EP1438699A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufmerksamkeitskontrolle eines kraftfahrzeugführers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur aufmerksamkeitskontrolle eines kraftfahrzeugführers

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EP1438699A1
EP1438699A1 EP02774593A EP02774593A EP1438699A1 EP 1438699 A1 EP1438699 A1 EP 1438699A1 EP 02774593 A EP02774593 A EP 02774593A EP 02774593 A EP02774593 A EP 02774593A EP 1438699 A1 EP1438699 A1 EP 1438699A1
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vehicle driver
motor vehicle
attention
detecting
sensor
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Markus Lienkamp
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Volkswagen AG
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    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/06—Alarms for ensuring the safety of persons indicating a condition of sleep, e.g. anti-dozing alarms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T2201/08—Lane monitoring; Lane Keeping Systems
    • B60T2201/082—Lane monitoring; Lane Keeping Systems using alarm actuation
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W2520/10—Longitudinal speed
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for checking the attention of a motor vehicle driver.
  • a large number of devices have been proposed for warning a motor vehicle driver in order to detect the attention or sleepiness of a motor vehicle driver and to warn the driver in good time by means of a warning signal.
  • a device for estimating a drowsiness level of a vehicle driver wherein first a frequency distribution Vi of the blinking duration of the driver is determined for a first predetermined period after the start of driving operation and then a threshold value by the frequency distribution to distinguish the slow blink is set. Thereafter, the apparatus calculates a ratio of the number of slow blinking with respect to the total number of blinking of the driver's eyes every second predetermined period of time during the second period and discriminates an increase in the degree of drowsiness of the driver in accordance with the calculated ratio.
  • a vehicle with an optical spacer for a lateral road area including a plurality of infrared transmission elements strung together and an associated CCD array.
  • a downstream evaluation unit is then used for runtime measurement, contrast measurement and contour recognition.
  • a sleep warning function, an automatic tracking function, a rear area monitoring function or an environment monitoring function can be provided for the vehicle, it being possible to react to different types of lane edges in a manner adapted to the situation.
  • a disadvantage of all these known devices is their great blurriness, which either means that the driver is warned too often if the Threshold is set too low, or a warning is given too late if the threshold is set too high.
  • the invention is therefore based on the technical problem of creating a method and a device for checking the attention of a motor vehicle driver, in which the recognition accuracy is increased.
  • the device comprises at least one further sensor for recording driving operation parameters and / or a further device for recording a further measurement variable representing the state of attention of the motor vehicle driver, the threshold value of the first device being changeable on the basis of the measurement results of the sensor and / or the further device and / or the measurements of the first and second devices for detecting a measured variable representing the state of alertness of the motor vehicle driver can be linked to form a signal. This can significantly improve the recognition sharpness. ⁇
  • the sensor for detecting the driving operation parameters is designed as a clock and / or as a sensor for detecting the motor vehicle speed and / or as a position detection sensor and / or as a steering angle sensor.
  • the advantage of these sensors is that these sensors are already present in modern motor vehicles and already lead to a considerable improvement in the level of recognition.
  • the invention is based on the knowledge that most fatigue accidents occur after midnight. Conversely, fatigue accidents occur very rarely at speeds above 160 km / h. Furthermore, it is known that most fatigue accidents occur on long straight routes, so that the data of a digital road map can be used to determine whether the motor vehicle is traveling on a route that is susceptible to fatigue.
  • the device for detecting a measured variable representing the state of attentiveness of the motor vehicle driver is preferably designed as a camera, by means of which a lane detection and / or motor vehicle driver monitoring takes place, with the latter being able to evaluate the sitting posture and / or the blinking. If two devices are used, they can simply be linked logically using an AND link or using fuzzy logic. Another possibility is that one device works as a main system, the threshold value of which is changed by the other device depending on the situation.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a device for checking the attention of a motor vehicle driver.
  • FIG. 2 shows a schematic course of the steering angle when driving straight ahead.
  • the device 1 for checking the attention of a motor vehicle driver comprises a camera 2, a yaw rate sensor 3, a navigation system 4, a steering angle sensor 5, a second camera 6, an image data processing device 7, an evaluation unit 8 for detecting a lane deviation, a fuzzy logic 9 and at least one signal transmitter 10 for generating a warning signal.
  • the first camera 2 is oriented towards the street and is used to detect lane markings. Together with the evaluation unit 8, the first camera 2 forms a first device for detecting a measurement variable that represents the state of attention of the motor vehicle driver.
  • the second device is formed by the second camera 6 and the image processing device 7, the second camera 6 being aimed at the motor vehicle driver.
  • the signal at the output of the image processing device 7 thus represents a second variable for the attention.
  • the two variables are then linked in the fuzzy logic 9, the motor vehicle speed V and the time t being additionally taken into account. If the link shows that the driver is probably inattentive, the signal generator 10 is activated. This then warns the driver acoustically and / or optically and / or haptically and / or olfactorily.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers, umfassend mindestens eine Einrichtung (2, 8) zur Erfassung einer dem Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Messgrösse, wobei bei Überschreitung eines festgelegten Schwellwertes mindestens ein Signalgeber (10) zur Warnung des Kraftfahrzeugführers aktivierbar ist, wobei die Vorrichtung (1) mindestens einem weiteren Sensor (3, 4, 5) zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern und/oder eine weitere Einrichtung (6, 7) zur Erfassung eines weiteren den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Messgrösse umfasst, wobei aufgrund der Messergebnisse des Sensors (3, 4, 5) und/oder der weiteren Einrichtung (6, 7) der Schwellwert der ersten Einrichtung (2, 8) veränderbar ist und/oder die Messergebnisse der ersten und zweiten Einrichtung (2, 8; 6, 7) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugführers repräsentierenden Messgrösse zu einem Signal verknüpfbar sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontolle eines
Kraftfahrzeugfuhrers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugfuhrers.
Zur Warnung eines Kraftfahrzeugfuhrers sind eine Vielzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um die Aufmerksamkeit bzw. Schläfrigkeit eines Kraftfahrzeugfuhrers zu erfassen und diesen rechtzeitig durch ein Warnsignal zu warnen.
Aus der DE 197 15 519 A1 ist ein Gerät zum Schätzen eines Schläfrigkeitsgrades eines Fahrzeugführers bekannt, wobei zunächst eine Häufigkeitsverteilung Vi der Blinzeldauer des Fahrers für eine erste vorbestimmte Zeitspanne nach dem Start eines Fahrbetriebes ermittelt wird und anschließend ein Schwellwert durch die Häufigkeitsverteilung für eine Unterscheidung des langsamen Blinzeins gesetzt wird. Danach berechnet das Gerät mit jeder zweiten vorbestimmten Zeitspanne ein Verhältnis der Anzahl der langsamen Blinzelvorgänge in bezug auf die Gesamtzahl der Blinzelvorgänge der Augen des Fahrers während der zweiten Zeitspanne und unterscheidet einen Anstieg im Schläfrigkeitsgrad des Fahrers in Übereinstimmung mit dem berechneten Verhältnis.
Aus der DE 195 07 957 C1 ist ein Fahrzeug mit einer optischen Abstandseinrichtung für einen seitlichen Fahrbahnbereich bekannt, wobei die Abstandseinrichtung mehrere aneinandergereihtete Infrarot-Sendeelemente und ein zugehöriges CCD-Array beinhaltet. Eine nachgeschaltete Auswerteeinheit dient dann zur Laufzeitmessung, zur Kontrastmessung und zur Konturenerkennung. Mit diesem optischen Abtastsystem können eine Einschlafwarnfunktion, eine automatische Spurhaltungsfunktion, eine Rückraumüber- wachungsfunktion oder eine Umfeldüberwachungsfunktion für das Fahrzeug bereit gestellt werden, wobei situationsangepaßt auf verschiedene Arten von Fahrspurrändern reagiert werden kann.
Nachteilig an all diesen bekannten Vorrichtungen ist deren große Unscharfe, was entweder dazu führt, daß der Fahrer zu häufig gewarnt wird, wenn der Schwellwert zu niedrig eingestellt ist, oder zu spät gewarnt wird, wenn der Schwellwert zu hoch eingestellt ist.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugfuhrers zu schaffen, bei denen die Erkennungsschärfe erhöht ist.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 5. Weitere vorteilhafte Ausgestalltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hier umfaßt die Vorrichtung mindestens einen weiteren Sensor zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern und/oder eine weitere Einrichtung zur Erfassung eines weiteren den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße, wobei aufgrund der Meßergebnisse des Sensors und/oder der weiteren Einrichtung der Schwellwert der ersten Einrichtung veränderbar ist und/oder die Messerbegnisse der ersten und zweiten Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmersamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße zu einem Signal verknüpfbar sind. Hierdurch kann die Erkennungsschärfe erheblich verbessert werden.^
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor zur Erfassung der Fahrbetriebsparameter als Uhr und/oder als Sensor zur Erfassung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und/oder als Positionserfassungssensor und/oder als Lenkwinkelsensor ausgebildet. Der Vorteil dieser Sensoren ist, daß diese Sensoren ohnehin bereits in modernen Kraftfahrzeugen vorhanden sind und bereits zu einer erheblichen Verbesserung der Erkennungsschärfe führen. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß nach Mitternacht die meisten Ermüdungsunfälle geschehen. Umgekehrt treten Ermüdungsunfälle sehr selten bei Geschwindigkeiten über 160 km/h auf. Des weiteren ist es bekannt, daß die meisten Ermüdungsunfälle auf langen geraden Strecken passieren, so daß mittels der Daten einer digitalen Straßenkarte ermittelt werden kann, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer ermüdungsanfälligen Strecke bewegt. Außerdem gibt es gemäß der Unfallforschung einzelne Strecken ohne speziell definierbaren Verlauf, die besonders wegen Ermüdungserscheinungen unfallträchtig sind. Ebenso spricht häufig das Ausbleiben von Pendelbewegungen beim Lenken dafür, daß der Kraftfahrzeugführer unaufmerksam oder müde ist. Aus allen diesen Informationen kann somit situativ die Schwelle für die Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmersamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße angeglichen werden.
Die Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße ist vorzugsweise als Kamera ausgebildet, mittels derer eine Fahrspurerkennung und/oder Kraftfahrzeugführerüberwachung erfolgt, wobei bei letzterer die Sitzhaltung und/oder das Blinzeln auswertbar ist. Bei Verwendung zweier Einrichtungen können diese einfach logisch über eine Und-Verknüpfung oder mittels einer Fuzzy-Logik verknüpft werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die eine Einrichtung als Hauptsystem arbeitet, dessen Schwellenwert durch die andere Einrichtung situativ verändert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
Fig.1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugfuhrers.
Fig.2 einen schematischen Verlauf des Lenkwinkels bei einer Geradeausfahrt.
Die Vorrichtung 1 zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugfuhrers umfaßt eine Kamera 2, einen Gierratensensor 3, ein Navigationssystem 4, einen Lenkwinkelsensor 5, eine zweite Kamera 6, eine Bilddatenverarbeitungseinrichtung 7, eine Auswerteeinheit 8 zur Erkennung einer Fahrspurabweichung, eine Fuzzy-Logik 9 und mindestens einen Signalgeber 10 zur Erzeugung eines Warnsignals.
Die erste Kamera 2 ist zu Straße ausgerichtet und dient zur Erfassung von Fahrspurmarkierungen. Zusammen mit der Auswerteeinheit 8 bildet die erste Kamera 2 eine erste Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße. Die zweite Eirichtung wird durch die zweite Kamera 6 und die Bildverarbeitungseinrichtung 7 gebildet, wobei die zweite Kamera 6 auf den Kraftfahrzeugführer gerichtet ist. Mittels der Signale des Gierratensensors 3, des Navigationssystems 4 und des Lenkwinkelsensors 5 kann die Erkennungsschärfe der Fahrspurerkennung weiter verbessert werden, insbesondere auch festgestellt werden, ob es sich um eine beabsichtigte oder unbeabsichtigte Abweichung von der Fahrspur handelt. Somit stellt das Signal am Ausgang der Auswerteeinheit 8 eine erste Größe für den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers dar. Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß in der Regel das Fahrzeug nur dann die Straße verlassen wird, wenn der Fahrer nicht aufmerksam ist. Umgekehrt kann gefolgert werden, daß der Fahrer nicht unaufmerksam ist, wenn das Fahrzeug nicht droht die Straße zu verlassen. Entsprechend kann mit der zweiten Kamera 6 festgestellt werden, ob der Fahrer auf die Straße guckt und wie oft und wie lang dieser blinzelt. Mittels der Signale des Lenkwinkelsensors 5 kann dabei die Erkennungsschärfe erhöht werden, beispielsweise wenn die Kamera 6 beobachtet, daß der Fahrer am Infotainment spielt, jedoch weiter Lenkwinkelpendelbewegungen zum Halten der Fahrspur durchführt, da dann immer noch von einem aufmerksamen Fahrer auszugehen ist. Fehlen hingegen die Pendelbewegungen, was im hinteren Teil des Verlaufs in Fig. 2 dargestellt ist, so kann auf eine Unaufmerksamkeit geschlossen werden. Das Signal am Ausgang der Bildverarbeitungseinrichtung 7 stellt somit eine zweite Größe für die Aufmerksamkeit daι& Die beiden Größen werden dann in der Fuzzy-Logik 9 verknüpft, wobei zusätzlich noch die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V und die Uhrzeit t berücksichtigt werden. Ergibt die Verknüpfung, daß der Fahrer vermutlich unaufmerksam ist, so wird der Signalgeber 10 angesteuert. Dieser warnt dann den Fahrer akustisch und/oder optisch und/oder haptisch und/oder olf aktorisch.

Claims

PATE NTANS P R Ü C H E
1. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugfuhrers, umfassend mindestens eine Einrichtung (2,8) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße, wobei bei Überschreitung eines festgelegten Schwellwertes mindestens ein Signalgeber (10) zur Warnung des Kraftfahrzeugfuhrers aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1 ) mindestens einem weiteren Sensor (3,4,5) zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern und/oder eine weitere Einrichtung (6,7) zur Erfassung eines weiteren den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße umfaßt, wobei aufgrund der Meßergebnisse des Sensors (3,4,5) und/oder der weiteren Einrichtung (6,7) der Schwellwert der ersten Einrichtung (2,8) veränderbar ist und/oder die Meßergebnisse der ersten und zweiten Einrichtung (2,8;6,7) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße zu einem Signal verknüpfbar sind.
2. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Erfassung von Fahrbetriebsparametern als Uhr und/oder Sensor zur Erfassung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit (V) und/oder als Positionserfassungssensor (4) und/oder Lenkwinkelsensor (5) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße als Kamera (2,6) ausgebildet ist, mittels derer eine Fahrspurerkennung und/oder eine Kraftfahrzeugführerüberwachung erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse der ersten und zweiten Einrichtung über eine Fuzzy-Logik (9) verknüpft sind.
5. Verfahren zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugfuhrers, mittels mindestens einer Einrichtung (2,8) zur Erfassung einer den Aufmerksamkeitszustand des Kraftfahrzeugfuhrers repräsentierenden Meßgröße, wobei bei Überschreitung eines festgelegten Schwellwertes mindestens ein Signalgeber (10) zur Warnung des Kraftfahrzeugfuhrers aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels mindestens eines Sensors (3,4,5) zur Erfassung eines Fahrbetriebsparameters und/oder einer weiteren Einrichtung (6,7) zur Erfassung einer weiteren den Aufmerksamkeitszustand repräsentierenden Meßgröße der Schwellwert der ersten Einrichtung (2,8) adaptiv verändert wird oder die Meßgrößen der ersten und zweiten Einrichtung (2,8;6,7) miteinander zu einem Gesamtsignal verknüpft werden.
EP02774593A 2001-10-16 2002-09-11 Verfahren und vorrichtung zur aufmerksamkeitskontrolle eines kraftfahrzeugführers Ceased EP1438699A1 (de)

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