WO2019233534A1 - Fahrerstresslevelanalysevorrichtung für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2019233534A1
WO2019233534A1 PCT/DE2019/200056 DE2019200056W WO2019233534A1 WO 2019233534 A1 WO2019233534 A1 WO 2019233534A1 DE 2019200056 W DE2019200056 W DE 2019200056W WO 2019233534 A1 WO2019233534 A1 WO 2019233534A1
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driver
vehicle
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sensor
driving situation
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PCT/DE2019/200056
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Thomas Fechner
Thomas Gallner
Bernd Hartmann
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Continental Automotive Gmbh
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    • B60W2555/00—Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00

Definitions

  • the invention relates to a driver stress level analysis device for a vehicle, a vehicle with such a
  • Determining a driver's stress level, a program item, and a computer-readable medium Determining a driver's stress level, a program item, and a computer-readable medium.
  • driver assistance systems are increasingly installed to assist the driver while driving.
  • some drivers drive a vehicle without being able to do so, which can lead to an increased accident risk.
  • the driver is in an emotionally strained or overtired state, he or she may not be able to pay close attention to traffic and driving a vehicle.
  • a first aspect of the invention relates to a
  • the driver stress level analysis device for a vehicle.
  • the driver stress level analysis device has a computing unit, an environmental sensor for acquiring environmental data
  • Vehicle sensor for detecting vehicle data and a driver sensor for detecting driver data on.
  • Arithmetic unit is set up based on the
  • the arithmetic unit is also to set up to analyze the driving situation and thereby to close or estimate a load condition, also referred to as stress level, of a driver. Furthermore, the arithmetic unit is set up to determine a current driver state based on the driver data. The arithmetic unit is also set up to compare the load state with the driver state and, based on this comparison, to determine whether the driver state is within a tolerable range.
  • the arithmetic unit can analyze the current driving situation and close it on the load condition of the driver or estimate this. If this estimated load condition deviates significantly from the determined driver state, the driver's condition does not match the current driving situation and it can be concluded that the driver is in good health or it can be concluded that the driver is currently unable to drive the vehicle. In this case, the driver's condition may be too tense or too aggressive or too relaxed or too quiet.
  • the tolerable range of the deviation between the driver state and the load state may be, for example, ⁇ 5, 10 or 15%.
  • control unit can first determine the driving situation from the environment data and the vehicle data.
  • At least one, but in particular a plurality, environmental sensors may be provided for the acquisition of the environmental data. For the capture of
  • Vehicle data can be provided at least one, but in particular a plurality of vehicle sensors.
  • the driving situation can then be analyzed by the computing unit, for example with regard to complexity and / or criticality, in order to conclude or estimate a load state or a stress level of the driver.
  • a driver-individual correlation can be taken into account, since each driver reacts differently to a specific driving situation or shows different loads and / or a different stress level.
  • the arithmetic unit based on driver data such as heart rate, blood pressure, respiratory rate and / or skin resistance, determine the driver's condition, ie as the current
  • Health status is or is the current condition of the driver.
  • Heart rhythm variation serve as an indicator of the stress level of the driver.
  • the detection of the driver data can be done by at least one, in particular several, driver sensors.
  • This particular driver state can be compared by the computing unit with the estimated load state of the driver.
  • the deviation of these two variables can allow conclusions to be drawn about the health of the driver and whether he is in a position to currently drive the vehicle.
  • the reaction of a driver to a specific driving situation can be compared with an expected value (load state or stress level). If the driver's condition is lower or more relaxed than the state of stress, this may indicate fatigue or medication impairment. Is the
  • Driver's condition higher or more strained than the state of stress this may indicate an emotional stress or illness of the driver.
  • the driving of a vehicle may be impaired, so that a warning or a hint to the driver or a third party can be made.
  • the arithmetic unit can conclude by the comparison on a current health of the driver.
  • a certain limit eg ⁇ 5, 10 or 15%
  • the arithmetic unit may be a control unit of a vehicle, or a CPU with a memory and a data processing device.
  • the arithmetic unit is configured to adapt a display or an operating element of the vehicle based on the load condition and / or the driver condition or the health status.
  • the displays such as the display, or the controls, such as buttons, buttons and pushers, to the
  • Driver state or the load condition can be adjusted.
  • the color and / or intensity of the display may be changed, so that this has a calming effect on the driver.
  • the display can be dimmed and the color adjusted to a blue tone.
  • the display or the operating elements can be changed in such a way that they have a stimulating effect on the driver, for example intense and red.
  • the at least one environmental sensor is a radar sensor, a lidar sensor, a camera, an ultrasound sensor and / or a combination thereof.
  • the at least one vehicle sensor is arranged to at least one
  • the at least one driver sensor is adapted to at least one pulse, a respiratory rate, a blood pressure, a brain current, a
  • driver stress level analysis device may include a variety of different sensors.
  • the driver stress level analysis device may include a lidar sensor, a speed sensor, a
  • Rotation rate sensor a heart rate monitor and a camera, so that always environmental data, vehicle data and driver data can be recorded and analyzed. Furthermore, sensors already present in the vehicle can be used to collect data.
  • the arithmetic unit is set up to analyze the current driving situation in terms of complexity and / or criticality and thereby to conclude the load condition of the driver.
  • the current driving situation can be analyzed with regard to its complexity and / or criticality, in order to determine the state of load or load. to close or estimate the stress level of the driver.
  • Complexity can be understood as the number of additional vehicles or road users, the number of traffic signs, the number of lanes and / or the road routing. In other words, the more traffic and the more confusing the driving situation, the more complex is the driving situation for the driver.
  • the criticality may depend on your own speed, the weather, the distance to the vehicle ahead, the visibility and / or the Depending on driving maneuvers, in particular, the time in which a reaction must take place must be taken into account in the criticality of the driving situation.
  • the driver's stress level or level of stress is less than that of a city trip on a crowded intersection at dusk and rain.
  • the arithmetic unit is configured to analyze the current driving situation with the aid of a driver-individual correlation, wherein the driver-individual correlation was determined by means of chronologically preceding measurements.
  • a driver-individual correlation can be included in the analysis of the driving situation since each driver reacts differently to a specific driving situation
  • driver stress level analysis device may detect the behavior of the driver on certain driving situations and learn accordingly, and subsequently, in the latter Close on the load condition or in its estimate take into account.
  • Driver stress level analysis device further a
  • the warning device is configured to issue a warning based on the driver state and / or health condition of the driver.
  • the warning device may be, for example, a lamp or light in the vehicle, which signals to the driver that he should take a break. Furthermore, the warning device may be, for example, a lamp or light in the vehicle, which signals to the driver that he should take a break. Furthermore, the warning device may be, for example, a lamp or light in the vehicle, which signals to the driver that he should take a break. Furthermore, the warning device may be, for example, a lamp or light in the vehicle, which signals to the driver that he should take a break. Furthermore, the
  • Warning device also directly send a message via the display to the driver that this should not continue the journey at present, as he is unable to drive a vehicle.
  • the warning device via an interface such as a
  • Communication module and inform an emergency medical service or call the police when through the
  • the warning device can also reduce the speed of the vehicle or bring the vehicle to a halt if the driver himself is no longer able to drive the vehicle.
  • Another aspect of the invention relates to a vehicle having a previously and subsequently described
  • the vehicle is, for example, a
  • a motor vehicle such as a car, bus or truck, or even a rail vehicle, a ship, an aircraft, such as a helicopter or airplane, or, for example, a bicycle.
  • Another aspect of the invention relates to a method for analyzing the stress level of a driver. The method comprises the following steps:
  • steps of the method may also be performed in a different order or simultaneously. Furthermore, between individual steps may also be a longer period of time.
  • Another aspect of the invention relates to a program element that, when on a computing unit of a
  • Driver stress level analysis device that instructs computing unit to perform the method described above and below.
  • a further aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which a program element is stored which, when stored on a computing unit of a computer
  • Driver stress level analysis device that instructs computing unit, the previous and following described Perform procedure.
  • Fig. 1 shows a driver stress level analysis device according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a flowchart for a method for determining the stress level of a driver according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 3 shows a vehicle with a
  • FIG. 4 shows a flow chart for a method for determining the stress level of a driver according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a driver stress level analysis device 1.
  • the driver stress level analysis device 1 has at least one environment sensor 20, at least one vehicle sensor 30, at least one driver sensor 40, a computing unit 10 and a vehicle
  • the environment sensor 20 is to
  • the environment sensor 20 can be, for example, a lidar, a radar, an ultrasound sensor, a camera or a combination of the latter. It should also be noted that in particular, several environment sensors 20 may be present.
  • the vehicle sensor 30 is configured to detect vehicle data 35 of a vehicle, which in particular has a
  • the driver sensor 40 is configured to detect driver data 45,
  • a pulse in particular a pulse, a blood pressure, a respiratory rate, a brain current, a skin resistance, a
  • Oxygen saturation a picture of the driver or a combination thereof.
  • the driver Oxygen saturation
  • Driver stress level analysis device 1 a plurality of driver sensors 40 on.
  • the computing unit 10 is configured to generate an environment model based on the environment data 25 and a vehicle model based on the vehicle data 35. Furthermore, the arithmetic unit 10 is set up to determine a driving situation, this driving situation being based on the surrounding data and the vehicle data. For example, the computing unit 10 can recognize that many other vehicles are in the immediate vicinity and their own speed is relatively low. Thus, the computing unit can detect a traffic jam or a waiting in front of a traffic light. Furthermore, the arithmetic unit 10 is set up to analyze the driving situation and to determine therefrom a load condition or a stress level for the driver.
  • the arithmetic unit 10 may determine or estimate the load state of a driver based on the current driving situation.
  • the complexity and the criticality of the driving situation can enter into the analysis. This complexity can be significantly different from the others Road users, the number of lanes, the weather and / or the road.
  • the criticality may depend on one's own speed, the weather, the distance to the vehicle in front, the visibility conditions and / or the driving maneuver.
  • each driver reacts to a particular driving situation slightly different. For example, some drivers feel very uncomfortable at dusk or dark, which can lead to increased stress or strain, and other drivers are not significantly affected by dusk or darkness. Also, some drivers feel uncomfortable when driving on the highway or the city. These driver-specific characteristics can be taken into account in the determination or estimation of the load condition of the driver.
  • driver-individual correlation can be determined via previous measurements and their analysis over time.
  • the arithmetic unit 10 is further thereto
  • the arithmetic unit 10 configured to determine the current driver state based on the driver data 45 of the driver sensor 40. Furthermore, the arithmetic unit 10 can compare the determined driver state with the determined or estimated load state. Based on this comparison, the arithmetic unit 10 may determine whether the driver's condition is within a tolerable range, for example ⁇ 5, 10 or 15%, or whether the health of the driver is good. In other words, the arithmetic unit 10 can determine whether or not the detected or determined driver state matches the current prevailing driving situation. If the arithmetic unit detects a significant deviation between the load condition and the driver's condition, it can be concluded that the driver has a health risk. For example, the driving situation can be normal, so that a normal load state or a normal stress level is determined.
  • the driver shows an increased Pulse, whereby a strained driver state is determined.
  • the tense driver state does not match the current driving situation, which concludes a restriction of the driver.
  • the driver's increased heart rate may be due to athletic activity or personal stress, which may affect the ability to drive a vehicle. It should be noted that a high load condition based on the
  • Driving situation can be determined and the driver is too relaxed, for example, because the driver is overtired or under the influence of drugs.
  • assessments can be made, for example, by evaluating the
  • Heart rate variability or cardiac rhythm variation e.g.
  • the arithmetic unit 10 may output the result 49 of this comparison to a warning device 50, which may be, for example, a lamp, an indication to the driver or an interface (for example to a server).
  • a warning device 50 may be, for example, a lamp, an indication to the driver or an interface (for example to a server).
  • Warning device 50 may alert the driver and / or a third party 55 based on the comparison.
  • the warning device 50 may change the color or intensity of a display or a display
  • Adjust the operating element of the vehicle project a message into the driver's display, inform an emergency medical service and / or reduce the speed of the vehicle or stop the vehicle.
  • FIG. 2 shows a flowchart for a method for determining the stress level of a driver.
  • the environmental data 25 is summarized in / in an environmental model 26.
  • the vehicle data 26 are combined to / in a vehicle model 36. From these two data 25, 35 and / or the models 26, 36, the current driving situation 12 can be determined or determined, this can be done with the help of a driving situation determination 11 on the computing unit happen. This is followed by an analysis 14 of the driving situation 12, which makes it possible to conclude a load condition 15 for a driver.
  • the driver data 45 are processed in a driver model 46, whereby a driver state 47 can be determined, for example by means of
  • Heart rate variability or cardiac rhythm variation By a comparison 48, the load state 15 and the driver state 47 can be compared with each other. Furthermore, the result 49 of this comparison can be output and made available, for example, to a warning device or another system of the vehicle.
  • Fig. 3 shows a vehicle 2 with a
  • the driver stress level analysis device 1 may reduce the speed of the vehicle 2 when the vehicle
  • step S1 environmental data is detected by an environment sensor.
  • step S2 the detection of the vehicle data by a
  • step S4 Vehicle sensor and in step S3, the detection of driver data by a driver sensor.
  • step S4 an actual driving situation is determined based on the surrounding data and the vehicle data.
  • step S5 an analysis of the driving situation and from this a conclusion or estimation of a load condition of the driver.
  • step S6 the current driver state based on the driver data is determined.
  • a comparison of the driver state and the load state takes place in step S7.
  • step S8 it is determined whether the driver's condition is within a tolerable range.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrerstresslevelanalysevorrichtung (1) für ein Fahrzeug (2). Die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung (1) weist eine Recheneinheit (10), einen Umfeldsensor (20) zur Erfassung von Umfelddaten (25), einen Fahrzeugsensor (30) zur Erfassung von Fahrzeugdaten (35) und einen Fahrersensor (40) zur Erfassung von Fahrerdaten (45) auf. Die Recheneinheit (10) ist dazu eingerichtet, basierend auf den Umfelddaten (25) und den Fahrzeugdaten (35) eine aktuelle Fahrsituation (12) des Fahrzeugs (2) zu bestimmen. Die Recheneinheit (10) ist ferner dazu eingerichtet, die Fahrsituation (12) zu analysieren und hierdurch auf einen Belastungszustand (15) eines Fahrers zu schließen. Des Weiteren ist die Recheneinheit (10) dazu eingerichtet, basierend auf den Fahrerdaten (45) einen aktuellen Fahrerzustand (47) zu bestimmen.Die Recheneinheit (10) ist dazu eingerichtet, den Belastungszustand (15) mit dem Fahrerzustand (47) zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich zu bestimmen, ob der Fahrerzustand (47) in einem tolerierbaren Bereich liegt oder ob der Fahrer unter gesundheitlichen Einschränkungen leidet.

Description

- Fahrerstresslevelanalysevorrichtung für ein Fahrzeug -
Die Erfindung betrifft eine Fahrerstresslevelanalysevorrichtung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer solchen
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung, ein Verfahren zum
Bestimmen des Stresslevels eines Fahrers, ein Programmelement und einem computerlesbaren Medium.
In modernen Fahrzeugen werden zunehmend Fahrerassistenzsysteme verbaut, um den Fahrer während des Fahrens zu unterstützen. Einige Fahrer führen jedoch ein Fahrzeug, ohne dafür in der Lage zu sein, was zu einem erhöhten Unfallrisiko führen kann. Befindet sich der Fahrer beispielsweise in einer emotional angespannten Lage oder ist übermüdet, kann er unter Umständen nicht seine volle Aufmerksamkeit auf den Verkehr und das Führen eines Fahrzeugs richten .
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Sicherheit im
Straßenverkehr zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst . Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen .
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung für ein Fahrzeug. Die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung weist eine Recheneinheit, einen Umfeldsensor zur Erfassung von Umfelddaten, einen
Fahrzeugsensor zur Erfassung von Fahrzeugdaten und einen Fahrersensor zur Erfassung von Fahrerdaten auf. Die
Recheneinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf den
Umfelddaten und den Fahrzeugdaten eine aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs zu bestimmen. Die Recheneinheit ist ferner dazu eingerichtet, die Fahrsituation zu analysieren und hierdurch auf einen Belastungszustand, auch als Stresslevel bezeichnet, eines Fahrers zu schließen bzw. zu schätzen. Des Weiteren ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf den Fahrerdaten einen aktuellen Fahrerzustand zu bestimmen. Auch ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, den Belastungszustand mit dem Fahrerzustand zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich zu bestimmen, ob der Fahrerzustand in einem tolerierbaren Bereich liegt .
Um festzustellen, ob ein Fahrerzustand innerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegt oder ob der Fahrer unter
gesundheitlichen Einschränkungen leidet, kann die Recheneinheit die aktuelle Fahrsituation analysieren und daraus auf den Belastungszustand des Fahrers schließen bzw. diesen abschätzen. Weicht dieser geschätzte Belastungszustand signifikant von dem bestimmten Fahrerzustand ab, passt die Verfassung des Fahrers nicht zu der aktuellen Fahrsituation und es kann auf den Gesundheitszustand des Fahrers geschlossen werden bzw. kann darauf geschlossen werden, dass der Fahrer zurzeit außerstande ist, das Fahrzeug zu führen. Hierbei kann der Fahrerzustand sowohl zu angespannt bzw. zu aggressiv oder zu entspannt bzw. zu ruhig sein. Der tolerierbare Bereich der Abweichung zwischen dem Fahrerzustand und dem Belastungszustand kann beispielsweise ±5, 10 oder 15% sein.
Hierfür kann die Steuereinheit zunächst die Fahrsituation aus den Umfelddaten und den Fahrzeugdaten bestimmen. Für die Erfassung der Umfelddaten kann wenigstens ein, aber insbesondere mehrere, Umfeldsensoren vorgesehen sein. Für die Erfassung der
Fahrzeugdaten kann wenigstens ein, aber insbesondere mehrere, Fahrzeugsensoren vorgesehen sein. Die Fahrsituation kann anschließend durch die Recheneinheit analysiert werden, beispielsweise hinsichtlich Komplexität und/oder Kritikalität , um auf einen Belastungszustand bzw. einen Stresslevel des Fahrers zu schließen bzw. diesen zu schätzen. Bei der Analyse der Fahrsituation bzw. bei dem Schließen auf den Belastungszustand kann eine fahrerindividuelle Korrelation berücksichtigt werden, da jeder Fahrer anders auf eine bestimmte Fahrsituation reagiert bzw. andere Belastungen und/oder einen anderen Stresslevel zeigt. Ferner kann die Recheneinheit, basierend auf Fahrerdaten wie Puls, Blutdruck, Atemfrequenz und/oder Hautwiderstand, den Fahrerzustand bestimmen, also wie der aktuelle
Gesundheitszustand ist bzw. die aktuelle Verfassung des Fahrers ist. Hierbei kann die Herzratenvariabilität oder
Herzrhythmusvariation als Indikator des Stresslevels des Fahrers dienen. Die Erfassung der Fahrerdaten kann durch wenigstens einen, insbesondere mehrere, Fahrersensoren erfolgen. Dieser bestimmte Fahrerzustand kann durch die Recheneinheit mit dem geschätzten Belastungszustand des Fahrers verglichen werden. Die Abweichung dieser beiden Größen kann Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand des Fahrers zulassen und ob dieser in der Lage ist, derzeit das Fahrzeug zu führen. Mit anderen Worten kann die Reaktion eines Fahrers auf eine bestimmte Fahrsituation mit einem Erwartungswert (Belastungszustand bzw . Stresslevel) verglichen werden. Ist der Fahrerzustand niedriger bzw. entspannter als der Belastungszustand kann dies auf eine Übermüdung oder eine Beeinträchtigung durch Medikamente hindeuten. Ist der
Fahrerzustand höher bzw. angespannter als der Belastungszustand, kann dies auf eine emotionale Belastung oder eine Erkrankung des Fahrers hindeuten. In beiden Fällen kann das Führen eines Fahrzeugs beeinträchtigt sein, sodass eine Warnung bzw. ein Hinweis an den Fahrer oder einen Dritten erfolgen kann.
Es sei angemerkt, dass die Recheneinheit durch den Vergleich auf einen aktuellen Gesundheitszustand des Fahrers schließen kann. Insbesondere, wenn die Abweichung zwischen dem Belastungszustand und dem Fahrerzustand einen gewissen Grenzwert, z.B. ±5, 10 oder 15% übersteigt, deutet dies auf eine gesundheitliche
Beeinträchtigung des Fahrers hin.
Es sei angemerkt, dass die Recheneinheit ein Steuergerät eines Fahrzeugs sein kann, oder ein CPU mit einem Speicher und einer Datenverarbeitungseinrichtung .
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf dem Belastungszustand und/oder dem Fahrerzustand bzw. dem Gesundheitszustand eine Anzeige oder ein Bedienelement des Fahrzeugs anzupassen.
Mit anderen Worten können die Anzeigen, wie das Display, oder die Bedienelemente, wie Knöpfe, Tasten und Drücker, an den
Fahrerzustand oder den Belastungszustand angepasst werden. Beispielsweise kann bei einem zu aggressiven oder einem zu angespannten Fahrerzustand die Farbe und/oder die Intensität der Anzeige geändert werden, sodass dies eine beruhigende Wirkung auf den Fahrer hat. Z.B. kann die Anzeige gedimmt werden und die Farbe auf einen Blauton angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei einem zu zurückhaltenden oder einem zu entspannten Fahrerzustand die Anzeige oder die Bedienelemente derart geändert werden, dass diese anregend auf den Fahrer wirken, beispielsweise intensiv und rot.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Umfeldsensor ein Radarsensor, ein Lidarsensor, eine Kamera, ein Ultraschallsensor und/oder eine Kombination hieraus .
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Fahrzeugsensor dazu eingerichtet, wenigstens eine
Geschwindigkeit, eine Drehrate, eine Position, einen Lenkwinkel, eine Gaspedalstellung, eine Bremspedalstellung, ein Lenkverhalten und/oder eine Kombination hieraus des Fahrzeugs zu erfassen .
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Fahrersensor dazu eingerichtet, wenigstens einen Puls, eine Atemfrequenz, einen Blutdruck, einen Hirnstrom, einen
Hautwiderstand, eine SauerstoffSättigung, ein Fahrerbild und/oder eine Kombination hieraus des Fahrers zu erfassen.
Es sei angemerkt, dass die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung eine Vielzahl an verschiedenen Sensoren aufweisen kann.
Beispielsweise kann die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung einen Lidarsensor, einen Geschwindigkeitssensor, einen
Drehratensensor, einen Pulsmesser und eine Kamera aufweisen, sodass stets Umfelddaten, Fahrzeugdaten und Fahrerdaten erfasst und analysiert werden können. Ferner können bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoren zur Erfassung von Daten genutzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, die aktuelle Fahrsituation hinsichtlich Komplexität und/oder Kritikalität zu analysieren und hierdurch auf den Belastungszustand des Fahrers zu schließen.
Die aktuelle Fahrsituation kann hinsichtlich ihrer Komplexität und/oder Kritikalität analysiert werden, um daraus auf den Belastungszustand bzw . das Stresslevel des Fahrers zu schließen bzw. dieses abzuschätzen. Unter Komplexität kann die Anzahl an weiteren Fahrzeugen oder Verkehrsteilnehmern, die Anzahl an Verkehrsschildern, die Anzahl der Fahrspuren und/oder die Straßenführung verstanden werden. Mit anderen Worten, je mehr Verkehr und je unübersichtlicher die Fahrsituation ist, desto komplexer ist die Fahrsituation für den Fahrer. Die Kritikalität kann von der eigenen Geschwindigkeit, dem Wetter, dem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, den Sichtverhältnissen und/oder dem Fahrmanöver abhängen, insbesondere kann auch die Zeit in welcher eine Reaktion erfolgen muss in der Kritikalität der Fahrsituation berücksichtigt werden. Mit anderen Worten, je komplexer oder kritischer eine bestimmt Fahrsituation ist, desto höher wird der Belastungszustand auf den Fahrer bzw. das Stresslevel des Fahrers eingeschätzt. Bei einer Überlandfahrt mit mäßigem Verkehr und schönem Wetter wird der Belastungszustand bzw. das Stresslevel des Fahrers geringer geschätzt als bei einer Stadtfahrt an einer überfüllten Kreuzung bei Dämmerung und Regen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, die aktuelle Fahrsituation mit Hilfe einer fahrerindividuellen Korrelation zu analysieren, wobei die fahrerindividuelle Korrelation mittels zeitlich vorhergehenden Messungen bestimmt wurde.
Neben der Komplexität und der Kritikalität der Fahrsituation (objektiv) kann bei der Analyse der Fahrsituation eine fahrerindividuelle Korrelation miteinbezogen werden, da jeder Fahrer auf eine bestimmte Fahrsituation anders reagiert
(subjektiv). Beispielsweise, fühlen sich einige Fahrer in der Dämmerung oder Dunkelheit sehr unwohl, was zu einer höheren Belastung oder Stress führen kann und andere Fahrer lassen sich durch Dämmerung oder Dunkelheit nicht nennenswert beeinflussen. Auch fühlen sich einige Fahrer beim Fahren auf der Autobahn oder der Stadt unwohl. Diese fahrerindividuellen Eigenschaften können in der Bestimmung oder der Schätzung des Belastungszustandes des Fahrers berücksichtigt werden. Insbesondere kann diese fahrerindividuelle Korrelation über vorhergehende Messungen und deren Abgleich, im Laufe der Zeit, bestimmt werden. Mit anderen Worten kann die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung mit der Zeit das Verhalten des Fahrers auf bestimmte Fahrsituationen erfassen und dementsprechend lernen, und diese anschließend bei dem Schließen auf den Belastungszustand bzw. bei dessen Schätzung berücksichtigen .
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung ferner eine
Warneinrichtung auf. Die Warneinrichtung ist dazu eingerichtet, basierend auf dem Fahrerzustand und/oder Gesundheitszustand des Fahrers eine Warnung auszugeben.
Die Warneinrichtung kann beispielsweise eine Lampe oder Leuchte in dem Fahrzeug sein, welchen dem Fahrer signalisiert, dass dieser eine Pause einlegen sollte. Ferner kann die
Warneinrichtung auch direkt eine Nachricht über das Display an den Fahrer senden, dass dieser die Fahrt zurzeit nicht weiterführen sollte, da er nicht in der Lage ist ein Fahrzeug zu führen. Alternativ oder zusätzlich kann die Warneinrichtung auch über eine Schnittstelle, wie beispielsweise ein
Kommunikationsmodul, verfügen und einen Rettungsdienst informieren oder die Polizei rufen, wenn durch die
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung eine gesundheitliche Einschränkung des Fahrers festgestellt wird. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Warneinrichtung auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzieren oder das Fahrzeug zum Stehen bringen, wenn der Fahrer selbst zu Führen des Fahrzeugs nicht mehr in der Lage ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer vorhergehend und nachfolgend beschriebenen
FahrerstresslevelanalyseVorrichtung .
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein
Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse des Stresslevels eines Fahrers. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- Erfassen von Umfelddaten mittels einem Umfeldsensor;
- Erfassen von Fahrzeugdaten mittels einem Fahrzeugsensor;
- Erfassen von Fahrerdaten mittels einem Fahrersensor;
- Bestimmen einer aktuellen Fahrsituation basierend auf den Umfelddaten und Fahrzeugdaten;
- Analysieren der Fahrsituation und hierdurch schließen auf einen aktuellen Belastungszustand des Fahrers;
- Bestimmen eines aktuellen Fahrerzustandes basierend auf den Fahrerdaten;
- Vergleichen des Fahrerzustandes mit dem
Belastungszustand; und
- Bestimmen, ob der Fahrerzustand innerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegt.
Es sei angemerkt, dass die Schritte des Verfahrens auch in einer anderen Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden können. Ferner kann zwischen einzelnen Schritten auch eine längere Zeitspanne liegen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit einer
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung ausgeführt werden, die Recheneinheit anleitet, das vorhergehend und nachfolgend beschriebene Verfahren durchzuführen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einer Recheneinheit einer
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung, die Recheneinheit anleitet, das vorhergehend und nachfolgend beschriebene Verfahren durchzuführen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Figuren.
Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sind in der nachfolgenden Beschreibung der Figuren gleiche Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
Fig. 1 zeigt eine Fahrerstresslevelanalysevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung des Stresslevels eines Fahrers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung .
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug mit einer
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung des Stresslevels eines Fahrers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung .
Fig. 1 zeigt eine Fahrerstresslevelanalysevorrichtung 1. Die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung 1 weist wenigstens einen Umfeldsensor 20, wenigstens einen Fahrzeugsensor 30, wenigstens einen Fahrersensor 40, eine Recheneinheit 10 und eine
Warneinrichtung 50 auf. Der Umfeldsensor 20 ist dazu
eingerichtet, Umfelddaten um ein Fahrzeug herum zu erfassen. Hierzu kann der Umfeldsensor 20 beispielsweise ein Lidar-, ein Radar-, ein Ultraschallsensor, eine Kamera oder eine Kombination aus den Letzt genannten sein. Ferner sei angemerkt, dass insbesondere mehrere Umfeldsensoren 20 vorhanden sein können. Der Fahrzeugsensor 30 ist dazu eingerichtet, Fahrzeugdaten 35 eines Fahrzeugs zu erfassen, welche insbesondere eine
Geschwindigkeit, eine Drehrate, eine Position, einen Lenkwinkel, eine Gaspendalstellung, eine Bremspedalstellung, ein
Lenkverhalten des Fahrzeugs oder eine Kombination hieraus sind. Des Weiteren können insbesondere mehrere Fahrzeugsensoren 30 zur Erfassung von Fahrzeugdaten 35 vorhanden sein. Der Fahrersensor 40 ist dazu eingerichtet, Fahrerdaten 45 zu erfassen,
insbesondere einen Puls, einen Blutdruck, eine Atemfrequenz, einen Hirnstrom, einen Hautwiderstand, eine
SauerstoffSättigung, ein Bild des Fahrers oder eine Kombination hieraus. Insbesondere weist die
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung 1 mehrere Fahrersensoren 40 auf. Die Recheneinheit 10 ist dazu eingerichtet ein Umfeldmodell, basierend auf den Umfelddaten 25 und ein Fahrzeugmodell, basierend auf den Fahrzeugdaten 35 zu erzeugen. Des Weiteren ist die Recheneinheit 10 dazu eingerichtet, eine Fahrsituation zu bestimmen, wobei diese Fahrsituation auf den Umfelddaten und den Fahrzeugdaten basiert. Beispielsweise kann die Recheneinheit 10 erkennen, dass sich viele andere Fahrzeuge in unmittelbarer Nähe befinden und die eigene Geschwindigkeit relativ gering ist. Somit kann die Recheneinheit einen Stau oder ein Warten vor einer Ampel erkennen. Ferner ist die Recheneinheit 10 dazu eingerichtet, die Fahrsituation zu analysieren und daraus einen Belastungszustand oder ein Stresslevel für den Fahrer zu bestimmen. Beispielsweise kann bekannt sein, dass der Belastungszustand für den Fahrer in einer Stausituation höher ist als bei einer Fahrt über eine leere Straße. Mit anderen Worten kann die Recheneinheit 10 den Belastungszustand eines Fahrers bestimmen oder schätzen, basierend auf der aktuellen Fahrsituation. Bei der Analyse der Fahrsituation durch die Recheneinheit kann insbesondere die Komplexität und die Kritikalität der Fahrsituation in die Analyse eingehen. Hierbei kann die Komplexität maßgeblich von den anderen Verkehrsteilnehmern, den Verkehrsschildern, der Anzahl an Fahrspuren, dem Wetter und/oder der Straßenführung abhängen. Die Kritikalität kann von der eigenen Geschwindigkeit, dem Wetter, dem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, den Sichtverhältnissen und/oder dem Fahrmanöver abhängen. Ferner kann bei der Analyse der Fahrsituation eine fahrerindividuelle Korrelation
miteinbezogen werden, da jeder Fahrer auf eine bestimmte Fahrsituation etwas anders reagiert. Beispielsweise, fühlen sich einige Fahrer in der Dämmerung oder Dunkelheit sehr unwohl, was zu einer höheren Belastung bzw. Stress führen kann und andere Fahrer werden durch Dämmerung oder Dunkelheit nicht nennenswert beeinflusst. Auch fühlen sich einige Fahrer beim Fahren auf der Autobahn oder der Stadt unwohl. Diese fahrerindividuellen Eigenschaften können in der Bestimmung oder der Schätzung des Belastungszustandes des Fahrers berücksichtigt werden.
Insbesondere kann die fahrerindividuelle Korrelation über vorhergehende Messungen und deren Analyse, im Laufe der Zeit, bestimmt werden. Die Recheneinheit 10 ist ferner dazu
eingerichtet, basierend auf den Fahrerdaten 45 des Fahrersensors 40, den aktuellen Fahrerzustand zu bestimmen. Des Weiteren kann die Recheneinheit 10 den bestimmten Fahrerzustand mit dem bestimmten bzw. geschätzten Belastungszustand vergleichen. Basierend auf diesem Vergleich kann die Recheneinheit 10 bestimmen, ob sich der Fahrerzustand in einem tolerierbaren Bereich, beispielsweise ±5, 10 oder 15%, befindet bzw. ob der Gesundheitszustand des Fahrers gut ist. Mit anderen Worten, kann die Recheneinheit 10 feststellen, ob der erfassten bzw. bestimmte Fahrerzustand zu der aktuellen vorherrschenden Fahrsituation passt oder nicht. Stellt die Recheneinheit eine signifikante Abweichung zwischen dem Belastungszustand und dem Fahrerzustand fest, kann auf eine gesundheitliche Einschränkung des Fahrers geschlossen werden. Beispielsweise kann die Fahrsituation normal sein, sodass ein normaler Belastungszustand oder ein normales Stresslevel bestimmt wird. Jedoch zeigt der Fahrer einen erhöhten Puls, wodurch ein angespannter Fahrerzustand bestimmt wird. Der angespannte Fahrerzustand passt jedoch nicht zu der aktuellen Fahrsituation, wodurch auf eine Einschränkung des Fahrers geschlossen wird. Beispielsweise kann der erhöhte Puls des Fahrers von einer sportlichen Aktivität oder durch persönlichen Stress hervorgerufen werden, wodurch die Fähigkeit des Führens eines Fahrzeugs beeinträchtigt werden kann. Es sei angemerkt, dass auch ein hoher Belastungszustand basierend auf der
Fahrsituation bestimmt werden kann und der Fahrerzustand zu entspannt ist, beispielsweise da der Fahrer übermüdet ist oder unter Einfluss von Medikamenten steht. Diese Einschätzungen können beispielsweise durch Auswertung der
Herzratenvariabilität oder Herzrhythmusvariation, z.B.
basierend auf dem Puls des Fahrers, gewonnen werden. Auch hier ist die Fähigkeit des Fahrers zum Führen des Fahrzeugs beeinträchtigt. Die Recheneinheit 10 kann das Ergebnis 49 dieses Vergleichs an eine Warneinrichtung 50 ausgeben, welche beispielsweise eine Lampe, ein Hinweis an den Fahrer oder eine Schnittstelle (bspw. zu einem Server) sein kann. Die
Warneinrichtung 50 kann, basierend auf dem Vergleich, den Fahrer und/oder einen Dritten warnen 55. Z.B. kann die Warneinrichtung 50 die Farbe oder Intensität einer Anzeige oder einem
Bedienelement des Fahrzeugs anpassen, ein Hinweis in das Display des Fahrers projizieren, einen Rettungsdienst informieren und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzieren bzw. das Fahrzeug anhalten.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung des Stresslevels eines Fahrers. Die Umweltdaten 25 werden zu/in einem Umweltmodell 26 zusammengefasst. Die Fahrzeugdaten 26 werden zu/in einem Fahrzeugmodell 36 zusammengefasst. Aus diesen beiden Daten 25, 35 und/oder der Modelle 26, 36 kann die aktuelle Fahrsituation 12 bestimmt bzw. ermittelt werden, dies kann mit Hilfe einer Fahrsituationsbestimmung 11 auf der Recheneinheit geschehen. Anschließend folgt eine Analyse 14 der Fahrsituation 12, wodurch auf einen Belastungszustand 15 für einen Fahrer geschlossen werden kann. Ferner werden die Fahrerdaten 45 in einem Fahrermodell 46 verarbeitet, wodurch ein Fahrerzustand 47 bestimmt werden kann, beispielsweise mittels
Herzratenvariabilität oder Herzrhythmusvariation. Durch einen Vergleich 48 kann der Belastungszustand 15 und der fahrerzustand 47 miteinander verglichen werden. Des Weiteren kann das Ergebnis 49 dieses Vergleichs ausgegeben werden und beispielsweise einer Warneinrichtung oder einem anderen System des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden.
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug 2 mit einer
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung 1. Die
Fahrerstresslevelanalysevorrichtung 1 kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 reduzieren, wenn der
Fahrerzustand außerhalb des tolerierbaren Bereichs liegt.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung des Stresslevels eines Fahrers. In einem Schritt S1 werden Umfelddaten durch einen Umfeldsensor erfasst. In Schritt S2 erfolgt die Erfassung der Fahrzeugdaten durch einen
Fahrzeugsensor und in Schritt S3 erfolgt die Erfassung von Fahrerdaten durch einen Fahrersensor. In Schritt S4 wird eine aktuelle Fahrsituation basierend auf den Umfelddaten und den Fahrzeugdaten bestimmt. Daraufhin folgt in Schritt S5 eine Analyse der Fahrsituation und daraus ein Schließen bzw. Schätzen auf einen Belastungszustand des Fahrers. In Schritt S6 wird der aktuelle Fahrerzustand, basierend auf den Fahrerdaten, bestimmt. Ein Vergleich des Fahrerzustandes und des Belastungszustandes erfolgt in Schritt S7. Abschließend wird in Schritt S8 bestimmt, ob der Fahrerzustand innerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegt .

Claims

Ansprüche :
1. Fahrerstresslevelanalysevorrichtung (1) für ein
Fahrzeug (2), aufweisend:
- eine Recheneinheit (10);
- einen Umfeldsensor (20) zur Erfassung von
Umfelddaten (25) ;
- einen Fahrzeugsensor (30) zur Erfassung von
Fahrzeugdaten (35) ; und
- einen Fahrersensor (40) zur Erfassung von
Fahrerdaten (45) ,
wobei die Recheneinheit (10) dazu eingerichtet ist, basierend auf den Umfelddaten (25) und den Fahrzeugdaten (35) eine aktuelle Fahrsituation (12) des Fahrzeugs (2) zu bestimmen, wobei die Recheneinheit (10) ferner dazu eingerichtet ist, die Fahrsituation (12) zu analysieren und hierdurch auf einen Belastungszustand (15) eines Fahrers zu schließen,
wobei die Recheneinheit (10) dazu eingerichtet ist, basierend auf den Fahrerdaten (45) einen aktuellen
Fahrerzustand (47) zu bestimmen,
wobei die Recheneinheit (10) dazu eingerichtet ist, den Belastungszustand (15) mit dem Fahrerzustand (47) zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich zu bestimmen, ob der
Fahrerzustand (47) in einem tolerierbaren Bereich liegt oder ob der Fahrer unter gesundheitlichen Einschränkungen leidet.
2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die
Recheneinheit (10) dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Belastungszustand (15) und/oder dem Fahrerzustand (47) eine Anzeige oder ein Bedienelement des Fahrzeugs (2) anzupassen.
3. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der
Umfeldsensor (20) ein Radarsensor, ein Lidarsensor, eine Kamera, ein Ultraschallsensor und/oder eine Kombination hieraus ist.
4. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrzeugsensor (30) dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Geschwindigkeit, eine Drehrate, eine Position, einen Lenkwinkel, eine Gaspedalstellung, eine Bremspedalstellung, ein Lenkverhalten und/oder eine Kombination hieraus des
Fahrzeugs (2) zu erfassen.
5. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrersensor (40) dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Puls, einen Blutdruck, eine Atemfrequenz, einen Hirnstrom, einen Hautwiderstand, eine SauerstoffSättigung, ein Fahrerbild und/oder eine Kombination hieraus des Fahrers zu erfassen.
6. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Recheneinheit (10) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Fahrsituation (12) hinsichtlich Komplexität und/oder
Kritikalität zu analysieren und hierdurch auf den
Belastungszustand (15) des Fahrers zu schließen.
7. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Recheneinheit (10) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Fahrsituation (12) mit Hilfe einer fahrerindividuellen
Korrelation zu analysieren,
wobei die fahrerindividuelle Korrelation mittels zeitlich vorhergehenden Messungen bestimmt wurde.
8. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner eine Warneinrichtung (50) aufweisend, welche dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Fahrerzustand eine
Warnung (55) auszugeben.
9. Fahrzeug (2) mit einer
Fahrergesundheitserkennungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verfahren zur Analyse des Stresslevels eines Fahrers, folgende Schritte aufweisend:
-Erfassen (Sl) von Umfelddaten mittels einem Umfeldsensor;
- Erfassen (S2) von Fahrzeugdaten mittels einem
Fahrzeugsensor;
- Erfassen (S3) von Fahrerdaten mittels einem Fahrersensor;
- Bestimmen (S4) einer aktuellen Fahrsituation basierend auf den Umfelddaten und Fahrzeugdaten;
- Analysieren (S5) der Fahrsituation und hierdurch schließen auf einen aktuellen Belastungszustand des Fahrers;
- Bestimmen (S6) eines aktuellen Fahrerzustandes basierend auf den Fahrerdaten;
- Vergleichen (Sl) des Fahrerzustandes mit dem
Belastungs zustand;
- Bestimmen (S8) , ob der Fahrerzustand innerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegt oder ob der Fahrer unter
gesundheitlichen Einschränkungen leidet.
11. Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit (10) einer Fahrerstresslevelanalysevorrichtung (1) ausgeführt wird, die Fahrerstresslevelanalysevorrichtung (1) anleitet, das Verfahren gemäß Anspruch 10 durchzuführen.
12. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gemäß Anspruch 11 gespeichert ist.
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