DE19818239A1 - Vorrichtung zur Einschlafwarnung eines Kraftfahrzeugführers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Einschlafwarnung eines Fahrzeugführers, umfassend eine Fahrzeugumgebungserkennungs-Einrichtung, eine Einrichtung (5) zur Erfassung eines Referenzfahrstils des Kraftfahrzeugführers, eine Vergleichslogik (6) zum Auswerten des Referenzfahrstils mit einem von der Fahrumgebungserkennungs-Einrichtung ermittelten Ist-Fahrstil und eine von der Vergleichslogik (6) ansteuerbare Warneinrichtung (7), wobei die Fahrumgebungserkennungs-Einrichtung als Abstandssensorik (2) ausgebildet ist, aus deren Daten auf eine relative Lateralbewegung des Kraftfahrzeuges zur Fahrbahnbegrenzung schließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einschlafwarnung eines Kraftfahrzeugführers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine häufige Ursache schwerer Verkehrsunfälle ist die Übermüdung des Kraftfahrzeug­ führers. Daher werden seit längerer Zeit vielfältige Anstrengungen unternommen, einen solchen physischen Zustand des Kraftfahrzeugführers frühzeitig zu erkennen und den Kraft­ fahrzeugführer zu warnen, so daß dieser auf seinen Zustand aufmerksam gemacht wird und gegebenenfalls eine Ruhepause einlegt.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 33 00 086 bekannt, bei der mittels optischer Sensoren aufgrund des unterschiedlichen Reflexionsgrades die weißen Begren­ zungslinien der Fahrbahn erfaßt werden und bei Überschreitung der äußeren Begrenzungs­ linie den Fahrer warnt. Weiter wird vorgeschlagen, analog die Fahrspurbegrenzungslinien zu erfassen, so daß bei einem Verlassen der Fahrspur nach links oder rechts auf ein Einschla­ fen geschlossen wird. Zur sicheren Erfassung der Begrenzungslinien auch bei Dunkelheit wird zusätzlich eine Lichtquelle verwendet, die in Richtung der Begrenzungslinien ausgerich­ tet wird. Wesentlicher Nachteil der Vorrichtung ist, daß diese auf die weißen Fahrbahn­ markierungen angewiesen ist.

Aus der DE 197 15 519 ist ein Gerät zum Schätzen eines Schläfrigkeitsgrades eines Kraft­ fahrzeugführers bekannt, das ein Bildaufzeichnungsmittel zum Aufzeichnen von Bildern eines Gesichtsbereiches des Fahrers des Blinzelns des Auges des Fahrers aus den Bild­ daten des Bildaufzeichnungsmittels umfaßt. Das Gerät umfaßt weiter ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer verstrichenen Zeit während eines Augenblinzelns als Blinzeldauer in Übereinstimmung mit den Bilddaten für den Gesichtsbereich, die durch das Bildaufzeich­ nungsmittel erhalten werden, ein Erhaltemittel zum Erhalten einer Häufigkeitsverteilung der Blinzeldauer, die während einer ersten vorbestimmten Zeitspanne nach einem Start des Fahrbetriebs des Fahrzeugs erfaßt wird, ein Setzmittel zum Setzen eines Schwellwertes in Übereinstimmung mit der Häufigkeitsverteilung zur Extraktion des langsamen Blinzelns des Auges, ein Berechnungsmittel zum Berechnen eines Auftrittsverhältnisses des langsamen Blinzelns während jeder zweiten vorbestimmten Zeitspanne, wobei das Auftrittsverhältnis durch das Verhältnis einer Anzahl der Blinzelvorgänge mit einer Dauer eingestellt wird, deren Werte nicht kleiner als der Schwellwert sind, in Bezug auf eine Gesamtzahl der Blin­ zeldauer während der zweiten vorbestimmten Zeitspanne und ein Unterscheidungsmittel zum Unterscheiden des Schläfrigkeitsgrades des Fahrers in Übereinstimmung mit dem berechneten Auftrittsverhältnis.

Nachteilig an der Vorrichtung ist, daß bei Brillenträgern aufgrund der Spiegelungen das Bild­ aufzeichnungsmittel nicht zuverlässig die Augenbewegungen des Kraftfahrzeugführers erfassen kann.

Aus der DE 196 00 938 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur Berücksichtigung des persönli­ chen Fahrstils und der Straßenverhältnisse folgende Komponenten umfaßt: Verhaltensparameter-Erfassungsmittel, um einen Verhaltensparameter zu erfassen, welcher für einen mit einer Gierbewegung oder/und Lateralbewegung des Fahrzeugs in Bezug stehenden Verhaltensbetrag kennzeichnend ist, Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen, Referenz-Verhaltensparameter-Setzmittel, um einen Referenz-Verhaltensparameter auf der Grundlage von Änderungen des Verhaltensparameters zu setzen, Lateralabweichungsverhaltensbetrag-Berechnungsmittel, um einen Lateralabweichungsver­ haltensbetrag des Fahrzeugs auf der Grundlage des Verhaltensparameters, des Referenz- Verhaltensparameters und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu berechnen, Fahrzustand- Bestimmungsmittel, um auf der Grundlage des Lateralabweichungsverhaltensbetrags zu bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht und Abnormalität- Bestimmungsmittel, welche auf eine durch die Fahrzustand-Bestimmungsmittel durch­ geführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, ansprechen, um zu bestimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist.

Zur Bestimmung einer Referenzlinie ist ein Gierratensensor zur Erfassung der Gierrate vor­ gesehen. Die ermittelte Gierrate wird über die Zeit integriert und daraus ein Gierwinkel abgeleitet. Mittels des Fehlerquadratverfahrens wird dann aus dem Gierwinkel eine Referenzlinie berechnet. Ausgehend von dieser Referenzlinie kann dann eine differentielle Lateralabweichung bestimmt und verarbeitet werden. Nachteilig an der bekannten Vorrich­ tung ist deren äußerst komplexer Aufbau, der die Vorrichtung sehr fehleranfällig macht. Ein weiterer Nachteil ist die Verwendung von unifunktionalen Sensoren, was die Ausbildung des elektronischen Bordnetzes verkompliziert. Zwar wird in der Druckschrift eine Alternativlösung für den Gierratensensor vorgeschlagen, jedoch benötigt diese ebenfalls unifunktionale Sensoren wie beispielsweise einen lateralen Beschleunigungssensor.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Einschlaf­ warnung eines Kraftfahrzeugführers zu schaffen, die im wesentlichen auf bereit vorhandene Sensorik im Kraftfahrzeug zurückgreifen kann.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Durch die Ermittlung der Fahrzeugumgebung aus den Daten der Abstandssensorik kann diese multifunktional genutzt werden. Aufgrund der vorhandenen Vegetation, Bebauung oder anderer signifikanter Objekte kann aus den Daten der Abstandssensorik auf die Fahrbahn­ begrenzungen geschlossen und somit eine Relativbewegung zur Fahrbahnbegrenzung des Kraftfahrzeuges unabhängig vom Fahrbahnverlauf ermittelt werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich die Abstandssensorik aus einer Vielzahl von Abstandssensoren, vorzugsweise Laser- und/oder Radarsensoren, zusammen, die die Umgebung des Fahrzeuges vollständig abtasten, wodurch sich Zusatzinformationen der Fahrzeugumgebung gewinnen lassen. Beispielsweise lassen sich aus dem Vorhandensein von Gegenverkehr und aus dessen Geschwindigkeit Rückschlüsse darauf ziehen, auf was für einer Straße sich das Fahrzeug befindet, wieviele Spuren zur Verfügung stehen und wie breit die Fahrspur ist, ohne daß die Fahrspur explizit ermittelt werden braucht.

Weitere Informationen können einem zugeordneten Navigationssystem entnommen werden, da den digitalen Straßenkarten Straßenart und Umgebungsinformationen entnehmbar sind.

In einer weiterem bevorzugten Ausführungsform sind die Einrichtungen zur Erfassung eines Referenzfahrstils des Kraftfahrzeugführers und/oder die Vergleichslogik als Fuzzy-Logik und/oder als neuronales Netzwerk ausgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Einschlafwarnung eines Kraftfahrzeugführers.

Die Vorrichtung 1 zur Einschlafwarnung eines Kraftfahrzeugführers umfaßt eine Abstandssensorik 2, eine Auswerteeinheit 3, ein Navigationssystem 4, eine Einrichtung 5 zur Erfassung eines Referenzfahrstils, eine Vergleichslogik 6 und eine Warneinrichtung 7.

Zunächst hat die Vorrichtung 1 den persönlichen Fahrstil eines Kraftfahrzeugführers zu lernen, um signifikante Unterschiede zum Fahrstil vor dem Einschlafen sicher zu detektie­ ren. Dazu erfaßt die Einrichtung 5 zur Erfassung eines Referenzfahrstils ein Betätigungs­ signal des Gaspedals 8, eines Bremspedals 9 und eines Fahrtrichtungsanzeigers 10. Weiter sendet die Abstandssensorik 2, die beispielsweise als Laser- und/oder Radarsensor ausge­ bildet ist, eine entsprechende Strahlung aus und empfängt von Objekten reflektierte Strah­ lungsanteile. Aufgrund der Form und der Laufzeit der empfangenen Strahlung kann mittels der Auswerteeinheit 3 auf Art und Abstand der umgebenen Objekte und somit auf die Umgebung allgemein geschlossen werden. In dieser Lernphase wird nun registriert, wieviel laterale Eigenbewegung der Kraftfahrzeugführer gewöhnlich in seinem Fahrstil hat und andere signifikante Stilmerkmale. Die Erfassung des Referenzfahrstils kann dabei mittels Kennfeldern oder mittels Fuzzy-Regeln und/oder mittels neuronaler Netzwerke abgelegt werden, die dann gegebenenfalls adaptiv an Veränderungen des Fahrstils angepaßt werden. Ist nun ein derartiger Referenzfahrstil erlernt, so erfaßt die Abstandssensorik 2 kontinuier­ lich die das Kraftfahrzeug umgebenden Objekte. Aus den Daten ermittelt die Auswerteein­ heit 3 zunächst die jeweiligen Fahrbahnbegrenzungen. Des weiteren werden Fahrzeuge des Gegenverkehrs anhand der negativen Relativgeschwindigkeit identifiziert. Anhand der Gesamtbreite der Fahrbahn, den erfaßten Geschwindigkeiten und dem Vorhandensein vom Gegenverkehr kann dann auf die Art der Straße geschlossen werden. Darüber hinaus erhält die Auswerteeinheit 3 Daten von einem Navigationssystem 4, um die gewonnenen Erkennt­ nisse über die Umgebung zu vervollständigen bzw. mit diesen abzugleichen. Erfaßt nun die Auswerteeinheit eine laterale Bewegung des Kraftfahrzeuges auf eine der Fahrbegrenzun­ gen zu, so wird diese in der Vergleichslogik 6 mit dem Referenzfahrstil vergleichen. Erfolgt während des Vergleichs eine Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers 10 oder eine kontrol­ lierte Betätigung des Gas- oder Bremspedals 8, 9, so kann auf eine gewollte Aktion des Kraftfahrzeugführers geschlossen werden, so daß der weitere Vergleich eingestellt werden kann. Ansonsten wird der Vergleich mit dem Referenzfahrstil fortgesetzt und bei Überschrei­ tung eines Schwellwertes die Warneinrichtung 7 angesteuert. Die Warneinrichtung 7 erzeugt dann eine haptische, akustische und/oder optische Warnung an den Kraftfahrzeugführer, daß dieser am Einschlafen ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Einschlafwarnung eines Kraftfahrzeugführers, umfassend eine Fahrum­ gebungserkennung-Einrichtung, eine Einrichtung zur Erfassung eines Referenzfahrstils des Kraftfahrzeugführers, eine Vergleichslogik zum Auswerten des Referenzfahrstils mit einem von der Fahrumgebungserkennungs-Einrichtung ermittelten Ist-Fahrstil und eine von der Vergleichslogik ansteuerbare Warneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrumgebungserkennungs-Einrichtung als Abstandssensorik (2) ausgebildet ist, aus deren Daten auf eine relative Lateralbewegung des Kraftfahrzeuges zur Fahrbahn­ begrenzung schließbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandssensorik (2) sich aus einer Vielzahl von Abstandssensoren zusammensetzt, die die Fahrzeugum­ gebung vollständig abtasten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandssenso­ ren als Laser- und/oder Radarsensoren ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) ein Navigationssystem (4) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach eines der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5) zur Erfassung eines Referenzfahrstils des Kraftfahrzeugführers als Fuzzy-Logik und/oder als neuronales Netzwerk ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (5) zur Erfassung eines Referenzfahrstils des Kraftfahrzeugführers ein Bremspedal (8), ein Gaspedal (9) und ein Fahrtrichtungsanzeiger (10) Betätigungs­ signal zuführbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichslogik (6) als Fuzzy-Logik und/oder als neuronales Netzwerk ausge­ bildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (7) als haptische und/oder akustische und/oder optische Warneinrichtung ausgebildet ist.