DE10223210A1

DE10223210A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Alarmieren eines Fahrzeugführers

Info

Publication number: DE10223210A1
Application number: DE2002123210
Authority: DE
Inventors: Milan Stamenkovic
Original assignee: Stotz Feinmesstechnik GmbH
Current assignee: Stotz Feinmesstechnik GmbH
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-04

Abstract

Es ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Alarmieren eines Fahrzeugführers bei Auftreten eines sogenannten Sekundenschlafes angegeben. Mit einem Detektor zum Überwachen der Dauer des Lidschlusses des Fahrzeugführers, einer Vorrichtung zum Auslösen eines Warnsignals bei Überschreiten einer vorgegebenen Dauer des Lidschlusses und einem Signalgeber zum Abgeben des Warnsignals wird die Dauer des Lidschlusses des Fahrzeugführers überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Dauer des Lidschlusses ein Warnsignal ausgelöst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Alarmieren eines Fahrzeugführers bei Auftreten eines so genannten Sekundenschlafs.
Sehr oft wird ein Verkehrsunfall durch Übermüdung des Fahrzeugführers verursacht. Fast jeder vierte tödliche Unfall auf der Autobahn ist auf das Einschlafen am Steuer zurückzuführen. Insbesondere professionelle Fahrzeugführer sind von dem Phänomen des sogenannten Sekundenschlafes betroffen. Statistiken zufolge ist die Gefahr in den Morgenstunden am größten. Als Ursache gelten neben einer grundlegenden Müdigkeit des Fahrzeugführers vor allem gerade, monotone Straßen, Dunkelheit und geringe Verkehrsdichte. Frische Luft schnappen, Bewegen und Ausruhen am Straßenrand helfen allerdings nur kurzfristig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die einen Fahrzeugführer bei Auftreten eines sogenannten Sekundenschlafes alarmieren und somit helfen, Unfälle zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird demnach dadurch gelöst, dass die Dauer des Lidschlusses des Fahrzeugführers überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Dauer des Lidschlusses ein Warnsignal ausgelöst wird. So kann der Fahrzeugführer bei Überschreiten einer maximalen Dauer eines normalen Lidschlusses alarmiert und ein Sekundenschlaf des Fahrzeugführers sowie ein möglicher Unfall verhindert werden.
Die Dauer des Lidschlusses wird bevorzugt über eine Detektion der Lidbewegung ermittelt. So kann zuverlässig erkannt werden, ob der Fahrzeugführer seine Lider länger als bei einem Lidschluss, der für den Wachzustand typisch ist, geschlossen hält.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann zumindest im wesentlichen der gesamte Kopfbereich oder ein Teil des Kopfbereichs des Fahrzeugführers von vorne und/oder von der Seite durch eine Kamera erfasst und die Position mindestens eines Auges des Fahrzeugführers mittels eines Objekterkennungsverfahrens festgestellt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass der Lidschluss des Fahrzeugführers und keine anderen Bewegungen und keine andere Personen als der Fahrzeugführer überwacht werden.
Das Warnsignal kann insbesondere bei Überschreiten einer maximalen Dauer des normalen Lidschlusses, insbesondere bei Überschreiten einer Dauer von 150 Millisekunden ausgelöst werden. Diese Einstellung stellt sicher, dass das Warnsignal bei einem Lidschluss erfolgt, der für das Phänomen des Sekundenschlafes typisch ist.
In einer Ausführungsform kann ein akustisches Warnsignal abgegeben werden. So kann ein Warnsignal gewählt werden, das wie ein Wecker den Fahrzeugführer auch bei einem tieferen Schlaf alarmiert.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Warnsignal über ein im Fahrzeug vorhandenes Radio und/oder über einen separaten Signalgeber abgegeben werden. So kann der Fahrzeugführer gleichzeitig oder alternativ über das Einschalten oder eine Lautstärkesteigerung des Radios oder auch einen von diesem abgegebenen Warnton und über einen anderen Signalgeber, der beispielsweise Gerüche abgibt, die einen Schlafenden auch im Falle eines tieferen Schlafes wecken, alarmiert werden.
Das Warnsignal kann in Abhängigkeit von der Dauer des Lidschlusses variiert werden, insbesondere hinsichtlich Art und/oder Intensität des Warnsignals. Dadurch kann erreicht werden, dass ein schlafender Fahrzeugführer zuverlässig auch im Falle eines tieferen Schlafes geweckt und auf das Auftreten des Sekundenschlafs hingewiesen wird.
Ein Meldesignal kann abgegeben werden, wenn nicht mindestens ein Auge des Fahrzeugführers erkannt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Fahrzeugführer, der sich auf das Warnsignal verlassen will, informiert wird, falls beispielsweise aufgrund mangelnder Lichtverhältnisse, einer falschen Position des Fahrzeugführers oder einer falschen Einstellung der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein Warnsignal gar nicht erzeugt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch eine Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Detektor zum Überwachen der Dauer des Lidschlusses des Fahrzeugführers, eine Vorrichtung zum Auslösen eines Warnsignals bei Überschreiten einer vorgegebenen Dauer des Lidschlusses und ein Signalgeber zum Abgeben des Warnsignals vorgesehen sind. Mit einer derartigen Vorrichtung kann der Fahrzeugführer bei Auftreten eines sogenannten Sekundenschlafes alarmiert und ein dadurch verursachter Unfall verhindert werden.
Bevorzugt umfasst der Detektor Mittel zur Detektion der Lidbewegung. So wird durch Erfassen eines Bewegungsablaufes des Augenlids, der für einen Sekundenschlaftypisch ist, das Warnsignal ausgelöst.
Der Detektor kann eine Kamera zum Erfassen zumindest im wesentlichen des gesamten Kopfbereiches oder eines Teils des Kopfbereichs des Fahrzeugführers von vorne und/oder von der Seite und ein Mittel zum Feststellen der Position mindestens eines Auges des Fahrzeugführers mittels eines Objekterkennungsverfahrens umfassen. Dazu kann eine Kleinkamera, beispielsweise eine für die Anwendung am Computer typische Kamera, verwendet werden. Soll der Lidschluss eines Fahrzeugführers auch im Dunkeln überwacht werden, kann erforderlichenfalls auch eine Infrarot- Kamera eingesetzt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Auge des Fahrzeugführers und nicht ein anderes Objekt detektiert wird.
In einer Ausführungsform kann die Kamera in der Nähe eines Rückspiegels, an einem oder in einem Rückspiegel installiert sein. Dies erleichtert die richtige Positionierung der Kamera in Richtung des Fahrzeugführers.
In weiteren Ausführungsformen kann die Kamera in oder an einer Brille oder in oder an einem Helm installiert sein. Dadurch wird gewährleistet, dass die Erfassung zumindest eines der Augen des Fahrzeugführers nicht durch Versperren der freien Sicht zwischen dem Rückspiegel und dem Gesicht des Fahrzeugführers, beispielsweise durch eine Hand des Fahrzeugführers behindert wird. Zudem kann auch bei Motorrad- oder Fahrradfahrern zumindest eines der Augen des Fahrzeugführers zuverlässig erfasst werden.
Bei der Brille kann es sich um eine vom Fahrzeugführer auch ohne die Vorrichtung benutzte Brille, wie eine Brille zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit oder eine Sonnenbrille handeln, und die Kamera kann auf eine derartige Brille aufsetzbar sein. Alternativ kann die Kamera in oder an einer Brille installiert sein, die nur zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gedacht ist. Die Ausführungsform der Vorrichtung mit einer in oder an einer Brille vorgesehenen Kamera ist von besonderem Vorteil, wenn der Fahrzeugführer eine Sonnenbrille benutzen will, da unter diesen Umständen eine Erfassung des Auges mit einer im oder am Fahrzeug installierten Kamera schwierig sein könnte. Bei Motorrad- und Fahrradfahrern ist die Ausführungsform der Vorrichtung mit einer in oder an einem Helm vorgesehenen Kamera von besonderem Vorteil, da sie die Installation einer Kamera am Motorrad oder am Fahrrad überflüssig macht. Zudem ist die Signalverarbeitung bei diesen Ausführungsformen einfacher zu realisieren.
Des weiteren kann die Kamera einen Akkumulator aufweisen und die Kamera und die Vorrichtung zum Auslösen eines Warnsignals können jeweils eine Infrarotschnittstelle aufweisen, um miteinander zu kommunizieren. Auf diese Weise kann die Installation einer Kamera in oder an einer Brille oder in oder an einem Helm einfach realisiert werden.
Die Vorrichtung kann zum Auslösen eines Warnsignals bei Überschreiten einer maximalen Dauer des normalen Lidschlusses, insbesondere bei Überschreiten einer Dauer des Lidschlusses von mehr als 150 Millisekunden, ausgebildet sein. So wird sichergestellt, dass ein für einen Sekundenschlaftypischer Lidschluss zur Auslösung des Warnsignals führt.
In einer Ausführungsform kann der Signalgeber zum Abgeben eines akustischen Warnsignals ausgebildet sein. So kann durch die Wahl eines ins Unterbewusstsein des Fahrzeugführers dringenden Tones oder einer entsprechenden Tonfolge sichergestellt werden, dass der Fahrzeugführer auch im Falle eines tieferen Schlafes tatsächlich alarmiert wird.
Der Signalgeber kann zum Abgeben des Warnsignals über ein im Fahrzeug vorhandenes Radio ausgebildet sein. So kann durch eine bereits im Fahrzeug vorhandene Einrichtung das Warnsignal abgegeben oder mit einem zusätzlichen Signal verstärkt werden. Dies hält die Kosten der Vorrichtung zum Alarmieren des Fahrzeugführers niedrig.
In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zum Variieren des Warnsignals in Abhängigkeit von der Dauer des Lidschlusses ausgebildet sein. So kann das Warnsignal an die zeitliche Länge des Lidschlusses und daher auch an die Gefährlichkeit der Situation angepasst werden. Zum Beispiel kann ein akustisches Warnsignal umso lauter ertönen, je länger der Fahrzeugführer sein Lid geschlossen hält.
Es können Mittel zum Abgeben eines Meldesignals vorgesehen sein, die ein Meldesignal abgeben, wenn nicht mindestens ein Auge erkannt wird. Dies gewährleistet, dass ein Fahrzeugführer, der sich auf einen Alarm im Fall eines Sekundenschlafes verlässt, darüber informiert ist, wenn seine Position oder die Einstellung der Vorrichtung nicht geeignet ist, um ihn zuverlässig zu alarmieren.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 schematisch eine Teil-Ansicht des Innenraums eines Fahrzeugs, in dem eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung installiert ist.
Fig. 1 zeigt den Fahrzeugführerbereich eines Kraftfahrzeuges, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung installiert ist. Die Vorrichtung umfasst eine Kamera 1, die an einer Windschutzscheibe 2 in der Nähe des Fahrzeugführer-Rückspiegels 3 angebracht ist, einen in Fig. 1 nicht dargestellten Rechner und einen Lautsprecher 4 im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges. Die Kamera 1 erfasst den Kopfbereich des hinter dem Lenkrad 5 sitzenden Fahrzeugführers von vorne. Die Kamera 1 ist mit dem Rechner verbunden, der sich ebenfalls im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges befindet und an den Lautsprecher 4 angeschlossen ist.
Die Kamera 1 erfasst den Kopfbereich des Fahrzeugführers von vorne und enthält daher auch einen Bildausschnitt mindestens eines Auges 6 des Fahrzeugführers. Mit Hilfe des Rechners wird über einen Algorithmus zur Objekterkennung die Position mindestens eines Auges des Fahrzeugführers ermittelt und während der Bewegungen des Fahrzeugführers verfolgt. Die Kamera nimmt dabei die Lidbewegungen des Fahrzeugführers auf und übermittelt die Aufnahmesignale an den Rechner, der mit einer Abfragerate von etwa 10 ms bis etwa 20 ms überwacht, ob das Augenlid des Fahrzeugführers länger als etwa 150 Millisekunden geschlossen ist. In einem derartigen Fall gibt der Rechner einen Befehl zum Auslösen eines Warnsignals an den Lautsprecher 4 aus, aus dem dann das Warnsignal ertönt.
Auf diese Weise wird der Fahrzeugführer, dessen Augenlider länger als etwa 150 Millisekunden geschlossen sind, alarmiert und im Falle eines Sekundenschlafes geweckt. Das abgegebene Warnsignal wird dabei vom Rechner umso lauter eingestellt, je länger der Fahrzeugführer das Augenlid geschlossen hält.
Zusätzlich löst der Rechner ein aus dem Lautsprecher ertönendes, akustisches Meldesignal aus, wenn er mit Hilfe seines Algorithmus zur Objekterkennung nicht mindestens ein Auge des Fahrzeugführers ermittelt. Das Meldesignal unterscheidet sich in charakteristischer Weise von dem Warnsignal. So wird der Fahrzeugführer durch das Meldesignal informiert, falls er oder die Kamera in einer Weise positioniert sind, die ein Alarmieren des Fahrzeugführers bei Auftreten eines Sekundenschlafes unmöglich macht. Bezugszeichenliste 1 Kamera
2 Windschutzscheibe
3 Rückspiegel
4 Lautsprecher
5 Lenkrad
6 Auge

Claims

1. Verfahren zum Alarmieren eines Fahrzeugführers bei Auftreten eines so genannten Sekundenschlafes, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Lidschlusses des Fahrzeugführers überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Dauer des Lidschlusses ein Warnsignal ausgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Lidschlusses über eine Detektion der Lidbewegung ermittelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im wesentlichen der gesamte Kopfbereich oder ein Teil des Kopfbereichs des Fahrzeugführers von vorne und/oder von der Seite durch eine Kamera (1) erfasst und die Position mindestens eines Auges des Fahrzeugführers mittels eines Objekterkennungsverfahrens festgestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal bei Überschreiten einer maximalen Dauer des normalen Lidschlusses, insbesondere bei Überschreiten einer Dauer von 150 ms, ausgelöst wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustisches Warnsignal abgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal über ein im Fahrzeug vorhandenes Radio und/oder über einen separaten Signalgeber (4) abgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal in Abhängigkeit von der Dauer des Lidschlusses variiert wird, insbesondere hinsichtlich Art und/oder Intensität des Warnsignals.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Meldesignal abgegeben wird, wenn nicht mindestens ein Auge des Fahrzeugführers erkannt wird.

9. Vorrichtung zum Alarmieren eines Fahrzeugführers bei Auftreten eines so genannten Sekundenschlafes, gekennzeichnet durch
einen Detektor (1) zum Überwachen der Dauer des Lidschlusses des Fahrzeugführers,
eine Vorrichtung zum Auslösen eines Warnsignals bei Überschreiten
einer vorgegebenen Dauer des Lidschlusses und
einen Signalgeber (4) zum Abgeben des Warnsignals.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Mittel zur Detektion der Lidbewegung umfasst.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (1) eine Kamera (1) zum Erfassen zumindest im wesentlichen des gesamten Kopfbereichs oder eines Teils des Kopfbereichs des Fahrzeugführers von vorne und/oder von der Seite und ein Mittel zum Feststellen der Position mindestens eines Auges des Fahrzeugführers mittels eines Objekterkennungsverfahrens umfasst.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (1) in der Nähe eines Rückspiegels, an einem oder in einem Rückspiegel installiert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (8) in oder an einer Brille oder in oder an einem Helm installiert ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (8) einen Akkumulator aufweist und/oder dass die Kamera (8) und die Vorrichtung zum Auslösen eines Warnsignals jeweils eine Infrarotschnittstelle aufweisen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Auslösen eines Warnsignals bei Überschreiten einer maximalen Dauer des normalen Lidschlusses, insbesondere bei Überschreiten einer Dauer des Lidschlusses von 150 ms, ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (4) zum Abgeben eines akustischen Warnsignals ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (4) zum Abgeben des Warnsignals über ein im Fahrzeug vorhandenes Radio ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Variieren des Warnsignals in Abhängigkeit von der Dauer des Lidschlusses ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Abgeben eines Meldesignals vorgesehen sind, durch die ein Meldesignal abgegeben wird, wenn nicht mindestens ein Auge erkannt wird.