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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes in einem Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Systeme zur Fahrzeugzugangssteuerung bekannt, welche heutzutage meist auf einer Drahtloskommunikationsverbindung zwischen einem Funkschlüssel und dem Fahrzeug basieren.
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In diesem Zusammenhang werden unterschiedliche Proprietäre und/oder standardisierte Kommunikations- und/oder Verschlüsselungs- und/oder Authentifizierungsmethoden eingesetzt, welche beispielsweise eine Ultrabreitband- (UWB) Verbindung und/oder eine Bluetooth Low Energy (BLE) Verbindung und/oder hiervon abweichende Verbindungen einsetzen.
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Es ist zudem bekannt, mobile Endgeräte wie Smartphones für die Zugangssteuerung zum Fahrzeug zu verwenden.
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DE102020107550 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern eines Sitzes eines Fahrzeugs, welche eine Digitaler-Schlüssel-Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, die u. a. zum Messen einer Position eines digitalen Schlüssels innerhalb des Fahrzeugs und der Zahl an digitalen Schlüsseln eingerichtet ist. Eine Steuereinrichtung kann basierend auf Sitzsteuerungsinformationen, die von jedem digitalen Schlüssel aus empfangen werden, eine Stellung eines jeden Sitzes, an welchem der digitale Schlüssel positioniert ist, steuern, wenn die Zahl an digitalen Schlüsseln innerhalb des Fahrzeugs gleich einer Insassenzahl innerhalb des Fahrzeugs ist und wenn die Position des digitalen Schlüssels innerhalb des Fahrzeugs mit einer Position des Insassen innerhalb des Fahrzeugs in Übereinstimmung ist.
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DE102019114912 B3 beschreibt u. a. ein Kontrollsystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kontrollsystem wenigstens aufweist: eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position jeweiliger tragbarer Schlüsselelemente relativ zum Kraftfahrzeug mittels Funk und zum Bestimmen, von welchem der jeweiligen tragbaren Schlüsselelemente die Position erfasst wurde, eine Steuervorrichtung, zum Steuern jeweiliger Fahrzeugfunktionen in Abhängigkeit von der erfassten Position eines ersten Schlüsselelements und/oder eines zweiten Schlüsselelements. Jeweilige Positionen können einen Bereich bzw. eine Zone relativ zum Kraftfahrzeug betreffen, wie z. B. einen Innenraum des Kraftfahrzeugs.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes (z. B. eines Smartphones) in einem Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z. B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen ersten Schritt auf zum Ermitteln, ob sich das mobile Endgerät in einer vordefinierten Zone im Innenraum des Fahrzeugs befindet, wobei das Ermitteln auf Basis einer Drahtloskommunikationsverbindung zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug erfolgt und wobei die Drahtloskommunikationsverbindung für eine Zugangssteuerung zum Fahrzeug verwendet wird. Die Zugangssteuerung zum Fahrzeug erfolgt beispielsweise auf Basis einer Komponente (insbesondere eines Steuergerätes des Fahrzeugs), welche auf Basis eines oder mehrerer Drahtloskommunikationsverbindungen in der Lage ist, eine Position eines mit dem Fahrzeug korrespondierenden Schlüssels zu ermitteln und/oder eine Authentifizierung des Schlüssels usw. durchzuführen, wobei der Schlüssel auf dem mobilen Endgerät gespeichert ist.
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Hierfür weist die Komponente für die Zugangssteuerung wenigstens eine am Fahrzeug angeordnete Antenne auf, wobei vorteilhaft eine Vielzahl am Fahrzeug angeordneter Antennen verwendet wird, um eine für die Zugangssteuerung hinreichend genaue Lokalisierung des mobilen Endgerätes insbesondere außerhalb des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mittels einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit durchgeführt, welche beispielsweise ein Bestandteil der Komponente für die Zugangssteuerung und/oder ein Bestandteil einer hiervon abweichenden Komponente des Fahrzeugs und/oder eine eigenständige Komponente des Fahrzeugs ist.
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Da das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Überwachung einer Aufmerksamkeit eines Fahrers einsetzbar ist, entspricht die Zone vorzugsweise einem Bereich im Innenraum des Fahrzeugs, welcher im Zuge einer Nutzung des Fahrzeugs durch einen Fahrer eingenommen wird, also insbesondere einem Bereich im Umfeld eines Fahrersitzes. Es sei darauf hingewiesen, dass dies keine Einschränkung hinsichtlich einer Festlegung der Zone bedeutet und dass die Zone beispielsweise einen Bereich umfassen kann, in dem sich ein Beifahrer des Fahrzeugs usw. befindet und/oder einen Bereich, der mehrere Insassen des Fahrzeugs (z. B. einen Fahrer und einen Beifahrer) umfassen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Zone auch einen vom Fahrer und Beifahrer abweichenden Bereich im Innenraum des Fahrzeugs repräsentieren.
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Es sei zudem darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren mehrere vordefinierte Zonen im Innenraum des Fahrzeugs berücksichtigen kann, welche unabhängig (d. h. unterscheidbar) voneinander überwacht werden können und welche disjunkte oder sich überschneidende Bereiche repräsentieren können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen zweiten Schritt auf zum Ermitteln, ob eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes durch einen der vordefinierten Zone zugeordneten Nutzer (z. B. Fahrer) vorliegt, wobei eine aktive Nutzung bei einem Betrachten eines Displays und/oder bei einem Halten des mobilen Endgerätes durch den Nutzer vorliegt. Eine reine Lagerung des mobilen Endgerätes innerhalb der Zone wird hier dementsprechend nicht als aktive Nutzung des mobilen Endgerätes interpretiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen dritten Schritt auf zum Erzeugen eines Signals in dem Fall, in dem eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes im Bereich der vordefinierten Zone vorliegt. Das Signal wird beispielsweise innerhalb eines Bordnetzes des Fahrzeugs bereitgestellt, um eine oder mehrere vordefinierte Maßnahmen in Fahrzeug als Reaktion auf eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes durchzuführen. Auf diese Weise lässt sich u. a. eine Aufmerksamkeit eines Fahrers des Fahrzeugs überwachen, wodurch sich eine Sicherheit des Fahrzeugs und dessen Insassen bei einer Teilnahme am Straßenverkehr erhöhen lässt.
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Da das erfindungsgemäße Verfahren für eine solche Überwachung keinen direkten Sichtkontakt erfordert, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit einer Fahrerüberwachung nur auf Basis einer Innenraumkamera der Fall ist, lässt sich eine Zuverlässigkeit einer solchen Überwachung im Vergleich zum Stand der Technik erhöhen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die aktive Nutzung des mobilen Endgeräts auf Basis vordefinierter charakteristischer Positionsänderungen und/oder Entfernungsänderungen ermittelt. Gerade über solche Änderungen können bestimmte Szenarien erkannt werden. Charakteristische Bewegungsprofile mit deren Änderungen repräsentieren beispielsweise typische Bewegungen bzw. Bewegungsabläufe, die beim Telefonieren und/oder beim Lesen/Schreiben von Textnachrichten usw. ausgeführt werden. Ein besonders kritisches Bewegungsprofil kann zum Beispiel ein Herunterfallen des mobilen Endgerätes in einen Fußraum sein, da in einem solchen Fall mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit davon auszugehen ist, dass der Nutzer anschließend versuchen wird, das mobile Endgerät aus dem Fußraum zurückzuholen, was insbesondere während einer Fahrt des Fahrzeugs zu einer Verkehrsgefährdung führen kann. Die charakteristischen Positionen und/oder Positionsveränderungen und/oder Entfernungen und/oder Entfernungsänderungen und/oder Bewegungsabläufe für eine aktive Nutzung des mobilen Endgeräts lassen sich beispielsweise auf Basis eines maschinellen Lernverfahrens trainieren und auf Basis eines solchermaßen trainierten Systems anschließend automatisch auswerten. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dynamische und/oder statische Muster innerhalb der Informationen über das mobile Endgerät algorithmisch zu identifizieren.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im ersten Schritt des Verfahrens eine Position des mobilen Endgerätes bezüglich des Fahrzeugs und/oder eine Entfernung des mobilen Endgerätes bezüglich wenigstens einer für die Drahtloskommunikationsverbindung verwendeten Antenne des Fahrzeugs ermittelt. Eine Genauigkeit bei der Positions- und/oder Entfernungsbestimmung entspricht vorteilhaft einer örtlichen Auflösung von bevorzugt kleiner 0,5 m, weiter bevorzugt von kleiner 0,25 m und insbesondere bevorzugt von kleiner 0,10 m, ohne das Verfahren dadurch auf vorgenannte Werte einzuschränken. Hierbei ist es denkbar, eine oder mehrere bestehende Antennen des Fahrzeugs, welche für die Zugangssteuerung zum Fahrzeug verwendet werden, für das erfindungsgemäße Verfahren wiederzuverwenden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dedizierte Antennen für das erfindungsgemäße Verfahren am bzw. innerhalb des Fahrzeugs vorzusehen, welche eine genaueres und/oder zuverlässigeres Ermitteln der Position und/oder der Entfernung des mobilen Endgerätes ermöglichen. Weiter alternativ oder zusätzlich lässt sich die aktive Nutzung des mobilen Endgerätes auf Basis vordefinierter charakteristischer Positionen des mobilen Endgerätes und/oder auf Basis von Positionsänderungen und/oder von charakteristischen Entfernungen und/oder Entfernungsänderungen ermitteln. Charakteristische Positionen für eine aktive Nutzung sind beispielsweise Positionen im direkten Umfeld der Ohren des Nutzers und/oder in einem Lesebereich vor einem Nutzer. Weiter alternativ oder zusätzlich lässt sich die aktive Nutzung des mobilen Endgerätes auf Basis von Zustandsinformationen über das mobile Endgerät ermitteln, welche vorzugsweise durch das mobile Endgerät selbst und/oder durch eine weitere Komponente des Fahrzeugs (z. B. eine Innenraumkamera) erfasst und/oder bereitgestellt werden. Eine solche Zustandsinformation repräsentiert beispielsweise einen aktiven Zustand eines Displays und/oder einen entsperrten Zustand des mobilen Endgerätes und/oder eine Lage des mobilen Endgerätes, welche beispielsweise durch einen Lagesensor des mobilen Endgerätes selbst ermittelt wird. Für die Übertragung der Zustandsinformationen zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug wird beispielsweise die Drahtloskommunikationsverbindung für die Zugangssteuerung zum Fahrzeug und/oder eine hiervon abweichende Drahtloskommunikationsverbindung verwendet. Wie vorstehenden beschrieben ist es möglich, dass die Zustandsinformationen über das mobile Endgerät über eine vom mobilen Endgerät abweichende Komponente bereitgestellt werden. In einem solchen Fall wird beispielsweise mittels einer Innenraumkamera ausgewertet, ob das Display des mobilen Endgerätes aktiv ist und/oder welche Lage das mobile Endgerät innerhalb des Innenraums, insbesondere innerhalb der Zone einnimmt.
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Vorzugsweise ist die Drahtloskommunikationsverbindung eine Ultrabreitband-(UWB) Verbindung und/oder eine Bluetooth Low Energy (BLE), welche beispielsweise für die Zugangssteuerung zum Fahrzeug verwendet wird. Besonders bevorzugt ist das mobile Endgerät ein Smartphone und/oder eine Smartwatch und/oder ein Tablet-Computer und/oder eine hiervon abweichende Vorrichtung, welche vorzugsweise wenigstens ein Display für eine Informationsausgabe und/oder Informationseingabe (z. B. ein Touch-Display) aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das im dritten Schritt erzeugte Signal verwendet, um einen optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Hinweis an einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder an eine vom Fahrer abweichende Instanz (z. B. eine Cloud und/oder eine Überwachungsperson, insbesondere abseits des Fahrzeugs) auszugeben und/oder um eine funktionale Einschränkung des Fahrzeugs vorzunehmen. In letzterem Fall lässt sich beispielsweise eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzen oder reduzieren, um eine Verkehrssicherheit auch in einem Fall zu aufrechtzuerhalten, in dem eine volle Aufmerksamkeit des Fahrers aufgrund einer aktiven Nutzung des mobilen Endgerätes nicht gewährleistet ist. Ein optischer Hinweis wird beispielsweise über ein Display des Fahrzeugs, insbesondere ein Display einer Head-Unit und/oder eines Kombiinstruments und/oder über eine Hinweisleuchte und/oder über das mobile Endgerät selbst ausgegeben. Ein akustischer Hinweis wird beispielsweise über ein Audiosystem des Fahrzeugs und/oder über einen Lautsprecher des mobilen Endgerätes ausgeben. Ein haptischer Hinweis wird beispielsweise in Form einer Lenkrad- und/oder einer Sitzvibration und/oder einer Vibration des mobilen Endgerätes ausgebeben.
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Vorteilhaft wird die Position des mobilen Endgerätes in einer XY-Ebene und/oder in einer Z-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems ermittelt. Insbesondere durch das Berücksichtigen der Z-Ebene lässt sich eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes besonders differenziert ermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die vordefinierte Zone in eine Vielzahl von Teilzonen unterteilt ist, um eine Nutzung des mobilen Endgerätes innerhalb der Teilzonen zu unterscheiden. Auf Basis einer solchen Unterscheidung lassen sich beispielsweise an die jeweiligen Teilzonen angepasste Maßnahmen als Reaktion auf eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes in der vordefinierten Zone umsetzen, welche vorteilhaft in Übereinstimmung mit einer jeweiligen Kritikalität einer Nutzung innerhalb der jeweiligen Teilzonen festgelegt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebene Verwendung mehrerer vordefinierter Zonen im Fahrzeug (welche jeweils mehrere Teilzonen aufweisen können), in ähnlicher Weise mit jeweils angepassten Maßnahmen verknüpft sein können.
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Das Ermitteln im ersten Schritt, ob sich das mobile Endgerät innerhalb der Zone befindet, erfolgt vorteilhaft auf Basis wenigstens einer Antenne, die im Bereich einer Mittelkonsole und/oder eines Dachhimmels, insbesondere oberhalb der vordefinierten Zone in einer Z-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems und/oder eines mit der vordefinierten Zone korrespondierenden Fußbereichs und/oder einer A-Säule und/oder einer B-Säule des Fahrzeugs angeordnet ist. Eine Anordnung und/oder eine jeweilige Hauptempfangsrichtung der wenigstens einen Antenne erfolgt vorteilhaft im Innenraum bzw. ist vorteilhaft in den Innenraum gerichtet. Vorzugsweise werden mindestens drei Antennen im Innenraum eingesetzt, um eine Position des mobilen Endgerätes auf Basis eines Trilaterationsverfahrens zu ermitteln.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die im Verfahren ermittelten Informationen über das mobile Endgerät (z. B. eine Position und/oder eine Lage) verwendet, um eine Identifizierung des mobilen Endgerätes mittels einer Innenraumkamera des Fahrzeugs zu unterstützen. Dies ist besonders dann vorteilhaft einsetzbar, wenn die Innenraumkamera nicht in der Lage ist, eine Position und/oder Lage und/oder einen Aktivierungszustand eines Displays des mobilen Endgerätes usw. eigenständig zu ermitteln. Dies kann beispielsweise dadurch begründet sein, dass ein in der Innenraumkamera verwendeter Algorithmus nicht in der Lage ist, unbekannte, insbesondere neue Ausgestaltungen (Form und/oder Oberflächenbeschaffenheit usw.) von mobilen Endgeräten automatisch zu identifizieren. Zudem ist es möglich, dass eine aktuelle Position und/oder Lage des mobilen Endgerätes eine Erfassung eines Displayzustandes usw. durch die Innenraumkamera verhindern. Durch die Verwendung der im Verfahren ermittelten Informationen lässt sich beispielsweise ein unbekanntes mobiles Endgerät in der Innenraumkamera „anlernen“ und/oder eine Kalibrierung der Innenraumkamera usw. durchführen, wodurch sich eine Überwachungsfunktionalität der Innenraumkamera auch unter erschwerten Bedingungen sicherstellen lässt.
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Vorteilhaft wird darüber hinaus wenigstens der dritte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens nur dann ausgeführt, wenn vordefinierte Randbedingungen erfüllt sind, welche insbesondere eine Überschreitung einer vordefinierten Geschwindigkeitsschwelle und/oder eine erfolgreiche Plausibilisierung der aktiven Nutzung des mobilen Endgerätes in der vordefinierten Zone mittels einer Innenraumkamera des Fahrzeugs umfassen. Darüber hinaus ist es denkbar, hiervon abweichende Randbedingungen zu berücksichtigen. Durch das Berücksichtigen der Randbedingungen lässt sich vermeiden, dass das Signal in unkritischen Nutzungszuständen des mobilen Endgerätes ungewollt ausgeben wird. Eine auf Basis des Signals erzeugte Warnmeldung ist zum Beispiel nicht sinnvoll, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet (d. h., bei einer Geschwindigkeitsschwelle von 0 km/h), da in diesem Fall von keiner Verkehrsgefährdung auszugehen ist. Als alternative oder zusätzliche Randbedingung kann in einem solchen Fall auch ein aktiver Motorlauf und/oder ein Aktivierungszustand einer Parkbremse berücksichtigt werden, um beispielsweise bestimmte rechtliche Anforderungen an eine erlaubte Nutzung eines mobilen Endgerätes durch einen Fahrer zu berücksichtigen. Ein weiterer Vorteil durch das Berücksichtigen der Randbedingungen ergibt sich dadurch, dass das Verfahren bei nicht Erfüllung der Randbedingungen teilweise oder vollständig nicht ausgeführt werden muss, wodurch sich Rechenressourcen für die Umsetzung des Verfahrens in solchen Situationen einsparen lassen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes in einem Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist, welche beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet ist und welche ein Bestandteil eines bestehenden Steuergerätes und/oder ein eigenständiges Steuergerät des Fahrzeugs sein kann. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet zu ermitteln, ob sich das mobile Endgerät in einer vordefinierten Zone im Innenraum des Fahrzeugs befindet, wobei das Ermitteln auf Basis einer Drahtloskommunikationsverbindung zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug erfolgt, welche für eine Zugangssteuerung zum Fahrzeug verwendet wird. Die Auswerteinheit ist weiter eingerichtet zu ermitteln, ob eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes durch einen der vordefinierten Zone zugeordneten Nutzer vorliegt, wobei eine aktive Nutzung bei einem Betrachten eines Displays und/oder bei einem Halten des mobilen Endgerätes durch den Nutzer vorliegt. Die Auswerteeinheit ist darüber hinaus eingerichtet, ein Signal in dem Fall zu erzeugen, in dem eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes im Bereich der vordefinierten Zone vorliegt. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung nach Anspruch 9 bzw. nach vorstehender Beschreibung und wenigstens eine Antenne aufweist, wobei die Vorrichtung auf Basis der Antenne eingerichtet ist, eine aktive Nutzung eines mobilen Endgerätes in einer vordefinierten Zone des Fahrzeugs zu ermitteln und im Falle einer aktiven Nutzung ein Signal auszugeben. Die wenigstens eine Antenne ist im Bereich einer Mittelkonsole und/oder eines Dachhimmels, insbesondere oberhalb der vordefinierten Zone in einer Z-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems und/oder eines mit der vordefinierten Zone korrespondierenden Fußbereichs und/oder einer A-Säule und/oder einer B-Säule des Fahrzeugs angeordnet. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem genannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes im Fahrzeug;
- 2 eine Draufsicht des Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes im Fahrzeug;
- 3 ein Flussdiagramm repräsentierend erfindungsgemäße Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 4 entsprechende Bewegungsmuster, um einen Anruf anzunehmen oder weitere Nutzungsmöglichkeiten zu klassifizieren sowie
- 5 beispielhaft anhand der Distanz d1, wie die Erkennung erfolgt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes im Fahrzeug, wobei das mobile Endgerät hier als Smartphone 10 ausgebildet ist.
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Die Vorrichtung, welche eine Auswerteeinheit 70 umfasst, ist hier als Bestandteil eines Steuergerätes 80 für eine Zugangssteuerung zum Fahrzeug ausgebildet (z. B. als Hardware und/oder Softwarekomponente innerhalb des Steuergerätes).
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Die Auswerteeinheit 70 ist eingerichtet zu ermitteln, ob sich das Smartphone 10 in einer vordefinierten ersten Zone 20 im Innenraum 30 des Fahrzeugs befindet, wobei das Ermitteln auf Basis einer Drahtloskommunikationsverbindung, welche hier als UWB-basierte Verbindung und/oder als BLE-basierte Verbindung ausgebildet ist, zwischen dem Smartphone 10 und dem Fahrzeug erfolgt, wobei die Drahtloskommunikationsverbindung auch für die Zugangssteuerung zum Fahrzeug verwendet wird. Die Zugangssteuerung zum Fahrzeug durch das Steuergerät 80 erfolgt auf Basis einer Vielzahl von Antennen 50`, welche im Front- und Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Hierfür ist die Auswerteinheit 70 mit drei im Innenraum 30 des Fahrzeugs angeordneten Antennen 50 informationstechnisch (drahtgebunden und/oder drahtlos) verbunden, über welche eindeutig identifizierbar ist, ob sich das Smartphone 10 im Innenraum 30 des Fahrzeugs befindet oder nicht.
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Die Auswerteeinheit 70 ist weiter eingerichtet zu ermitteln, ob eine aktive Nutzung des Smartphones 10 durch einen der ersten Zone 20 zugeordneten Nutzer vorliegt, wobei eine aktive Nutzung bei einem Betrachten eines Displays und/oder bei einem Halten des Smartphones 10 durch den Nutzer vorliegt. Das Ermitteln erfolgt auf Basis jeweiliger Entfernungsinformationen zwischen dem Smartphone 10 und den Antennen 50, die auf Basis einer Laufzeit von Signalen zwischen dem Smartphone 10 und den Antennen 50 mittels der Auswerteeinheit 70 ermittelt werden.
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Auf Basis der Entfernungsinformationen ermittelt die Auswerteeinheit 70 ferner Positionsinformationen des Smartphones 10 in Bezug zum Fahrzeug, welche durch eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse eines Fahrzeugkoordinatensystems repräsentiert werden. Die Auswerteeinheit 70 ist weiter eingerichtet, auf Basis der Positionsinformationen und insbesondere auf Basis charakteristischer Bewegungsabläufe, die aus zeitlich aufeinanderfolgenden Positionsinformationen ableitbar sind, die aktive Nutzung des Smartphones 10 festzustellen.
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Die erste Zone 20 entspricht hier einem Bereich, der einem Fahrer des Fahrzeugs zugeordnet ist. Zudem ist die erste Zone 20 in eine erste Teilzone 22, eine zweite Teilzone 24 und eine dritte Teilzone 26 unterteilt und die Auswerteeinheit 70 ist weiter eingerichtet zu unterscheiden, in welcher der Teilzonen 22, 24, 26 der ersten Zone 20 die aktive Nutzung des Smartphones 10 erfolgt.
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Für eine präzise und zuverlässige Identifizierung des Smartphones 10 innerhalb der ersten Zone 20 und/oder innerhalb der Teilzonen 22, 24, 26 ist eine der Antennen 50 am oberen Ende (in Z-Richtung) der ersten Zone 10 im Bereich eines Dachhimmels des Fahrzeugs, eine weitere Antenne 50 im Bereich einer Mittelkonsole des Fahrzeugs und eine weitere Antenne 50 im Bereich eines Fußraums des Fahrzeugs angeordnet.
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In einem Fall, in dem die ermittelte Position des Smartphones 10 im Bereich der ersten Zone 20 liegt und in dem eine aktive Nutzung des Smartphones 10 vorliegt, ist die Auswerteeinheit 70 eingerichtet, ein Signal zu erzeugen und innerhalb eines Bordnetzes des Fahrzeugs auszugeben.
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Auf Basis des Signals wird beispielsweise eine akustische Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs innerhalb des Fahrzeugs ausgegeben, welche den Fahrer darauf hinweist, dass er seine Aufmerksamkeit zurück auf ein Verkehrsgeschehen lenken soll. Parallel wird eine Geschwindigkeitsreduzierung des Fahrzeugs eingeleitet, um eine evtl. Gefährdung des Straßenverkehrs durch die nicht vorhandene Aufmerksamkeit des Fahrers zu reduzieren.
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Das Ausgeben des Signals ist zusätzlich an eine Überschreitung einer vordefinierten Geschwindigkeitsschwelle des Fahrzeugs in Höhe von 0 km/h gekoppelt, sodass eine Warnung an den Fahrer nur außerhalb eines Stillstandes des Fahrzeugs erfolgt.
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Die Unterscheidung in die Teilzonen 22, 24, 26 lässt sich vorteilhaft für unterschiedliche Warnstufen und/oder zur präziseren Identifizierung einer aktiven Nutzung des Smartphones 10 verwenden.
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Ferner weist das Fahrzeug eine Innenraumkamera 60 auf, welche zur Plausibilisierung der aktiven Nutzung und/oder der jeweiligen Position des Smartphones 10 im Innenraum 30 des Fahrzeugs verwendet wird. Die Innenraumkamera 60 ist hierfür ebenfalls informationstechnisch mit der Auswerteeinheit 70 verbunden, um die Auswerteeinheit 70 in die Lage zu versetzen, eine solche Plausibilisierung durchzuführen.
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Des Weiteren sind im Innenraum 30 eine zweite Zone 28 und eine dritte Zone 29 vordefiniert, welche ebenfalls hinsichtlich einer aktiven Nutzung eines Smartphones 10 mittels der Auswerteeinheit 70 überwacht werden können.
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2 zeigt eine Draufsicht des Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ermitteln einer Verwendung eines mobilen Endgerätes, welches als Smartphone 10 ausgebildet ist, im Fahrzeug.
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2 ist eine mit dem in 1 beschriebenen Fahrzeug korrespondierende Draufsicht des Fahrzeugs, welche dem besseren Verständnis der Anordnung der jeweiligen Komponenten im Fahrzeug dient.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
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3 zeigt ein Flussdiagramm repräsentierend erfindungsgemäße Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In einem Schritt 100 wird ermittelt, ob sich das mobile Endgerät in einer vordefinierten Zone im Innenraum des Fahrzeugs befindet, wobei das Ermitteln auf Basis einer Drahtloskommunikationsverbindung zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug erfolgt, welche für eine Zugangssteuerung zum Fahrzeug verwendet wird.
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Hierfür werden im Schritt 110 mittels der Drahtloskommunikationsverbindung jeweilige Entfernungen zwischen dem mobilen Endgerät zu einer Vielzahl von Antennen des Fahrzeugs gemessen.
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Im Schritt 120 erfolgt auf Basis der gemessenen Entfernungen eine Bewertung, ob sich das mobile Endgerät innerhalb der Zone befindet oder nicht.
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Parallel wird im Schritt 140 auf Basis der gemessenen Entfernungen eine Position des mobilen Endgerätes in Bezug auf das Fahrzeug ermittelt, wobei insbesondere auch eine Historie zeitlich zurückliegender Positionen des mobilen Endgerätes gespeichert werden. Das Ermitteln, ob sich das mobile Endgerät innerhalb der Zone befindet oder nicht, erfolgt hier entsprechend auf Basis der Position.
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Im Schritt 130 werden die entfernungsbasierte Zonenzuordnung und die positionsbasierte Zonenzuordnung zusammengeführt, indem die jeweiligen Ergebnisse für eine Plausibilisierung miteinander abgeglichen werden.
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Im zweiten Schritt 200 wird ermittelt, ob eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes durch einen der vordefinierten Zone zugeordneten Nutzer vorliegt, wobei eine aktive Nutzung bei einem Betrachten eines Displays und/oder bei einem Halten des mobilen Endgerätes durch den Nutzer vorliegt. Die aktive Nutzung wird hier anhand einer Lageinformation, einer Positionsinformation und anhand eines Aktivierungszustandes des Displays des mobilen Endgerätes ermittelt.
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Im dritten Schritt 300 wird ein Signal in dem Fall erzeugt, in dem eine aktive Nutzung des mobilen Endgerätes im Bereich der vordefinierten Zone vorliegt.
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4 zeigt beispielhaft entsprechende Bewegungsmuster, um einen Anruf anzunehmen. Im oberen Bereich der 4 sind die Bewegungsmuster (für die jeweiligen Distanzen d1, d2, d3 für einzelne Transceiver bzw. Antennen 50 der sich ändernden Entfernungen) entfernungsbasiert angezeigt. Das erste Diagramm der 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des Abstands d1 des mobilen Endgeräts 10 zu einer Antenne 50 beispielsweise in der Mittelkonsole. Nun kann die Änderung des Abstands d1 zu Erkennung des Szenarios „Anruf annehmen“ herangezogen werden. Hierbei könnte beispielsweise die entsprechende Ableitung gebildet werden. Für das gezeigte Diagramm zeichnet sich die Änderung der Entfernung bzw. Position dadurch aus, dass zunächst keine Änderung erfolgt (Delta d1 näherungsweise Null) und anschließend eine relativ starke Änderung erfolgt (Delta d1 größer oberer Grenzwert g1o). Das zweite Diagramm der 4 zeigt den zugehörigen zeitlichen Verlauf des Abstands d2 des mobilen Endgeräts 10 zu einer weiteren Antenne 50 beispielsweise in dem Dachhimmel, ebenfalls für das Szenario „Anruf annehmen“. Für das gezeigte Diagramm zeichnet sich die Änderung der Entfernung bzw. Position dadurch aus, dass ständig eine relativ geringe Änderung erfolgt (Änderung bzw. Delta d2 größer unterer Grenzwert g2u, aber kleiner als ein oberer Grenzwert g2o). Das dritte Diagramm der 4 zeigt den zugehörigen zeitlichen Verlauf des Abstands d3 des mobilen Endgeräts 10 zu einer weiteren Antenne 50 beispielsweise oberhalb des Fahrers, ebenfalls für das Szenario „Anruf annehmen“. Für das gezeigte Diagramm zeichnet sich die Änderung der Entfernung bzw. Position dadurch aus, dass zunächst keine Änderung erfolgt (Änderung bzw. Delta d2 näherungsweise Null) und anschließend eine relativ starke negative Änderung erfolgt (Änderung bzw. Betrag Delta d3 größer als ein oberer Grenzwert g3o). Im letzten Diagramm der 4 sind für das Szenario „Anruf annehmen“ gemäß der Abstände d1, d2, d3 die Bewegungsmuster (für die jeweiligen kartesischen Koordinaten X, Y, Z) positionsbasiert dargestellt. Auch auf Basis dieser Darstellung könnten die Änderungen der Position ausgewertet werden zur Erkennung des jeweiligen Szenarios. Das System kann typische dynamische Muster (jeweilige Änderungen hinsichtlich der vorhergehenden Entfernung bzw. Abstands d1, d2, d3 und/oder Position) im Entfernungssignal (basierend auf einer oder mehrerer Entfernungen) oder positionsbasiert detektieren beispielsweise für folgende Anwendungsfälle: einen Anruf annehmen, Beginn des Schreibens einer Textnachricht, mobiles Endgerät 10 befindet sich im Fußraum oder Ähnliches. Die entsprechenden Bewegungsmuster werden entsprechend aufgenommen und ausgewertet zur Erkennung der jeweiligen Anwendung.
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5 zeigt beispielhaft anhand der Distanz d1, wie die Erkennung erfolgt. Dazu werden verschiedene Pfade aufgenommen und ein Referenzpfad d1ref ermittelt. Dieser Referenzpfad d1ref hat die höchste Wahrscheinlichkeit (beispielsweise 100%). Daraus abgeleitet werden den die Pfade mit niedriger Wahrscheinlichkeit (beispielhaft für 80% und 50% eingezeichnet) abgeleitet. Die Erkennung des jeweiligen Szenarios erfolgt wiederum unter Verwendung der Änderung beispielsweise der Distanz d1 oder weitere wie bereits oben beschrieben. Auch die zugehörigen Änderungen der jeweiligen Größen wie beispielsweise Distanzen d1, d2, d3 können mit jeweiligen Wahrscheinlichkeiten (beispielsweise 50 %, 80 % 100 %) belegt werden für eine entsprechende Auswahl des jeweiligen Szenarios.
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Eine Kombination der Wahrscheinlichkeiten aus der einzelnen entfernungsbasierten mit der positionsbasierten Wahrscheinlichkeit kann eine Gesamtwahrscheinlichkeit ergeben.
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Basierend auf der Klassifizierung der jeweiligen Zone 20 für ein bestimmtes mobiles Endgerät 10 kann eine Ablenkungsfunktion des Fahrers aktiviert werden. Interessant ist insbesondere der Bereich um den Fahrer bzw. erreichbar vom Fahrer. Hier kann das System Auskunft geben, in welchem Bereich 20 sich das mobile Endgerät 10 gerade befindet. Das mobile Endgerät 10 könnte sich in einem typischen Bereich 20 befinden, in dem gerade telefoniert wird (um den Kopf des Fahrers), mobile Endgerät 10 könnte in einem Bereich 20 platziert werden, der sich für das Lesen von Nachrichten, Schreiben von Nachrichten oder Benutzung von Apps (typischerweise im Bereich zwischen Schulter und Fuß) eignet. Zusätzlich kann das System identifizieren, ob das mobile Endgerät 10 auf den Boden gefallen ist (Bodenbereich 20). Hierzu können quasi statische Muster des mobilen Endgerät 10 (entfernungsbasiert und/oder positionsbasiert) detektiert werden.
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Die Detektion kann sowohl durch deterministisch Methoden als auch durch eine Klassifikation beispielsweise über maschine learning (ML)-Algorithmen erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020107550 A1 [0005]
- DE 102019114912 B3 [0006]
