammprodukt kann als Einlesen eines Codes, z.B. eines 2-D-Data Matrix Codes erfolgen.The input into the computer program product can be done by reading in a code, e.g. a 2-D data matrix code.

Die Auswertung der Sensordaten zur Bestimmung der Substanz in der Ausatemluft des Fahrers kann über ein maschinenlern-Verfahren erfolgen, z.B. über ein trainiertes neuronales Netz.The evaluation of the sensor data to determine the substance in the driver's exhaled air can be carried out using a machine learning process, e.g. using a trained neural network.

In den Figuren sind ein Ausführungsbeispiels und ein beispielhafter Verfahrensablauf dargestellt.The figures show an embodiment and an exemplary process sequence.

Die Figuren zeigen im Einzelnen:

  • 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • 2: einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
The figures show in detail:
  • 1 : a device according to the invention,
  • 2 : a process sequence according to the invention.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Luftkanal 2, ein Kommunikationselement 3 und einen Sensor 4. Der Luftkanal 2 weist eine Eintrittsöffnung 5 und eine Austrittsöffnung 6 auf. Die Eintrittsöffnung 5 wird mit einem Abdeckelement 7 verschlossen. Das Abdeckelement 7 ist in einer Offenstellung, so dass die Eintrittsöffnung 5 geöffnet ist. Im Luftkanal 2 ist ein Grobfilter 8 und eine Feinfilter 9 angeordnet, welche Partikel aus der Ausatemluft des Fahrers aufhalten. Im Luftkanal 2 ist ein Ventilator 10 angeordnet, welcher eine Luftströmung durch den Luftkanal 2 erzeugen kann. Der Ventilator 10 misst den Luftstrom der Ausatemluft des Fahrers oder saugt Umgebungsluft an, um den Luftkanal 2 zu reinigen. Im Luftkanal 2 ist der Sensor 4 angebracht, welcher eine Substanz in der Ausatemluft des Fahrers detektiert. Der Sensor 4 ist mit dem Kommunikationselement 3 verbunden. Das Kommunikationselement 3 stellt eine Verbindung zu einem Steuergerät 11 her. Über das Steuergerät 11 können Daten, welche der Sensor ermittelt hat zur weiteren Verarbeitung in die Cloud 12 gesendete werden. Ebenso werden Daten aus der Cloud 12 empfangen. Das Steuergerät 11 stellt eine weitere Datenverbindung zu einem mobilen Endgerät 13 des Fahrers bereit. Verbindungen zur Datenübertragung zwischen Steuergerät 11 und Cloud 12 und zwischen Steuergerät 11 und mobilem Endgerät 13 sind durch Pfeile dargestellt. Die Datenverbindung zwischen Kommunikationselement 3 und Steuergerät 11 ist ebenfalls durch Pfeile verdeutlicht. In einer ersten Biegung des Luftkanals 2 ist ein Auffangbehälter 14 angebracht, in welchem sich Partikel, welche bei geöffnetem Abdeckelement 7 in den Luftkanal 2 gelangen können, sammeln. Eine Verbindung zwischen dem Abdeckelement 7 und dem Steuergerät 11, über welches dem Abdeckelement 7 ein Positionswechsel mitgeteilt wird, ist gestrichelt dargestellt.In 1 a device 1 according to the invention is shown. The device 1 comprises an air duct 2, a communication element 3 and a sensor 4. The air duct 2 has an inlet opening 5 and an outlet opening 6. The inlet opening 5 is closed with a cover element 7. The cover element 7 is in an open position, so that the inlet opening 5 is open. In the air duct 2, a coarse filter 8 and a fine filter 9 are arranged, which stop particles from the driver's exhaled air. A fan 10 is arranged in the air duct 2 and can generate an air flow through the air duct 2. The fan 10 measures the air flow of the driver's exhaled air or sucks in ambient air to clean the air duct 2. The sensor 4 is mounted in the air duct 2 and detects a substance in the driver's exhaled air. The sensor 4 is connected to the communication element 3. The communication element 3 establishes a connection to a control device 11. Data that the sensor has determined can be sent to the cloud 12 for further processing via the control device 11. Data from the cloud 12 is also received. The control device 11 provides a further data connection to a mobile terminal 13 of the driver. Connections for data transmission between control device 11 and cloud 12 and between control device 11 and mobile terminal 13 are shown by arrows. The data connection between communication element 3 and control device 11 is also illustrated by arrows. In a first bend of the air duct 2, a collecting container 14 is attached, in which particles that can get into the air duct 2 when the cover element 7 is open collect. A connection between the cover element 7 and the control device 11, via which the cover element 7 is notified of a change in position, is shown in dashed lines.

In 2 ist ein erfindungsgemäßer Verfahrensablauf dargestellt. In Verfahrensschritt 1 nimmt eine Person, insbesondere ein Fahrer eine Eingabe auf einem mobilen Endgerät vor. In Verfahrensschritt 2 öffnet sich das Abdeckelement des Luftkanals. In Verfahrensschritt 3 wird der Luftkanal mit Luft aus der Umgebung gereinigt und der Sensor wird neutralisiert. Im nächsten Schritt, Verfahrensschritt 4 puste der Fahrer in den Luftkanal hinein. Hat der Fahrer ausreichen Ausatemluft in den Luftkanal hineingepustet, erscheint in Verfahrensschritt 5 ein Hinweis auf dem mobilen Endgerät.In 2 a process sequence according to the invention is shown. In method step 1, a person, in particular a driver, makes an entry on a mobile device. In step 2, the cover element of the air duct opens. In step 3, the air duct is cleaned with air from the environment and the sensor is neutralized. In the next step, step 4, the driver blows into the air duct. If the driver has blown enough exhaled air into the air duct, a message appears on the mobile device in step 5.

BezugszeichenReference symbols

11
Vorrichtungcontraption
22
LuftkanalAir duct
33
KommunikationsmodulCommunication module
44
Sensorsensor
55
EintrittsöffnungEntry opening
66
AustrittsöffnungExit opening
77
AbdeckelementCover element
88th
GrobfilterCoarse filter
99
FeinfilterFine filter
1010
Ventilatorfan
1111
SteuergerätControl unit
1212
CloudCloud
1313
mobiles Endgerätmobile device
1414
Auffangbehälter Collection container
V1V1
Verfahrensschritt 1Process step 1
V2V2
Verfahrensschritt 2Process step 2
V3V3
Verfahrensschritt 3Process step 3
V4V4
Verfahrensschritt 4Process step 4
V5V5
Verfahrensschritt 5Process step 5

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2017217936 A1 [0002]WO 2017217936 A1 [0002]

Claims (21)

Vorrichtung zur Bestimmung einer Substanz aus einer Ausatemluft einer Person, wobei die Vorrichtung einen Luftkanal, ein Kommunikationselement und einen Sensor umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal mit einem Abdeckelement verschlossen wird, dass der Sensor im Luftkanal angeordnet ist, dass das Kommunikationsmodul mit dem Sensor und dem Abdeckelement verbunden ist, dass das Kommunikationselement dazu ausgelegt ist, eine drahtlose Verbindung zu einem mobilen Endgerät herzustellen, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie berührungslos funktioniert.Device for determining a substance from a person's exhaled air, the device comprising an air duct, a communication element and a sensor, characterized in that the air duct is closed with a cover element, that the sensor is arranged in the air duct, that the communication module with the sensor and the cover element is connected so that the communication element is designed to establish a wireless connection to a mobile terminal, the device being designed such that it functions in a contactless manner. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal zwei Abdeckelement umfasst, wobei der Luftkanal an jedem seiner Enden durch ein Abdeckelement verschlossen wird, wobei der Luftkanal durch die Abdeckelemente witterungsbeständig dicht abschließt.Device according to Claim 1 , characterized in that the air duct comprises two cover elements, the air duct being closed at each of its ends by a cover element, the air duct being sealed in a weatherproof manner by the cover elements. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal winklig ausgeführt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct is designed at an angle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Luftkanal ein Filter angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a filter is arranged in the air duct. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu einem Abdeckelement des Luftkanals ein Leuchtelement angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a lighting element is arranged adjacent to a cover element of the air duct. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Person über eine Eingabe auf dem mobilen Endgerät die Vorrichtung steuert.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the person controls the device via an input on the mobile terminal. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung an einem Fahrzeug angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is arranged on a vehicle. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationselement eine weitere drahtlose Verbindung zu einem Eigentümer des Fahrzeugs herstellt.Device according to Claim 1 , characterized in that the communication element establishes a further wireless connection to an owner of the vehicle. Verfahren zur Bestimmung einer Substanz in einer Ausatemluft einer Person, dadurch gekennzeichnet, dass die Person eine Eingabe auf einem mobilen Endgerät vornimmt, dass ein Abdeckelement einer Vorrichtung verschoben und so ein Luftkanal der Vorrichtung geöffnet wird, dass die Person in den Luftkanal hinein-pustet, dass ein erster Hinweis auf dem mobilen Endgerät angezeigt wird, dass mittels eines Sensors in dem Luftkanal die Substanz bestimmt wird und dass anschließend ein zweiter Hinweis auf dem mobilen Endgerät der Person angezeigt wird.Method for determining a substance in a person's exhaled air, characterized in that the person makes an entry on a mobile terminal, a cover element of a device is moved and an air duct of the device is opened so that the person blows into the air duct, that a first message is displayed on the mobile device, that the substance is determined using a sensor in the air duct and that a second message is then displayed on the person's mobile device. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Hineinpusten der Person in den Luftkanal eine Neutralisierung und Konditionierung des Sensors erfolgt.Procedure according to the preceding Claim 9 , characterized in that the sensor is neutralized and conditioned before the person blows into the air duct. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hin-weis zusätzlich an einen Eigentümer der Vorrichtung übermittelt wird.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the second notice is additionally transmitted to an owner of the device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hinweis eine Mitteilung darüber enthält, ob eine verbotene Substanz in der Ausatemluft detektiert wurde.Method according to one of the preceding Claims 9 until 11 , characterized in that the second indication contains a message as to whether a prohibited substance has been detected in the exhaled air. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Bestandteil eines Inbetriebnehmens eines Fahrzeugs ist.Method according to one of the preceding Claims 9 until 12 , characterized in that the method is part of the commissioning of a vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine verbotene Substanz in der Ausatemluft detektiert wurde und ein Grenzwert überschritten ist, das Fahrzeug von der Person nicht benutzt werden kann.Method according to one of the preceding Claims 9 until 13 , characterized in that if a prohibited substance has been detected in the exhaled air and a limit value is exceeded, the vehicle cannot be used by the person. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Identität des Fahrers festgestellt werden kann.Method according to one of the preceding Claims 9 until 14 , characterized in that the identity of the driver can be determined. Computerprogrammprodukt zur Bestimmung einer Substanz in einer Ausatemluft einer Person, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt Befehle umfasst, welche bewirken, dass ein Computer die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 15 ausführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program product for determining a substance in a person's exhaled air, characterized in that the computer program product comprises instructions which cause a computer to carry out the steps of the method according to one of Claims 9 until 15 executes when the computer program product is executed on a computer. Computerprogrammprodukt welches dazu ausgebildet ist mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 zusammenzuarbeiten.Computer program product which is designed to be connected to a device according to Claim 1 to work together. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Computer-programm zwei geteilt ist, wobei ein Teil des CPP auf einem mobilen Endgerät aus-geführt wird und ein zweiter Teil des CPP in der Vorrichtung.Computer program product according to one of the Claims 16 or 17 , characterized in that the computer program is divided into two parts, with one part of the CPP being executed on a mobile terminal and a second part of the CPP being executed in the device. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabe von einer Person erforderlich ist, wobei die Eingabe auf einem mobilen Endgerät der Person erfolgt, wobei daraufhin ein Abdeckelement einer Vorrichtung geöffnet wird, wobei ein Sensor der Vorrichtung aktiviert wird.Computer program product according to one of the Claims 16 until 18 , characterized in that input from one person is required is, the input being made on a mobile terminal of the person, whereupon a cover element of a device is opened, with a sensor of the device being activated. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabe ein Einlesen eines 2D-Data Matrix Codes sein kann.Computer program product according to one of the Claims 16 until 19 , characterized in that the input can be a reading of a 2D data matrix code. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung automatisiert erfolgt, wobei zur Auswertung ein maschinen-lern-Verfahren eingesetzt wird.Computer program product according to one of the Claims 16 until 20 , characterized in that an evaluation is carried out automatically, with a machine learning method being used for the evaluation.
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