WO2014194898A1 - Verfahren und fahrerassistenzsystem zur beurteilung und/oder aufrechterhaltung der aufmerksamkeit eines fahrzeugführers - Google Patents
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- B60W2040/0863—Inactivity or incapacity of driver due to erroneous selection or response of the driver
Definitions
- the invention relates to a method and a
- driver assistance systems are, for example
- a driver assistance system with transverse guidance support is known, for example, from DE 10 2011 076 418, wherein a lane in front of the vehicle is detected and from this a target vehicle is determined, along which the vehicle travels at least approximately continuously through from
- Lane Keeping Assist system is guided predetermined steering intervention in the vehicle steering system.
- Alert functions such as collision or lane departure warnings realize, but also make active intervention in the driving dynamics, i. in the acceleration and steering of the
- Attention assessment is a significant problem that the attention assessment can not always, and in particular not in all driving situations, error-free and reliable. Consequences of this are, for example, unnecessary or annoying warning messages. In the worst case, especially in the
- the invention is therefore based on the object to provide a solution with which the assessment of the attention of a driver can be made better and more reliable.
- the inventive method is used for the assessment and
- the attention can be, for example, after a certain classification system, eg in levels from high, to medium, to low (or with further levels). Alternatively, the attention
- the result of the attention evaluation may be used, for example, to alert the driver when threatened or acute
- Attention judgment can in particular also be provided to one or more driver assistance systems in the vehicle, for example as decision criteria as to whether individual driving tasks, such as longitudinal or lateral control of the vehicle, may be transferred to the driver assistance system or as a decision criterion as to whether various active and / or passive safety systems are triggered or at least
- the driver's attention can in the context of the invention as a degree of reaction or
- the inventive method can be used both independently and in conjunction with already known methods for
- Fatigue detection and / or attention assessment of drivers are used.
- an existing driver assistance system that performs, for example, fatigue detection and / or attention assessment by means of an optical detection system, e.g. by means of an interior camera, in order to develop the method according to the invention.
- the driver requested to perform at least one operator action.
- the request can be made, for example, visually and / or acoustically.
- the driver will be there preferably requested to carry out a specific operator action, wherein it may be the operation of one or more present in the vehicle controls in the concrete operation action.
- a reaction time of the vehicle driver is determined until the operator action is carried out, ie in particular the time is measured which lies between the request and the actual execution of the operating action.
- the assessment of the driver's attention continues to be carried out as a function of the determined reaction time. It can the
- Request to perform the operator action set i. the duration until the next request. It can be in
- Reaction time measurement and attention evaluation are repeated cyclically.
- the frequency of repetition ie the frequency of the call to carry out the Operating action, depending on the previous attention assessment or the preceding
- Attention assessments are adjusted, in particular by the duration is changed until the next call.
- the duration may be extended until the next call if the driver is attentive.
- a kind of reward system for the driver can be created. The driver will find it pleasant when he rarely has to perform an operator action.
- the expression of the operator action is preferably one
- Time duration for the operator action i. a duration over or for which the driver must carry out the operating action.
- the method according to the invention can in particular be repeated cyclically. It can be provided in the context of the method according to the invention that, depending on each of the preceding or more preceding
- the form of the operating action is adapted.
- the length of time the vehicle operator must perform the operator action may be
- the inventive method is in the Operation action to a gripping the vehicle steering wheel and / or to take over at least one regulatory task of the vehicle by the driver. At the takeover of
- a duration for the execution of the operating action is the operating action to the gripping of the steering wheel and / or the acquisition of at least one
- the driver preferably engages the steering wheel for the specified duration after the request for performing the operating action and / or the at least one control task, in particular the longitudinal and / or transverse control of the vehicle for which
- the judgment of the attention of the driver is additionally carried out as a function of a determined degree of distraction of the driver.
- the degree of distraction may, for example, be provided via an existing distraction estimation modulus and / or be determined by the vehicle driver as a function of the actuation of operating elements in the vehicle.
- the fatigue estimate can for example, provided via an existing fatigue estimation module and / or depending on various
- Criteria are made.
- the criteria may include in particular the current travel time and / or the current time and the steering behavior, the accelerator and brake pedal operation or the switching behavior of the driver.
- Attention of the driver a period allowed for the transfer of one or more driving tasks of the vehicle by the driver to a driver assistance system and / or a required duration for the acquisition of one or more driving tasks set by the driver.
- the one or more driving tasks may in particular be the longitudinal and / or transverse control of the vehicle.
- Passing driver assistance system can be set the longer the more attentive the driver is. Vice versa, the more time the driver is inattentive, the longer the driver will need to take on the longitudinal and / or lateral control tasks, the longer the driver will need to be. This development is particularly advantageous for driver assistance systems that are capable of the longitudinal and / or transverse control of the vehicle autonomous
- the invention also relates to a
- Driver assistance system that is designed to assess the attention of a driver, in particular
- the driver assistance system comprises means and / or is connected to means for issuing the request to perform the
- Fig. 1 is a block diagram of a preferred embodiment of the method according to the invention is shown schematically.
- the input and output signals of the driver attention evaluation module 300 are shown. According to FIG. 1, a first takes place
- Prompt 100 to the driver to perform an operator action. This is followed by a determination of a
- Driver Attention 300 may be included in the assessment of driver attention 300, such as a degree of distraction 501 and a fatigue estimate 502.
- the duration 401 may be set or adjusted, for example, according to the present invention, depending on driver attention 300 the next
- Request 100 for the execution of the operating action takes place (ie, the frequency of the request 100 is determined), and / or it may, for example, a form of the
- Operator action such as duration 402 for performing the operator action (i.e., the duration 402 for which the vehicle operator is operating
- Assessment of driver attention 300 may be provided to other driver assistance systems or driver assistance functions 600 in the vehicle.
- driver assistance systems or driver assistance functions 600 in the vehicle.
- Driver attention 300 can thus be seen in that, in particular at regular but variable intervals, in particular after a defined and / or changeable duration 401, a request 100 for performing a defined, but in the expression (eg duration 402) changeable, action by the Driver is done. From the determination of the reaction time 200 of the driver on this request 100 and optionally taking into account further measurable parameters 501 and 502, then an attention model 300 of the driver is updated in a progressive manner, and again the duration 401 to the next request 100 and the form of the request (eg duration 402) adjusted accordingly.
- a request 100 is communicated to the driver to take his hands on the steering wheel.
- this request 100 is referred to as a "hands-on” request 100.
- the "HandsOn” request 100 is preferably output after expiration of a fixed and changeable time period 401, hereinafter referred to as "HandsOff" time 401.
- the "HandsOff" time 401 thus corresponds to a permitted time that the driver may take his hands off the steering wheel.
- the "HandsOn" request 100 may be met if and only if the vehicle driver chooses a particular one Period 402, hereinafter also referred to as "HandsOn” time 402, with both hands firmly grasps the steering wheel and this holds.
- the "hands-on" time 402 represents the manifestation of the operating action as a result of the "hands-on” request 100.
- the "hands-on” request 100 can take place, for example, by a visual display or by an acoustic signal in the vehicle the gripping of the steering wheel can be determined approximately by capacitive sensors in the steering wheel. Is done by the system one
- the response time 200 is measured, which the driver needs until both hands are recognized on the steering wheel. From the size of the response time 200 and optionally from other variables, such as a determined degree of distraction 501 and a fatigue estimate 502, the attention 300 or attention level of the driver is estimated. In
- “HandsOn” time 402 f (reaction time 200, degree of distraction 501, fatigue estimate 502).
- a reaction time 200 of the vehicle driver of five seconds is measured and detected at the same time that the driving tool guider in the navigation system makes a destination input, which results in an increased degree of distraction 501, and that the
- driver assistance systems with which vehicles can be guided autonomously, for example, by an autonomously carried out by the driver assistance system longitudinal and / or transverse control of the respective vehicle.
- driver assistance system longitudinal and / or transverse control of the respective vehicle.
- the control of the vehicle takes over again and performs manually, ie the longitudinal and / or transverse control is the driver assistance system at certain time intervals or dependent on the situation for a certain period of time
- the driver may hand over the driving task to the vehicle, the "HandsOff" time 401 and the period for which the
- the driver then has to take on the driving task, the "HandsOn” time 402.
- the "HandOn” time 402 and the “HandsOff” time 401 are adjusted. In this way, it can be ensured with the method according to the invention that the driver remains alert during the autonomous vehicle guidance, and that in critical situations there is always readiness for takeover.
- “HandsOff” time 401 is advantageously realized in such a way that the driver permanently also during the "HandsOff" - times 401 has a sufficiently high degree of attention 300.
- a key advantage is thus the maintenance of driver attention in highly automated driving and a non-invasive estimation of
- the degree of distraction 501 may be provided by an existing distraction degree estimation module, e.g. from another driver assistance system.
- Controls in the vehicle in particular in addition to the operation of elements such as steering, pedals, clutch, etc., is
- the operation of a navigation device For example, the operation of a navigation device, the ventilation or the radio electronically detected. From these operations, the degree of deflection 501 of the
- the fatigue estimation 502 may also be provided by an already existing fatigue estimation module, e.g. from another
- Driver assistance system A simple possibility is, for example, to measure the current driving time and / or the current time, from which, assuming an increase in the general fatigue of the driver with increasing travel time and time, a rough fatigue estimate 502 can be determined.
- a rough fatigue estimate 502 can be determined.
- other known approaches such as the initially described and known fatigue estimate 502 by observation of the driver by means of
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Fahrerassistenzsystem zur Beurteilung und/oder Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit (300) eines Fahrzeugführers.
Description
Verfahren und Fahrerassistenzsystem zur Beurteilung und/oder Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit eines Fahrzeugführers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein
Fahrerassistenzsystem zur Beurteilung und/oder
Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit eines Fahrzeugführers .
In modernen Fahrzeugen werden vermehrt sogenannte
Fahrerassistenzsystemen eingesetzt, insbesondere zur
automatischen Umsetzung verschiedener Fahraufgaben, bis hin zur automatisierten Längs- und Querregelung des Fahrzeugs. Bekannte Fahrerassistenzsysteme sind beispielsweise
Geschwindigkeits- und Abstandsregelungssystem (ACC) sowie Spurhalteassistenz Systeme .
Ein Fahrerassistenzsystem mit Querführungsunterstüt zung ist beispielsweise aus der DE 10 2011 076 418 bekannt, wobei eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrspur erfasst und hieraus eine Zieltra ektorie ermittelt wird, entlang derer das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich durch vom
Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkeingriffe in das Fahrzeuglenksystem geführt wird.
Derartige Fahrerassistenzsysteme, die nicht nur passive
Warnfunktionen, wie Kollisions- oder Spurverlassenswarnungen realisieren, sondern auch aktive Eingriffe in die Fahrdynamik vornehmen, d.h. in die Beschleunigung und Lenkung des
Fahrzeugs eingreifen, bieten dem Fahrzeugführer zunehmend automatisierte Unterstützung bei seiner Fahraufgabe.
Dieser hohe Automatisierungsgrad ist einerseits wünschenswert, da er zu erhöhtem Fahrkomfort führt. Andererseits entsteht damit die Notwendigkeit, insbesondere im Falle von
Verkehrssituationen, die über den Anwendungsbereich des
Systems hinaus gehen und daher nicht automatisiert behandelt werden können, die Fahraufgabe jederzeit und möglichst schnell wieder an den Fahrzeugführer übergeben zu können. Daher müssen hochautomatisierte Fahrerassistenzsysteme auch technische Lösungen vorsehen, um die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers und dessen Übernahmebereitschaft jederzeit beurteilen und gewährleisten zu können.
Zur Beurteilung der Fahrzeugführeraufmerksamkeit während der Fahrt wurden bereits verschiedene Ansätze entwickelt, mit unterschiedlichen Kriterien zur Aufmerksamkeitsbeurteilung, die wiederum jeweils unterschiedliche technische Anforderungen hinsichtlich des sensorischen Aufwandes sowie der Invasivität gegenüber dem Fahrzeugführer stellen.
Eine häufig betrachtete Möglichkeit besteht darin, den
Fahrzeugführer mittels Innenraumkameras oder anderer Sensoren zu überwachen. Hierbei wird typischerweise von der Position und Orientierung des Kopfes auf die Blickrichtung des
Fahrzeugführers geschlossen oder unmittelbar die Bewegung der
Augen selbst ausgewertet. Während solche Verfahren einen hohen
Grad an Genauigkeit erreichen, haben sie den Nachteil, dass die erforderliche direkte Überwachung vom Fahrzeugführer häufig als unangenehm empfunden wird und daher unerwünscht ist. Die Akzeptanz für derartige Fahrerassistenzsystems ist eher gering.
Aus diesem Grund wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, die ohne eine solche direkte Überwachung des Fahrzeugführers auskommen und stattdessen anhand von beobachtbaren
Interaktionen des Fahrzeugführers mit dem Fahrzeug auf dessen Aufmerksamkeit zu schließen.
Ein Nachteil dieser Methoden ist jedoch, dass die
Fahrzeugführeraufmerksamkeit anhand globaler Annahmen
geschätzt wird, ohne ihre lokalen Schwankungen, beispielweise in Abhängigkeit von der aktuellen Verkehrssituation, zu berücksichtigen .
Insgesamt ist es bei den derzeit bekannten Systemen zur
Aufmerksamkeitsbeurteilung ein wesentliches Problem, dass die Aufmerksamkeitsbeurteilung nicht immer, und insbesondere nicht in allen Fahrsituationen, fehlerfrei und zuverlässig erfolgen kann. Folgen daraus sind beispielsweise unnötige bzw. störende Warnmeldungen. Im schlimmsten Fall, insbesondere im
Zusammenhang mit Systemen zur automatischen Quer- und/oder Längsregelung des Fahrzeugs, führen fehlerhafte Beurteilungen der Fahrzeugführeraufmerksamkeit zu Gefährdungen für den
Straßenverkehr, beispielsweise wenn der Fahrzeugführer nicht in der Lage ist, die Steuerung des Fahrzeugs in einer
Gefahrensituation rechtzeitig zu übernehmen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Lösung anzugeben, mit welcher die Beurteilung der Aufmerksamkeit eines Fahrzeugführers besser und zuverlässiger gestaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch ein Fahrerassistenzsystem mit den
Merkmalen nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von
Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Beurteilung und
Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit eines Fahrzeugführers . Die Aufmerksamkeit kann dabei beispielweise nach einem
bestimmten Klassifikationssystem beurteilt werden, z.B. in Stufen von hoch, über mittel, bis gering (oder auch mit weiteren Stufen) . Alternativ kann die Aufmerksamkeit
beispielweise auf numerisch auf einer Skala, z.B. von 1
(gering) bis 10 (hoch), oder prozentual, z.B. von 0% (gering) bis 100% (hoch), beurteilt bzw. angegeben werden. Das Ergebnis der Aufmerksamkeitsbeurteilung kann beispielsweise verwendet werden, um den Fahrzeugführer bei drohender oder akuter
Unaufmerksamkeit zu warnen. Das Ergebnis der
Aufmerksamkeitsbeurteilung kann insbesondere auch einem oder mehreren Fahrerassistenzsystemen im Fahrzeug bereitgestellt werden, beispielsweise als Entscheidungskriterien, ob einzelne Fahraufgaben, wie die Längs- oder Querregelung des Fahrzeugs, an das Fahrerassistenzsystem übergeben werden dürfen, oder als Entscheidungskriterium, ob verschiedene aktive und/oder passive Sicherheitssysteme ausgelöst oder zumindest
vorkonditioniert werden. Der Fahreraufmerksamkeit kann im Rahmen der Erfindung auch als Grad der Reaktions- bzw.
Übernahmebereitschaft des Fahrzeugführers verstanden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl eigenständig als auch in Verbindung mit bereits bekannten Verfahren zur
Müdigkeitserkennung und/oder Aufmerksamkeitsbeurteilung von Fahrzeugführern eingesetzt werden. Insbesondere kann ein bestehendes Fahrerassistenzsystem, das beispielsweise eine Müdigkeitserkennung und/oder Aufmerksamkeitsbeurteilung mittels eines optischen Erfassungssystems durchführt, z.B. mittels Innenraumkamera, um die erfindungsgemäßen Verfahren weitergebildet werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der
Fahrzeugführer zur Durchführung wenigstens einer Bedienaktion aufgefordert. Die Aufforderung kann beispielsweise visuell und/oder akustisch erfolgen. Der Fahrzeugführer wird dabei
bevorzugt zur Durchführung einer konkreten Bedienaktion aufgefordert, wobei es sich bei der konkreten Bedienaktion um die Bedienung eines oder mehrerer im Fahrzeug vorhandener Bedienelemente handeln kann. Erfindungsgemäß wird dabei eine Reaktionszeit des Fahrzeugführers bis zur Durchführung der Bedienaktion ermittelt, d.h. es wird insbesondere die Zeit gemessen, die zwischen der Aufforderung und der tatsächlichen Durchführung der Bedienaktion liegt. Mit der Aufforderung zur Durchführung der wenigstens einen Bedienaktion kann neben der Beurteilung der Aufmerksamkeit durch Reaktionszeitmessung, insbesondere bei zyklischer bzw. wiederholter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, gleichermaßen eine
Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers erfolgen, indem dieser regelmäßig zu Bedieneingriffen
aufgefordert wird.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt weiterhin in Abhängigkeit der ermittelten Reaktionszeit die Beurteilung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers . Dabei kann die
Aufmerksamkeit beispielweise umso geringer beurteilt bzw.
eingestuft werden, je länger die ermittelte Reaktionszeit des Fahrzeugführers ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Abhängigkeit der Beurteilung der
Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers eine Dauer bis zur
Aufforderung zur Durchführung der Bedienaktion festgelegt, d.h. die Dauer bis zur nächsten Aufforderung. Es kann im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere
vorgesehen sein, dass dieses zyklisch durchgeführt wird, d.h. dass die Aufforderung zur Bedienaktion, die
Reaktionszeitmessung und die Aufmerksamkeitsbeurteilung zyklisch wiederholt werden. Die Häufigkeit der Wiederholung, d.h. die Häufigkeit der Aufforderung zur Durchführung der
Bedienaktion, kann dabei in Abhängigkeit der vorangegangenen Aufmerksamkeitsbeurteilung bzw. der vorangegangenen
Aufmerksamkeitsbeurteilungen angepasst werden, insbesondere indem die Dauer bis zur nächsten Aufforderung verändert wird. Es kann beispielsweise die Dauer bis zur nächsten Aufforderung verlängert werden, wenn der Fahrzeugführer aufmerksam ist bzw. aufmerksamer wird. Dadurch kann eine Art Belohnungssystem für den Fahrzeugführer geschaffen werden. Der Fahrzeugführer wird es als angenehm empfinden, wenn er seltener eine Bedienaktion durchführen muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Abhängigkeit der
Beurteilung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers eine
Ausprägung der Bedienaktion angepasst. Bei der Ausprägung der Bedienaktion handelt es sich dabei vorzugsweise um eine
Zeitdauer für die Bedienaktion, d.h. eine Dauer über bzw. für die der Fahrzeugführer die Bedienaktion durchführen muss. Wie bei der vorangehend beschrieben Ausgestaltungsmöglichkeit, kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zyklisch wiederholt werden. Dabei kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit jeweils der vorangegangenen bzw. mehrerer vorangegangener
Aufmerksamkeitsbeurteilungen die Ausprägung der Bedienaktion angepasst wird. Beispielsweise kann die Zeitdauer, über die der Fahrzeugführer die Bedienaktion durchführen muss,
verringert werden, wenn der Fahrzeugführer aufmerksam ist bzw. aufmerksamer wird. Dadurch kann auf ähnliche Weise eine Art Belohnungssystem für den Fahrzeugführer geschaffen werden, da er es als angenehm empfinden wird, wenn er die Bedienaktionen weniger ausgeprägt durchführen muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der
Bedienaktion um ein Greifen des Fahrzeuglenkrades und/oder um eine Übernahme wenigstens einer Regelungsaufgabe des Fahrzeugs durch den Fahrzeugführer . Bei der Übernahme der
Regelungsaufgabe handelt es sich dabei bevorzugt um die
Übernahme der Längs- und/oder Querregelung des Fahrzeugs durch den Fahrzeugführer, vorzugweise durch manuelle Bedienung des Lenkrads und/oder der Fahrzeugpedalen .
Ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens für die
Bedienaktion eine bestimmte Ausprägung vorgesehen,
insbesondere eine Dauer für die Durchführung der Bedienaktion, und handelt es sich bei der Bedienaktion um das Greifen des Lenkrades und/oder die Übernahme wenigstens einer
Regelungsaufgabe des Fahrzeugs, dann ist im Rahmen des
erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass der Fahrzeugführer nach der Aufforderung zur Durchführung der Bedienaktion das Lenkrad für die bestimmte Dauer greift und/oder die wenigstens eine Regelungsaufgabe, insbesondere die Längs- und/oder Querregelung des Fahrzeug, für die
bestimmte Dauer übernimmt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beurteilung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers zusätzlich in Abhängigkeit eines ermittelten Ablenkungsgrades des Fahrzeugführers . Der Ablenkungsgrad kann beispielsweise über ein vorhandenes Ablenkungsgradschät zmodul bereitgestellt werden und/oder in Abhängigkeit der Betätigung von Bedienelementen im Fahrzeug durch den Fahrzeugführer ermittelt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beurteilung der
Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers zusätzlich in Abhängigkeit einer Müdigkeitsschätzung. Die Müdigkeitsschätzung kann
beispielsweise über ein vorhandenes Müdigkeitsschätzmodul bereitgestellt und/oder in Abhängigkeit verschiedener
Kriterien erfolgen. Zu den Kriterien können insbesondere die aktuelle Fahrtdauer und/oder die aktuellen Uhrzeit sowie das Lenkverhalten, die Gas- und Bremspedalbetätigung oder das Schaltverhalten des Fahrzeugführers gehören.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Abhängigkeit der Beurteilung der
Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers eine erlaubte Dauer für die Übergabe einer oder mehrerer Fahraufgaben des Fahrzeugs vom Fahrzeugführer an ein Fahrerassistenzsystem und/oder eine erforderliche Dauer für die Übernahme der einen oder mehreren Fahraufgaben durch den Fahrzeugführer festgelegt. Bei der einen oder den mehreren Fahraufgaben kann es sich insbesondere um die Längs- und/oder Querregelung des Fahrzeugs handeln. Dabei kann die erlaubte Dauer, für die der Fahrzeugführer die Längs- und/oder Querregelungsaufgäbe an ein
Fahrerassistenzsystem übergeben kann umso länger festgelegt werden, je aufmerksamer der Fahrzeugführer ist. Vice versa kann die erforderliche Dauer, für die der Fahrzeugführer die Längs- und/oder Querregelungsaufgaben des Fahrzeugs übernehmen muss umso länger festgelegt werden, je unaufmerksamer der Fahrzeugführer ist. Diese Weiterbildung ist insbesondere für Fahrerassistenzsysteme vorteilhaft, die in der Lage sind die Längs- und/oder Querregelung des Fahrzeugs autonom
durchzuführen und bei denen zur Sicherstellung der
Fahrzeugführeraufmerksamkeit bzw. zur Aufrechterhaltung der Übernahmebereitschaft des Fahrzeugführers vorgesehen ist, dass die Fahraufgaben regelmäßig und/oder situationsabhängig für eine bestimmte Dauer wieder vom Fahrzeugführer übernommen werden müssen.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch ein
Fahrerassistenzsystem, dass zur Beurteilung der Aufmerksamkeit eines Fahrzeugführers ausgebildet ist, insbesondere
entsprechend einem Verfahren nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen. Das Fahrerassistenzsystem umfasst dabei Mittel und/oder ist mit Mitteln verbunden, die zur Ausgabe der Aufforderung zur Durchführung der
Bedienaktion, zur Ermittlung der Reaktionszeit des
Fahrzeugführers bis zur Durchführung der Bedienaktion und zur Beurteilung der Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers in
Abhängigkeit der ermittelten Reaktionszeit ausgebildet sind.
Weitere Vorteile sowie optionale Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Figur und den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen hervor.
In Fig. 1 ist schematisch ein Blockschaltbild für eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei werden die Eingangs- und Ausgangssignale des Moduls zur Beurteilung der Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 gezeigt. Entsprechend Fig. 1 erfolgt zunächst eine
Aufforderung 100 an den Fahrzeugführer zur Durchführung einer Bedienaktion. Daraufhin erfolgt eine Ermittlung einer
Reaktionszeit 200, die der Fahrzeugführer bis zur Durchführung der Bedienaktion benötigt. In Abhängigkeit der ermittelten Reaktionszeit 200 erfolgt weiterhin die Beurteilung der
Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300. Optional können weitere Parameter in die Beurteilung der Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 einfließen, beispielsweise ein Ablenkungsgrad 501 und eine Müdigkeitsschätzung 502. Insbesondere wenn das Verfahren mehrfach wiederholt wird, kann erfindungsgemäß in Abhängigkeit der Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 beispielweise die Dauer 401 festgelegt bzw. angepasst werden, bis die nächste
Aufforderung 100 zur Durchführung der Bedienaktion erfolgt,
(d.h. es wird die Häufigkeit der Aufforderung 100 festgelegt), und/oder es kann beispielsweise eine Ausprägung der
Bedienaktion festgelegt bzw. angepasst werden, beispielsweise die Dauer 402 für die Durchführung der Bedienaktion (d . h . die Dauer 402, für die der Fahrzeugführer die Bedienaktion
durchführen muss) . Erfindungsgemäß kann das Ergebnis der
Beurteilung der Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 für andere Fahrerassistenzsysteme bzw. Fahrerassistenzfunktionen 600 im Fahrzeug bereitgestellt werden. Die Grundidee des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beurteilung der
Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 kann somit darin gesehen werden, dass insbesondere in regelmäßigen, aber variablen Abständen, insbesondere nach einer definierten und/oder änderbaren Dauer 401, eine Aufforderung 100 zur Durchführung einer definierten, aber in der Ausprägung (z.B. Dauer 402) änderbaren, Aktion durch den Fahrzeugführer erfolgt. Aus der Ermittlung der Reaktionszeit 200 des Fahrzeugführers auf diese Aufforderung 100 und optional unter Berücksichtigung weiterer messbarer Parameter 501 und 502, wird dann in fortschreitender Weise ein Aufmerksamkeitsmodell 300 des Fahrzeugführers aktualisiert, und wiederum die Dauer 401 bis zur nächsten Aufforderung 100 sowie die Ausprägung der Aufforderung (z.B. Dauer 402) entsprechend angepasst. Eine Möglichkeit der
Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Aufforderung 100 an den Fahrzeugführer kommuniziert wird, die Hände an das Lenkrad zu nehmen. Im Folgenden wird diese Aufforderung 100 als "HandsOn"-Aufforderung 100 bezeichnet. Die "HandsOn"-Aufforderung 100 wird dabei vorzugsweise nach Ablauf einer festgelegten und änderbaren Zeitdauer 401, im Folgenden als "HandsOff "-Zeit 401 bezeichnet, ausgegeben. Die "HandsOff "-Zeit 401 entspricht somit einer erlaubten Zeit, die der Fahrzeugführer die Hände vom Lenkrad nehmen darf. Die „HandsOn"-Aufforderung 100 kann beispielsweise genau dann erfüllt sein, wenn der Fahrzeugführer für eine bestimmte
Zeitdauer 402, im Folgenden auch als "HandsOn"-Zeit 402 bezeichnet, mit beiden Händen fest an das Lenkrad greift und dieses hält. Die "HandsOn"-Zeit 402 stellt in diesem Fall die Ausprägung der Bedienaktion, in Folge der "HandsOn"- Aufforderung 100 dar. Die "HandsOn"-Aufforderung 100 kann beispielsweise durch eine visuelle Anzeige oder durch ein akustisches Signal im Fahrzeug erfolgen, während das Greifen des Lenkrades etwa durch kapazitive Sensoren im Lenkrad ermittelt werden kann. Erfolgt durch das System eine
"HandsOn"-Aufforderung 100 an den Fahrzeugführer, wird die Reaktionszeit 200 gemessen, die der Fahrzeugführer benötigt, bis beide Hände am Lenkrad erkannt werden. Aus der Größe der Reaktionszeit 200 sowie optional aus weiteren Größen, wie beispielsweise einem ermittelten Ablenkungsgrad 501 und einer Müdigkeitsschätzung 502, wird die Aufmerksamkeit 300 bzw. der Aufmerksamkeitslevel des Fahrzeugführers geschätzt. In
Abhängigkeit der Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 werden wiederum die "HandsOff "-Zeit 401 und die "HandsOn"-Zeit 402 festgelegt bzw. angepasst, woraufhin das Verfahren,
insbesondere nach Ablauf der "HandOff "-Zeit 401, erneut durchgeführt wird. Dabei kann das Grundprinzip verfolgt werden, dass je höher die Fahrzeugführeraufmerksamkeit 300 ist, desto länger die "HandsOff "-Zeit 401 und/oder desto kürzer die "HandsOn"-Zeit 402 gewählt wird. Dadurch kann ein Belohnungssystem für den Fahrzeugführer geschaffen werden, welches den Fahrzeugführer motiviert seine Aufmerksamkeit 300, insbesondere bei (hoch- ) automatisierter Fahrt, weiterhin möglichst hoch zu halten.
Je nach Systemauslegung können sich die Werte für die beiden Ausgänge des Moduls, d.h. die "HandOff "-Zeit 401 und die
"HandsOn"-Zeit 402, als Funktion, insbesondere mit
unterschiedlicher Gewichtung der jeweiligen Eingänge, wie folgt ergeben:
"HandsOff "-Zeit 401 = f( Reaktionszeit 200, Ablenkungsgrad 501, Müdigkeitsschätzung 502),
"HandsOn"-Zeit 402 = f( Reaktionszeit 200, Ablenkungsgrad 501, Müdigkeitsschätzung 502).
Wird beispielsweise nach der "HandsOn"-Aufforderung 100 eine Reaktionszeit 200 des Fahrzeugführers von fünf Sekunden gemessen und gleichzeitig detektiert, dass der Fahr zeugführer im Navigationssystem eine Zieleingabe vornimmt, woraus sich ein erhöhter Ablenkungsgrad 501 ergibt, sowie dass die
Fahrzeit bereits zwei Stunden beträgt, woraus sich eine erhöhte Müdigkeitsschätzung 502 ergibt, dann kann das System die "HandsOff "-Zeit 401 reduzieren und/oder die "HandsOn"- Zeit 402 erhöhen, insbesondere für den nächsten
Verfahrenszyklus. Wird beispielsweise nach der "HandsOn"- Auffoderung 100 eine Reaktionszeit 200 des Fahrzeugführers von einer Sekunde gemessen und gleichzeitig detektiert, dass der Fahrzeugführer keinerlei Bedienung der Innenraumelemente vornimmt, woraus sich ein geringer Ablenkungsgrad 501 ergibt, sowie dass die Fahrzeit erst 30 Minuten beträgt, woraus sich eine geringe Müdigkeitsschätzung 502 ergibt, dann kann das System die "HandsOff "-Zeit 401 erhöhen und/oder die "HandsOn"- Zeit 402 reduzieren, insbesondere für den nächsten Zyklus. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet sich insbesondere zur
Anwendung bei Fahrerassistenzsystemen an, mit denen Fahrzeuge autonom geführt werden können, beispielsweise durch eine vom Fahrerassistenzsystem autonom durchgeführte Längs- und/oder Querregelung des jeweiligen Fahrzeugs. Bei derartigen Systemen kann es erforderlich sein, dass der Fahrzeugführer in
regelmäßigen Zeitabständen und für eine bestimmte Zeitdauer 402 die Regelung des Fahrzeugs wieder übernimmt und manuell durchführt, d.h. die Längs- und/oder Querregelung wird vom Fahrerassistenzsystem in gewissen Zeitabständen oder auch
situationsabhängig für eine bestimmte Zeitdauer an den
Fahrzeugführer übergeben. Hat der Fahrzeugführer die manuelle Regelung für die bestimmte Zeitdauer übernommen, kann er die Regelung wieder an das Fahrerassistenzsystem übergeben. Im obigen Beispiel entspricht die Zeitdauer, über die der
Fahrzeugführer die Fahraufgabe an das Fahrzeug übergeben darf der "HandsOff "-Zeit 401 und die Zeitdauer, für die der
Fahrzeugführer anschließend die Fahraufgabe übernehmen muss, der "HandsOn"-Zeit 402. Je nach Fahrzeugführeraufmerksamkeit werden die "HandOn"-Zeit 402 und die "HandsOff "-Zeit 401 angepasst. Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt werden, dass der Fahrzeugführer während der autonomen Fahrzeugführung aufmerksam bleibt, und dass in kritischen Situationen jederzeit Übernahmebereitschaft besteht. Die Anpassung der "HandsOn"-Zeit 402 und der
"HandsOff "-Zeit 401 wird in vorteilhafter Weise so realisiert, dass der Fahrzeugführer dauerhaft auch während der "HandsOff"- Zeiten 401 einen hinreichend hohen Aufmerksamkeitsgrad 300 aufweist. Ein wesentlicher Vorteil ist somit das Beibehalten der Fahrzeugführeraufmerksamkeit beim hochautomatisierten Fahren und eine Nicht-invasive Schätzung der
Fahrzeugführeraufmerksamkeit durch Messung der Reaktionszeit. Der Ablenkungsgrad 501 kann von einem bereits vorhandenen Ablenkungsgradschät zmodul bereitgestellt werden, z.B. von einem anderen Fahrerassistenzsystem. Die Betätigung von
Bedienelementen im Fahrzeug, insbesondere neben der Betätigung von Elementen wie Lenkung, Pedalen, Kupplung etc., ist
beispielsweise auch die Betätigung bei einem Navigationsgerät, der Lüftung oder des Radios elektronisch erfassbar. Aus diesen Betätigungen lässt sich der Ablenkungsgrad 501 des
Fahrzeugführers schlussfolgern, z.B. in Abhängigkeit der
Häufigkeit, der Dauer und des Zurückliegens der letzten
Betätigung sowie in Abhängigkeit der Art des betätigten
Geräts. Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten und
Ansätze, um aus der Betätigung von Bedienelementen durch den Fahrzeugführer auf dessen Ablenkungsgrad 501 schließen zu können. Die Grundannahme ist dabei, dass eine Bedienung von Steuerelementen, wie Lenkung, Bremse, Gas, Gangschaltung, Blinker etc., generell einen geringeren Ablenkungsgrad 501 bedeutet, als die Bedienung anderweitiger Elemente, wie
Navigationsgerät, Lüftung, Radio etc..
Die Müdigkeitsschätzung 502 kann, wie der Ablenkungsgrad 501, ebenfalls von einem bereits vorhandenen Müdigkeitsschätzmodul bereitgestellt werden, z.B. von einem anderen
Fahrerassistenzsystem. Eine einfache Möglichkeit besteht zum Beispiel darin, die aktuelle Fahrdauer und/oder die aktuelle Uhrzeit zu messen, woraus, unter der Annahme einer Zunahme der generellen Müdigkeit des Fahrzeugführers mit fortschreitender Fahrtzeit und Uhrzeit, eine grobe Müdigkeitsschätzung 502 ermittelt werden kann. Aber auch andere bekannte Ansätze, wie die einleitend beschriebene und bekannte Müdigkeitsschätzung 502 durch Beobachtung des Fahrzeugführers mittels
Innraumkameras kann eingesetzt werden.
Bezugszeichen
100 Aufforderung zur Bedienaktion
200 Reaktionszeit
300 Fahrzeugführeraufmerksamkeit
401 Dauer bis zur Aufforderung
402 Dauer der Bedienaktion
501 Ablenkungsgrad
502 Müdigkeitsschätzung
600 weitere Fahrerassistenzsysteme
Claims
1. Verfahren zur Beurteilung und/oder Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit (300) eines Fahrzeugführers ,
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Aufforderung (100) zur Durchführung einer
Bedienaktion an den Fahrzeugführer erfolgt,
- eine Reaktionszeit (200) bis zur Durchführung der
Bedienaktion ermittelt wird und
- in Abhängigkeit der ermittelten Reaktionszeit (200) die Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des Fahrzeugführers erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit der Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des Fahrzeugführers eine Dauer (401) bis zur Aufforderung (100) zur Durchführung der Bedienaktion festgelegt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit der Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des Fahrzeugführers eine Ausprägung der Bedienaktion angepasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der Bedienaktion um ein Greifen des
Fahrzeuglenkrades und/oder um eine Übernahme einer
Regelungsaufgabe des Fahrzeugs handelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der Ausprägung der Bedienaktion um eine Dauer (402) für die Durchführung der Bedienaktion handelt.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des
Fahrzeugführers zusätzlich in Abhängigkeit eines
ermittelten Ablenkungsgrades (501) des Fahrzeugführers erfolgt .
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ablenkungsgrad (501) in Abhängigkeit einer Betätigung von Bedienelementen im Fahrzeug durch den Fahrzeugführer ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des
Fahrzeugführers zusätzlich in Abhängigkeit einer
Müdigkeitsschätzung (502) erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Müdigkeitsschätzung (502) in Abhängigkeit einer aktuellen Fahrtdauer, einer aktuellen Uhrzeit, eines Lenkverhaltens, einer Gaspedalbetätigung, einer
Bremspedalbetätigung und/oder eines
Schaltverhaltenserfolgt .
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit der Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des Fahrzeugführers
eine erlaubte Dauer für die Übergabe einer oder mehrerer Fahraufgaben des Fahrzeugs an ein Fahrerassistenzsystem und/ oder
eine erforderliche Dauer für die Übernahme der einen oder mehreren Fahraufgaben durch den Fahr zeugführer
festgelegt werden.
11. Fahrerassistenzsystem zur Beurteilung und/oder
Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit (300) eines
Fahr zeugführers ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrerassistenzsystem zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist und Mittel umfasst und/oder mit Mitteln verbunden ist,
- zur Ausgabe der Aufforderung (100) zur Durchführung der Bedienaktion,
- zur Ermittlung der Reaktionszeit (200) des
Fahr zeugführers bis zur Durchführung der Bedienaktion sowie Mittel
- zur Beurteilung der Aufmerksamkeit (300) des
Fahr zeugführers in Abhängigkeit der ermittelten
Reaktionszeit .
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